CN102100397B - 一种烟用香料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟用香料技术领域，特别涉及一种以葡萄干提取物的梅拉德反应的产物作为烟用香料及其制备。是以葡萄干提取物为原料，加入一种或多种氨基酸及溶剂，搅拌成均一的反应体系，在油浴加热的状态下进行梅拉德反应；所述的溶剂是丙二醇、水、丙三醇、乙二醇中一种或几种，其加入量为葡萄干提取物重量的5-10倍；控制反应的温度为80-140℃，反应时间控制在2-8h。本发明利用葡萄干提取物和氨基酸反应生成烟草增香剂，将其应用于烟草加香中，烟气中有甜香感、烘烤香突出，杂气刺激性降低。

Description

一种烟用香料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种烟用香料的制备方法，具体涉及的是通过梅拉德反应生产烟用香料的方法。

背景技术

随着对卷烟消费者健康的日益关注，低焦油卷烟产品的研发与生产销售是烟草行业发展的必然趋势。但与此同时，随着卷烟焦油降低的同时，带来了一些新的问题，如香气淡弱欠丰满、烟气干燥、甜润度不够、舒适度较差等。为了增进和提高卷烟的烟气浓度和香味，加香加料技术是一条有效途径。其中利用梅拉德反应制备烟草用加香制剂有很好的应用前景。利用天然植物中含有的糖作为梅拉德反应的糖源，一方面可以提供梅拉德反应的致香物质，另一方面亦可赋予卷烟中天然植物的自然香韵，使卷烟的香韵更加丰富，对提高中式卷烟品质有重要意义，同时为我国丰富的天然资源的利用开辟了新的途径。

但采用梅拉德反应制备烟草用加香制剂，对于本领域的技术人员而言在反应条件如反应原料的确定，反应时间、质量比、反应溶剂的种类、反应温度对反应产物烟草用加香制剂都有影响。如何控制反应条件，选取反应原料，才能得到香气适宜，杂气较少的香料，确实有待本领域的技术人员去研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过梅拉德反应生成烟用香料的方法，以开发得到香气适宜，杂气较少的烟草增香剂。并且通过本发明的方法可将葡萄干提取物本身的香味与梅拉德反应的香味有机地结合在一起，使葡萄干提取物中的香味物质与梅拉德反应产生的香味物质互相衬托。

本发明以葡萄干中丰富的果糖作为糖源进行梅拉德反应，并由发明人通过研究及反复试验梅拉德反应产物中挥发性成分变化来进行反应条件的优化，如反应时间、质量比、反应溶剂的种类、反应温度等，从而最终来找到一种合适的方式可得到香气适宜，杂气较少的烟草增香剂，使葡萄干中的香味物质与梅拉德反应产生的香味物质互相衬托。

本发明的烟用香料技术方案：是以葡萄干提取物为原料，加入一种或多种氨基酸及溶剂，搅拌成均一的反应体系，在油浴加热的状态进行梅拉德反应；所述的溶剂是丙二醇、水、丙三醇、乙二醇中一种或几种，其加入量为葡萄干提取物体积的5-10倍；控制反应的温度为80-140℃，反应时间控制在2-8h；

葡萄干的提取包括下述工艺步骤：浸提-分离-过滤-浓缩，得提取物。一般是在75-85℃之间进行浸提，其工艺是按葡萄干∶体积百分比浓度为65-75％的酒精＝1∶5.5-6.5的重量比混合，在75-85℃左右加热回流提取2.5-3.5h，提取1-2次。过滤，收集滤液；将滤液在温度45-55℃，真空度不低于0.95Mpa的条件下浓缩回收酒精，得葡萄干提取物。

葡萄干中含有丰富的果糖和葡萄糖，可以作为Maillard反应的糖源以制备致香物质，发明人研究了葡萄干中果糖和葡萄糖的最优化提取工艺。用本发明所述方法，能最有效地提取葡萄干中的果糖和葡萄糖，得到果糖含量丰富的葡萄干提取物。整个提取过程简单，易操作，成本低廉。

制取葡萄干提取物还可以按以下最优选的步骤进行：

(1)将挑好、洗净的葡萄干放入圆底烧瓶中，按葡萄干∶体积百分比浓度为70％的酒精＝1∶6的重量比混合，在80℃±2搅拌加热回流萃取3h，提取2次，降温至室温，将降温后的溶液用纱布过滤，收集滤液；

