CN112189875A - 一种烟用多香果精提物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟用多香果精提物及其制备方法和应用，包括以下步骤：（1）将干燥的多香果置于电热炒药机中进行炒制前处理；（2）将炒制前处理后的多香果粉碎后加水浸泡，之后进行超声提取；（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，得到多香果精油和多香果提取液；（4）向多香果提取液中加入纤维素溶解酶进行酶解反应，将酶解液浓缩、除杂后获得多香果精提物。本发明的一种烟用多香果精提物的制备方法制备的多香果精提物能更好地与烟草本香相适配；此外，本发明的一种烟用多香果精提物的制备方法采用超声配合酶解的水溶液浸提方法，提取条件较温和，且不使用有机溶剂，可提高多香果中香气成分的提取率。
Description
技术领域
本发明属于烟用香精香料生产技术领域，具体涉及一种烟用多香果精提物及其制备方法和应用。
背景技术
多香果属桃金娘科（Myrtaceae）热带常绿树，学名Pimenta diocia，旧称P.officinalis，原产西印度群岛和中美，浆果可提取高级香料。因其干燥的浆果具有类似丁香、桂皮和肉豆蔻的混合芳香气味，故称多香果。多香果被广泛用作烘烤、腌制食品和肉馅的香料。多香果的使用部分为桃金娘科植物多香果的干燥种子，具有丁香和肉豆蔻的混合芳香气味，其含有丰富的挥发油，主要成分为丁香酚，甲基丁香酚，蛋白质，脂肪，维生素A、C、B1、B2和多种矿物质。多香果香料主要应用于食品、化妆品等行业，因其挥发油具有强烈的香气，可应用于香水、香皂等化妆品用香精配方中，同时多香果挥发油还具有抗菌、消炎、防虫、抗氧化等功效。
多香果香料的提取目前主要是采用水溶剂提取法和有机溶剂提取法。中国专利CN201610895876.6公开了一种多香果精油的分段提取方法及其在卷烟中的应用，包括如下步骤：1)将多香果干燥果实与蒸馏水按重量比为1:18～22置入烧瓶中浸泡，再向烧瓶中加入玻璃珠，振摇混合，在烧瓶上部连接挥发油测定器与回流冷凝管；2)加热蒸馏，分段提取。该专利采用热水浸提法来提取多香果的挥发性精油，因多香果挥发性精油的主要成分中的丁香酚和甲基丁香酚在水中溶解度低，因此这种水溶液浸提法对精油的提取率较低，且由于用水量大，增加了后续精制分离的能耗。另外，中国专利CN201910089972.5公开了一种烟用多香果油树脂的制备方法及其在卷烟中的应用，该制备方法采用多香果为原料，加入pH值为2.5～5的水在60～90℃加热1～5小时，分离出料液后，将多香果原料在30～45℃烘干，并以乙酸乙酯为提取剂，在50～75℃提取1～3小时，分离出的料液浓缩至密度为0.91～0.92，采用饱和食盐水为洗涤剂，振荡0.5～3小时，静置2小时后分离出有机相，去除乙酸乙酯即得到本发明的多香果油树脂。该专利采用乙酸乙酯作为提取溶剂，虽然可以提高多香果香料的提取率，但需要使用大量的有机溶剂，制备过程不够绿色环保。
多香果因其特有的香味在食品工业中有广泛的应用，然而无论是采用水溶剂提取，还是有机溶剂提取获得的多香果香料在烟草制品中的使用都很少见。常规的多香果提取物和多香果精油产品，之所以在烟草制品中极少使用，是因为其香味特别且霸道，加入少量就容易破坏烟草的本香，压制烟草本香，使卷烟抽吸品质下降。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种烟用多香果精提物及其制备方法和应用，以解决上述至少一个方面的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将干燥的多香果置于电热炒药机中进行炒制前处理；
（2）将所述炒制前处理后的多香果粉碎后加水浸泡，之后进行超声提取；
（3）将所述超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，得到多香果精油和多香果提取液；
（4）向所述多香果提取液中加入纤维素溶解酶进行酶解反应，将酶解液浓缩、除杂后获得多香果精提物。
优选地，所述炒制前处理的温度为120~180℃，时间为10~20min。
优选地，所述超声提取的超声频率为50~70KHz，超声水温为40~60℃，超声时间为1~3min。
优选地，所述水蒸气蒸馏提取的温度为70~90℃，时间为1~2h。
