CN106010797B - 一种以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料及其在电子烟中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟用香料技术领域，具体是一种以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料及其在电子烟中的应用，制备方法包括：a.原料预处理；b.提取；c.脱蜡，d.膜分离。该麦芽焦甜香香料中富含吡嗪类、呋喃类、呋喃酮类、吡喃酮类和环戊烯酮类等化合物，能够赋予电子烟愉悦的焦甜香气息，香气与烟草本香协调，更符合国内烟草消费者的喜好。本发明针对性地提取并分离富集了焦麦芽中的焦甜香成分，有效剔除了麦芽提取物中含有的植物蜡质、蛋白质、淀粉、多糖等对电子烟抽吸口感不利的成分，同时提高了麦芽提取物在丙二醇、甘油中的溶解性。该制备工艺简单易操作，原料价格低廉，生产过程经济环保，适于规模化工业生产应用。

Description

一种以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料及其在电子烟中 的应用

技术领域

本发明属于电子烟用香料技术领域，具体是以焦麦芽为原料制备的一种麦芽焦甜香香料及其在电子烟中的应用。

背景技术

焦甜香是中式卷烟香气风格特征的重要香韵，对卷烟感官品质有至关重要的影响。根据中式卷烟风格特征感官评价方法，焦甜香(caramel-like aroma)和坚果香（nuttyaroma）共同组成了烘焙香(roast aroma)香韵。中华、芙蓉王、利群、黄山、红塔山、白沙、玉溪等代表性品牌卷烟的评吸结果显示，烘焙香均为其风格特征的重要组成部分。而对大多数中式卷烟而言，焦甜香是其烘焙香香韵特征的主香调。如前述几个卷烟品牌，除白沙品牌烘焙香主要表现为坚果香外，其余的烘焙香均主要表现为焦甜香特征。

在全球控制卷烟的背景下，电子烟等新型烟草制品因其对环境和非吸烟人群的影响较小而得到快速发展。但是，国外电子烟产品的口味多为可可、薄荷、水果香型等，不符合中国烟草消费者的喜好；国内现有烟草口味电子烟又存在着烟草本香不足、甜腻感较重等缺陷，其中主要表现为焦甜香、烘焙香韵不足、口腔残留较重，还不能被广大卷烟消费者所接受。焦甜香、烘培香韵的提升能够增大电子烟被传统卷烟消费人群的接受程度，对于电子烟的市场推广具有一定的推动作用，对我国的控烟履约也具有积极意义。

电子烟相对于传统卷烟，其对香料的依赖程度更高。由于电子烟特殊的发烟原理以及电子烟烟液溶剂（甘油和1,2-丙二醇）的原因，电子烟选用香料中不能含有较多的高沸点物质（沸程应低于250℃），且要易溶于甘油和丙二醇。因此，传统卷烟香料，尤其是浸膏、酊剂等形态的天然香料不适合直接用于电子烟，其中大分子、高沸点的成分会沉积在电加热丝上，随着加热时间的延长产生焦糊味，严重影响电子烟的口感及使用寿命。

在烟草中焦甜香、烘焙香物质的研究中，国内外烟草公司相继发现了呋喃类、呋喃酮类、环戊烯酮类和吡喃酮类等带有焦甜香特征的化合物，主要是麦芽酚（maltol）、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮（furaneol）、甲基环戊烯醇酮（cyclotene）、5-甲基糠醛（5-methylfurfural）等。这些物质除在烟草中含有外，也在麦芽提取物等传统烟用香料中含有。

麦芽是大麦的成熟果实经发芽干燥而得，将麦粒用水浸泡后，保持适宜温、湿度，待幼芽长至约0.5 cm时干燥即得生麦芽；生麦芽文火加热，炒至表面棕黄色，微有焦斑，即为炒麦芽；生麦芽用武火炒至焦黄色，有爆声，即为焦麦芽。生麦芽、炒麦芽和焦麦芽均作药用。生麦芽也是啤酒生产的主要原料。

麦芽提取物（包括酊剂及浸膏）是一种常用的卷烟添加剂，其具有增加烟气焦甜香，去除青杂气的作用。但是，现有市售的麦芽提取物大多易溶于水，难溶于丙二醇、甘油，不适用于电子烟加香；其次，市售麦芽提取物中含有较多的蛋白质、淀粉、半纤维素、色素、糖等大分子物质或难挥发的成分，使其并不适用电子烟加香；而且焦甜香特征不突出。目前，国内也有研究学者利用酶技术、微生物发酵技术（CN 101889728 A；CN 102178345 A）等对麦芽或麦芽提取物进行增香、产香处理，在一定程度上丰富了麦芽提取物的香韵，增加了香味成分的含量。但是，所得产品是以烤香、酿甜香或清香、甜醇香为主香韵，焦甜香并不突出，而且其中不同程度的仍然含有大分子物质和植物蜡质。

