CN103865645A - 水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法及其在烟草调香中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法及其在烟草调香中的应用。将水果浓缩物或水果浓缩物加还原性单糖与氨基酸、反应溶剂混合，以氢氧化钠水溶液调节反应体系的pH值为6-9，20-90min内加热至80-100℃，并继续反应0.5–1.5h,冷却后即得相应的反应产物。水果浓缩物与氨基酸反应生成的美拉德产物中富含水果的自然香气，与烟草本香自然协调，而且安全可靠。本发明利用制备的反应性香料，在一定条件下处理烟丝，按照不同的配比添加在叶组中，制得的烟丝抽吸品质具有显著的改进。水果浓缩物的美拉德反应产物能够提高卷烟烟气丰满度、柔和度，改善吸味舒适性，突出了卷烟清香香韵风格。

Description

水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法及其在烟草调香中的应用

技术领域

本发明属于烟用香料技术领域，特别涉及一种水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法及其在烟草调香中的应用。 

背景技术

香气是评价卷烟产品质量的一个重要指标，按照国标GB5606.4-2005《卷烟第4部分：感官技术要求》百分制打分的6项指标中，仅香气这一项就占了32分。烟草的香气物质是在种植、加工、燃吸过程中产生的，其产生过程涉及到复杂的生物变化和化学变化，产生的香味物质成分种类众多。这些成分的组成、含量和平衡比例综合影响着烟叶的香气特征。随着“吸烟与健康”问题日益引起人们的关注，发展低焦油卷烟成了烟草工业生存和发展的方向。但由于卷烟经燃吸产生的香气物质也含在焦油中，一般卷烟焦油含量的降低会影响烟气的香气质量，香味弱的卷烟很难为消费者接受，因而烟草行业面临的挑战性问题就是要在降低卷烟焦油含量的同时保持卷烟足够的香味和丰富的香韵。 

卷烟的香气在很大程度上取决于烟叶的种类和质量，叶组配方决定了卷烟产品的质量风格特征。通过加香可以弥补叶组配方上存在的不足或赋予卷烟产品特殊的香气风格，从而使卷烟产品具有独特的香气和吸味。为了增进和提高卷烟的烟气浓度和香味，加香加料技术是一种非常有效的手段。其中利用美拉德反应制备的产物在烟草增加香韵、改善口感等方面有很好的应用前景。 

因为研究烟叶调制和醇化过程中就有两个主要的化学变化，即蛋白质水解形成氨基酸和淀粉水解形成糖。氨基酸和糖的非酶棕色化反应即美拉德反应，被认为是香气成分形成的重要过程之一。美拉德反应中产生的各种杂环化合物是烟草的重要香气成分。 

自从1953年Hodge报道可以采用简单的糖-氨基酸模型体系研究食品中进行的美拉德反应以来，模型体系中美拉德反应的研究非常活跃。 

目前现代美拉德反应开始倾向于利用天然原料，如采用蛋白质水解物作为氨源，利用水果提取物中糖份进行美拉德反应，也有文献报道利用淀粉水解糖、烤烟烟叶等天然原料做糖源，并且取得了较好的应用。 

随着现代生活水平的提高，香烟的品质不断得到提升，口味也得到不断的改良，吸烟人士对卷烟香味的要求也越来越多层次。但能有效改善卷烟风格及口感的天然水 果韵味香料尚不多见。 

水果浓缩物本身就是重要的烟用香原料，它广泛用在卷烟加料中，对卷烟产品品质的提高起着重要作用。其芳香成分对卷烟有柔和烟气、增强烟香的作用，又因其中的有机酸能调节烟叶的pH值值，从而使卷烟有酸甜清爽，柔和舒适的吃味。水果浓缩物中含有大量的葡萄糖、果糖等，这些糖类与氨基酸的反应产物中富含水果的自然香气，还生成了脱氧酮糖（Amadori重排产物）等香气前驱体，与烟草本香自然协调，而且安全可靠。 

在水果提取物的美拉德反应方面，有报道：刘志华等通过猕猴桃、梅子等的水果提取物与氢氧化铵、氨水或铵盐等的美拉德反应，得到了浓厚烘烤香的产物(中国专利申请公开CN 1594521A)。朱智志等发现，大枣浸膏与氨基酸反应，以磷酸二氢铵、抗坏血酸或琥珀酸为催化剂的美拉德反应产物有着枣香韵、烘焙香、爆米花香、焦糖香和巧克力香等（中国专利申请公开CN 101438854A)。赵国玲等发现葡萄干中果糖含量高达60%，可以作为美拉德反应的糖源，他们将葡萄干提取物与脯氨酸进行反应，得到以烘焙香为主的美拉德反应产物。 