优选地，所述纤维素溶解酶为纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的混合酶；所述酶解反应的温度为20~30℃，时间为25~30h。
优选地，还包括以下步骤：所述酶解反应完成后，向所述酶解液中加入葡萄糖，并对混合液进行加热以进行美拉德反应；所述美拉德反应完成后，将反应产物浓缩、除杂后获得所述多香果精提物。
优选地，所述美拉德反应的温度为85~95℃，反应时间为1~2h。
本发明还提供一种烟用多香果精提物的制备方法得到的多香果精提物。
本发明还提供一种烟用多香果精提物的制备方法得到的多香果精提物在卷烟加香上的应用。
优选地，所述多香果精提物按烟丝质量的0.05~0.1%喷洒到平衡好的烟丝上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的一种烟用多香果精提物的制备方法在对多香果进行提取之前，通过炒制前处理来除去多香果香气成分中的沸点较低的、对卷烟香味不利的挥发性油分，进而提高制备的多香果精油以及多香果精提物的香气质量，使其能更好地与烟草本香相适配；此外，本发明的一种烟用多香果精提物的制备方法采用超声配合酶解的水溶液浸提方法，提取条件较温和，且不使用有机溶剂，可提高多香果中香气成分的提取率。
本发明的附加优点、目的以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明实施例提供一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将干燥的多香果置于电热炒药机（型号CY-550，南京东隆机械科技有限公司生产）中进行炒制前处理；炒制前处理的温度可控制为120~180℃，时间为10~20min。
（2）将炒制前处理后的多香果粉碎至80~100目后加水浸泡，之后进行超声提取；超声提取的条件可控制为超声频率50~70KHz，超声水温为40~60℃，超声时间为1~3min。
（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，得到多香果精油和多香果提取液；水蒸气蒸馏提取的温度可控制为70~90℃，时间为1~2h。
（4）向多香果提取液中加入纤维素溶解酶进行酶解反应，将酶解液浓缩、除杂后获得多香果精提物。纤维素溶解酶可选用对多香果的细胞壁具有良好溶解能力的纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的混合酶，混合酶中纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的质量比为1:4；控制酶解反应的温度为20~30℃，时间为25~30h。每升多香果提取液中按5~20g/L加入混合酶。酶解反应之后将酶解液直接减压浓缩至其相对密度为1.05~1.25后，再加入2.5倍重量的95%乙醇进行醇沉除杂处理，之后过滤，将滤液减压浓缩至其相对密度为0.95~1.05后过滤得到烟用多香果精提物。
多香果香味特征的主要成分是丁香酚和甲基丁香酚，然而通过直接水溶液提取或者直接有机溶剂提取获得的多香果香料成分中还含有4%左右的桉树脑成分，桉树脑的香味与卷烟的烟草本香不协调，添加到卷烟中后会影响卷烟的抽吸感官质量，因此，本发明在对多香果进行提取之前，通过炒制前处理来除去多香果香气成分中的沸点较低的、对卷烟香味不利的桉树脑类挥发性油分，进而提高制备的多香果精油以及多香果精提物的香气质量，使其能更好地与烟草本香相适配。桉树脑类挥发性油分的沸点在175℃左右，而丁香酚、甲基丁香酚的沸点在255℃左右，本发明通过控制炒制前处理的温度在120~180℃，这样可以高选择性地去除多香果挥发性油分中的桉树脑类挥发性油分，而最大限度地保留多香果的香味特征物质。
通过GC-MS对本发明实施例制备的多香果精油以及多香果精提物中的桉树脑成分进行定量测定，测定结果表明多香果精油中的桉树脑含量在0.5~1.2%，多香果精提物中的桉树脑含量在0.8~1.3%，相比于现有技术中直接提取的多香果香料中桉树脑含量在4%左右，本发明的制备方法可显著降低多香果精油以及多香果精提物中的桉树脑含量。GC-MS的测定条件如下：色谱柱为HP-5MS（50m×0.25mm×0.25um）毛细管柱；进样温度为250℃；进样方式为不分流进样；载气为氦气；载气流速1mL/min；程序升温，从50℃（1min）以5℃/min升到250℃（5min）；传输线温度250℃；离子源为EI源；电子能量70eV；质量扫描范围50~650u。检索WILEY和MAINLIB谱库。
