CN104178348A - 一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法及其在卷烟加香中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于分离树苔浸膏中主要致香成分的高速逆流色谱方法，包括如下步骤：1)将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.6-1.2:0.6-1.2：0.7-1.2：0.7-1.2进行混合，剧烈振荡、静置后溶液分为两层，上层作为固定相，下层作为流动相；2)采用流动相分散树苔浸膏，得到待分离的样品溶液；3)采用高速逆流色谱对样品溶液进行分离，根据紫外吸收图收集相应的馏分，馏分经溶剂脱除工艺后得到树苔浸膏中主要致香成分相对含量在85％以上的烟用添加剂。采用本发明方法得到的烟用添加剂，除掉了原树苔浸膏中的杂质而未引入新的杂质和有毒物质，能够明显提升卷烟的内在感官质量，在卷烟调香中应用前景广阔。

Description

一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法及其在卷烟加香中的应用

技术领域

本发明涉及天然香料的组分分离方法。更具体地，涉及一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法及其在卷烟加香中的应用。

背景技术

树苔浸膏(treemoss concrete)是由采用属于松萝科扁枝衣属的一种茶渍目地衣植物作为原料，经石油醚或苯浸提等一定的加工工艺而制得。由于具有独特的苔类物质的自然青香和浓郁的树脂气息等香气特征，常用作烟草添加剂及日用化妆品自然清香的香原料，在天然香料国际市场，是重要的地衣香料。

浸膏类香料的成分复杂，其质量、成分不但与植物种类有关，同时也随着土壤成分、气候条件、生长季节、生成年龄、收割时间、储运情况而异。即使是同一地区的树苔原料，发酵、加工等工艺的细微变化也会引起主要成分含量的变化。有学者认为正是由于这些化合物含量的不同，形成了上百种不同品种、不同产地和不同厂家的树苔制品。原材料引起的香料质量和成分的变化容易导致卷烟产品质量的波动。

而且，树苔浸膏在应用时还存在以下问题难以解决：一是香料中含有大量的色素、植物腊等杂质，导致其香气质量和纯度欠佳，且其色深质硬，给卷烟余味带来不利影响；二是浸膏很难溶于水或醇等溶剂，使用时容易有沉淀析出，给生产带来不便，为了提高浸膏在卷烟加香加料中的均匀性，常用一种或几种稳定剂改善浸膏在溶剂体系中的分散性能，并在加工过程中增加一道均质工艺以减小浸膏的颗粒，因此，工艺较为繁琐，并且稳定剂的选择往往是技术秘密；三是树苔浸膏中还含有导致人过敏的一些成分(如阿兰酚)和相当数量的重金属元素，为卷烟产品的质量安全埋下了隐患。

目前，香料工业常采用水蒸气蒸馏、溶剂萃取、超临界萃取等方法将浸膏进一步加工成净油以替代浸膏。但是，在加工过程中，浸膏中的一些成分容易发生水解、热解、加成以及缩合等反应，会产生一些不利于产品质量和收率的副作用；而且由于加工流程较多，也导致净油产品的收率不高，如传统的溶剂萃取法制备树苔净油，净油得率仅为1％-2％，超临界萃取法也就3％左右；更为重要的是，以上方法没有选择性和针对性，浸膏中的一些无效成分甚或对卷烟的余味有不利影响的成分仍存在于净油中，也就是说，加工过程无法针对浸膏的有效成分进行捕集，与原浸膏相比，无法大幅度提高净油的香气质量和纯度。中国专利CN 102041174B公开了一种采用分子蒸馏法制备苔清香型烟用香料的方法。

高速逆流色谱(high-speed countercurrent chromatography,HSCCC)是20世纪80年代发展起来的一种连续高效的液-液分配色谱分离技术。主要是将两溶剂的分配体系置于高速旋转的螺旋管内，螺旋管的运动形式，是在自身自转的基础上，同时绕一公转轴旋转，形成行星运动。由此加在分配体系上的离心力场不断发生变化，使两相溶剂充分的混合和分配，从而达到洗脱分离目的。因为样品中各组分在两相中分配系数不同，导致组分在螺旋柱中的移动速度不同，因而能使样品组分按分配系数的大小次序被依次洗脱下来。该技术由于具有仪器设备简单、价廉、操作方便、分离效率高等优点，在提取分离天然产物中的黄酮、生物碱、香豆素、等有效成分方面已获得满意结果。然而，截至目前，尚未见到有应用高速逆流色谱分离树苔浸膏中主要致香成分及其在卷烟加香中的应用的专利和文献报道。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法。采用本发明方法分离出的主要致香物具有原树苔浸膏的功能，同时去除了原树苔浸膏的不利因素和有害物质，提高了香气纯度和质量，能够较好的解决树苔浸膏质量波动的问题，提高卷烟产品的质量稳定性和安全性。