上述几款美拉德反应物因为其不同的糖源和氮源，所得的产物香型以焦香、烘焙香为主，不适于清香型烟香风格的展现。 

饶国华开发了一种苹果香韵型烟用香精（中国专利申请公开CN 101633864A)，蒋思翠等公开了一种含有美拉德化合物的天然杏提取物及其制备方法与用途（中国专利申请公开CN 101654637A），张敦铁等公开了一种以植物水解提取物和水果提取物为原料生产烟用香料的方法（中国专利CN10160145B），所述水果提取物为无花果。上述三篇专利涉及的水果提取物种类与本专利中的水果浓缩物品种不同。同时我们的研究表明，本专利中水果浓缩物比上述三篇专利中提及的水果提取物中还原糖的含量更多。 

本发明所得的水果浓缩物的美拉德反应产物在提高卷烟烟气丰满度、柔和度，突出卷烟清香香韵风格上有明显作用，同时能够有效降低杂气，减轻刺激，改善吸味舒适性。目前尚没有水果浓缩物与氨基酸发生美拉德反应的产物在烟草中进行应用的研究报道。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的问题提供一种水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法及其在烟草调香中的应用，本发明使用水果浓缩物与氨基酸作为原料，在一定条件下发生美拉德反应，经合成反应制得烟用香料——反应性混合物香料，及将该反应性混合物香料应用在烟草调香中。 

本发明的水果浓缩物的美拉德反应产物由下法制得：将水果浓缩物或水果浓缩物加还原性单糖与氨基酸、反应溶剂混合，以氢氧化钠水溶液调节反应体系的pH值为6-9，20-90min内加热至80-100℃，并继续反应0.5–1.5h,冷却后即得相应的反应产物，投料比例为：投料时还原性单糖的质量与水果浓缩物所含相应单糖的质量一同计算，按总糖与氨基酸比例：摩尔比为1:1，1:2，1:4，2:1进行反应。 

本发明还提供了用上述方法制得的水果浓缩物的美拉德反应产物在烟草调香中应用，将上述方法制得的水果浓缩物的美拉德反应产物添加到烟丝中，按该产物和烟草的重量百分比为0.1‰—1.0‰的比例添加到烟丝中，添加去离子水，使烟丝水分达到20±1%，密闭贮存2h，用烘箱在120℃条件下将烟丝烘干至水分为12%±1%，再手工卷烟。 

本发明的水果浓缩物是将水果用水提取制得的，其中糖分主要按所含葡萄糖、果糖等还原性单糖的百分含量计，占总重的40%-65%。糖分含量明显高于将水果用乙醇提取制备的水果提取物。本发明的水果浓缩物包括草莓、黑莓、乌梅、甜橙、石榴、覆盆子、李子、荔枝、菠萝、水蜜桃浓缩物中的任一单一产品。 

水果浓缩物中的天然糖按其中主要所含的葡萄糖、果糖等还原性单糖的百分含量计，投料时还原性单糖的质量与水果浓缩物所含相应单糖的质量一同计算，按总糖与氨基酸比例（摩尔比）为1:1，1:2，1:4，2:1进行反应。 

所述的反应溶剂为水或多元醇或二者任意比例混合物，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇。在本发明的研究工作中发现，丙二醇和丙二醇与水混合物做溶剂时反应效果较佳。 

氨基酸有谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、精氨酸、赖氨酸等等，方案中氨基酸可以是上述氨基酸的单一品种，也可是上述氨基酸中多种组合。 

本发明中美拉德反应的糖源包括水果浓缩物中的天然糖，通过测定，主要是葡萄糖、果糖，还可添加还原性单糖。这些糖类与氨基酸的反应产物能够提高烟气的丰满度，在突出卷烟清香风格方面独具优势。所述的水果浓缩物可直接购买成品。 

本发明的优点是：采用的原料水果浓缩物原料易得，美拉德反应条件温和，操作简单。水果浓缩物中含有大量的葡萄糖、果糖等，这些糖类与氨基酸的反应的产物中富含水果的自然香气，还生成的脱氧酮糖（Amadori重排产物）等香气前驱体，与烟草本香自然协调，而且安全可靠。本发明利用制备的反应性香料，按照不同的配比添加在叶组中，在一定条件下处理叶组，制得的烟丝抽吸品质具有显著的改进。水果浓缩物的美拉德反应产物能够提高卷烟烟气丰满度、柔和度，突出卷烟清香香韵风格，有 效降低杂气，减轻刺激，改善吸味舒适性。 