(2)将滤液在温度50℃±2，真空度大于0.95Mpa的条件下浓缩回收酒精，得葡萄干提取物。

梅拉德反应中所述的氨基酸是脯氨酸、缬氨酸、谷氨酸、天冬氨酸或甘氨酸中的一种或几种。所述的氨基酸的加入量为葡萄干提取物重量的10％-50％。

发明人在研究过程中发现在梅拉德反应中，反应条件如反应时间、质量比、反应溶剂的种类、反应温度对反应产物都有影响。本发明以葡萄干提取物为原料，对各个反应条件进行了研究和优化，取适量梅拉德反应产物，加饱和食盐水稀释后，用二氯甲烷萃取，浓缩至1mL，GC-MS分析。通过研究梅拉德反应产物中挥发性成分变化来研究反应条件的优化。

如何选择确定本发明的各个反应条件，对本发明而言是关健，以下是发明人通过各个反应条件的比较及选取，对产物的影响进行阐述：

1、反应溶剂

反应溶剂对反应产物的影响较大，本发明比较了丙二醇∶水＝4∶1、丙二醇、水作为溶剂的梅拉德反应产物的香气特征。

水作为溶剂进行梅拉德反应，香气特征为甜香略带烘烤香，挥发性成分主要有戊酸、环己烯酮和2，6-二甲基吡嗪等，产物中的低分子香气成分较少。丙二醇和水作为溶剂的梅拉德反应产物，香气特征为弱的烘烤香，挥发性成分主要有戊酸、环己烯酮和2，6-二甲基吡嗪以及吲哚等化合物。丙二醇作为溶剂的梅拉德反应产物中低分子致香成分较多，主要是呋喃类化合物、吡咯类化合物、吡嗪类化合物和酮类化合物，反应产物的香气特征为烘烤香，焦甜香。表明葡萄干提取物和脯氨酸的梅拉德反应以丙二醇作为溶剂效果为最佳。

2、反应温度

反应温度是最重要的影响因素，它对反应速率影响最大。本发明比较了以下几个温度：80℃、100℃、120℃和140℃，研究不同反应温度对梅拉德反应产物的影响，80～100℃下梅拉德反应产物的致香成分较少，温度高于120℃后致香成分迅速增加，主要是呋喃类化合物、吡咯类化合物、吡嗪类化合物和酮类化合物。但是140℃时产物的香气特征为与烟香不协调的焦糖香，因而，此反应体系的最佳反应温度为120℃。

3、反应时间

随着反应时间的延长，产物的香味越来越浓，烘烤香香中伴有爆米花甜香。反应4h后产物中2，3-dihydro-3，5-dihydroxy-6-methyl-4H-Pyran-4-one、胺类化合物、吡啶类化合物显著升高，其它呋喃类化合物和吡嗪类化合物含量变化不明显。6h的反应产物的焦糖香气特征更明显，本发明选取反应时间为6h左右。

4、反应物配比

葡萄干提取物和氨基酸的质量比为3∶1时，产物中2，3-dihydro-3，5-dihydroxy-6-methyl-4H-Pyran-4-one显著升高，其它吡啶类化合物、呋喃类化合物含量变化不明显。葡萄干提取物和氨基酸的质量比为4∶1时，2，3-dihydro-3，5-dihydroxy-6-methyl-4H-Pyran-4-one、胺类化合物、嘧啶类化合物又显著降低，产物的香气特征为与烟香不协调的焦糖香。因此最佳的反应配比为葡萄干提取物和氨基酸的质量比为3∶1。

因此本发明方案中最优选的控制条件为：以丙二醇作为溶剂，控制反应温度为120℃，回流时间控制在6h；葡萄干提取物和氨基酸的质量比为3∶1。

葡萄干为葡萄科葡萄属植物各种葡萄的果实，是在日光下晒干或在阴影下晾干的葡萄的果实。葡萄干营养成分丰富，富含各种成分，葡萄干内的含水量只有15％-25％，其果糖的含量高达60％，还有各种有机酸(苹果酸、酒石酸等)和矿物质，以及各种维生素、氨基酸等。葡萄干香气浓郁，口感甜润，其中的挥发性成分主要是糠醛、呋喃甲醇、5-甲基糠醛、5-羟甲基-2-呋喃甲醛、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃酮等具有特殊香味的化合物，这些物质能影响卷烟的风味特征和品质。葡萄干中丰富的果糖和葡萄糖，可以作为Maillard反应的糖源以制备致香物质。且目前尚没有葡萄干提取物与氨基酸发生梅拉德反应的产物在烟草中进行应用的研究报道。