本发明要解决的第二个技术问题是提供用上述分离方法分离出的致香成分在卷烟加香中的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，该方法包含如下步骤：

1)溶剂配制：将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水进行混合、振荡、静置；静置后混合溶液分为两层，分层后的上层作为固定相，下层作为流动相；

2)样品分散：称取树苔浸膏样品，加入步骤1)得到的流动相，搅拌后超声进行分散，得到待分离的样品溶液；

3)将步骤1)所得固定相充满高速逆流色谱的分离柱，随后泵入流动相；待所述流动相从出口流出后，两相溶剂体系在色谱分离柱中达到平衡；

4)将步骤2)得到的样品溶液推入进样圈，树苔浸膏样品中的各组分在固定相与流动相之间分配分离，采用紫外检测器检测馏分，根据紫外吸收图收集馏分，得到含有树苔浸膏主要致香成分的馏分。

优选地，步骤1)中所述正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.6-1.2:0.6-1.2：0.7-1.2：0.7-1.2进行混合；所述振荡时间为10-25min，所述静置时间为1-4h；优选地，所述正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.9:0.9:1:1混合。

优选地，步骤2)所述流动相的质量为样品质量的18-32倍，所述超声时间为3-15min。

优选地，步骤3)中所述固定相以8-32ml/min的流速充满高速逆流色谱的分离柱，当主机转速达到700-950rpm时，以2-8ml/min的流速泵入流动相；优选地，当主机转速达到800-880rpm时，以3-7ml/min的流速泵入流动相。

优选地，步骤4)中所述紫外检测的波长为254nm或365nm。

优选地，步骤4)含有树苔浸膏主要致香成分的馏分经萃取、精馏后脱除其中的乙酸乙酯和正己烷。

优选地，步骤4)得到的含有树苔浸膏主要致香成分的馏分脱除溶剂后经GC/MS检测，树苔浸膏中主要致香成分的相对含量在85％以上。

进一步的，该方法包含如下步骤：

1)将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.9:0.9:1:1配制于分液漏斗中，振荡15min后静置分层。待平衡2小时后，将上相和下相分开，取上相作为固定相，下相作为流动相；

2)样品分散：称取树苔浸膏样品，加入样品质量20倍的步骤1)得到的流动相，搅拌后超声10min进行分散，得到待分离的样品溶液；

3)将步骤1)得到的固定相以20mL/min流速充满整个柱子；调整主机转速850rpm，以4ml/min的流速将流动相泵入柱内；待整个体系建立动态平衡；

4)将步骤2)得到的样品溶液推入进样圈，树苔浸膏样品中的各组分在固定相与流动相之间分配分离，采用紫外检测器检测馏分，根据紫外吸收图收集馏分，得到含有树苔浸膏主要致香成分的馏分。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种含有上述方法制得的含有树苔浸膏主要致香成分的烟用添加剂。

该烟用添加剂在卷烟加香中的应用，将烟用添加剂用浓度为70wt％-95wt％的乙醇溶液稀释后配制成卷烟添加剂加入卷烟中，所述卷烟添加剂的添加比例为烟丝质量的0.03wt％-8wt％。

本发明的有益效果如下：

本发明以树苔浸膏为原料，采用高速逆流色谱技术并通过色谱条件参数的优化与调整，分离其中的主要致香物质，通过溶剂回收后的馏分可以用于卷烟加香。采用本发明方法分离出的主要致香物具有原树苔浸膏的功能，同时去除了原树苔浸膏的不利因素和有害物质，提高了香气纯度和质量，能够较好的解决树苔浸膏质量波动的问题，提高卷烟产品的质量稳定性和安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为实施例1从树苔浸膏中分离出主要致香成分的高速逆流色谱图；

