CN114788576A

CN114788576A - 一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN114788576A
Application number: CN202210363889.4A
Authority: CN
Inventors: 席高磊; 陈芝飞; 于建春; 冯颖杰; 赵森森; 马波波; 万帅; 王清福; 张世英; 李少华; 白银帅; 蔡莉莉; 杜佳; 刘前进
Original assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2042-04-07
Also published as: CN114788576B

Abstract

本发明公开了一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料及其制备方法和应用,制备方法包括：分别称取一定质量的河南产烟叶碎片和溶媒加入提取罐中，提取结束后冷却过滤，得到豫烟浸膏提取液；将豫烟浸膏提取液转移至浓缩罐中，减压浓缩，得到预备豫烟浸膏；将生物酶放入锥形瓶中，加入无菌水；分别称取一定质量的预备豫烟浸膏、蒸馏水和活化生物酶加入反应器中，调节pH，酶解结束后，加热将生物酶灭活；在豫烟浸膏酶解液中加入氨基酸和催化剂，反应结束反应液冷却至室温，过滤减压浓缩，即得到豫烟浸膏美拉德反应香料。本发明可得到负面作用小、品质优良的豫烟浸膏烟草香料。

Description

一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及烟用香料领域，更具体地，涉及一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料及其制备方法和应用。

背景技术

烟草提取物作为中式卷烟调香最重要的香原料之一，使用量巨大，具有强化烟草特征香气、提升卷烟感官品质的作用。豫烟浸膏为河南烟叶提取物，具有典型的浓香型特征，添加至卷烟可以进一步彰显烤甜香韵和浓香气息，提升烟气爆发力和劲头，增加烟气浓度和透发性，其在各卷烟工业企业产品调香中占有很大的比重。卷烟工业企业通过合理利用豫烟浸膏，可在一定程度上缓解河南优质烟叶原料供给不足的矛盾。

然而，受制于非精细化加工，目前应用于卷烟加工的主要是传统技术获取的豫烟浸膏，这种豫烟浸膏含有的香气化合物有限，且含有蛋白质、果胶、淀粉、纤维素等大分子物质，不能有效凸现卷烟风格，并对卷烟带来一些负面作用。随着卷烟配方设计和卷烟加工的不断发展，在很大程度上不能较好满足高品质卷烟发展的需求。

因此，如何提供一种负面作用小、品质优良的豫烟浸膏烟草香料成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种负面作用小、品质优良的豫烟浸膏烟草香料的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法。

该烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法包括如下步骤：

(1)分别称取一定质量的河南产烟叶碎片和溶媒加入提取罐中，加热提取一段时间，提取结束后冷却过滤，得到豫烟浸膏提取液；

(2)将豫烟浸膏提取液转移至浓缩罐中，在一定温度和压力条件下，减压浓缩，除去提取物中有机溶剂和水，得到预备豫烟浸膏；

(3)将生物酶放入锥形瓶中，加入无菌水，在适当温度下活化一段时间；

(4)分别称取一定质量的预备豫烟浸膏、蒸馏水和活化生物酶加入反应器中，调节pH，在适宜温度条件下酶解处理一段时间，酶解结束后，加热将生物酶灭活，然后降温至室温；

(5)在豫烟浸膏酶解液中加入氨基酸和催化剂，在一定温度条件下反应，反应结束反应液冷却至室温，过滤减压浓缩，即得到豫烟浸膏美拉德反应香料。

可选的，所述步骤(1)中的溶媒为质量分数0％～60％乙醇水溶液，溶媒添加量为河南产烟叶碎片质量的5～10倍；

物料加入量为提取罐的体积的1/2～3/4，提取温度为50～100℃，提取时间为4～8h。

可选的，所述步骤(2)中的减压浓缩的温度为40～60℃，真空压力为50～100Pa，预备豫烟浸膏的浓度为1.1～1.3g/mL。

可选的，所述步骤(3)中的生物酶由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和半乳甘露聚糖组成，无菌水添加量为生物酶质量的5～20倍，活化温度为25～50℃，活化时间为2～4h。

