CN111979049A - 一种组分定向制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组分定向制备方法，通过对目标组分来源物中主要化学成分进行分析确认；从上述主要成分中筛选出目标化合物，构建为目标化合物组，未选中的化合物定义为非目标化合物组；针对所述来源物中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组，分析两组的理化指标差异；针对所述来源物中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组最大差异的理化指标，进行目标化合物组的制备。本方法通过建立适合目标化合物组的定向制备方法，可最大程度富集制备目标化合物组中的化合物，从而有效获取可凸显甜香、果香、清香等感官特征的植物香料、减少负感官效应的产生，提高制备效率。

Description

一种组分定向制备方法

技术领域

本发明属于卷烟香精香料领域，具体是涉及一种组分定向制备方法。

背景技术

目前虽然存在膜分离、柱层析、分子蒸馏等很多定向制备技术可供天然植物香料开发，但由于目标物质的不明确，使得定向制备技术并不能很好的发挥其优势。定向制备技术指在明确目标化合物组的理化特征(分子量、保留时间、沸点、极性等)性质后，采用适合的制备分离方法(膜分离、制备色谱、分子蒸馏、柱色谱等)对目标化合物组进行定向制备的技术。

本发明即是利用化学分析或已知文献，对目标组分来源物中主要化合物进行确定，再依据文献和数据库分析确定目标组分来源物中的所需成分，并根据所需成分理化性质特点，建立相应的定向制备方法。相比于以前的制备方法，本专利提及的制备方法其专一性更强，制备产物的功效性更明显。

发明内容

本发明的目的在于针对现有制备方法定向性的不足，针对目标组分来源物中所需成分的理化性质特点，建立其定向制备的方法。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种组分定向制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、对目标组分来源物中主要化学成分进行分析确认；

步骤(2)、从上述主要成分中筛选出目标化合物，构建为目标化合物组，未选中的化合物定义为非目标化合物组；

步骤(3)、针对所述来源物中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组，分析两组的理化指标差异；

步骤(4)、针对所述来源物中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组最大差异的理化指标，进行目标化合物组的制备。

进一步地，步骤(1)中，来源物包括红大烟叶、津巴布韦烟叶、冰糖橙皮、滇橄榄、咖啡、乌梅、假秦艽、果类。

进一步地，理化指标包括保留时间、分子量、沸点和疏水常数。

进一步地，步骤(4)中，对于冰糖橙皮，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、将冰糖橙皮进行压榨，滤渣在70-90℃下回流提取多次，合并提取液；滤液经 3.0-10.0μm微孔滤膜过滤；

第二步、将经过微孔、滤膜过滤后的液体与提取液合并，得到浓缩液；

第三步、将浓缩液上样，采用HPD树脂柱；将浓缩液上样HPD填料树脂柱，分别用30％、 60％、100％乙醇洗脱；收集60％洗脱部位，低温浓缩至密度0.8965g/cm³，即得到定向制备的目标化合物组。

进一步地，对于红大烟叶，筛选出的可增加甜感，提升烤烟烟香、清香、果香、甜香的目标化合物组，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、烟叶经过碾压打粉后，过200目筛，使用80％乙醇回流提取3次，浓缩至稀浸膏状，得到醇提物；

第二步、醇提物加入AB-8树脂，加入AB-8树脂5倍体积的30％乙醇水溶液，充分搅拌混匀，静置48小时后，去上清液；

第三步、得到的吸附成分树脂经过100％乙醇洗脱，浓缩至密度1.20g/cm³，即得到定向制备组分。

进一步地，对于津巴布韦，挖掘并富集制备津巴布韦烟草中的可增加甜感、提升香气的化学成分，采用分段分离结合气相色谱对每段化学成分进行分析，并建立制备色谱法对特征凸显的组分段进行定向制备，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、烟叶经过碾压打粉后，过200目筛，依次使用60％、70％、80％乙醇回流提取，合并浓缩至密度0.5g/cm³，得到醇提物；

第二步、按1L的上样量，接取27.5-36.5min和47.5-60min洗脱馏分，浓缩至密度1.205 g/cm³，即得到定向制备组分。

进一步地，对于滇橄榄，筛选出可提升甜感，生津，具有果韵、花韵的定向制备化合物，采用分子蒸馏手段对定向制备化合物进行制备，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、在真空度80Pa，蒸馏温度110℃下对滇橄榄进行第一级分子蒸馏，得到轻组分和重组分；