图2为实施例1中用高速逆流色谱分离出的主要致香成分的GC/MS总离子流图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.9:0.9:1:1进行混合，剧烈振荡15min，静置2h后混合溶液分为两层，分层后的上层作为固定相，下层作为流动相；称取1g的树苔浸膏样品，加入20ml流动相，搅拌后超声10min进行分散，得到待分离的样品溶液。

采用TBE-300型半制备高速逆流色谱仪(上海同田生化技术有限公司)，该仪器配有泵、10-30ml进样阀、紫外检测器和记录仪，其多层缠绕聚四氟乙烯管的柱容量为约300ml。先用固定相以10mL/min流速充满高速逆流色谱的分离柱，然后开启速度控制器，使高速逆流色谱仪按顺时针方向旋转，当主机转速达到850rpm时，以3ml/min的流速泵入流动相；待所述流动相从出口流出后，两相溶剂体系在色谱分离柱中达到平衡；将待分离的样品溶液推入进样圈，根据紫外吸收图收集馏分，馏分经溶剂脱除工艺后采用GC/MS检测(总离子流图的解析结果见表1)，主要致香成分的相对含量为87％左右。

脱除溶剂后，得到的产物色泽好，为淡黄色均匀、澄清液体，贮存一月后，其香气香型稳定，密度、澄清度等指标基本不变；经高效液相色谱和原子吸收检定，香料中不含有阿兰酚和重金属元素等成分。用70％的乙醇溶液稀释，加入卷烟中，香料的添加比例为烟丝质量的0.03％，卷烟经具有行业资质的评委评吸认为：与对照卷烟相比，使用本发明产物后，卷烟烟气柔和细腻，对烟气浓度提升明显，有树苔的香气贯穿始终，有骨架感，分散比较均匀。图1为本实施例从树苔浸膏中主要致香成分的高速逆流色谱图，色谱峰1、2、3为目标馏分，图2为本实施例从高速逆流色谱分离出的主要致香成分的GC/MS总离子流图。

表1总离子流图的解析结果

实施例2

将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.7:0.7:0.8:1.1进行混合，剧烈振荡25min，静置1h混合溶液分为两层，分层后的上层作为固定相，下层作为流动相；称取1g的树苔浸膏样品，加入30ml流动相，搅拌后超声3min进行分散，得到待分离的样品溶液。

采用TBE-300型半制备高速逆流色谱仪(上海同田生化技术有限公司)，该仪器配有泵、10-30ml进样阀、紫外检测器和记录仪，其多层缠绕聚四氟乙烯管的柱容量为约300ml。先用固定相以30mL/min流速充满高速逆流色谱的分离柱，然后开启速度控制器，使高速逆流色谱仪按顺时针方向旋转，当主机速度达到950rpm时，以2ml/min的流速泵入流动相；待所述流动相从出口流出后，两相溶剂体系在色谱分离柱中达到平衡；将待分离的样品溶液推入进样圈，根据紫外吸收图收集馏分。馏分经溶剂脱除工艺后采用GC/MS检测，主要致香成分的相对含量为86％左右。

脱除溶剂后，得到的产物色泽好，为淡黄色均匀、澄清液体，贮存一月后，其香气香型稳定，密度、澄清度等指标基本不变；经高效液相色谱和原子吸收检定，香料中不含有阿兰酚和重金属元素等成分。用95％的乙醇溶液稀释，加入卷烟中，香料的添加比例为烟丝质量的8％，卷烟经具有行业资质的评委评吸认为：与对照卷烟相比，使用本发明产物后，卷烟烟气甜感更强，有树苔的苔清香气、焦香气，而没有枯焦气。对烟气浓度提升明显。

实施例3

将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比1.1:1.1:0.8:1.1进行混合，剧烈振荡10min，静置4h混合溶液分为两层，分层后的上层作为固定相，下层作为流动相；称取1g的树苔浸膏样品，加入25ml流动相，搅拌后超声15min进行分散，得到待分离的样品溶液。

