CN109938396A - 一种烟草内源性Maillard反应香料的制备方法及在新型烟草制品中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草内源性Maillard反应香料的制备方法及在新型烟草制品中的应用，包括以下步骤：（1）将白肋烟烟叶和烤烟烟叶分别经预处理后放入耐高压PE袋中，添加蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，将处理液过滤，收集滤液，即为烟叶超高压处理液；（2）取烟叶超高压处理液加入Maillard反应器中，加入木糖、天冬氨酸和反应溶剂，调节pH值，进行Maillard反应，密封自然冷却后得到反应香料，本发明制备的香料可添加于低温加热不燃烧卷烟中，有助于增补烟草香，提升消费者生理满足感和口腔回甜感，降低抽吸的干燥感和刺激性，提高消费舒适度和烟草仿真性，并且生产周期短，制备效率高。

Description

一种烟草内源性Maillard反应香料的制备方法及在新型烟草 制品中的应用

技术领域

本发明涉及一种烟用香精香料的制备方法，具体涉及一种烟草内源性Maillard反应香料的制备方法及在新型烟草制品中的应用。

背景技术

超高压的全称是“超高冷等静压”。基本原理是在常温条件下，对原料液施加100～1 000 MPa的流体静压力，保压一定时间后迅速卸除压力，溶剂在超高压作用下可渗透到固体原料内部，使原料中的有效成分溶解在提取溶剂中，在预定压力下保持一定的时间，使有效成分达到溶解平衡后迅速卸压，在细胞内外渗透压的作用下，有效成分可迅速扩散到组织周围的提取液中。超高压技术与其他传统的提取技术相比，是在一个完全封闭的条件下进行的，与其它方法相比，能明显地降低溶剂的消耗。超高压提取可在接近室温的条件下进行，不会因热效应造成小分子物质的结构变化，提取液的稳定性较常规的提取方法明显提高，提取液中杂质成分的溶出较常规的回流提取明显降低，利于提取液的保存和后续的分离纯化。

随着 WHO《烟草控制框架公约》的实施，特别是世界各国公共场所吸烟禁令范围的逐步扩大，新型烟草制品逐渐成为各大跨国烟草企业应对传统烟草制品销量日趋下滑的现实选择。在这种形势下，我国烟草行业将加热不燃烧烟草制品、电子烟、口含烟等新型烟草制品的研发作为关系行业可持续发展的战略性、全局性、长远性重大课题。低温加热不燃烧卷烟时以“加热不燃烧”为思路设计的低温卷烟，它能使烟叶或烟草材料刚好加热到足以释放出味道的程度，而不会点燃烟叶或烟草材料。从1988年雷诺烟草公司首次推出炭加热卷烟 Premier以来，加热不燃烧卷烟产品已经历了数次改良，目前主要有两种形式：炭加热型和电加热型。炭加热型以雷诺烟草公司2014年推出的REVO为代表，电加热型以菲莫国际的新一代iQOS 为代表，另外，英美烟草在2016年推出加热不燃烧卷烟产品Glo，日本烟草推出了加热不燃烧产品 Ploom Tech。通常情况下，传统卷烟的抽吸温度高达900℃，烟叶或烟草材料在高温条件下因燃烧、热解、热合成等反应产生很多潜在有害物质，而加热不燃烧卷烟抽吸温度在500℃以下，可以减少燃烧过程中潜在有害物质的产生。自2012年以来，低温加热不燃烧卷烟产品的发展势头非常强劲，在日趋严峻的国际严格控烟的大环境下，加热不燃烧卷烟产品未来将会呈爆发式增长。

