涼味劑

涼味劑，是所有能產生清涼效果且藥性不強的化學物質的總稱。（冰片等物質也有清涼感，但由於其有較強的藥性，不屬於涼味劑。）
最常見的涼味劑是薄荷醇（尤其是左鏇薄荷醇），但由於其濃烈的氣味以及對皮膚、黏膜組織和眼的強烈刺激性，故不宜大量使用。因此，不少科學家都合成、提取了新一代的涼味劑。
以下是關於這些涼味劑的文章。（圖片略）
比薄荷醇還要涼
Cooler than menthol
　
作者：John C. Leffingwell, Ph.D.
譯自：www.leffingwell.com
不用薄荷醇也能致涼
　
最近三十年以來，有許多種涼味劑被合成出來，並能使人體生理上產涼意。
　
1970年在Roy Randolph的領導下，Wilkinson Sword Ltd對這個課科展開了廣泛的研究。在這個期間Hugh R. Watson和他的合作者合成出了近1200種有涼味活性的化合物。這類化合物最有趣的地方是它能使人產生涼的的感覺，便不會象含薄荷醇的剃鬚泡那樣由於其薄荷和揮發的副作用而對眼睛產生刺激。
　
在他們合成的這些分子中，有二個被成功的商業化了，WS-3(N-乙基-對薄荷基-3-甲醯胺)和WS-23(2-異丙基-N,2,3-三甲基丁醯胺)。
就WS-3而言，供應商(如奇華頓和千禧年等)沒有指明分子的各異構組份的純度(如薄荷醇，它有四種異構體和八種光學異構體)。Watson指出，最好選取那些有平衡結構的分子，如在WS-3中1R,3R,4S-WS-3異構體在涼感方面是最好的，但我們對其各光學異構體及相對映的涼味感質了解不多。而WS-23(千禧年生產)由於沒有手性中心，所以只有一種結構。
　
千禧年把WS-23描述為幾近無色的粉末，具感極高的涼味活性，而沒有灼燒、麻木和刺激等副作用。主要用於如醫藥、口腔護理、糖果中的制涼劑。
　
千禧年把WS-3描述為幾近無色的白色晶體，主要用於如醫藥、口腔護理、糖果中的制涼劑。而奇華頓指出，與薄荷油混合使用效果會更好。它能產生更具衝擊的、清新的，持久的香氣，它的口感閥值為200ppb(用樹脂浸漬紙條放入口中測得)。Mosciano形容當香氣達到10%時“幾近無味，有輕微的酒精味及涼味”。當以濃度10-100ppb品嘗時，“對三叉神經有強烈而長時間的刺激。涼味感覺慢慢得穩定得增強，最後直到滿嘴都是清涼的感覺，並伴有輕微的樟腦和薄荷的味道。”
　
除此之外，其它還有SYMRISE的薄荷酮甘油縮醛，它的商名品叫FRESCOLAT MgA，存在消鏇和左鏇二種規格，都列在FEMA GRAS中。不過市售的產品以左鏇為主。該公司另一款產品叫FRESCOLAT ML，即(-)-乳酸薄荷酯，有輕微的薄荷香氣，嘗起來幾乎沒有味道，但伴有持久的，令人愉快的清涼效果。
(-)-薄荷氧基-1,2丙二醇，高砂的商品名為涼味劑10(coolant agent 10)，是另外一種市售的涼味劑。高砂報導它的閥值是1ppm，是薄荷醇20%-100%，100ppm的溶液能在口中維護約20-25分鐘，是薄荷醇的二倍，普遍接受薄荷醇的強度是涼味劑的20-25%，也有人說在凡士林藥膏中，涼味劑的涼氣強度是薄荷醇的2-2.5倍。就其異構體而言，2S的強度比2R大2-3倍，比消鏇的異構體強1.5-2倍。
COOLANT AGENT 10 (2R) COOLANT AGENT 10 (2S)
　
還有一個相關產品，3-(1-甲氧基)-2-甲基-1,2-丙二醇，也列於FEMA GRAS名單中，
　
雖然在文獻中也載有關於異胡椒薄荷醇(isopulegol)的制涼效果，它還伴有薄荷、藥草、苦甜滋味。高砂的Takeshi Yamamoto最近發現高光學異構純度的(-)-異胡椒薄荷醇99.7%具有清新的、愉快的、清涼的橘桔類的香氣。現在異胡椒薄荷醇、甲氧基丙二醇、乳酸薄荷酯的混合物作為專利產品出售給化妝品產業。異胡椒薄荷醇在高砂的商品名是IsopulegolCoolact P，其化學名稱為順式及反式對-薄荷基-3,8-二醇