采用TBE-300型半制备高速逆流色谱仪(上海同田生化技术有限公司)，该仪器配有泵、10-30ml进样阀、紫外检测器和记录仪，其多层缠绕聚四氟乙烯管的柱容量为约300ml。先用固定相以20mL/min流速充满高速逆流色谱的分离柱，然后开启速度控制器，使高速逆流色谱仪按顺时针方向旋转，当主机速度达到700rpm时，以8ml/min的流速泵入流动相；待所述流动相从出口流出后，两相溶剂体系在色谱分离柱中达到平衡；将待分离的样品溶液推入进样圈，根据紫外吸收图收集馏分。馏分经溶剂脱除工艺后采用GC/MS检测，主要致香成分的相对含量为84％左右。

脱除溶剂后，得到的产物色泽好，为淡黄色均匀、澄清液体，贮存一月后，其香气香型稳定，密度、澄清度等指标基本不变；经高效液相色谱和原子吸收检定，香料中不含有阿兰酚和重金属元素等成分。用85％的乙醇溶液稀释，加入卷烟中，香料的添加比例为烟丝质量的5％，卷烟经具有行业资质的评委评吸认为：与对照卷烟相比，使用本发明产物后，卷烟烟气透发、飘逸、流畅性较好，有明显的清甜香、余味，香气更高雅、清新。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于，包含如下步骤：

1)溶剂配制：将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水进行混合、振荡、静置；静置后混合溶液分为两层，分层后的上层作为固定相，下层作为流动相；

2)样品分散：称取树苔浸膏样品，加入步骤1)得到的流动相，搅拌后超声进行分散，得到待分离的样品溶液；

3)将步骤1)所得固定相充满高速逆流色谱的分离柱，随后泵入流动相；待所述流动相从出口流出后，两相溶剂体系在色谱分离柱中达到平衡；

4)将步骤2)得到的样品溶液推入进样圈，树苔浸膏样品中的各组分在固定相与流动相之间分配分离，采用紫外检测器检测馏分，根据紫外吸收图收集馏分，得到含有树苔浸膏主要致香成分的馏分。

2.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于：步骤1)中所述正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.6-1.2:0.6-1.2：0.7-1.2：0.7-1.2进行混合；所述振荡时间为10-25min，所述静置时间为1-4h；优选地，所述正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.9:0.9:1:1混合。

3.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于：步骤2)所述流动相的质量为样品质量的18-32倍，所述超声时间为3-15min。

4.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于：步骤3)中所述固定相以8-32ml/min的流速充满高速逆流色谱的分离柱，当主机转速达到700-950rpm时，以2-8ml/min的流速泵入流动相；优选地，当主机转速达到800-880rpm时，以3-7ml/min的流速泵入流动相。

5.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于：步骤4)中所述紫外检测的波长为254nm或365nm。

6.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于：步骤4)含有树苔浸膏主要致香成分的馏分经萃取、精馏后脱除其中的乙酸乙酯和正己烷。

7.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于：步骤4)得到的含有树苔浸膏主要致香成分的馏分脱除溶剂后经GC/MS检测，树苔浸膏中主要致香成分的相对含量在85％以上。

8.根据权利要求1所述的一种树苔浸膏中主要致香成分的分离方法，其特征在于，包含如下步骤：

1)将正己烷、乙酸乙酯、乙醇、水按照体积比0.9:0.9:1:1配制于分液漏斗中，振荡15min后静置分层。待平衡2小时后，将上相和下相分开，取上相作为固定相，下相作为流动相；

2)样品分散：称取树苔浸膏样品，加入样品质量20倍的步骤1)得到的流动相，搅拌后超声10min进行分散，得到待分离的样品溶液；

3)将步骤1)得到的固定相以20mL/min流速充满整个柱子；调整主机转速850rpm，以4ml/min的流速将流动相泵入柱内；待整个体系建立动态平衡；

4)将步骤2)得到的样品溶液推入进样圈，树苔浸膏样品中的各组分在固定相与流动相之间分配分离，采用紫外检测器检测馏分，根据紫外吸收图收集馏分，得到含有树苔浸膏主要致香成分的馏分。

9.一种含有权利要求1-8中任一项所制得的含有树苔浸膏主要致香成分的烟用添加剂。

10.如权利要求9的烟用添加剂在卷烟加香中的应用，其特征在于：将烟用添加剂用浓度为70wt％-95wt％的乙醇溶液稀释后配制成卷烟添加剂加入卷烟中，所述卷烟添加剂的添加比例为烟丝质量的0.03wt％-8wt％。