CN104957761B - 水果中游离态和键合态香气物质在卷烟中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水果中游离态和键合态香气物质在卷烟中的应用。水果中游离态和键合态香气物质的提取方法是先将水果打浆、分离得到水果果汁，再利用大孔树脂吸附及适当的洗脱液脱附，分别获得富含游离态香气物质和键合态香气物质的组分。将提取到的游离态香气物质和键合态香气物质添加在卷烟烟丝上可有效改善低焦油卷烟的感官品质；感官品质的增加主要表现在：水果中游离态香气物质在增加香气质和香气量方面有较好的效果；水果中键合态香气物质在改善杂气、柔和烟气、减轻干燥，增加回甜和余味方面有较好的效果。且原料为天然水果，其来源广、成本低，分离方法简单，易于工业化生产。

Description

水果中游离态和键合态香气物质在卷烟中的应用

技术领域

本发明涉及一种水果中游离态和键合态香气物质在卷烟中的应用，属于烟草领域。

背景技术

水果类属于天然植物果实，其含有丰富的营养物质，包括糖类、有机酸类、蛋白质、纤维素及矿物离子和一些含有香味的有机化合物。现有技术中有提取水果中的有效成分作为香料物质报道，但是目前的提取方法(如有压榨法、溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法、超声波提取法等)以及分离方法(如柱层析、液液萃取、膜分离技术等)都只能提取到其中的一些糖类和有机酸类，而天然的香物质成分几乎提取不到，所以提取的成分中有效香气成分较少，香气比较单一，丰富性不够。

水果中的芳香物质主要有游离态和键合态两种形式。游离态的芳香物质本身具有浓郁、典型的水果芳香；而键合态芳香成分是一类糖苷类化合物，其本身并没有呈香功能，需要通过化学或生物作用使其裂解糖苷键释放配糖基，产生游离态芳香物质后，也具有浓郁的水果芳香。键合态芳香物质构成了水果中重要的、潜在的芳香成分。而现有传统提取水果中香物质的方法，由于芳香物质的热敏性和热挥发性，使得天然芳香物质在提取和加工过程中损失严重，不但失去原有天然风味，还会产生不良气味，严重影响了水果提取物的品质，限制了其应用。即使获得键合态的香物质，由于键合态的香物质化学性质比较稳定，且没有香味，需要采用化学或生物手段使其分解成游离态才能作为香味物质利用。中国专利CN1579185A公开了一种天然高香液体茶的加工方法，用酸水解的方法释放其中的键合态香气物质，再将释放后的香气物质回收后重新添加到液体茶中以提高液体茶香气品质，可以明显改善液体茶香气品质。很多水果中键合态香气组分的含量高于游离态香气物质的含量。

发明内容

针对现有技术中低焦油卷烟口感差，香气淡弱欠丰满、烟气干燥、甜润度不够、舒适度较差等缺陷，本发明的另一个目的是在于提供一种所述水果中天然游离态香气物质和键合态香气物质在卷烟中的应用，水果中天然游离态香气物质和键合态香气物质可有效改善卷烟感官品质，包括增加香气量，丰富卷烟香韵，改善口感和增加卷烟舒适性，弥补香味方面。

为了实现本发明的技术目的，本发明提供了水果中游离态和键合态香气物质在卷烟中的应用，该应用是将水果中游离态香气物质和/或键合态香气物质添加在卷烟烟丝上应用于改善卷烟感官品质。

优选的应用方法，改善卷烟感官品质包括增加香气质和香气量，改善杂气，柔和烟气，减轻干燥，以及增加回甜和余味。

优选的应用方法，水果中游离态和键合态香气物质通过如下方法提取得到：(1)将水果依次经过清洗、切块、打浆、离心分离后，取上层清液，得到水果果汁；(2)将大孔树脂在乙醇溶液中回流处理或浸渍处理；(3)将回流处理或浸渍处理后的大孔树脂填充在层析分离柱中后，水洗层析分离柱，再用层析分离柱对的水果果汁进行吸附处理；(4)吸附处理完成后，先用水洗层析分离柱，再用正戊烷洗脱，收集洗脱液，浓缩，即得水果中游离态香味物质；(5)正戊烷洗脱完成后，进一步用乙醇洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到水果中键合态香气物质；所述的大孔树脂为Amberlite XAD-2树脂、AB-8树脂、D101树脂中的一种。传统提取水果香气物质的方法存在无法获得水果中的天然香物质，只能得到部分糖类和有机酸类，用其作为香料物质存在成分单一，增香效果差等缺陷。本发明的技术方案中采用AmberliteXAD-2树脂、AB-8树脂、D101树脂等进行吸附，再结合水洗、正戊烷洗脱、乙醇洗脱，能有效实现水果中的游离态香味物质和键合态香气物质的分离提取出来。