第二步、在真空度150Pa，蒸馏温度130℃下对重组分进行第二级分子蒸馏，得到第二重组分；

第三步、将第二重组分和轻组分按质量比5:2混合，即得到定向制备组分。

本发明与传统的烟用香料制备方法相比，具有以下明显优点：

(1)采用适合目标化合物组的制备方法，可最大程度制备目标化合物组中的成分；

(2)采用定向制备的方法，最大程度避免了非目标化合物组的同时制备，避免了制备香料的香气中带有不需要的杂气；

(3)所制备的香料，成分相对简单，质量控制较为容易。

附图说明

图1是红大烟叶的目标化合物组(1)与非目标化合物组(0)化合物理化性质对比盒图；

图2是红大烟叶的GC-MS色谱图；

图3是定向制备(1)与非定向制备(0)化合物理化性质对比盒图；

图4是馏分6、7、11-16对应的制备色谱图；

图5是馏分6、7、11-16对应的分析色谱图；

图6是滇橄榄定向制备(1)与非定向制备(0)化合物理化性质对比盒图；

图7是滇橄榄定向制备(实心图)和非定向制备(空心图)成分理化指标分布区间

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例的冰糖橙皮增甜组分定向制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、参考现有文献([1]李运朋，林洁芳；GC-MS分析圆柚油的化学成分[J]；理化检验-化学分册；2004，40(5)：299-299；[2]陈红，刘传玉，李承晏；青皮的化学及药理作用研究进展[J].中草药；2001，32(11)：1050-1052.)，对云南华宁冰糖橙(皮) 中的主要化学成分进行了确认，分别为α-蒎烯、桧烯、月桂烯、辛醛、δ-蒈烯、柠檬烯、甲酸辛酯、异松油烯、芳樟醇、壬醛、香草醛、1-α-松油醇、癸醛、乙酸辛酯、柠檬醛、紫苏醛、三乙酸甘油酯、咕吧烯、乙酸香叶酯、大叶香叶烯、石竹烯、α-律草烯、月桂醇、巴伦西亚桔烯、双环大叶香叶烯、δ-杜松烯、1-十五醇、圆柚酮。

步骤(2)、从上述主要成分中筛选出的具有甜感目标化合物，对化合物进行感官特征描述，构建为目标化合物组，定向制备为“是”，未选中的化合物定义为非目标化合物组，定向制备为“否”；

筛选出的可提升甜感的目标化合物组共计13个，如表1所示：

表1冰糖橙(皮)中主要化学成分确定

步骤(3)、采用文献([1]李运朋,林洁芳.GC-MS分析圆柚油的化学成分[J].理化检验-化学分册,2004,40(5):299-299)和ChemDraw分析，针对冰糖橙皮中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组，分析两组的理化指标差异对冰糖橙(皮)中主要化学成分的理化指标值进行确定，如表2所示：

表2冰糖橙(皮)中主要化学成分理化指标值

步骤(4)、针对冰糖橙皮中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组最大差异的理化指标，如图1所示。

从中不难看，出相对于二者在保留时间、分子量、沸点上差异均不大，而在疏水常数上，目标化合物组的疏水常数明显整体更为集中。

步骤(5)、基于冰糖橙(皮)中目标化合物组在疏水常数上分布相对极为集中的特点，同时又与非目标化合物组在疏水常数上有较大区别，结合其沸点相对较高的特点，构建了冰糖橙(皮)中目标化合物组的弱极性大孔树脂定向制备方法，制备流程如图2所示。

目标化合物组的制备方法如下：

第一步、将冰糖橙皮进行压榨，滤渣在80℃下回流提取多次，合并提取液；滤液经3.0-10.0μm微孔滤膜过滤；

第二步、将经过微孔、滤膜过滤后的液体与提取液合并，得到浓缩液；

第三步、将浓缩液上样，采用HPD树脂柱；将浓缩液上样HPD填料树脂柱，分别用30％、 60％、100％乙醇洗脱；收集60％洗脱部位，低温浓缩至密度0.8965g/cm³，即得到定向制备的目标化合物组。