可选的，所述步骤(4)中的蒸馏水添加量为预备豫烟浸膏质量的5～10倍，活化生物酶添加量为预备豫烟浸膏质量的1‰～5‰；

物料加入量为反应器的体积的1/2～3/4，酶解体系的pH为5～8，酶解温度为30～60℃，酶解时间为3～6h；

生物酶灭活温度为80～100℃，灭活时间为20～40min。

可选的，所述步骤(5)中的氨基酸为由脯氨酸、苏氨酸、亮氨酸和色氨酸组成，氨基酸添加量为豫烟浸膏酶解液质量的5‰～10‰，催化剂为柠檬酸、苹果酸、海藻酸和山梨酸中的至少一种，催化剂添加量为豫烟浸膏酶解液质量的1‰～5‰；

反应温度为60～100℃，反应时间为4～10h；

减压浓缩的温度为40～60℃，真空压力为50～100Pa，豫烟浸膏美拉德反应香料的浓度为1.1～1.3g/mL。

根据本发明的第二方面，提供了一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料。

该烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料由本发明所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法制得。

根据本发明的第三方面，提供了一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的应用。

该烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的应用将本发明所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料根据5～50ppm的添加量添加至烟丝中，在湿度为50％～70％，温度为23～28℃，放置时间为30～50h的条件下恒温恒湿放置一段时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明以河南产烟叶碎片作为原料，通过“溶剂提取+大分子酶解+美拉德反应”联用，开发了制备天然香料新工艺，并不断优化工艺条件，获得了感官特征鲜明、功能指向明确、香味有效成分集中的豫烟浸膏美拉德反应香料。

(2)将生物酶应用于烟草提取物开发，充分利用生物酶的温和高效催化性能，将豫烟浸膏中对卷烟品质不利的蛋白质、多糖等大分子物质酶解，得到小分子的氨基酸和还原性糖，消除了大分子物质带来的卷烟涩感、残留感等负面作用。

(3)利用有机酸催化豫烟浸膏中的氨基酸和还原性糖发生美拉德反应，生成含氮杂环化合物、环状烯醇酮化合物、羰基化合物、Amadori化合物和Heyns化合物，增加了豫烟浸膏中的香味化合物和香味前体物，获得了烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料。

(4)采用的催化剂也为烟用香料，在美拉德反应结束后，无需处理，具有绿色环保、操作简单的优点。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

本发明提供的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法包括如下步骤：

(1)分别称取一定质量的河南产烟叶碎片和溶媒加入提取罐中，加热提取一段时间，提取结束后冷却过滤，得到豫烟浸膏提取液。

步骤(1)中的溶媒可为质量分数0％～60％乙醇水溶液，溶媒添加量为河南产烟叶碎片质量的5～10倍；

具体实施时，溶媒可为质量分数50％乙醇水溶液，溶媒添加量为河南产烟叶碎片质量的8倍，物料加入量为提取罐的体积的2/3，提取温度为85℃，提取时间为6h。

(2)将豫烟浸膏提取液转移至浓缩罐中，在一定温度和压力条件下，减压浓缩，除去提取物中有机溶剂和水，得到预备豫烟浸膏。

步骤(2)中的减压浓缩的温度可为40～60℃，真空压力为50～100Pa，预备豫烟浸膏的浓度为1.1～1.3g/mL。

具体实施时，豫烟浸膏提取液的减压浓缩的温度为50℃，真空压力为80Pa，预备豫烟浸膏浓度为1.2g/mL。

(3)将生物酶放入锥形瓶中，加入无菌水，在适当温度下活化一段时间。

步骤(3)中的生物酶可由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和半乳甘露聚糖组成，无菌水添加量为生物酶质量的5～20倍，活化温度为25～50℃，活化时间为2～4h。

具体实施时，生物酶的蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和半乳甘露聚糖的质量比为1:1:5:2，无菌水添加量为生物酶质量的10倍，生物酶活化温度为35℃，活化时间为2h。

