Acido vanillico

L'acido vanillico con nome sistematico acido 4-idrossi-3-metossibenzoico, è un acido fenolico presente in natura.

Acido vanillico
Nome IUPAC
Acido 4-idrossi-3-metossibenzoico
Nomi alternativi
Vanillato, acido 4-idrossi-m-anisico
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C8H8O4
Massa molecolare (u)	168,148
Aspetto	Polvere o cristalli aghiformi con un colore tra il bianco e il giallo chiaro
Numero CAS	121-34-6
Numero EINECS	204-466-8
PubChem	8468
SMILES	COC1=C(C=CC(=C1)C(=O)O)O
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua	1,5g/l a 14 °C
Temperatura di fusione	210-213 °C
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	315 - 319 - 335
Consigli P	261 - 264 - 271 - 280 - 302+352 - 304+340 - 305+351+338 - 312 - 321 - 332+313 - 337+313 - 362 - 403+233 - 405 [1]

La struttura è costituita da quella dell'acido 4-idrossibenzoico, cioè da un anello benzenico con un gruppo carbossilico ${\displaystyle {\ce {(-COOH)}}}$ e un gruppo idrossilico ${\displaystyle {\ce {(-OH)}}}$ come sostituente in posizione 4 dell'anello benzenico, con un gruppo metossile ${\displaystyle {\ce {(-OCH3)}}}$ sostituente in posizione 3. È un solido cristallino bianco poco solubile in acqua.

È classificato con numero 959 dal JECFA^[2] come aroma e fragranza e produce un caratteristico sapore e odore gradevole e cremoso.^[3] Il suo utilizzo è ammesso anche dal regolamento UE delle sostanze aromatizzanti per uso alimentare.^[4] L'acido vanillico, che è considerato uno degli acidi clorogenici^[5], è una forma ossidata della vanillina.

Metabolismo

L'ossidazione enzimatica della vanillina avviene rapidamente per l'azione dell'aldeide ossidasi^[6] con scarso contributo dalla xantina ossidasi o dall'aldeide deidrogenasi.^[7] L'acido vanillico è il prodotto intermedio nella bioconversione in due fasi dell'acido ferulico in vanillina.^[8][9][10] È un sottoprodotto metabolico dell'acido caffeico e si trova spesso nelle urine degli esseri umani che hanno consumato caffè, cioccolato, tè e dolciumi aromatizzati alla vaniglia.^[11] L'acido vanillico inibisce selettivamente e specificamente l'attività della 5-nucleotidasi comportandosi come antidoto del veleno della naja naja.^[12] L'acido vanillico è un metabolita microbico presente in Amycolatopsis, Delftia e Pseudomonas.^{[13][14][15][16][17]}

La vanillato demetilasi^[18] nell'Acinetobacter e nei Pseudomonas catalizza l'ossidazione dell'acido vanillico ad acido protocatecuico in presenza di NADH.

Occorrenza in natura

L'acido vanillico è stato isolato in molti vegetali, non necessariamente assieme alla vanillina. Quelli dove è stato rilevato a più alte concentrazioni sono Picrorhiza kurrooa, Coriandolo (Coriandrum sativum) , Cipolla (Allium cepa), Salvia, Panax ginseng, Solidago gigantea, Armoracia rusticana, Angelica sinensis.^[19][20][21] Alcuni estratti da queste piante con alto tenore di acido vanillico (Picrorhiza kurrooa, Panax ginseng, Angelica sinensis) sono considerati medicine erbali.^{[22][23][24][25]}

Occorrenza negli alimenti

La presenza in tanti vegetali comporta la presenza anche nelle loro parti o derivati edibili.