发明内容

本发明的目的正是针对目前存在的问题，以焦麦芽为原料，运用适当的提取、分离方法，制备一种麦芽焦甜香香料，并将其应用于电子烟烟液的调配，提高电子烟抽吸时的焦甜香韵，提高消费者认可度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料，是通过以下方法制备的：

a. 原料预处理：焦麦芽除杂、粉碎；

b. 提取：用浓度大于65%（V/V，下同）的乙醇水溶液或乙醇水溶液与1,2-丙二醇按一定比例的混合溶剂提取，滤出浸提液；

c. 脱蜡：浸提液减压浓缩至可溶性固形物含量约20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-30～-10℃条件下静置6～12小时，之后尽快抽滤或离心，收集清液；

d. 膜分离：向脱蜡后的清液中加入适量浓度为70%～90%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为2%～4%；先用孔径50～200 nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5 kD的超滤膜，收集超滤透过液，浓缩至无低沸点溶剂（乙醇）即得麦芽焦甜香香料。

本发明在用乙醇对焦麦芽粉料进行提取时，可采用以下多种方式进行提取：如，室温下浸提，每批物料浸提2次，每次料液质量比1:5～1:10，每次浸提3～7天；在50～80℃条件下加热提取，料液质量比1:5～1:10，提取2次，每次1～3小时；超声波辅助提取，超声波频率28～45 kHz，功率500～1000 W，提取时间30～60 min，提取温度30～50℃，料液质量比1:10～1:15；亦可采用微波辅助提取等其它现有技术。其中，优选的提取工艺为：浓度大于70%的乙醇，65～80℃加热提取两次，每次料液质量比1:5～1:8，每次提取1.5～2 h。

本发明制备的麦芽焦甜香香料具有特征的焦甜香香韵。室温下为棕褐色浸膏。

麦芽焦甜香香料在电子烟中的应用：

用电子烟用溶剂溶解后作为电子烟烟液，或进一步与其它电子烟用香料混配后制成电子烟烟液，用量：占电子烟烟液总质量的0.05%～1%。

本发明具有以下有益效果：

本发明的麦芽焦甜香香料能够赋予电子烟愉悦的焦甜香、烘培香气息，香气与烟草本香协调，使其吸味与中式卷烟更加接近。

本发明的麦芽焦甜香香料的制备方法，选择了富含焦甜香成分的焦麦芽为原料。生麦芽经过炮制后会产生大量的呋喃类化合物、吡嗪类衍生物、麦芽酚等，这些化学成分大多表现为焦甜香气息；并且较高强度的炒制会使得麦芽中的棕榈酸等有机酸的含量下降，降低了其提取物的油脂气息。本发明针对性地提取并分离富集了焦麦芽中的焦甜香成分，利用了冷冻脱蜡技术除去麦芽提取物中含有的植物蜡质。植物蜡质在甘油、丙二醇中的溶解性很差，还会在抽吸时带来蜡质气，严重影响了烟液的品质和消费者的感官感受。进一步采用了膜分离技术除去了蛋白质、淀粉、多糖等大分子物质，脱除了对电子烟抽吸口感不利的成分，解决了这些物质沉积在加热丝上产生焦糊味的问题，延长了雾化器的使用寿命，同时提高了麦芽提取物在丙二醇、甘油中的溶解性，使得电子烟烟液澄清透亮。本发明制备的麦芽焦甜香香料中富含吡嗪类、呋喃类、呋喃酮类、吡喃酮类和环戊烯酮类化合物，所得产品焦甜香更加明显，香气成分更为集中。

本发明的麦芽焦甜香香料的制备工艺简单易操作，原料价格低廉，适于规模化工业生产应用，生产过程经济环保。

附图说明

图1为采用实施例1方法制备的麦芽焦甜香香料的GC-MS色谱图。

图2为采用实施例2方法制备的麦芽焦甜香香料的GC-MS色谱图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

⑴ 麦芽焦甜香香料的制备

市售的中草药焦麦芽1 kg，除杂，粉碎至20目。采用浓度85%的乙醇加热至80℃提取，料液质量比为1:5，提取两次，每次2 h。合并两次浸提液，减压浓缩至可溶性固形物含量为20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-10℃条件下静置6小时；之后尽快抽滤，向所得滤液中加入适量浓度为85%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为3%；先用孔径50 nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5 kD的超滤膜，收集超滤透过液，减压浓缩至无乙醇即得麦芽焦甜香香料。

⑵ 麦芽焦甜香香料的香气成分分析

准确称取一定量干燥的麦芽焦甜香香料，用内标萃取液（2,6-二甲基苯酚的乙醇溶液，浓度30 μg/mL）充分溶解并定容至容量瓶中，用Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪检测。