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的技术方案。但本发明的保护范围不限于此。 

实施例1 

经检测，其中每10g草莓浓缩物中含有果糖2.48克；葡萄糖3.27克。 

在装有温度计、回流管、搅拌桨的500mL三口烧瓶中依次加草莓浓缩物（30.0g），谷氨酸（14.12g），丙氨酸（8.54g），丙三醇（250mL，含水12%），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，固体逐渐溶解。30min内水浴升温至100℃，此时测其pH值（pH计）为7.0。当反应液内温升至100℃时，反应体系开始发生褐变现象，随着反应时间的增加，反应体系颜色越来越深。 

在100℃反应1.0h后，停止反应，得棕红色反应产物。 

（摩尔比糖：氨基酸=1:2） 

实施例2 

实施例2的反应条件及操作同实施例一，即反应溶剂为丙三醇（250mL，含水12%），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，30min内水浴升温至100℃，且在100℃反应1.0h后，停止反应，得棕红色反应产物。所不同的具体投料数量及pH值控制详见表二。 

表一实施例2 

实施例3 

经检测，其中每10克乌梅浓缩物中含有果糖2.28克；葡萄糖2.99克。 

在装有温度计、回流管、搅拌桨的500mL三口烧瓶中依次加入500mL三口烧瓶，乌梅浓缩物（10.0g），果糖（10.4g），缬氨酸（4.69g），丙氨酸（4.19g），丙二醇（150mL），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值,60min内水浴升温至95℃，此时测其pH值（pH计）为8.9。当反应液内温升至95℃时，反应体系开始发生褐变现象，随着反应时间的增加，反应体系颜色越来越深。 

在95℃反应1.0h后，停止反应，得产品。 

（摩尔比糖：氨基酸=1:1） 

实施例4 

实施例4的反应条件及操作同实施例3，即反应溶剂为丙二醇（150mL），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，60min内水浴升温至95℃，且在95℃反应1.0h后，停止反应，得棕红色反应产物。不同的具体投料数量及pH值控制详见表三。 

表二实施例4 

实施例5 

经检测，其中每10g石榴浓缩物中含有果糖3.05克；葡萄糖2.17克。 

在装有温度计、回流管、搅拌桨的500mL三口烧瓶中依次加入石榴浓缩物（20.0g），果糖（10.4g），天冬氨酸（7.7g），丙二醇（220mL，含水10%）。室温下搅拌，逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，固体逐渐溶解。40min内水浴升温至90℃，此时测其pH值（pH计测定）为8.5。当反应液内温升至90℃，反应体系开始发生褐变现象，随着反应时间的增加，反应体系颜色越来越深。 

在90℃反应1.5h后，停止反应，得棕红色反应产物。 

（摩尔比糖：氨基酸=2:1） 

实施例6 

实施例6的反应条件及操作同实施例5，即反应溶剂为丙二醇（220mL，含水10%），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，40min内水浴升温至90℃，且在90℃反应1.5h后，停止反应，得棕红色反应产物。不同的具体投料数量及pH值控制详见表四。 

表三实施例6 

实施例7 

经检测，其中每10克李子浓缩物中含有果糖2.43克；葡萄糖3.20克。 

在装有温度计、回流管、搅拌桨的500mL三口烧瓶中依次加入500mL三口烧瓶，李子浓缩物（18.0g），谷氨酸（11.03g），天冬氨酸（9.98g），脯氨酸（8.65g）丙二醇（250mL，含水10%），室温下机械搅拌。此时测其反应液PH值约为5左右。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值,30min内水浴升温至95℃，此时测其pH值 

（pH计）为6.9。当反应液内温升至95℃时，反应体系开始发生褐变现象，随着反应时间的增加，反应体系颜色越来越深。 

在95℃反应1.0h后，停止反应，得产品。 

（摩尔比糖：氨基酸=1:4） 

实施例8 

实施例8的反应条件及操作同实施例7，即反应溶剂为丙二醇（250mL，含水10%），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，30min内水浴升温至95℃，且在95℃反应1.0h后，停止反应，得棕红色反应产物。不同的具体投料数量及pH值控制详见表五。 

表四实施例8 

实施例9 

经检测，其中每10g菠萝浓缩物中含有果糖2.01克；葡萄糖2.49克。 

在装有温度计、回流管、搅拌桨的500mL三口烧瓶中依次加入菠萝浓缩物（30.0g），谷氨酸（11.03g），脯氨酸（8.65g），乙二醇（300mL），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值,90min内水浴升温至80℃，此时测其pH值（pH计）为6.5。当反应液内温升至80℃时，反应体系开始发生褐变现象，随着反应时间的增加，反应体系颜色越来越深。 