此外，本发明的一种烟用多香果精提物的制备方法采用超声配合酶解的水溶液浸提方法，相比于热水浸提法，提取条件较温和，可降低能耗；且不使用有机溶剂，提取过程绿色环保；因超声处理可提高多香果细胞内香气成分的溶出率，且酶解反应将细胞壁的纤维素溶解后，可进一步提高细胞内香气成分的溶出率，故本发明的制备方法可提高多香果中香气成分的提取率。
多香果的特征香味物质主要是丁香酚和甲基丁香酚，丁香酚含量在8~15%之间，甲基丁香酚的含量在55~70%之间，丁香酚与甲基丁香酚的总含量在70~80%左右，甲基丁香酚的香气较弱却持久，加大卷烟中后不会掩盖烟草本香，与烟草本香较协调，适于给卷烟加香；而丁香酚的香气较霸道，香气透发、气势强，因此，虽然丁香酚相比于甲基丁香酚在多香果香料中所占比重较低，但其对卷烟的香味影响很大，加到卷烟中后会掩盖烟草本香，与卷烟香味不协调，导致卷烟抽吸品质降低。作为本发明实施例的进一步改进，还包括以下步骤：在上述步骤（4）中，酶解反应完成后，向酶解液中加入葡萄糖，并对混合液进行加热以进行美拉德反应；美拉德反应完成后，将反应产物浓缩、除杂后获得多香果精提物。葡萄糖的加入量占酶解液质量的5~10%，控制美拉德反应的温度为85~95℃，反应时间为1~2h。通过美拉德反应对多香果提取物中的香气成分进行化学改性处理，通过产生特定香味的美拉德反应物来弱化多香果精提物中丁香酚对整个提取物特征香味的影响，使得制备出的多香果精提物与烟草本香的香气更加协调、烟气柔和、平滑，提升卷烟的抽吸感官质量。
以下结合具体实施例做进一步说明。
实施例1
本发明实施例1提供一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将1000g干燥的多香果置于电热炒药机（型号CY-550，南京东隆机械科技有限公司生产）中进行炒制前处理；炒制前处理的温度为150℃，时间为15min。
（2）将炒制前处理后的多香果粉碎至80~100目后加6000mL水浸泡，之后进行超声提取；超声提取的频率60KHz，超声水温为40℃，超声时间为3min。
（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，水蒸气蒸馏提取的温度为85℃，时间为1h，得到多香果精油和多香果提取液；GC-MS测得多香果精油中桉树脑含量为0.72%，丁香酚含量为9.14%，甲基丁香酚含量为65.68%。
（4）取10g的纤维素酶和40gβ-葡萄糖苷酶混合后，加入200mL的水，溶解后过滤，得到混合酶溶液。
（5）向步骤（3）中的多香果提取液中加入200g步骤（4）中的混合酶溶液进行酶解反应，在25℃条件下酶解30h，酶解完毕后，将酶解液直接减压浓缩至其相对密度为1.05~1.25后，再加入2.5倍重量的95%乙醇进行醇沉处理24h，取上清液进行过滤，将滤液减压浓缩至其相对密度为0.95~1.05后过滤得到多香果精提物。GC-MS测得多香果精提物中桉树脑含量为0.95%，丁香酚含量为10.54%，甲基丁香酚含量为67.36%。
实施例2
本发明实施例2提供一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将1000g干燥的多香果置于电热炒药机（型号CY-550，南京东隆机械科技有限公司生产）中进行炒制前处理；炒制前处理的温度为130℃，时间为20min。
（2）将炒制前处理后的多香果粉碎至80~100目后加6000mL水浸泡，之后进行超声提取；超声提取的频率70KHz，超声水温为55℃，超声时间为1min。
（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，水蒸气蒸馏提取的温度为75℃，时间为2h，得到多香果精油和多香果提取液；GC-MS测得多香果精油中桉树脑含量为0.81%，丁香酚含量为11.24%，甲基丁香酚含量为58.64%。
（4）取10g的纤维素酶和40gβ-葡萄糖苷酶混合后，加入200mL的水，溶解后过滤，得到混合酶溶液。
（5）向步骤（3）中的多香果提取液中加入200g步骤（4）中的混合酶溶液进行酶解反应，在30℃条件下酶解25h，酶解完毕后，将酶解液直接减压浓缩至其相对密度为1.05~1.25后，再加入2.5倍重量的95%乙醇进行醇沉处理24h，取上清液进行过滤，将滤液减压浓缩至其相对密度为0.95~1.05后过滤得到多香果精提物。GC-MS测得多香果精提物中桉树脑含量为1.02%，丁香酚含量为11.87%，甲基丁香酚含量为60.34%。