Concentrazione (mg/100g) di acido vanillico[26]
Olio di Açaí Euterpe oleracea[27]	161,6
Coriandolo Coriandrum sativum	41,667
Vino bianco	12,39
Cipolla Allium cepa	8,923
Basilico dolce Ocimum basilicum	7
Oliva	6,317
Origano comune Origanum vulgare	6
Rafano Armoracia rusticana	4,5
Arachidi	4,3
Polvere di cacao	3,7
bietola Beta vulgaris var. cicla	3,65
Fagiolo Phaseolus vulgaris	2,854
Salvia comune Salvia officinalis	2,707
Cetriolo Cucumis sativus	2,516
Mirtillo rosso americano Vaccinium macrocarpon	2,367
Rosmarino Rosmarinus officinalis	2,044
Timo comune Thimus vulgaris	2,033
Broccoli Brassica oleracea var. italica	1,833
Carota Daucus carota	1,805
Dragoncello Artemisia dracunculus	1,8
Datteri Phoenix dactylifera	1,662
Grano tenero Triticum aestivum	1,658
Pane di segale	1,535
Segale Secale cereale	1,521
Pastinaca Pastinaca sativa	1,426
Peperone verde Capsicum annuum	1,21
Peperone rosso dolce italiano	1,166
Lattuga romana Lactuca sativa var. longifolia	1,024

Produzione

L'acido vanillico può essere prodotto per ossidazione con ossido di argento (resa 83–95%)^[28] della vanillina o della coniferina e acetileugenolo.^[29] Può essere ottenuto attraverso l'ossidazione della lignina, anche con processi biologici di fermentazione.^[30][31][32]

Utilizzo

Oltre alle note proprietà aromatizzanti, l'acido vanillico ha proprietà antimicrobiche e antielmintiche.

Alcuni studi concludono che abbia anche proprietà antinfiammatorie.^[33][34][35]

Può essere utilizzato come substrato nella sintesi di alcuni farmaci: Etamivan^[36], Modecainide, Vanitiolide, ecc...

L'acido vanillico viene acetilato e convertito nel suo cloruro acido; l'ammidazione mediata dalla base forte con bromexina dà brovanexina.^[37]