我国白肋烟种植主要在湖北、云南、重庆和四川，种植面积约有四万公顷。其中，湖北的种植面积约占全国白肋烟面积的64%～76%，收购量占 64%～79%。白肋烟总糖含量很低，烟碱和总氮及钾含量高，陈鹏等研究发现，我国白肋烟总氮含量约为3.09%~5.95%，总植物碱约在3.76% ~ 8.19%。烤烟总氮和烟碱含量较低，据研究报道，总糖含量高达20%~30%，还原糖含量高达15%~25%。我国烤烟种植面积和烟叶产量均占总量的90%以上。近年来多重因素叠加影响下，全国烤烟烟叶库存居高不下。打叶复烤后，烟叶进入自然醇化的过程，醇化期间烟叶品质或可用性呈先提升后下降的趋势。即随着库存时间延长，烟叶品质或可用性下降。解决或缓解烤烟烟叶供需矛盾，需从多方面综合考虑。

Maillard反应是氨基化合物（如氨基酸）与羰基化合物（如还原糖）之间发生的非酶催化的棕色化反应，能产生大量的致香成分，也是烟草特征香味形成的重要反应。Maillard反应产物作为天然香料，安全性高，已被列入国际权威机构认定的香料名录中。在现行技术中，没有以烟叶超高压提取液为基础制备Maillard反应香料用于低温加热不燃烧卷烟的报道。

发明内容

本发明利用超高压技术提取白肋烟烟叶、烤烟烟叶有效成分并制备Maillard香料，缩短提取时间，提高得率和产品纯度，取之于烟，用之于烟，既有助于拓宽原料使用范围，缓解烤烟供需矛盾，又可有效增补烟香，提升新型烟草制品的抽吸满足感和舒适度。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别经预处理后放入耐高压PE袋中，添加蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，将处理液过滤，收集滤液，即为烟叶超高压处理液；

（2）取烟叶超高压处理液加入Maillard反应器中，加入木糖、天冬氨酸和反应溶剂，调节Maillard反应液pH值至8.0~10.5，进行Maillard反应，密封自然冷却后得烟草内源性Maillard反应香料。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（1）中，烟叶的预处理方法为：将打叶复烤前的白肋烟、烤烟烟叶分别回潮，抽梗，去梗后叶片切丝，叶丝置于温度为40 ℃~60 ℃电热鼓风干燥箱中干燥20 min ~60 min，密封备用；或者将打叶复烤后的白肋烟和烤烟烟叶分别回潮，松散，切丝，叶丝置于温度为40℃~60℃电热鼓风干燥箱中干燥20 min ~60 min，密封备用。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（1）中，白肋烟烟叶和烤烟烟叶的质量比为6:1~1:4，烟叶总质量与蒸馏水体积比为1:2~1:20（g:mL）。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（1）中，超高压处理压力为100 MPa~700MPa，保压时间为 5 min~30 min，卸压时间为5 s~15 s。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（2）中，木糖、天冬氨酸与烟叶超高压处理液的质量体积比（g:g:mL）为1:0.35~3:7~15。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（2）中，反应溶剂为丙二醇和粮食酒基的复配溶液，复配比例为5:1~1:5(v/v)。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（2）中，pH值调节液为氨水或5%~15%的NaOH溶液。

作为本发明优选的实施方案，所述步骤（2）中，Maillard反应温度为85℃~120℃，在磁力搅拌下从温度升至预设温度时开始计时，反应2 h ~10 h，密封，自然冷却。

本发明还提供了一种依据本发明所述方法制备的内源性Maillard反应香料在低温加热不燃烧卷烟中的应用。

作为本发明优选的实施方案，所述应用是将本发明所述方法制备的内源性Maillard反应香料以1.0%~5.0%的质量比添加到低温加热不燃烧卷烟所用的烟叶或烟草材料中，密封放置24 h ~48 h，制成低温加热不燃烧卷烟。