较优选的应用方法，水果为苹果、梨子和葡萄中的至少一种；本发明的技术方案可供选择的水果不局限于这几种，这几种水果相对廉价，香味物质含量相对较多，所以优选这几种水果。

较优选的应用方法，回流处理是将大孔树脂置于乙醇溶液中在70～80℃下回流3～5h；所述的浸渍处理是将大孔树脂置于乙醇溶液中浸渍12～24h。回流处理或浸渍处理能有效活化大孔树脂，能选择性吸附水果中游离态和键合态香气物质；最佳是采用回流处理。

较优选的应用方法，吸附处理是将保持水果果汁进入层析分离柱中的流速和层析分离柱下端出口的流速一致，将水果果汁置于层析分离柱中，保证水果果汁在层析分离柱中的高度高于大孔树脂的填充高度2～5cm。该操作能使水果果汁中的游离态和键合态香气物质被充分吸附。

较优选的应用方法，(3)中的水洗直至填充柱中无残留乙醇气味。将乙醇除去更有利于大孔树脂的选择性吸附性能。

较优选的应用方法，(4)中的水洗所用水的体积为水果果汁体积的1/2～1倍，水在层析分离柱中的流速为1～10mL/min。通过水洗可以除去没有被吸附的可溶性糖类、有机酸类及其它化合物。

较优选的应用方法，(4)中所用正戊烷的体积为水果果汁体积的1～2倍，正戊烷在层析分离柱中的流速为1～10mL/min。

较优选的应用方法，(5)中所用乙醇的体积为水果体积的1～2倍，乙醇在层析分离柱中的流速为1～10mL/min。

本发明通过选择合适的洗脱液及用量，更有利于游离态和键合态香气物质分步洗脱收集。

较优选的应用方法，(5)中的浓缩是在40～60℃温度下减压浓缩。低温可以减少香气物质的挥发。

优选的方案中大孔树脂为Amberlite XAD-2。

优选的方案中Amberlite XAD-2大孔吸附树脂在层析分离柱中填充的径高比为1:10～1:50。

较优选的应用方法，水果中游离态香气物质在烟丝上的添加量为10～40ppm，最优选为15～30ppm。

较优选的应用方法，水果中键合态香气物质在烟丝上的添加量为烟丝质量的0.1～0.4％；最优选为0.1～0.2％。

较优选的应用方法，水果中游离态香气物质和/或水果中键合态香气物质以溶液形式通过喷洒添加在烟丝表面。

进一步优选的应用方法，水果中游离态香气物质和/或键合态香气物质配制成质量百分浓度为0.5～1.5％的酒精溶液，喷洒在烟丝表面，平衡水分后，卷制成卷烟。

更进一步优选的应用方法，平衡水分的过程是将喷洒了水果中游离态香气物质和/或水果中键合态香气物质溶液的烟丝在温度为22±1℃、湿度为60±2％RH的环境中保持24～48小时。

本发明的技术方案中采用Amberlite XAD-2树脂、AB-8树脂、D101树脂是市面上常规的市售树脂，如可以从Sigma-Aldrich公司或者郑州勤实科技有限公司购买。

相对现有技术，本发明有益效果是：1、首次以日常水果为原料，通过特殊的提取方法和分离方法有效获得主要含水果中的游离态香气物质和键合态香气物质的提取物。本发明的提取过程(包括榨汁，离心等步骤)都在常温下进行，保证了绝大部分的游离态香气物质和键合态香气物质提取，减少损失。本发明的分离过程也是在常温下进行，特别是采用特殊的树脂及洗脱液，能将游离态香气物质和键合态香气物质有效分离出来。2、首次将提取的游离态香气物质和键合态香气物质应用于卷烟，能有效改善卷烟的感官品质，主要表现在：同时具有改善杂气、柔和烟气、减轻干燥，增加回甜和余味以及增加香气质和香气量方面的效果。3、本发明的游离态香气物质和键合态香气物质以水果为原料，来源广，且提取工艺简单，成本低，易于工业化生产。