Note

1. scheda dell'acido vanillico su PubChem
2. Food safety and quality: details, su fao.org. URL consultato il 21 marzo 2021.
3. 4-HYDROXY-3-METHOXYBENZOIC ACID | FEMA, su femaflavor.org. URL consultato il 21 marzo 2021.
4. REGOLAMENTO DI ESECUZIONE (UE) N. 872/2012 DELLA COMMISSIONE del 1 ottobre 2012 che adotta l'elenco di sostanze aromatizzanti di cui al regolamento (CE) n. 2232/96, su eur-lex.europa.eu.
5. (EN) M. N. Clifford, 5: Chlorogenic Acids, in Coffee: Volume 1: Chemistry, Springer Netherlands, 1985, pp. 153-202, DOI:10.1007/978-94-009-4948-5_5#citeas, ISBN 978-94-009-4948-5. URL consultato il 21 marzo 2021.
6. KEGG ORTHOLOGY: K00157, su genome.jp. URL consultato il 22 marzo 2021.
7. Georgios I. Panoutsopoulos e Christine Beedham, Enzymatic oxidation of vanillin, isovanillin and protocatechuic aldehyde with freshly prepared Guinea pig liver slices, in Cellular Physiology and Biochemistry: International Journal of Experimental Cellular Physiology, Biochemistry, and Pharmacology, vol. 15, n. 1-4, 2005, pp. 89-98, DOI:10.1159/000083641. URL consultato il 21 marzo 2021.
8. L. Lesage-Meessen, M. Delattre e M. Haon, A two-step bioconversion process for vanillin production from ferulic acid combining Aspergillus niger and Pycnoporus cinnabarinus, in Journal of Biotechnology, vol. 50, n. 2-3, 1º ottobre 1996, pp. 107-113, DOI:10.1016/0168-1656(96)01552-0. URL consultato il 21 marzo 2021.
9. A two-step bioconversion process for vanillin production from ferulic acid combining Aspergillus niger and Pycnoporus cinnabarinus, in J. Biotechnol., vol. 50, 2–3, October 1996, pp. 107-113, DOI:10.1016/0168-1656(96)01552-0, PMID 8987621.
10. Bioconversion of ferulic acid into vanillic acid by means of a vanillate-negative mutant of Pseudomonas fluorescens strain BF13, in Appl. Environ. Microbiol., vol. 66, n. 6, June 2000, pp. 2311-2317, DOI:10.1128/AEM.66.6.2311-2317.2000, PMID 10831404.
11. (EN) P. G. Pietta, P. Simonetti e C. Gardana, Catechin metabolites after intake of green tea infusions, in BioFactors, vol. 8, n. 1-2, 1998, pp. 111-118, DOI:10.1002/biof.5520080119. URL consultato il 21 marzo 2021 (archiviato dall'url originale il 18 novembre 2020).
12. B. L. Dhananjaya, A. Nataraju e R. Rajesh, Anticoagulant effect of Naja naja venom 5'nucleotidase: demonstration through the use of novel specific inhibitor, vanillic acid, in Toxicon: Official Journal of the International Society on Toxinology, vol. 48, n. 4, 15 settembre 2006, pp. 411-421, DOI:10.1016/j.toxicon.2006.06.017. URL consultato il 21 marzo 2021.
13. S. Achterholt, H. Priefert e A. Steinbüchel, Identification of Amycolatopsis sp. strain HR167 genes, involved in the bioconversion of ferulic acid to vanillin, in Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 54, n. 6, 2000-12, pp. 799-807, DOI:10.1007/s002530000431. URL consultato il 21 marzo 2021.
14. J. Overhage, H. Priefert e A. Steinbüchel, Biochemical and genetic analyses of ferulic acid catabolism in Pseudomonas sp. Strain HR199, in Applied and Environmental Microbiology, vol. 65, n. 11, 1999-11, pp. 4837-4847, DOI:10.1128/AEM.65.11.4837-4847.1999. URL consultato il 21 marzo 2021.
15. R. Plaggenborg, A. Steinbüchel e H. Priefert, The coenzyme A-dependent, non-beta-oxidation pathway and not direct deacetylation is the major route for ferulic acid degradation in Delftia acidovorans, in FEMS microbiology letters, vol. 205, n. 1, 27 novembre 2001, pp. 9-16, DOI:10.1111/j.1574-6968.2001.tb10918.x. URL consultato il 21 marzo 2021.
16. V. Venturi, F. Zennaro e G. Degrassi, Genetics of ferulic acid bioconversion to protocatechuic acid in plant-growth-promoting Pseudomonas putida WCS358, in Microbiology (Reading, England), 144 (Pt 4), 1998-04, pp. 965-973, DOI:10.1099/00221287-144-4-965. URL consultato il 21 marzo 2021.