(4)分别称取一定质量的预备豫烟浸膏、蒸馏水和活化生物酶加入反应器中，调节pH，在适宜温度条件下酶解处理一段时间，酶解结束后，加热将生物酶灭活，然后降温至室温。

步骤(4)中的蒸馏水添加量可为预备豫烟浸膏质量的5～10倍，活化生物酶添加量为预备豫烟浸膏质量的1‰～5‰；

生物酶灭活温度为80～100℃，灭活时间为20～40min。

具体实施时，蒸馏水添加量为豫烟浸膏质量的10倍，活化生物酶添加量为预备豫烟浸膏质量的2‰，物料加入量为反应器的体积的3/4，酶解体系的pH为7，酶解温度为50℃，酶解时间为5h，生物酶灭活温度为100℃，生物酶灭活时间为30min。

步骤(5)中的氨基酸可为由脯氨酸、苏氨酸、亮氨酸和色氨酸组成，氨基酸添加量为豫烟浸膏酶解液质量的5‰～10‰，催化剂为柠檬酸、苹果酸、海藻酸和山梨酸中的至少一种，催化剂添加量为豫烟浸膏酶解液质量的1‰～5‰；

反应温度为60～100℃，反应时间为4～10h；

具体实施时，氨基酸的脯氨酸、苏氨酸、亮氨酸和色氨酸的质量比为1:1:1:1，氨基酸添加量为豫烟浸膏酶解液质量的6‰；催化剂为柠檬酸和海藻酸(质量比1:1)，添加量为豫烟浸膏酶解液质量的2‰，反应温度为90℃，反应时间为8h，减压浓缩的温度为50℃，真空压力为80Pa，豫烟浸膏美拉德反应香料的浓度为1.2g/mL。

本发明还提供了烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料，其由本发明的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法制得。

本发明还提供了烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的应用，将本发明的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料根据5～50ppm的添加量添加至烟丝中，在湿度为50％～70％，温度为23～28℃，放置时间为30～50h的条件下恒温恒湿放置一段时间。

具体实施时，豫烟浸膏美拉德反应香料在烟丝中的添加量可为10ppm，恒温恒湿的湿度为60％，温度为25℃，放置时间为48h。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。

实施例

1.依次称取100g 2019许昌C2FSP和800g 50％乙醇，加入提取罐中，加热至85℃，回流提取时间为6h，提取结束后冷却过滤，提取液在50℃和80Pa条件下减压浓缩，得到浓度为1.2g/mL豫烟浸膏。

2.分别称取1g蛋白酶、1g淀粉酶、5g果胶酶和2g半乳甘露聚糖放入250mL的锥形瓶中，加入90mL的无菌水，搅拌均匀后，于35℃浸泡活化2h，备用。

3.依次将10g豫烟浸膏、100g蒸馏水和0.2g活化生物酶加入反应器中，调节pH至7，在50℃条件下发酵5h，酶解结束后，100℃加热灭菌30min，然后降温至室温，过滤所得豫烟浸膏酶解液。

4.在豫烟浸膏酶解液中，先加入0.165g脯氨酸、0.165g苏氨酸、0.165g亮氨酸和0.165g色氨酸，再加入0.11g柠檬酸和0.11g海藻酸，在90℃条件下加热反应8h，反应结束后冷却过滤，反应液在50℃和80Pa条件下减压浓缩，得到浓度为1.2g/mL豫烟浸膏美拉德反应香料。

5.以目标化合物标准品为内标，采用GC-MS对豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料中5-甲基糠醛、甲基环戊烯醇酮、5-羟甲基糠醛、二氢-4-羟基-2(3H)-呋喃酮、4-甲基愈创木酚和糠醇6种挥发性烤甜香化合物含量进行分析检测。以美拉德反应中间体为内标，采用HPLC-MS对豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料中Mal-Pro、Mal-Leu、Mal-Thr和Mal-Trp4种美拉德反应中间体含量进行分析检测。