实施例3
本发明实施例3提供一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将1000g干燥的多香果置于电热炒药机（型号CY-550，南京东隆机械科技有限公司生产）中进行炒制前处理；炒制前处理的温度为165℃，时间为10min。
（2）将炒制前处理后的多香果粉碎至80~100目后加6000mL水浸泡，之后进行超声提取；超声提取的频率50KHz，超声水温为55℃，超声时间为2min。
（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，水蒸气蒸馏提取的温度为90℃，时间为1h，得到多香果精油和多香果提取液；GC-MS测得多香果精油中桉树脑含量为0.56%，丁香酚含量为8.36%，甲基丁香酚含量为66.72%。
（4）取10g的纤维素酶和40gβ-葡萄糖苷酶混合后，加入200mL的水，溶解后过滤，得到混合酶溶液。
（5）向步骤（3）中的多香果提取液中加入200g步骤（4）中的混合酶溶液进行酶解反应，在20℃条件下酶解30h，酶解完毕后，将酶解液直接减压浓缩至其相对密度为1.05~1.25后，再加入2.5倍重量的95%乙醇进行醇沉处理24h，取上清液进行过滤，将滤液减压浓缩至其相对密度为0.95~1.05后过滤得到多香果精提物。GC-MS测得多香果精提物中桉树脑含量为0.86%，丁香酚含量为9.21%，甲基丁香酚含量为66.98%。
实施例4
本发明实施例4提供一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将1000g干燥的多香果置于电热炒药机（型号CY-550，南京东隆机械科技有限公司生产）中进行炒制前处理；炒制前处理的温度为165℃，时间为10min。
（2）将炒制前处理后的多香果粉碎至80~100目后加6000mL水浸泡，之后进行超声提取；超声提取的频率50KHz，超声水温为55℃，超声时间为2min。
（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，水蒸气蒸馏提取的温度为90℃，时间为1h，得到多香果精油和多香果提取液；GC-MS测得多香果精油中桉树脑含量为0.56%，丁香酚含量为8.36%，甲基丁香酚含量为66.72%。
（4）取10g的纤维素酶和40gβ-葡萄糖苷酶混合后，加入200mL的水，溶解后过滤，得到混合酶溶液。
（5）向步骤（3）中的多香果提取液中加入200g步骤（4）中的混合酶溶液进行酶解反应，在20℃条件下酶解30h，酶解完毕后，向酶解液中加入葡萄糖，葡萄糖的加入量占酶解液质量的8%，控制美拉德反应的温度为85℃，反应时间为2h。之后，将反应液直接减压浓缩至其相对密度为1.05~1.25后，再加入2.5倍重量的95%乙醇进行醇沉处理24h，取上清液进行过滤，将滤液减压浓缩至其相对密度为0.95~1.05后过滤得到多香果精提物。GC-MS测得多香果精提物中桉树脑含量为0.82%，丁香酚含量为8.97%，甲基丁香酚含量为66.71%。
实施例5
本发明实施例5提供一种烟用多香果精提物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将1000g干燥的多香果置于电热炒药机（型号CY-550，南京东隆机械科技有限公司生产）中进行炒制前处理；炒制前处理的温度为165℃，时间为10min。
（2）将炒制前处理后的多香果粉碎至80~100目后加6000mL水浸泡，之后进行超声提取；超声提取的频率50KHz，超声水温为55℃，超声时间为2min。
（3）将超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，水蒸气蒸馏提取的温度为90℃，时间为1h，得到多香果精油和多香果提取液；GC-MS测得多香果精油中桉树脑含量为0.56%，丁香酚含量为8.36%，甲基丁香酚含量为66.72%。
（4）取10g的纤维素酶和40gβ-葡萄糖苷酶混合后，加入200mL的水，溶解后过滤，得到混合酶溶液。
（5）向步骤（3）中的多香果提取液中加入200g步骤（4）中的混合酶溶液进行酶解反应，在25℃条件下酶解30h，酶解完毕后，向酶解液中加入葡萄糖，葡萄糖的加入量占酶解液质量的6%，控制美拉德反应的温度为90℃，反应时间为2h。之后，将反应液直接减压浓缩至其相对密度为1.05~1.25后，再加入2.5倍重量的95%乙醇进行醇沉处理24h，取上清液进行过滤，将滤液减压浓缩至其相对密度为0.95~1.05后过滤得到多香果精提物。GC-MS测得多香果精提物中桉树脑含量为0.84%，丁香酚含量为8.92%，甲基丁香酚含量为66.85%。