17. C. Civolani, P. Barghini e A. R. Roncetti, Bioconversion of ferulic acid into vanillic acid by means of a vanillate-negative mutant of Pseudomonas fluorescens strain BF13, in Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, n. 6, 2000-06, pp. 2311-2317, DOI:10.1128/aem.66.6.2311-2317.2000. URL consultato il 21 marzo 2021.
18. KEGG ENZYME: 1.14.13.82, su genome.jp. URL consultato il 22 marzo 2021.
19. WHO Monographs on Selected Medicinal Plants - Volume 2: Radix Angelicae Sinensis, su digicollection.org. URL consultato il 21 marzo 2021 (archiviato dall'url originale il 2 agosto 2020).
20. Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases at NAL, su phytochem.nal.usda.gov. URL consultato il 21 marzo 2021 (archiviato dall'url originale il 22 novembre 2022).
21. Sotirios Kiokias, Charalampos Proestosm Vassiliki Oreopoulou, Phenolic Acids of Plant Origin—A Review on Their Antioxidant Activity In Vitro (O/W Emulsion Systems) Along with Their In Vivo Health Biochemical Properties ^{[collegamento interrotto]}, in Foods, vol. 9, n. 534, 2020, DOI:10.3390/foods9040534.
22. EMA - monografia medicina erbale: Ginseng radix, su ema.europa.eu.
23. EMA - monografia medicina erbale: Angelicae sinensis radix, su ema.europa.eu.
24. EMA - monografia medicina erbale: Picrorhizae kurroae rhizoma et radix, su ema.europa.eu.
25. Duke, JA, Handbook of phytochemical constituents of GRAS herbs and other economic plants, CRC Press, 999 edition, 1992, ISBN 978-0-8493-3865-6. URL consultato il 21 marzo 2021 (archiviato dall'url originale il 23 settembre 2015).
26. Showing Compound Vanillic acid (FDB000846) - FooDB, su foodb.ca. URL consultato il 18 marzo 2021.
27. Chemical composition, antioxidant properties, and thermal stability of a phytochemical enriched oil from Açaí (Euterpe oleracea Mart.), in J Agric Food Chem, vol. 56, n. 12, Jun 2008, pp. 4631-4636, DOI:10.1021/jf800161u, PMID 18522407.
28. (EN) Organic Syntheses Procedure, su orgsyn.org. URL consultato il 21 marzo 2021.
29. (EN) Production of vanillic acid, 16 settembre 1947. URL consultato il 21 marzo 2021.
30. Mechanistic Investigation of the Catalyzed Cleavage for the Lignin O4 Linkage: Implications for Vanillin and Vanillic Acid Formation, su dx.doi.org. URL consultato il 22 marzo 2021.
31. (EN) C. L. Chen, H. M. Chang e T. K. Kirk, Aromatic acids produced during degradation of lignin in spruce wood by Phanerochaete chrysosporium, in Holzforschung; (Germany, Federal Republic of), 36:1, 1º febbraio 1982. URL consultato il 22 marzo 2021.
32. (EN) Pei-Ling Tang, Osman Hassan, Jamaliah Md-Jahim, Wan Aida Wan Mustapha, Mohamad Yusof Maskat, Fibrous Agricultural Biomass as a Potential Source for Bioconversion to Vanillic Acid, su International Journal of Polymer Science, 15 settembre 2014. URL consultato il 22 marzo 2021.
33. Cássia Calixto-Campos, Thacyana T. Carvalho e Miriam S. N. Hohmann, Vanillic Acid Inhibits Inflammatory Pain by Inhibiting Neutrophil Recruitment, Oxidative Stress, Cytokine Production, and NFκB Activation in Mice, in Journal of Natural Products, vol. 78, n. 8, 28 agosto 2015, pp. 1799-1808, DOI:10.1021/acs.jnatprod.5b00246. URL consultato il 22 marzo 2021.
34. Min-Cheol Kim, Su-Jin Kim e Dae-Seung Kim, Vanillic acid inhibits inflammatory mediators by suppressing NF-κB in lipopolysaccharide-stimulated mouse peritoneal macrophages, in Immunopharmacology and Immunotoxicology, vol. 33, n. 3, 2011-09, pp. 525-532, DOI:10.3109/08923973.2010.547500. URL consultato il 22 marzo 2021.
35. (EN) Reihane Ziadlou, Andrea Barbero e Ivan Martin, Anti-Inflammatory and Chondroprotective Effects of Vanillic Acid and Epimedin C in Human Osteoarthritic Chondrocytes, in Biomolecules, vol. 10, n. 6, 2020/6, p. 932, DOI:10.3390/biom10060932. URL consultato il 22 marzo 2021.
36. Kvasnicka Erich, Kratzl Karl (EN) US2641612, United States Patent and Trademark Office, Stati Uniti d'America. (1952 to Chemie Linz AG).
37. GB1432904A

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