通过上流程对冰糖橙(皮)中的定向制备组分进行了定向制备，获得冰糖橙(皮)定向制备组分，其得率在2.5％，样品成淡黄色，性状透明，50％乙醇溶解度较好。感官评价表明，添加冰糖橙(皮)定向制备组分的样品，在清香、甜香、果香上提升明显，其香韵丰富，果香、甜香凸显，香气特点鲜明，细腻柔和，余味上在回甜感、刺激性、干燥感和干净程度上均有较大提升。

实施例2

本实施例的红大烟叶组分定向制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、烟叶致香成分分析结果色谱图，如图2所示，通过对其成分定性，结合文献参考对其主要化学成分进行味觉、香气描述，结果见表3。

表3烟叶主要化学成分确定

步骤(2)、综合文献记录、专家评议等方式，从烟叶中筛选出的可增加甜感，提升烤烟烟香、清香、果香、甜香的目标化合物组，共33种化合物，定为目标化合物组。表 4是烟叶中主要化学成分的理化指标值。

表4烟叶主要化学成分理化指标值

步骤(4)、图3是烟叶中定向制备组分与非定向制备组分的理化性质对比盒图，可以看出，定向制备组分与非定向制备组分在保留时间、分子量、沸点和疏水常数上均有较大差别，且均表现为定向制备组分整体值更大。从实际定向制备的难易程度和精准性上看，定向制备化合物保留时间整体偏高，但由于该保留时间为GC保留时间，不易选择合适制备方法；定向制备化合物分子量稍高，但同时与非定向制备化合物有较大重合，切割难度较大；从沸点看，非定向制备化合物沸点在430-500K，定向制备化合物沸点整体大于500K，但在500K以下也有较多定向制备化合物；从疏水性上来看，定向制备组分的疏水常数整体要大于非定向制备组分，其集中值位3-5之间，属于弱极性化合物，且上线较高达到8，整体接近非极性化合物。因此以疏水常数作为选择切割方法工艺可行性更高。

步骤(4)、针对定向切化合物疏水性较大，同时沸点相对较高的特点，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、烟叶经过碾压打粉后，过200目筛，使用80％乙醇回流提取3次，浓缩至稀浸膏状，得到醇提物；

第二步、醇提物加入AB-8树脂，加入AB-8树脂5倍体积的30％乙醇水溶液，充分搅拌混匀，静置48小时后，去上清液；

第三步、得到的吸附成分树脂经过100％乙醇洗脱，浓缩至密度1.20g/cm³，即得到定向制备组分。

本实施例中，定向制备组分中的化学成分主要集中在保留时间相对靠后的弱极性区域，非定向制备组分中的化学成分主要集中在保留时间较为靠前的极性区域，表明采用大孔树脂静态吸附法可以实现对烟叶中弱、非极性成分的富集。

通过上流程对烟叶中的定向制备组分进行了制备，其得率在5％，样品呈红褐色，性状透明，70％乙醇溶解度较好。

感官评价表明，与烟草提取物和空白对照相比，添加烟叶定向制备组分的样品，在烟草本香、清香、膏香和甜香上提升较为明显，其香气量较充足，香气质感细腻、柔和，回味干净，略回甜。而烟草提取物虽在香气量上有所提升，但烟气稍粗，刺激性稍大。

实施例3

本实施例的津巴布韦组分定向制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、津巴布韦作为优质烟叶的代表，具有香气醇和、协调浓郁、烟气质感强、烟香丰满的优点。为进一步挖掘并富集制备津巴布韦烟草中的可增加甜感、提升香气的化学成分，本章采用分段分离结合气相色谱对每段化学成分进行分析，并建立制备色谱法对特征凸显的组分段进行定向制备。

采用创新通恒2#制备仪器，Z10-C18(100×250mm，10μm，ZK2016071101，1.2kg) 制备色谱柱，台阶梯度洗脱条件为：上样量180mL，流速320mL/min，洗脱条件为乙醇 -水体系，0-20min乙醇5％，20-40min乙醇20％，40-60min乙醇35％，60-72min乙醇70％，72-85min乙醇90％。

制备方法为：3min开始，每5min一接，最后一个组分直接截取最后8min馏分，共接取17份馏分。

步骤(2)、将每段馏分进行香气成分分析，其主要化学成分见表5-4。结果表明，虽然不同馏分可定性的化合物数量较少，但一些烟草中的关键成分仍可检测到。从不同馏分所含的主要化学成分来看，馏分6和7中集中了2,6–二甲基–吡嗪、5–甲基糠醛、甲基环戊烯醇酮、苯乙醛等关键致香成分，馏分11-16中集中了芳樟醇、α–萜品醇、琥珀酸二乙酯、琥珀酸二乙酯、二氢猕猴桃内酯、β–大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、茄酮、β–二氢大马酮、肉豆蔻酸、肉豆蔻酸乙酯、3–羟基–β–二氢大马酮、 3–氧代–α–紫罗兰醇、邻苯二甲酸二丁酯、亚油酸乙酯等关键致香成分。分段馏分主要化学成分如表5所示。