在利用葡萄干提取物作为制香原料，需要注意的问题是，用65％-70％乙醇溶液提取葡萄干时，温度控制在80℃左右，提取液须在50℃左右，真空度大于0.95Mpa的条件下浓缩成膏状，再进行下一步的梅拉德反应。梅拉德反应过程中须控制好反应条件，以丙二醇作为反应溶剂，反应温度控制在120℃左右，葡萄干提取物和氨基酸的质量比为3∶1下反应6h左右，才能得到本发明所述的反应香料。

本发明具有以下优点

1、葡萄干提取物本身含有很多香味物质，含有糠醛、呋喃甲醇、5-甲基糠醛、5-羟甲基-2-呋喃甲醛、2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃酮，这些物质对卷烟有增香作用，可以影响卷烟的风味特征和品质。本发明选用葡萄干提取物，将葡萄干中的香味物质与梅拉德反应产生的香味物质互相衬托，从而形成香味丰富，具有浓郁果香香韵，与卷烟烟气协调的香料。

2、葡萄干提取物中含有丰富的糖类物质，如葡萄糖、果糖等，大约60％左右，为发生丰富多样的梅拉德反应提供基础。

3、通过添加不同的氨基酸发生梅拉德反应，可制得作用不同的香料。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明作进一步描述。以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

(1)葡萄干提取

在装有回流管、搅拌子的500mL三颈瓶中加入50g葡萄干和300mL70％的乙醇，在80℃下加热回流提取3h，提取2次，提取液过滤，合并滤液，浓缩至干，得果糖含量丰富的葡萄干提取物。

(2)葡萄干提取物与脯氨酸反应

在装有回流管、搅拌子的100mL三颈瓶中依次加入6g葡萄干提取物、40mL丙二醇、1g脯氨酸，30min内加热至120℃，并保持6h，待冷却后，得棕红色反应产物。

将葡萄干提取物用食用酒精稀释，取一定量稀释后的葡萄干提取液，用喷雾器均匀喷洒在叶组中，对照样采用同样量的食用酒精。处理好的样品密闭摆放约2h，低温烘干烟草，手工制成卷烟，请评委评吸。评吸结果为：有甜香感、焦糖香突出，杂气刺激性降低。

实施例2

(1)葡萄干提取

在装有回流管、搅拌子的500mL三颈瓶中加入50g葡萄干和300mL65％的乙醇，在80℃下加热回流提取3h，提取2次，提取液过滤，合并滤液，浓缩至干，得果糖含量丰富的葡萄干提取物。

(2)葡萄干提取物与天冬氨酸反应

在装有回流管、搅拌子的100mL三颈瓶中依次加入6g葡萄干提取物、50mL丙二醇、2.55g天冬氨酸，30min内加热至100℃，并保持2h，待冷却后，得棕红色反应产物。

将葡萄干提取物用食用酒精稀释，取一定量稀释后的葡萄干提取液，用喷雾器均匀喷洒在叶组中，对照样采用同样量的食用酒精。处理好的样品密闭摆放约2h，低温烘干烟草，手工制成卷烟，请评委评吸。评吸结果为：烘烤香突出，杂气刺激性降低。

实施例3

(1)葡萄干提取

在装有回流管、搅拌子的500mL三颈瓶中加入50g葡萄干和300mL75％的乙醇，在80℃下加热回流提取3h，提取2次，提取液过滤，合并滤液，浓缩至干，得果糖含量丰富的葡萄干提取物。

(2)葡萄干提取物与甘氨酸反应

在装有回流管、搅拌子的100mL三颈瓶中依次加入6g葡萄干提取物、50mL丙二醇、1.56g甘氨酸，30min内加热至120℃，并保持4h，待冷却后，得棕红色反应产物。

将葡萄干提取物用食用酒精稀释，取一定量稀释后的葡萄干提取液，用喷雾器均匀喷洒在叶组中，对照样采用同样量的食用酒精。处理好的样品密闭摆放约2h，低温烘干烟草，手工制成卷烟，请评委评吸。评吸结果为：烘烤香突出，杂气刺激性降低。

实施例4

(1)葡萄干提取

在装有回流管、搅拌子的500mL三颈瓶中加入50g葡萄干和300mL70％的乙醇，在80℃下加热回流提取3h，提取2次，提取液过滤，合并滤液，浓缩至干，得果糖含量丰富的葡萄干提取物。

(2)葡萄干提取物与脯氨酸反应

在装有回流管、搅拌子的100mL三颈瓶中依次加入6g葡萄干提取物、50mL丙二醇、2.5g脯氨酸，30min内加热至120℃，并保持6h，待冷却后，得棕红色反应产物。

将葡萄干提取物用食用酒精稀释，取一定量稀释后的葡萄干提取液，用喷雾器均匀喷洒在叶组中，对照样采用同样量的食用酒精。处理好的样品密闭摆放约2h，低温烘干烟草，手工制成卷烟，请评委评吸。评吸结果为：有甜香感、烘烤香突出，杂气刺激性降低。