在80℃反应0.5h后，停止反应，得棕红色反应产物。 

（摩尔比糖：氨基酸=1:2） 

实施例10 

实施例10的反应条件及操作同实施例9，即反应溶剂为乙二醇（300mL），室温下机械搅拌。逐滴滴加10%NaOH水溶液调节pH值，90min内水浴升温至80℃，在80℃反应0.5h后，停止反应，得棕红色反应产物。不同的具体投料数量及pH值控制详见表五。 

表五实施例10 

实施例11 

本发明的水果浓缩物的美拉德反应产物在烟草调香中应用实验： 

以某牌号某规格卷烟未加香烟丝为空白烟叶，嘴棒长度20mm，盘纸透气度60cu。取空白烟叶50g，将实施例1中反应产物按照0.2‰（产物和烟草重量比）比例称量并且加适量去离子水，用医用喷雾器均匀喷洒在烟叶中，使烟丝水分达到20%±1%，处理好的样品密闭贮存2h，使用烘箱在120℃条件下烘干烟丝，使烟丝水分达到12%±1%，手工制成卷烟；空白烟叶喷洒未添加产物的去离子水，其他处理相同，作为评吸对照样。将处理好的样品和评吸对照样置于60%±2%相对湿度，22℃±2℃的恒温恒湿箱内，单层平放48h，平衡水分至12%±1%。 

空白烟叶的评吸结果为：具有一定烟香，烟气相对粗糙，有刺激性，醇和性较差，有杂气，吸味较差。 

添加产物的烟叶其评吸结果为：烟香圆润丰满，微带草莓特征香韵。烟气细腻，清爽感增加，杂气减少，刺激降低，余味干净。与空白样品对比卷烟品质有较好改善，对增加烟草清甜香韵作用明显。 

实施例12 

本实施例与实施例11相同，所不同的是本实施例对本发明的方法制得的不同的水果浓缩物的美拉德反应的产物在烟草调香中应用后的评吸结果列于下表六中。水果浓缩物的美拉德反应产物的添加量为该产物和烟草的重量百分比为0.1‰-1.0‰。 

表六不同的水果浓缩物美拉德反应产物在烟草调香中应用后的评吸说明 

Claims (8)

1.水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法，其特征在于所述产物由下法制得：将水果浓缩物或水果浓缩物加上还原性单糖与氨基酸、反应溶剂混合，以氢氧化钠水溶液调节反应体系的pH值为6-9，20-90min内加热至80-100℃，并继续反应0.5–1.5h,冷却后即得相应的反应产物，投料比例为：投料时还原性单糖的质量与水果浓缩物所含相应单糖的质量一同计算，按总糖与氨基酸的比例：摩尔比为1:1、1:2、1:4、2:1进行反应。

2.根据权利1所述的水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法，其特征在于所述的水果浓缩物是将水果用水提取制得的，其中糖分主要按所含葡萄糖和果糖还原性单糖的百分含量计，占总重的40%-65%，水果浓缩物包括草莓、黑莓、乌梅、甜橙、石榴、覆盆子、李子、荔枝、菠萝、水蜜桃浓缩物中的任一单一产品。

3.根据权利1所述的水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法，其特征在于所述的还原性单糖为：果糖、葡萄糖、木糖。

4.根据权利1所述的水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法，其特征在于所述的氨基酸为：谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、精氨酸、赖氨酸，可以是上述氨基酸的单一品种，也可是上述氨基酸中多种组合。

5.根据权利1所述的水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法，其特征在于所述的反应溶剂为水或多元醇或二者任意比例的混合物，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇。

6.根据权利1或5所述的水果浓缩物的美拉德反应产物的制备方法，其特征在于所述的反应溶剂为丙二醇或丙二醇与水混合物。

7.用权利1所述的方法制得的水果浓缩物的美拉德反应产物在烟草调香中应用，其特征在于将按照权利要求1的方法制得的水果浓缩物的美拉德反应产物添加到烟丝中，添加量：该产物和烟草的重量百分比为0.1‰-1.0‰。

8.根据权利7所述的水果浓缩物的美拉德反应产物在烟草调香中应用，其特征在于按反应产物和烟草的重量百分比为0.1‰-1.0‰的比例将产物添加到烟丝中，添加去离子水，使烟丝水分达到20%±1%，密闭贮存2h，用烘箱在120℃条件下将烟丝烘干至水分为12%±1%，再手工卷烟。