GC-MS条件：DB-WAXetr（60 m×250 μm×0.25 μm）毛细管色谱柱；载气：He，99.999%；流速：1.0 mL/min；进样口温度：250℃；进样量：1 μL；进样模式：分流进样，分流比5:1；升温程序：起始温度40℃，保持4 min，以2℃/min的速率升至160℃，接着以5℃/min的速率升至240℃，保持15 min。离子源：电子轰击（EI），电子能量70 eV；离子源温度230℃；传输线温度：150℃；扫描模式：全扫描，质量扫描范围为10～550 a.m.u.；溶剂延迟时间：16min。

麦芽焦甜香香料的GC-MS色谱图见附图1，主要香气成分的分析结果见表1。从分析结果可以看出，麦芽焦甜香香料中富含吡嗪类、呋喃类（糠醛、糠醇、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛）、呋喃酮类、吡喃酮类（麦芽酚、5-羟基麦芽酚、DDMP）和环戊烯酮类化合物。其中，麦芽酚、甲基环戊烯醇酮、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮具有典型的焦甜香香气。吡嗪类化合物多数具有坚果香、烘焙香，如2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪等，它们也是常用的烟用单体香料。糠醛、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛、糠醇和DDMP是卷烟烟气中的固有成分，虽不直接表现为焦甜香香韵，但他们是食品发生焦糖化或Maillard反应的主要产物，具有焦糖样、发酵的香韵，与烟香协调，丰富香气内涵。2-乙酰基吡咯具有坚果香、烘焙香韵。

表1 实施例1制得麦芽焦甜香香料的主要香气成分分析结果

编号	保留时间/min	化合物名称	相对含量/%
				1	28.96	2-甲基吡嗪	1.54
2	32.56	2,5-二甲基吡嗪	0.70
				3	32.96	2,6-二甲基吡嗪	1.38
4	33.40	乙基吡嗪	0.59
				5	34.14	2,3-二甲基吡嗪	0.57
6	36.67	2-乙基-6-甲基吡嗪	0.91
				7	37.07	2-乙基-5-甲基吡嗪	0.18
8	37.81	2,3,5-三甲基吡嗪	0.34
				9	37.92	2-乙基-3-甲基吡嗪	0.37
10	40.44	3-乙基-2,5-二甲基吡嗪	0.52
				11	41.49	2-乙基-3,5-二甲基吡嗪	0.17
12	42.03	糠醛	1.67
				13	48.75	5-甲基糠醛	4.04
14	54.07	糠醇	2.65
				15	63.01	甲基环戊烯醇酮	1.05
16	67.03	3-甲基-2-羟甲基吡嗪	0.08
				17	67.11	2,6-二甲基苯酚	内标
18	67.80	1-(2-吡嗪)-1-乙醇	0.43
				19	69.14	麦芽酚	30.61
20	69.46	2-乙酰基吡咯	0.96
				21	71.37	4-羟基-2,5-二甲基-3(2<i>H</i>)-呋喃酮	1.79
22	77.62	2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(<i>H</i>)-吡喃-4-酮 （DDMP）	4.40
				23	77.97	5-羟基麦芽酚	1.84
24	82.37	5-羟甲基糠醛	31.71

⑶ 麦芽焦甜香香料在电子烟中的应用

称取按本实施例方法制备的麦芽焦甜香香料0.1 g，加入丙二醇、甘油、水质量比52:45:3的混合溶剂至10 g，充分振荡混匀，作为电子烟烟液。每个电子烟烟弹中灌注1g烟液，采用带手动开关、能更换烟弹、可充电式电子烟烟具，由7人以上评委综合评吸，对照样为空白溶剂。评价结果显示：与空白溶剂对比，用麦芽焦甜香香料配制的电子烟烟液，抽吸时明显感受到焦香、烘焙香韵突出，香气协调，余味舒适，干燥感降低。

实施例2

⑴ 麦芽焦甜香香料的制备

市售的中草药焦麦芽1.1 kg，除杂，粉碎至40目。用75%乙醇、丙二醇质量比9:1的混合溶剂提取，料液质量比1:15，于室温下采用20 L的超声波循环提取机提取，超声波频率45 kHz，功率750 W，提取总时间50 min，超声时间与间隔时间为2 s/1 s，搅拌速度1500rpm。提取结束后真空抽滤，滤液减压浓缩至可溶性固形物含量为20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-25℃条件下静置12小时；之后尽快抽滤，向所得滤液中加入适量浓度为75%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为4%；先用孔径200 nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5 kD的超滤膜，收集超滤透过液，减压浓缩至无乙醇即得麦芽焦甜香香料。

⑵ 麦芽焦甜香香料的香气成分分析

采用与实施例1相同的GC-MS方法对本实施例制备的麦芽焦甜香香料进行分析，GC-MS色谱图如附图2所示，主要香气成分分析结果见表2。从分析结果可以看出，该麦芽焦甜香香料中富含麦芽酚、5-羟甲基糠醛、糠醇、甲基环戊烯醇酮等成分。