表5分段馏分主要化学成分

步骤(3)、基于不同馏分的主要化学成分组分，将馏分6、7、11-16确定为目标化合物组，在小试制备方法上，并对其制备方法进行了优化。

色谱柱为Z10-C18(50×250mm，10μm，ZK2016081101，1.2kg)，台阶梯度洗脱条件为：上样量1L，流速320mL/min，洗脱条件为乙醇-水体系，0-20min乙醇5％， 20-40min乙醇20％，40-50min乙醇35％，50-63min乙醇90％。馏分6、7、11-16 对应的制备和分析色谱图见图4。

在制备色谱图中，馏分6、7主要集中在27.5-36.5min，而馏分11-16主要集中在47.5-60min，如图5所示。

步骤(4)、采用逐级增强乙醇浓度提取结合制备色谱法进行定向制备，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、烟叶经过碾压打粉后，过200目筛，依次使用60％、70％、80％乙醇回流提取，合并浓缩至密度0.5g/cm3，得到醇提物；

第二步、按1L的上样量，接取27.5-36.5min和47.5-60min洗脱馏分，浓缩至密度1.205g/cm3，即得到定向制备组分。

通过上流程对烟叶中的特定保留时间段组分进行了制备，其得率在2.3％，样品性状呈透明亮黄色，水溶性较好。感官评价表明，添加烟叶定向组分的样品，在烟草本香、清香、果香、花香、甜香上均有明显提升，其本香清晰，香气优雅、醇和，余味回甜干净，同时在生津感上也有所改善。相比于烟草提取物，烟草定向制备组分香气更纯净，质感提升明显。

实施例4

本实施例的滇橄榄组分定向制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、经采用80％乙醇回流提取，浓缩后制得滇橄榄提取物，采用GC-MS 分析方法，对其主要化学成分进行了分析，对滇橄榄中主要化学成分进行了定性，表6 是滇橄榄主要化学成分、及感官描述。

表6滇橄榄中主要化学成分分析

步骤(2)、综合文献记录、专家评议等方式，从中筛选出可提升甜感，生津，具有果韵、花韵的定向制备化合物共12种，表7是滇橄榄中主要化学成分的理化指标值。

表7滇橄榄化学成分理化性质

图6是滇橄榄中定向制备与非定向制备化合物的理化性质对比盒图，从中来看，定向制备化合物在保留时间、沸点、疏水常数上与非定向制备化合物均无明显差异，在分子量上非定向制备化合物相对更集中。

图7是滇橄榄中定向制备化合物和非定向制备化合物主要指标分布区间，从中来看，保留时间上，二者基本在25min以后具有较好的区分效果，之前区分不明显；分子量上，部分定向制备化合物集中在180g/mol以后和150g/mol以前，而非定向制备化合物集中在150-170g/mol之间；沸点上，二者基本无明显可区分区间，主要分布在600K以下；疏水常数上，二者基本无明显可区分区间，主要分布在1以上。

步骤(3)、基于上面的分析，以分子量为切入点对滇橄榄中化合物定向制备可能具有较大的可行性。具体从分子量来看，分子量大于180g/mol基本为定向制备化合物，分子量在155-180g/mol区间基本为非定向制备化合物，分子量在150以下包含5个定向制备化合物，2个非定向制备化合物。其中仲辛酮具有苹果气息，乙酸叶醇酯具有青草气息，也属于对卷烟风格特征有贡献的化合物，因此选择性切割所包含的这两个化合物，是可以接受的。

步骤(4)、分子蒸馏的分离因素α_M可用如下式表示，可见待分离物质之间的分子量差异越大，则可能具有越好的分离效果。基于这样的特性，采用分子蒸馏手段对定向制备化合物进行制备。