最近，高砂把順式及反式對-薄荷基-3,8-二醇作為涼味劑申請了專利。
雖然還有很多其它化合物(2,3-二羥基孟烷，3,3,5-三甲基環己酮甘油縮酮)在文獻中也有報導具有制涼效果。但這兒不得不提的是一些市售的本身沒有涼味或香氣的產品，如QUESTICE(吡咯烷酮羧酸甲酯)，這個產品經過酶水解後會變成薄荷醇。
2002年3月，芬美意申請並發布了一系列涼味劑的專利如3,6-惡烷庚酸(1R,3R,4S)-3-薄荷酯，甲氧基乙酸(1R,2S,5R)薄荷酯，3,6,9-三氧雜癸酸-(1R,2S,5R)-3-薄荷酯，(2-羥基乙氧基)乙酸-(1R,2S,5R)-3-薄荷酯及11-羥基-3,6,9-三氧雜十一烷酸-(1R,2S, 5R)-薄荷酯。
　
2001年芬美意把Cubebol申請專利作為涼味及清新劑。
　
一些專利產品經常混合使用，用於食用香精、香水、化妝品及口腔護理用品中。
　
涼味劑用作驅蟲
　
最近有報導說，一些涼味劑具有驅蟲的效果。奇華頓的Gautschi & Blondeau發現WS-3及其N-位的替代化合物的驅蟲效果比DEET(二乙基-m-甲苯醯胺)要好。
　
同樣，最近發現對薄荷基-3,8-二醇也有驅蟲效果。Quwenling一個非常有名的以桉葉素為基礎製作的驅蟲產品，其中包含了對薄荷基-3,8-二醇(PMD)、異胡椒薄荷醇、香草醇。在中國Quwenling很大程度上替代了鄰苯二甲酸二乙酯在驅蟲劑中的用途。最近有家叫Chemian Technology ltd的公司出產一款叫Citrepel的天然PMD驅蟲水。
Questice(Watkins,美國專利號 6,451,844, 2002-9-17)也被專利註冊為驅蟲新產品，Kalbe and Nentwig在專利(德國專利號19840321)中描述了薄荷酮甘油縮酮和乳酸薄荷酯的驅蟲效果。Watkins還對比了Questic和其它一些產品的驅蟲效果。
比薄荷醇更涼？
　
2001年11月，德國的Hoffmann及其合作者發表他們在天然麥芽中找到比薄荷強很多倍的化合物。他們說其中活性最大的4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮，屬於環甲位烯胺酮類家族，它的薄荷味在口中的強度是薄荷醇的35倍，在皮膚上的強度是薄荷醇的512倍。而且持續時間是薄荷醇的二倍。其中活性最大的幾個化合物如下所示：
無味 輕微的薄荷樣氣味 無味
閥值1.5-3.0 ppm 閥值2.0-4.0 ppm 閥值0.02-0.06 ppm
5-甲基-4-(1-吡咯烷基)-3-[2H]-呋喃酮 4,5-二甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮 4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮
　
此項研究受到了很大關注。有些人評論說“我們發現了世界上沒有薄荷味的最強烈的涼味劑，”
　
然而在2003年12月4日的食用香精化學品協會的會議上有人說4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮在實際使用中的效果遠沒有期望的怎么好，從此大家對它的興趣就減弱了。
不過，從理論閥值來衡量實際使用中的效果往往有偏差。同一會上，千禧年的Mark Erman 給出了關於大量合成涼味劑的強度數據。
一些涼味劑的名稱：　
(+)-Neoisomenthol (+)-新異薄荷醇
(-)-Neomenthol (-)-新薄荷醇
(-)-Isomenthol (-)-異薄荷醇