Claims (14)

1.一种烟用香料，是以葡萄干提取物为原料，加入一种或多种氨基酸及溶剂，搅拌成均一的反应体系，在油浴加热的状态下进行梅拉德反应；所述的溶剂是丙二醇、水、丙三醇、乙二醇中一种或几种，其加入量为葡萄干提取物重量的5-10倍；控制反应的温度为80-140°C，反应时间控制在2-8h；

所述的葡萄干提取物的得到包括以下步骤：

（1）将挑好、洗净的葡萄干放入圆底烧瓶中，按葡萄干：体积百分比浓度为65-75%的酒精=1:5.5-6.5的重量比混合，在75-85°C加热回流萃取2.5-3.5h,提取1-2次，降温至室温；过滤，收集滤液；

（2）将滤液在温度45-55°C，真空度不低于0.95Mpa的条件下浓缩回收酒精，得葡萄干提取物。

2.根据权利要求1所述的烟用香料，其特征在于：制取葡萄干提取物按以下步骤进行：（1）将挑好、洗净的葡萄干放入圆底烧瓶中，按葡萄干：体积百分比浓度为70%的酒精=1:6的重量比混合，在80°C±2搅拌加热回流萃取3h,提取2次，降温至室温，将降温后的溶液用纱布过滤，收集滤液；

（2）将滤液在温度50°C±2，真空度大于0.95Mpa的条件下浓缩回收酒精，得葡萄干提取物。

3.根据权利要求1所述的烟用香料，其特征在于：所述的氨基酸是脯氨酸、缬氨酸、谷氨酸、天冬氨酸或甘氨酸中的一种或几种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的烟用香料，其特征在于：氨基酸选自脯氨酸，溶剂为丙二醇。

5.根据权利要求1或3所述的烟用香料，其特征在于：所述的氨基酸的加入量为葡萄干提取物重量的10-50%。

6.根据权利要求1-3任一项所述的烟用香料，其特征在于：以丙二醇作为溶剂，控制反应的温度为120°C，反应时间控制在6h；葡萄干提取物和氨基酸的质量比为3:1。

7.根据权利要求6所述的烟用香料，其特征在于：所述的氨基酸为脯氨酸。

8.一种烟用香料的制备方法，是以葡萄干提取物为原料，加入一种或多种氨基酸及溶剂，搅拌成均一的反应体系，在油浴加热的状态下进行梅拉德反应；所述的溶剂是丙二醇、水、丙三醇、乙二醇中一种或几种，其加入量为葡萄干提取物重量的5-10倍；控制反应的温度为80-140度，反应时间控制在2-8h；

所述的葡萄干提取物得到包括以下步骤：

（1）将挑好、洗净的葡萄干放入圆底烧瓶中，按葡萄干：体积百分比浓度为65-75%的酒精=1:5.5-6.5的重量比混合，在75-85°C加热回流萃取2.5-3.5h,提取1-2次，降温至室温；过滤，收集滤液；

（2）将滤液在温度45-55°C，真空度不低于0.95Mpa的条件下浓缩回收酒精，得葡萄干提取物。

9.根据权利要求8所述的烟用香料的制备方法，其特征在于：制取葡萄干提取物按以下步骤进行：（1）将挑好、洗净的葡萄干放入圆底烧瓶中，按葡萄干：70%食用酒精=1:6的比例混合，在80°C±2搅拌加热回流萃取3h,提取2次，降温至室温，将降温后的溶液用纱布过滤，收集滤液；

（2）将滤液在温度50°C±2，真空度大于0.95Mpa的条件下浓缩回收酒精，得葡萄干提取物。

10.根据权利要求8所述的烟用香料的制备方法，其特征在于：所述的氨基酸是脯氨酸、缬氨酸、谷氨酸、天冬氨酸或甘氨酸中的一种或几种。

11.根据权利要求8-10任一项所述的烟用香料的制备方法，其特征在于：氨基酸选自脯氨酸，溶剂为丙二醇。

12.根据权利要求8-10任一项所述的烟用香料的制备方法，其特征在于：所述的氨基酸的加入量为葡萄干提取物重量的10-50%。

13.根据权利要求8-10任一项所述的烟用香料的制备方法，其特征在于：以丙二醇作为溶剂，控制反应的温度为120度，反应时间控制在6h；葡萄干提取物和氨基酸的质量比为3:1。

14.根据权利要求13所述的烟用香料的制备方法，其特征在于：所述的氨基酸为脯氨酸。