对比例1
按照CN201610895876.6中实施例1制备方法制备的多香果精油A。
对比例2
按照CN201610895876.6中实施例2制备方法制备的多香果精油B。
对比例3
按照CN201910089972.5中实施例1制备方法制备的多香果油树脂。
对本发明实施例1~实施例5以及对比例1~对比例3制备的多香果精提物进行卷烟评吸对比，感官评吸评价方法如下：将成品卷烟烟丝吹出，置于温度(22±1)℃、相对湿度(60±2)%条件下平衡。取平衡好的30g烟丝8份，记作A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、B3，分别喷洒0.08%的本发明实施例1~实施例5以及对比例1~对比例3制备的多香果精提物，之后放入恒温恒湿箱中平衡48h。取相应牌号烟管打制成卷烟，经由7人组成的专业小组对添加香料进行感官评价。评吸结果如表1所示。
表1
从表1看到，与现有技术中采用直接水溶剂提取或直接有机溶剂提取获得的多香果香料对比，采用本发明实施例制备的多香果精提物添加到卷烟中后，与卷烟的香气更加协调，香气丰富飘逸，烟气柔和平滑。且本发明实施例4、实施例5与对比例1~对比例3的卷烟评吸结果表明，经过美拉德反应获得的多香果精提物可以进一步增加其与烟草本香的协调性。
本发明的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (10)
1.一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将干燥的多香果置于电热炒药机中进行炒制前处理；
（2）将所述炒制前处理后的多香果粉碎后加水浸泡，之后进行超声提取；
（3）将所述超声提取后的物料进行水蒸气蒸馏提取，得到多香果精油和多香果提取液；
（4）向所述多香果提取液中加入纤维素溶解酶进行酶解反应，将酶解液浓缩、除杂后获得多香果精提物。
2.根据权利要求1所述的一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，所述炒制前处理的温度为120~180℃，时间为10~20min。
3.根据权利要求1所述的一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，所述超声提取的超声频率为50~70KHz，超声水温为40~60℃，超声时间为1~3min。
4.根据权利要求1所述的一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，所述水蒸气蒸馏提取的温度为70~90℃，时间为1~2h。
5.根据权利要求1所述的一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，所述纤维素溶解酶为纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的混合酶；所述酶解反应的温度为20~30℃，时间为25~30h。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述酶解反应完成后，向所述酶解液中加入葡萄糖，并对混合液进行加热以进行美拉德反应；所述美拉德反应完成后，将反应产物浓缩、除杂后获得所述多香果精提物。
7.根据权利要求6所述的一种烟用多香果精提物的制备方法，其特征在于，所述美拉德反应的温度为85~95℃，反应时间为1~2h。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种烟用多香果精提物的制备方法得到的多香果精提物。
9.根据权利要求8所述的一种烟用多香果精提物的制备方法得到的多香果精提物在卷烟加香上的应用。
10.根据权利要求9所述的一种烟用多香果精提物的制备方法得到的多香果精提物在卷烟加香上的应用，其特征在于，所述多香果精提物按烟丝质量的0.05~0.1%喷洒到平衡好的烟丝上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210108 |
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