综上，本发明具有的有益效果为：本发明方法制备的烟草内源性Maillard反应香料具有令人愉快的烟草香气特征，并伴有淡淡的甜香气息，将其用于低温加热不燃烧卷烟中，可有效增补烟草香，提升消费者生理满足感和口腔回甜感，降低抽吸的干燥感和刺激性，提高消费舒适度和烟草仿真性，在新型烟草制品增香降刺方面具有良好的应用效果。本发明方法生产周期短，制备效率高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。除了特别指明，以下实施例中所使用的技术手段和操作方法为本领域技术人员所熟知的常规手段和方法，所使用原料均为市售商品。

对比例1

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用；

（2）将预处理后的白肋烟烟丝100 g、烤烟烟丝100 g加入800 mL高粱酒基，80℃水浴回流2h，挥干乙醇溶液后加入乙酸乙酯萃取，取乙酸乙酯层，蒸干溶剂得到烟叶提取物；

（3）取木糖50g、天冬氨酸50g和丙二醇100mL，氨水调节溶液pH至8.5，置于磁力搅拌油浴锅中，95℃反应5h，室温下自然冷却，得到美拉德香料；

（4）将步骤（3）的香料和步骤（2）的烟草提取物混合，得到烟用香料。

对比例2

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用；

（2）将预处理后的白肋烟烟丝100g、烤烟烟丝100g加入800mL高粱酒基，80℃水浴回流2h，挥干乙醇溶液后加入乙酸乙酯萃取，取乙酸乙酯层，挥干溶剂得到烟叶提取物；

（3）取烟叶提取物100g、木糖50g、天冬氨酸50g和丙二醇50mL、乙醇50mL混合，氨水调节溶液pH至8.5，置于磁力搅拌油浴锅中，95℃反应5h，室温下自然冷却，得到烟用香料。

对比例3

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用；

（2）将预处理后的白肋烟烟丝100g、烤烟烟丝100g加入800mL高粱酒基，60℃水浴回流2h，挥干乙醇溶液后得到烟叶提取物；

（3）取烟叶提取物200g、木糖50g、天冬氨酸50g和丙二醇50mL、高粱酒基50mL混合，氨水调节溶液pH至8.5，置于磁力搅拌油浴锅中，95℃反应5h，室温下自然冷却，得到烟用香料。

对比例4

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用；

（2）将预处理后的白肋烟烟丝100g、烤烟烟丝100g加入800mL高粱酒基，300W微波提取10min，放冷后，再次300W微波提取10min，提取液过滤，得到滤液；

（3）取滤液600ml、木糖50g、天冬氨酸50g和丙二醇100mL混合，氨水调节溶液pH至8.5，置于磁力搅拌油浴锅中，95℃反应5h，室温下自然冷却，得到烟用香料。

对比例5

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用；

（2）将预处理后的白肋烟烟丝100g、烤烟烟丝100g加入800mL高粱酒基，超声提取二次，每次60min，提取液过滤，得到滤液；

（3）取滤液600ml、木糖50g、天冬氨酸50g和丙二醇100mL混合，氨水调节溶液pH至8.5，置于磁力搅拌油浴锅中，95℃反应5h，室温下自然冷却，得到烟用香料。

实施例1

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用。称取100 g（精确至0.01 g）预处理后的白肋烟烟丝、100 g（精确至0.01 g）预处理后的烤烟烟丝放入耐高压PE袋中，添加600 mL蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，压力升至300 MPa后保持20 min，卸压时间为10 s，将超高压处理后的白肋烟、烤烟处理液，经真空抽滤，所得滤液即为烟叶超高压提取液。

（2）将丙二醇和高粱酒基以体积份数2:1的比例配制，搅拌均匀，作为Maillard反应溶剂，在圆底烧瓶中依次加入50 g木糖、400 mL烟叶超高压提取液、50 g天冬氨酸、100mL反应溶剂，搅拌均匀，氨水调节pH值至9.5，置于磁力搅拌油浴锅中，95 ℃下反应4.5 h。室温下自然冷却，制得烟草内源性Maillard反应香料A。