GC-MS色谱条件如下：Agilent 122-5562DB-5MS(60m x 250μm x 0.25μm)；进样口温度：280℃；载气：99.999％高纯度氦气，流速1.0mL/min；进样方式为不分流进样，进样量为1μL。升温程序：初始温度为80℃，以2℃/min的升温速度升至300℃保持10min结束；质谱条件：采用SCAN模式，传输线温度280℃；离子源温度为230℃；四级杆温度为150℃；离子源为电子轰击电离(EI)，电子能量为70eV；溶剂延迟时间为13min；扫描范围10～800amu。HPLC-MS分析条件：色谱条件色谱柱：Thermo Hypersil Gold 100 2.1(mm),Particle SZ(μm)1.9；流动相：甲醇：水(0.1％甲酸)＝50:50(V:V)；流速：200μL/min；柱温：20℃；进样方式：自动进样；进样量：2μL；氮气压力：0.6MPa。质谱条件：离子源：电喷雾离子源(ESI)，正电离模式扫描；扫描模式：SRM；毛细管温度：350℃；离子源喷雾电压：5kV；氦气压力：0.25MPa(鞘气：35Arb，辅助气：10Arb)；归一化碰撞能量：30％；隔离宽度：2m/z。

6.分别称取一定量实施例制备的豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料，用乙醇和蒸馏水(体积比3:7)稀释成1％(质量百分比)的溶液，备用；分别称取100g烟丝(除豫烟浸膏外，其他香精香料已添加)，均匀平铺于干净的托盘中，将香料溶液均匀喷洒在烟丝上，制得提取物添加为10ppm的加香烟丝，密封放置2h；随后放入100℃烘箱烘干，用蒸馏水加湿至标准水分(12％)，卷制成标准卷烟，平衡水分(湿度60％，温度25℃)48h。由15人专家评吸团队，利用“卷烟国标评吸方法”、“中式卷烟风格感官评价方法”和“卷烟舒适性感官评价方法”，分别对添加豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料卷烟产品感官质量、风格特征和舒适性进行分析。

分析结果如下：

1.豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料中，挥发性烤甜香化合物和烤甜香潜香化合物(美拉德反应中间体)含量分析结果，如表1所示。

表1豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料中烤甜香化合物含量

注：Mal-Pro为1-L-脯氨酸-1-脱氧-4-O-(α-D-吡喃葡萄糖基)-β-D-吡喃果糖苷，Mal-Leu为1-L-亮氨酸-1-脱氧-4-O-(α-O吡喃葡萄糖基)-萄糖基)吡喃果糖苷，Mal-Thr为1-L-苏氨酸-1-脱氧-4-O-(α-O吡喃葡萄糖基)-萄糖基)吡喃果糖苷，Mal-Trp为1-L-色氨酸-1-脱氧-4-O-(α-O吡喃葡萄糖基)-萄糖基)吡喃果糖苷。

从表1中豫烟浸膏和豫烟浸膏美拉德反应香料中烤甜香化合物含量分析结果可以看出，在豫烟浸膏中，5-甲基糠醛、甲基环戊烯醇酮、5-羟甲基糠醛、二氢-4-羟基-2(3H)-呋喃酮、4-甲基愈创木酚和糠醇等6种挥发性烤甜香化合物含量分别为11.68μg/g、11.53μg/g、85.83μg/g、12.34μg/g、13.44μg/g和5.65μg/g，4种美拉德反应中间体的含量均低于36μg/g；而豫烟浸膏美拉德反应香料应用后，在豫烟浸膏中，5-甲基糠醛、甲基环戊烯醇酮、5-羟甲基糠醛、二氢-4-羟基-2(3H)-呋喃酮、4-甲基愈创木酚和糠醇6种挥发性烤甜香化合物含量分别为25.43μg/g、16.64μg/g、97.69μg/g、46.87μg/g、16.77μg/g和9.87μg/g，明显高于豫烟浸膏中的含量，Mal-Pro、Mal-Leu、Mal-Thr和Mal-Trp 4种美拉德反应中间体的含量分别为2897.20μg/g、1810.22μg/g、2254.71μg/g和1552.45μg/g，远高于豫烟浸膏。