表2 实施例2制得麦芽焦甜香香料的主要香气成分分析结果

编号	保留时间/min	化合物名称	相对含量/%
				1	28.96	2-甲基吡嗪	0.38
2	32.56	2,5-二甲基吡嗪	0.25
				3	32.96	2,6-二甲基吡嗪	0.56
4	33.40	乙基吡嗪	0.19
				5	34.14	2,3-二甲基吡嗪	0.21
6	36.67	2-乙基-6-甲基吡嗪	0.40
				7	37.07	2-乙基-5-甲基吡嗪	0.12
8	37.81	2,3,5-三甲基吡嗪	0.21
				9	37.92	2-乙基-3-甲基吡嗪	0.37
10	40.44	3-乙基-2,5-二甲基吡嗪	0.36
				11	41.49	2-乙基-3,5-二甲基吡嗪	0.11
12	42.04	糠醛	1.33
				13	48.75	5-甲基糠醛	2.40
14	49.53	4-环戊烯-1,3-二酮	0.82
				15	53.98	糠醇	3.51
16	63.04	甲基环戊烯醇酮	1.18
				17	67.08	2,6-二甲基苯酚	内标
18	69.29	麦芽酚	35.46
				19	69.46	2-乙酰基吡咯	0.94
20	71.35	4-羟基-2,5-二甲基-3(2<i>H</i>)-呋喃酮	1.36
				21	77.60	2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(<i>H</i>)-吡喃-4-酮 （DDMP）	2.55
22	77.97	5-羟基麦芽酚	1.85
				23	82.37	5-羟甲基糠醛	22.09

⑶ 麦芽焦甜香香料在电子烟中的应用

称取按本实施例方法制备的麦芽焦甜香香料0.01 g，添加到9.99 g市售的烟草口味电子烟烟液中，充分振荡混匀。每个电子烟烟弹中灌注1 g烟液，采用带手动开关、能更换烟弹、可充电式电子烟烟具，由7人以上评委综合评吸，结果显示：抽吸添加麦芽焦甜香香料的电子烟烟液时，明显感受到焦甜香、烘培香韵增加，与烟香协调，口感舒适，干燥感降低，吸味与中式卷烟风格更加接近。

Claims (6)

1.一种以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料，其特征在于：是通过以下方法制备而成：

a. 原料预处理：焦麦芽除杂、粉碎；

b. 提取：用浓度大于65%的乙醇水溶液或乙醇水溶液与丙二醇的混合溶剂提取，滤出浸提液；

c. 脱蜡：浸提液减压浓缩至可溶性固形物含量20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-30～-10℃条件下静置6～12小时，之后尽快抽滤或离心，收集清液；

d. 膜分离：向脱蜡后的清液中加入浓度为70%～90%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为2%～4%；先用孔径50～200 nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5 kD的超滤膜，收集超滤透过液，浓缩至无低沸点溶剂即得麦芽焦甜香香料，该麦芽焦甜香香料具有焦甜香香韵，室温下为棕褐色浸膏，富含吡嗪类、呋喃类、呋喃酮类、吡喃酮类和环戊烯酮类化合物。

2.根据权利要求1所述的以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料，其特征在于：在b步骤提取中，可采取以下任意一种提取方式：

（1）室温下浸提，每批物料浸提2次，每次料液质量比1:5～1:10，每次浸提3～7天；

（2）在50～80℃条件下加热提取，料液质量比1:5～1:10，提取2次，每次1～3小时；

（3）超声波辅助提取，超声波频率28～45 kHz，功率500～1000 W，提取时间30～60min，提取温度30～50℃，料液质量比1:10～1:15；

（4）采用微波辅助提取。

3.根据权利要求1或2所述的以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料，其特征在于：在b步骤的提取中，提取方式为：浓度大于70%的乙醇，65～80℃加热提取两次，每次料液质量比1:5～1:8，每次提取1.5～2 h。

4.一种根据权利要求1所述的以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料在电子烟烟液中的应用，其特征在于：麦芽焦甜香香料能够赋予电子烟愉悦的焦甜香、烘培香气息，香气与烟草本香协调，使其吸味与中式卷烟更加接近。

5.根据权利要求4所述的麦芽焦甜香香料在电子烟烟液中的应用，其特征在于：所述麦芽焦甜香香料用电子烟用溶剂溶解后可直接作为电子烟烟液，或者与其它电子烟用香料混配后制成电子烟烟液。

6.根据权利要求5所述的麦芽焦甜香香料在电子烟烟液中的应用，其特征在于：所述麦芽焦甜香香料的用量占电子烟烟液总质量的0.05%-1%。