附图说明

【图1】为实施例1中提取的水果中游离态香气物质GC-MS图。

【图2】为传统萃取法提取的水果提取物的GC-MS图。

【图3】为实施例1中苹果乙醇相流出物中分离得到的五种物质的核磁氢谱图。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求保护的范围。

实施例1

提取：1、将Amberlite XAD-2大孔吸附树脂在乙醇中回流处理4小时，上柱，用水冲洗，直至无乙醇味。

2、取新鲜苹果200g，将苹果打浆与水混合，苹果与水的质量比为2:1，果汁在在3000r/min转速下离心10min，取上清液，约300毫升澄清的苹果汁。

3、上柱，直到柱子上面有大约3厘米的清液，保持水果果汁进入层析分离柱中的流速和层析分离柱下端出口的流速一致，吸附处理完成后；先用100毫升的水以5mL/min的流速冲柱，洗去果汁中的糖、酸类物质。

4、再用400毫升的正戊烷冲柱，收集正戊烷流出物，在常温下浓缩至2毫升左右，得到苹果中游离态香气物质。游离态香气物质的GC-MS图如图1所示。

5、再用400毫升的乙醇冲柱，收集乙醇流出物，在50度下减压浓缩至20毫升左右，得到苹果中键合态香气物质。

应用：以得到的苹果中游离态香气物质添加至未加香的芙蓉王叶组配方中，添加量为25ppm，于恒温恒湿箱(温度22±1℃，湿度60±2％RH)中平衡24小时后，卷制成烟支。同时，以只喷洒酒精的卷烟叶组作为对照组，请专业的评吸测试组进行评吸。评吸结果：香气量明显增加，甜度增加，刺激变小。分离得到的苹果中键合态香气物质以1‰的比例添加至未加香的芙蓉王叶组配方中，通过专业评吸小组进行评吸打分，进行感官评价，香气量稍有增加，香气透发，杂气变小，回甜增加。

对照组实验1：

取新鲜苹果通过常规方法打浆，分离出果汁，再用正己烷萃取水果果汁，再浓缩有机相得到水果中游离态香气物质。其GC-MS图如图2所示。

实施例1和对对照组1中的两种方法得到的游离态香气物质的GC-MS图，可以看出传统工艺得到的香气物质的种类和量都比较少。而实施例1中通过XAD-2树脂分离得到的香气物质种类和量较多，主要物质是丙酸乙酯、丁酸甲酯、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-丁酸甲酯、2-甲基-丁酸乙酯、己醛、乙酸丁酯、2-己烯醛和α-法呢烯等。表明利用XAD-2柱吸附再利用溶剂洗脱可以最大化的提取水果中的游离态香气物质，和传统工艺相比损失较少。

对照组实验2：

取新鲜苹果通过常规方法打浆，分离出果汁，再用乙醇提取水果果汁，再浓缩有机相得到水果中键合态香气物质。

对照组实验2和实施例1中的两种方法得到的键合态香气物质以1‰的比例分别添加至未加香的芙蓉王叶组配方中，苹果中游离态香气物质的添加量为25ppm，卷制成烟支，通过专业评吸小组进行评吸打分，进行感官评价对比。结果如表1和表2中所示。

表1 3种样品在未加香的芙蓉王叶组配方中感官评价效果

注：此表中的数字为评吸过程中有相同感受的评吸人数，评吸人员共7人；

“+”表示升高；

“-”表示降低。

从表1和表2中可以看出，相比于对照组实验1的传统工艺，实施例1利用XAD-2树脂分离得到的键合态香气物质在减少杂气量，增加回甜和减少刺激方面有较好的改善效果。

实施例1中苹果果汁吸附在树脂上，利用不同极性的溶剂洗脱相应的成分，先用水冲洗柱子，洗去其中的水溶性糖类物质和水溶性的大分子物质。乙醇洗脱的组分是键合态香气物质。和对照组实验1的传统工艺相比，实施例1中分离出的键合态香气物质除去了糖和水溶性的大分子物质，这些键合态香气物质对减少杂气和刺激，增加烟气的回甜感有较好的改善效果。

对实施例1中分离出的键合态香气物质利用中压制备液相色谱和高压制备液相色谱进行分离，通过改变流动相和色谱柱，在一定波长下跟踪扫描，有选择性地合并各管洗脱液，分离单体。共分得五种糖苷化合物单体，并利用核磁共振图谱和质谱进行了定性表征。五种糖苷化合物的结构分别如表2所示；核磁氢谱如图3所示。