p-Menthane-3,8-diol 對-薄荷基-3,8-二醇
(+)-Isomenthol (+)-異薄荷醇
(-)-Neoisomenthol (-)-新異薄荷醇
(2R)-3-(1-menthoxy)propane-1,2-diol (2R)-3-(1-甲氧基)丙-1,2-二醇
(2RS)-3-(1-menthoxy)propane-1,2-diol (2RS)-3-(1-甲氧基)丙-1,2-二醇
WS-30 對-薄荷基-3-羥酸-1-甘油酯
WS-4 對-薄荷基-3-羥酸-1-乙烯基甘油酯
Coolact P (-)-isopulegol (-)-異胡椒薄荷醇
(+)-Menthol (+)-薄荷醇
(+)-Neomenthol (+)-新薄荷醇
(2S)-3-(1-menthoxy)propane-1,2-diol (2S)-3-(1-薄荷氧基)丙-1,2-二醇
Frescolat MGA 薄荷酮甘油縮酮
Frescolat ML 乳酸薄荷酯
WS-14 N-叔丁基-對薄荷基-3-羧醯胺
WS-23 2-異丙基-N,2,3-三甲基丁醯胺
(-)-Menthol (-)-薄荷醇
WS-12 N-(4-甲氧基苯基)-對薄荷基-3-羧醯胺
WS-3 N-乙基-對薄荷基-3-羧醯胺
WS-5 乙酸(N-乙基-對薄荷基-3-羧醯胺)乙酯
　
來自薄荷醇等物質的生理涼味感覺
　
薄荷醇及相關的涼味化合物能對人體的溫度感測器產生作用，使通過冷感測器給人涼的感覺。同樣，這些產品也能給人產品一種熱或刺痛的感覺。如果濃度如夠高，薄荷醇和胡椒素一樣能使人產生熱的感覺，在這種情況，它又能刺激人的神經感到熱，同樣也能感到涼。最近(2001年)，布加勒斯特的Gordon Reid及Maria-Luiza Flonta發現，在老鼠的一小部分感覺神經元有些內在的離子能被適度的涼感所激活。這些現象存在於冷感測器中，比如用薄荷醇刺激、轉換到持續的低溫，這些都是由鈣離子調節，對產生冷感這種現象很重要。早期的模型指出，薄荷醇刺激冷感測器並堵塞了鈣離子的電壓通道，導致細胞內的鈣離子減少，並抑制了依靠鈣離子的鉀離子通道。Reid卻表示，是薄荷醇等刺激了鈣離子的入口，並使冷感神經元細胞內的鈣離子的濃度大大增加。所以薄荷醇的致冷作用可以簡單的表述為激活了冷感測器中的鈣離子電流。
　
在2002年3月的自然雜誌上，McKemy, Neuhausser & Julius 描述及克隆了位於三叉神經元的薄荷醇感測器，由對涼至冷範圍的刺激作出反應。這個涼和薄荷的感測器CMR1是屬於TRP興奮神經通道的一員。它的作用就是人體感觀系統中的傳導器。這個發現就和他們以前對於熱感測器VR1及VRL-1的發現一樣，展示了TRP神經通道是如何運作感知一定范偉內溫度的，以及哺乳動物的周邊神經系統是如何感知溫度刺激的。
　
在同一期雜誌上Charles Zucker解釋了涼感離子通道能幫助解開神經系統是加密解密溫度信息的問題的。
　
相似的，Andrea Peier描述及克隆了TRPM8，一個涼感測器，能對冷及一些涼味劑作出反應。
　
200年3月，Viana及他的合作者的研究表明，冷感測器不是一組特定的傳導組織，而是感官神經元組織的一部分分支的混合離子通道。
最新--2004年2月，Behrendt發表了他的研究成果，表述了冷-薄荷感測器TRPM8對70薄荷及相類似化合物的反應情況。這些檢測利用了FLIPR(瑩光碟圖讀數器)來讀取含量。其中有十個物質有肌肉收縮反應(芳樟醇,香葉醇,羥基香草醛, WS-3, WS-23, FrescolatMGA, FrescolatML, PMD38, CoolactP and 涼味劑10)各種產品的力量及比值讀數如下圖所示。除了極少的例外，圖中所表達的含意如上文所載圖表相吻合。這項研究給了涼味化合物另外一種衡量方法。