评吸结果如下：

1.采用国家标准GB 5606.4—2005的方法，对应用豫烟浸膏的卷烟(卷烟1)和豫烟浸膏美拉德反应香料的卷烟(卷烟2)感官质量进行评价，评吸结果列于表2。

表2香料应用后卷烟感官质量

从表2评价结果可以看出，与豫烟浸膏相比，豫烟浸膏美拉德反应香料应用后，卷烟感官评吸得分由90.00分提升为90.97分，香气从29.00分提升到29.30分，杂气从11.00分提升到11.17分，刺激性从18.00分提升到18.23分，余味从22.00分提升到22.27分，其他指标基本不变。

2.采用“中式卷烟风格感官评价方法”，对卷烟1和卷烟2的烟气特性和香气风格进行评价。

烟气特性评价结果表明，与豫烟浸膏相比，豫烟浸膏美拉德反应香料应用后，香气、丰富性和烟气浓度改善明显，其中香气从7.50分提升到7.77分，丰富性从7.50分提升到7.70分，烟气浓度从7.50分提升到7.63分，而劲头不变。

香气风格评价结果列于表3，并对得分较高的烤烟烟香、清香、果香、辛香、青滋香、豆香、膏香、烘焙香、甜香、烤甜香10个指标进行分析。

表3香料应用后卷烟香气风格

由评价结果可以看出，与豫烟浸膏相比，豫烟浸膏美拉德反应香料应用后，卷烟烤甜香、甜香、烘焙香、膏香和烤烟烟香均有提升，其他香韵基本不变。其中，烤甜香增加了0.33分，甜香增加了0.23分，香韵更加丰富。

3.采用“卷烟舒适性感官评价方法”，对卷烟1和卷烟2的卷烟舒适性进行评价，结果见表4，并分别对舒适性指标和味觉特征进行分析。

表4香料应用后卷烟舒适性

由评价结果可以看出，与豫烟浸膏相比，豫烟浸膏美拉德反应香料应用后，卷烟各舒适性指标均提升明显，整体感受得分提高了0.23分，综合味觉得分提高了0.23分，甜味得分提高了0.23分，在改善卷烟圆润感、柔和烟气、降低刺激和干燥感等方面效果突出，很好的解决了豫烟浸膏大分子带来的粗糙感、杂气、带来涩感、口腔残留和余味不适等问题。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的溶媒为质量分数0％～60％乙醇水溶液，溶媒添加量为河南产烟叶碎片质量的5～10倍；

3.根据权利要求1所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的减压浓缩的温度为40～60℃，真空压力为50～100Pa，预备豫烟浸膏的浓度为1.1～1.3g/mL。

4.根据权利要求1所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的生物酶由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和半乳甘露聚糖组成，无菌水添加量为生物酶质量的5～20倍，活化温度为25～50℃，活化时间为2～4h。

5.根据权利要求1所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的蒸馏水添加量为预备豫烟浸膏质量的5～10倍，活化生物酶添加量为预备豫烟浸膏质量的1‰～5‰；

生物酶灭活温度为80～100℃，灭活时间为20～40min。

6.根据权利要求1所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的氨基酸为由脯氨酸、苏氨酸、亮氨酸和色氨酸组成，氨基酸添加量为豫烟浸膏酶解液质量的5‰～10‰，催化剂为柠檬酸、苹果酸、海藻酸和山梨酸中的至少一种，催化剂添加量为豫烟浸膏酶解液质量的1‰～5‰；

反应温度为60～100℃，反应时间为4～10h；

7.一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料，其特征在于，由权利要求1至6中任一项所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的制备方法制得。

8.一种烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料的应用，其特征在于，将权利要求7所述的烤甜香突出的豫烟浸膏美拉德反应香料根据5～50ppm的添加量添加至烟丝中，在湿度为50％～70％，温度为23～28℃，放置时间为30～50h的条件下恒温恒湿放置一段时间。