目标化合物组的制备方法如下：

第一步、在真空度80Pa，蒸馏温度110℃下对滇橄榄进行第一级分子蒸馏，得到轻组分和重组分；

第二步、在真空度150Pa，蒸馏温度130℃下对重组分进行第二级分子蒸馏，得到第二重组分；

第三步、将第二重组分和轻组分按质量比5:2混合，即得到定向制备组分。

通过对其主要的色谱峰进行定性，可知，定向制备的2-甲基丁酸乙酯、乙酸异戊酯、柠檬烯、芳樟醇、己酸异戊酯、乙酸芳樟酯、异戊酸苯乙酯等化学成分均在滇橄榄定向制备组分中，其中芳樟醇含量相对较高，定向制备效果较为理想。

通过上流程对滇橄榄中的定向制备化合物进行了定向制备，其得率在0.3％，样品成清黄色，性状透明，90％乙醇溶解度较好。感官评价表明，添加滇橄榄定向制备组分的样品，在果香、木香、花香和甜香上改善明显，其香气清晰、绵延，回味生津，余味上上，滇橄榄定向制备组分整体提升明显，在回甜感、刺激性、干燥感上均有大提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种组分定向制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）、对目标组分来源物中主要化学成分进行分析确认；

步骤（2）、从上述主要成分中筛选出目标化合物，构建为目标化合物组，未选中的化合物定义为非目标化合物组；

步骤（3）、针对所述来源物中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组，分析两组的理化指标差异；

步骤（4）、针对所述来源物中的目标化合物组和未选中的非目标化合物组最大差异的理化指标，进行目标化合物组的制备。

2.根据权利要求1所述的组分定向制备方法，其特征在于：步骤（1）中，来源物包括红大烟叶、津巴布韦烟叶、冰糖橙皮、滇橄榄、咖啡、乌梅、假秦艽、果类。

3.根据权利要求1所述的组分定向制备方法，其特征在于：理化指标包括保留时间、分子量、沸点和疏水常数。

4.根据权利要求2所述的组分定向制备方法，其特征在于：步骤（4）中，对于冰糖橙皮，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、将冰糖橙皮进行压榨，滤渣在70-90℃下回流提取多次，合并提取液；滤液经3.0-10.0μm微孔滤膜过滤；

第二步、将经过微孔、滤膜过滤后的液体与提取液合并，得到浓缩液；

第三步、将浓缩液上样，采用HPD树脂柱；将浓缩液上样HPD填料树脂柱，分别用30%、60%、100%乙醇洗脱；收集60%洗脱部位，低温浓缩至密度0.8965g/cm³，即得到定向制备的目标化合物组。

5.根据权利要求2所述的组分定向制备方法，其特征在于：对于红大烟叶，筛选出的可增加甜感，提升烤烟烟香、清香、果香、甜香的目标化合物组，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、烟叶经过碾压打粉后，过200目筛，使用80%乙醇回流提取3次，浓缩至稀浸膏状，得到醇提物；

第二步、醇提物加入AB-8树脂，加入AB-8树脂5倍体积的30%乙醇水溶液，充分搅拌混匀，静置48小时后，去上清液；

第三步、得到的吸附成分树脂经过100%乙醇洗脱，浓缩至密度1.20g/cm³，即得到定向制备组分。

6.根据权利要求2所述的组分定向制备方法，其特征在于：对于津巴布韦，挖掘并富集制备津巴布韦烟草中的可增加甜感、提升香气的化学成分，采用分段分离结合气相色谱对每段化学成分进行分析，并建立制备色谱法对特征凸显的组分段进行定向制备，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、烟叶经过碾压打粉后，过200目筛，依次使用60%、70%、80%乙醇回流提取，合并浓缩至密度0.5g/cm³，得到醇提物；

第二步、按1L的上样量，接取27.5-36.5min和47.5-60min洗脱馏分，浓缩至密度1.205g/cm³，即得到定向制备组分。

7.根据权利要求2所述的组分定向制备方法，其特征在于：对于滇橄榄，筛选出可提升甜感，生津，具有果韵、花韵的定向制备化合物，采用分子蒸馏手段对定向制备化合物进行制备，目标化合物组的制备方法如下：

第一步、在真空度80Pa，蒸馏温度110℃下对滇橄榄进行第一级分子蒸馏，得到轻组分和重组分；

第二步、在真空度150Pa，蒸馏温度130℃下对重组分进行第二级分子蒸馏，得到第二重组分；

第三步、将第二重组分和轻组分按质量比5:2混合，即得到定向制备组分。

Images