表2 苹果乙醇相流出物中分离得到的五种物质的结构式

从表2及图3中可以看出，从苹果的乙醇相流出物中，得到的5种产物都是糖苷类化合物，验证了苹果乙醇相流出物中的主要成分是键合态芳香物质，这些键合态芳香物质属于潜香物，添加在卷烟中，在卷烟燃烧过程中释放芳香物质，增加卷烟的香气质，改善卷烟口感。

实施例2

提取：提取步骤按实施例1的方法，只是用梨子替换实施例1中的苹果。

应用：将得到的键合态物质分离得到的梨子中键合态香气物质以1‰的比例添加至湘西C3F中，进行感官评价，香气量稍有增加，香气透发，刺激变小(感官评价如表4所示)。

表3 样品感官评价结果

注：此表中的数字为评吸过程中有相同感受的评吸人数，评吸人员共8人；

“+”表示升高；

“-”表示降低。

实施例3

提取：提取步骤按实施例1的方法，只是用葡萄替换实施例1中的苹果。

应用：用分离得到的葡萄中键合态香气物质以1‰的比例添加至湘西C3L中，进行感官评价，香气透发，刺激变小，回甜增加(感官评价如表4所示)。

表4 样品感官评价结果

注：此表中的数字为评吸过程中有相同感受的评吸人数，评吸人员共8人；

“+”表示升高；

“-”表示降低。

Claims (15)

1.水果中游离态和键合态香气物质在卷烟中的应用，其特征在于，将水果中游离态香气物质和/或键合态香气物质添加在卷烟烟丝上应用于改善卷烟感官品质；所述的水果中游离态和键合态香气物质通过如下方法提取得到：(1)将水果依次经过清洗、切块、打浆、离心分离后，取上层清液，得到水果果汁；(2)将大孔树脂在乙醇溶液中回流处理或浸渍处理；(3)将回流处理或浸渍处理后的大孔树脂填充在层析分离柱中后，水洗层析分离柱，再用层析分离柱对水果果汁进行吸附处理；(4)吸附处理完成后，先用水洗层析分离柱，再用正戊烷洗脱，收集洗脱液，浓缩，即得水果中游离态香味物质；(5)正戊烷洗脱完成后，进一步用乙醇洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到水果中键合态香气物质；所述的大孔树脂为AmberliteXAD-2树脂、AB-8树脂、D101树脂中的一种。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的改善卷烟感官品质包括增加香气质和香气量，改善杂气，柔和烟气，减轻干燥，以及增加回甜和余味。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的水果为苹果、梨子和葡萄中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的回流处理是将大孔树脂置于乙醇溶液中在70～80℃下回流3～5h；所述的浸渍处理是将大孔树脂置于乙醇溶液中浸渍12～24h。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的吸附处理是保持水果果汁进入层析分离柱中的流速和层析分离柱下端出口的流速一致，将水果果汁置于层析分离柱中，保证水果果汁在层析分离柱中的高度高于大孔树脂的填充高度2～5cm。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，(3)中的水洗直至填充柱中无残留乙醇气味。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，(4)中的水洗所用水的体积为水果果汁体积的1/2～1倍，水在层析分离柱中的流速为1～10mL/min。

8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，(4)中所用正戊烷的体积为水果果汁体积的1～2倍，正戊烷在层析分离柱中的流速为1～10mL/min。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，(5)中所用乙醇的体积为水果果汁体积的1～2倍，乙醇在层析分离柱中的流速为1～10mL/min。

10.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，(5)中的浓缩是在40～60℃温度下减压浓缩。

11.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的水果中游离态香气物质在烟丝上的添加量为10～40ppm；所述的水果中键合态香气物质在烟丝上的添加量为烟丝质量的0.1～0.4％。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述的水果中游离态香气物质在烟丝上的添加量为15～30ppm，所述的水果中键合态香气物质在烟丝上的添加量为烟丝质量的0.1～0.2％。

13.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的水果中游离态香气物质和/或水果中键合态香气物质以溶液形式通过喷洒添加在烟丝表面。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述的水果中游离态香气物质和/或键合态香气物质配制成质量百分浓度为0.5～1.5％的酒精溶液，喷洒在烟丝表面，平衡水分后，卷制成卷烟。

15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于，所述的平衡水分的过程是将喷洒了水果中游离态香气物质和/或水果中键合态香气物质溶液的烟丝在温度为22±1℃、湿度为60±2％RH的环境中保持24～48小时。