实施例2

（1）将打叶复烤后的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别进行回潮、松散、切丝后置于温度为45℃电热鼓风干燥箱中干燥30 min，密封备用。称取100 g（精确至0.01 g）预处理后的白肋烟烟丝、100 g（精确至0.01 g）预处理后的烤烟烟丝放入耐高压PE袋中，添加800 mL蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，压力升至400 MPa后保持15 min，卸压时间为10 s，将超高压处理后的白肋烟、烤烟处理液，经真空抽滤，所得滤液即为烟叶超高压提取液。

（2）将丙二醇和高粱酒基以体积份数1:1的比例配制，搅拌均匀，作为Maillard反应溶剂，在圆底烧瓶中依次加入80 g木糖、600 mL烟叶超高压提取液、80 g天冬氨酸、100mL反应溶剂，搅拌均匀，氨水调节pH值至8.5，置于磁力搅拌油浴锅中，90 ℃下反应3.5 h。室温下自然冷却，制得烟草内源性Maillard反应香料B。

实施例3

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶进行回潮、去梗、切丝后置于温度为45 ℃电热鼓风干燥箱中干燥30 min，密封备用。将打叶复烤后的烤烟烟叶进行回潮、松散、切丝后置于温度为45℃电热鼓风干燥箱中干燥30 min，密封备用。称取100 g（精确至0.01 g）预处理后的白肋烟烟丝、100 g（精确至0.01 g）预处理后的烤烟烟丝放入耐高压PE袋中，添加1000 mL蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，压力升至400 MPa后保持15 min，卸压时间为10 s，将超高压处理后的白肋烟、烤烟处理液，经真空抽滤，所得滤液即为烟叶超高压提取液。

（2）将丙二醇和高粱酒基以体积份数3:1的比例配制，搅拌均匀，作为Maillard反应溶剂，在圆底烧瓶中依次加入100 g木糖、800 mL烟叶超高压提取液、100 g天冬氨酸、100mL反应溶剂，搅拌均匀，用10%NaOH溶液调节pH值至9.0，置于磁力搅拌油浴锅中，95 ℃下反应3.5 h。室温下自然冷却，制得烟草内源性Maillard反应香料C。

实施例4

（1）将打叶复烤后的白肋烟烟叶进行回潮、松散、切丝后置于温度为45℃电热鼓风干燥箱中干燥30 min，密封备用。将打叶复烤前的白肋烟烟叶进行回潮、去梗、切丝后置于温度为40 ℃电热鼓风干燥箱中干燥40 min，密封备用，称取100 g（精确至0.01 g）预处理后的白肋烟烟丝、100 g（精确至0.01 g）预处理后的烤烟烟丝放入耐高压PE袋中，添加700 mL蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，压力升至500 MPa后保持10 min，卸压时间为10 s，将超高压处理后的白肋烟、烤烟处理液，经真空抽滤，所得滤液即为烟叶超高压提取液。

（2）将丙二醇和高粱酒基以体积份数4:1的比例配制，搅拌均匀，作为Maillard反应溶剂，在圆底烧瓶中依次加入35 g木糖、500 mL烟叶超高压提取液、50 g天冬氨酸、100mL反应溶剂，搅拌均匀，用10%NaOH溶液调节pH值至10.0，置于磁力搅拌油浴锅中，100 ℃下反应3.0 h。室温下自然冷却，制得烟草内源性Maillard反应香料D。

实施例5

（1）将打叶复烤前的白肋烟烟叶、烤烟烟叶分别回潮、去梗、切丝后置于温度为45 ℃电热鼓风干燥箱中干燥30 min，密封备用。称取100 g（精确至0.01 g）预处理后的白肋烟烟丝、100 g（精确至0.01 g）预处理后的烤烟烟丝放入耐高压PE袋中，添加900 mL蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，压力升至300 MPa后保持25 min，卸压时间为10 s。将超高压处理后的白肋烟、烤烟处理液，经真空抽滤，所得滤液即为烟叶超高压提取液。

（2）将丙二醇和高粱酒基以体积份数2:1的比例配制，搅拌均匀，作为Maillard反应溶剂，在圆底烧瓶中依次加入60 g木糖、700 mL烟叶超高压提取液、45 g天冬氨酸、100mL反应溶剂，搅拌均匀，氨水调节pH值至9.0，置于磁力搅拌油浴锅中，95 ℃下反应3.5 h。室温下自然冷却，制得烟草内源性Maillard反应香料E。

应用实施例1

将上述将对比例和实施例制备的香料按质量比0.5%的比添加到加热不燃烧卷烟所用烟叶或烟草材料中，密封放置48 h，制成加热不燃烧卷烟。组织7位评吸人员对样品及空白烟进行评吸，评吸结果如表1和表2所示。

表1 烟草内源性Maillard反应香料添加比例为0.5%时的感官评价结果

经感官评价，与空白对照相比，添加本发明方法制备的烟草内源性Maillard反应香料A、B、C后，卷烟香气质、香气量均有提升，烟气更饱满，烟气的干燥感和刺激性明显降低，抽吸生理满足感有所增强。

表2 对比例和实施例烟用香料添加比例为0.5%时的感官评分

将对比例和实施例制备的香料进行GC-MS分析，鉴定并检测其主要挥发性香味成分的含量，结果见表3。

表3 对比例和实施例烟用香料主要显香物质成分相对百分含量对比

其中，其他香味物质包括糠醛、呋喃酮、乙酰吡咯、新植二烯、亚麻酸乙酯、棕榈酸甲酯、苯甲醇、苯乙醇。

以上所述仅为本发明的具体实施方案的详细描述，并不以此限制本发明，凡在本发明的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

将白肋烟烟叶和烤烟烟叶分别经预处理后放入耐高压PE袋中，添加蒸馏水，搅拌后进行超高压处理，将处理液过滤，收集滤液，即为烟叶超高压处理液；

取烟叶超高压处理液加入Maillard反应器中，加入木糖、天冬氨酸和反应溶剂，调节Maillard反应液pH值至8.0~10.5，进行Maillard反应，密封自然冷却后得烟草内源性Maillard反应香料。

2.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中，烟叶的预处理方法为：将打叶复烤前的白肋烟和烤烟烟叶分别回潮，抽梗，去梗后叶片切丝，叶丝置于温度为40℃~60℃电热鼓风干燥箱中干燥20 min~60 min，密封备用；或者将打叶复烤后的白肋烟和烤烟烟叶分别回潮，松散，切丝，叶丝置于温度为40℃~60℃电热鼓风干燥箱中干燥20 min~60 min，密封备用。

3.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中，白肋烟烟叶和烤烟烟叶的质量比为6:1~1:4，烟叶总质量与蒸馏水体积比（g:mL）为1:2~1:20。

4.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中，超高压处理压力为100 MPa~700 MPa，保压时间为5 min~30 min，卸压时间为5s~15 s。

5.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中，木糖、天冬氨酸与烟叶超高压处理液的质量体积比（g:g:mL）为1:0.35~3:7~15。

6.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中，反应溶剂为丙二醇和粮食酒基的复配溶液，复配比例为5:1~1:5(v/v)。

7.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中，pH值调节液为氨水或5%~15%的NaOH溶液。

8.根据权利要求1所述的烟草内源性Maillard反应香料的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中，Maillard反应温度为85℃~120℃，在磁力搅拌下从温度升至预设温度时开始计时，反应2 h~10 h，密封，自然冷却。

9.权利要求1~8中任一项所述方法制备的内源性Maillard反应香料在低温加热不燃烧卷烟中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于将权利要求1~8中任一项所述方法制备的内源性Maillard反应香料以1.0%~5.0%的质量比添加到低温加热不燃烧卷烟所用的烟叶或烟草材料中，密封放置24 h ~48 h，制成低温加热不燃烧卷烟。