CN113331460A - 一种美拉德中间体及用于烟草加香的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种美拉德中间体的制备方法,包括如下步骤:(1)低聚肽化合物的制备;(2)美拉德中间体的制备。本发明还公开了所述的美拉德中间体及用于烟草中的用途,烟气的杂气和刺激性降低,吃味和整体协调性有明显提高。

Description

一种美拉德中间体及用于烟草加香的用途
技术领域
本发明属于烟用香精香料技术领域,具体涉及一种由低聚肽制备的美拉德中间体及用于烟草加香的用途。
背景技术
美拉德反应是还原糖的羰基与氨基酸、肽或蛋白质的氨基发生的反应,能够产生具有特殊风味、颜色和性能稳定的美拉德产物。美拉德产物(MRPs)生成的香料属于天然香料范畴,因此被广泛应用于食品、烟草等行业中。
然而MRPs稳定性差,储存过程中风味容易逸失,产品质量不稳定。而美拉德中间体化合物在常温下无色无味,具有较稳定的理化性质,其在后续加热或热裂解条件下能继续完成美拉德反应,迅速释放风味物质,用于卷烟中可用于改善卷烟烟气品质。因此,美拉德中间体可作为稳定的致香前体物来改善烟草吸味,增加烟草的香味等,在卷烟加香中具有较大的应用潜力。然而以氨基酸和还原糖为原料制备的MRPs中间体热裂解后产品口味单一、不够丰富饱满;如若使用蛋白质则美拉德反应较慢,且香味效果会有很大不同。
研究表明,氨基酸来源的选择对美拉德产物的香气和口感影响较大、且特定氨基酸比例下的低聚肽化合物制备的美拉德产物对香气和口感影响也较大;氨基酸与还原糖的美拉德产物不如肽与还原糖的美拉德产物香气浓郁,会使卷烟的香韵饱满、烟气柔和、刺激性降低,有利于卷烟品质的改善;肽的不同氨基酸的组成会使美拉德产物的高温燃烧的卷烟产生不同的口味和香气的类型。而现有技术的低聚肽化合物主要是通过农产品提取的蛋白质分子降解得到,其氨基酸组成和氨基酸比例不明确。
本发明希望通过聚合特定氨基酸组成得到低聚肽化合物,然后制备美拉德中间体用于烟草中,使得卷烟香吃味效果明显提高。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术不足,提供一种由特定氨基酸比例下制备得到的低聚肽化合物,然后由此低聚肽化合物制备美拉德中间体,所得的美拉德中间体添加到卷烟中,能够明显的改善卷烟的烟香和的吃味。
本发明的技术方案如下:
本发明公开了一种美拉德中间体的制备方法,包括如下步骤:
(1)低聚肽化合物的制备:将一定量的氨基酸和催化剂混合,通入氮气除去氧气,升温至150℃,在真空度低于20Pa下,升温至210℃,反应至一定分子量后取出,即为所述的低聚肽化合物;
(2)美拉德中间体的制备:称取步骤(1)得到的低聚肽化合物1重量份、还原糖2-10重量份,加入4-20重量份的溶剂中,调节pH值至8-9,密封加热至60-90℃,反应5-8h后取出,干燥即得到所述的美拉德中间体。
优选地,步骤(1)所述的氨基酸为脯氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和丙氨酸的混合物;所述的氨基酸添加量分别为1.2-1.6mol脯氨酸、0-0.1mol天冬氨酸、0.4-0.8mol缬氨酸、0-0.5mol苯丙氨酸和0.2-0.6mol丙氨酸。
优选地,步骤(1)催化剂为钛酸丁酯或浓磷酸,催化剂添加量为氨基酸总重量的0.25-0.75%。
优选地,步骤(1)得到的低聚肽化合物的分子量为500-5000,低聚肽分子量过高和过低得到的美拉德中间体,用于烟丝中吃味和整体协调性达不到最佳。
优选地,步骤(2)所述的还原糖为果糖、木糖、半乳糖或蜂蜜中的一种或多种。
优选地,步骤(2)的溶剂为水、丙二醇或甘油中的一种或多种混合物。
优选地,步骤(2)调节pH值使用KOH或K2CO3
本发明第二方面公开了所述的制备方法得到的美拉德中间体。
本发明第三方面公开所述了美拉德中间体用于烟草加香的用途。
优选地,将所述美拉德中间体溶解到溶剂中,配置成40-60wt%的溶液添加到烟丝中,美拉德中间体的添加量为烟丝重量的0.5-1.5%;所述溶剂为水或丙二醇的一种或两种。
本发明的有益效果:
1、相对于蛋白质水解得到的低聚肽化合物,本发明通过优选氨基酸的种类和比例得到的低聚肽化合物,低聚肽化合物中氨基酸的组成和比例明确且分子量可控。相对于氨基酸与还原糖反应得到的美拉德中间体,在本发明所选氨基酸及氨基酸配比下,所得的美拉德中间体添加到烟丝中,点燃抽吸后烟气的杂气和刺激性降低,吃味和整体协调性有明显提高。本发明的氨基酸种类和组成为优选得到,不是任何氨基酸都可以使用,如选择含硫的氨基酸得到的美拉德中间体会产生难闻的气味,如全部选择脯氨酸(对照试验1)得到的美拉德中间体吃味和整体协调性不如实施例3。
2、本发明通过温度等条件的控制,使低聚肽化合物与还原糖反应得到的美拉德中间体。得到的美拉德中间体化合物在常温下无色无味,具有较稳定的理化性质。用于烟草中,其在后续加热或热裂解条件下能继续完成美拉德反应,提高了烟气的整体吸味。
3、相对于农产品蛋白质所得的低聚肽,本发明采用的聚合过程为标准的工业化生产过程,可以通过参数的控制,实现美拉德中间体产品品质的严格可控,不受产地、品种和气候等影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步地说明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将1.2mol脯氨酸、0.4mol缬氨酸、和0.2mol丙氨酸加入三口烧瓶中,加入占氨基酸总量0.5wt%的钛酸丁酯,搅拌均匀,通入氮气进行氮吹30min,升温至150℃,抽真空至真空度低于20Pa,升温至210℃,反应至肽化合物分子量为5000后取出,即为低聚肽化合物。
称取上述的低聚肽化合物1重量份,果糖1重量份和蜂蜜1重量份,加入溶剂水4重量份,完全溶解后,加入反应釜中,氢氧化钾调节pH值至7,密封,加热至60℃,反应5h,取出,干燥,得到美拉德中间体。
将所得的美拉德中间体溶解到水中,配置成60wt%的溶液,添加到空白烟丝中,添加量为烟丝重量的1.5%,为所得烟丝1#。
实施例2
将1.6mol脯氨酸、0.1mol天冬氨酸、0.8mol缬氨酸、0.5mol苯丙氨酸和0.6mol丙氨酸;加入三口烧瓶中,加入占氨基酸总量0.5wt%的浓磷酸,搅拌均匀,通入氮气进行氮吹30min,升温至150℃,抽真空至真空度低于20Pa,升温至210℃,反应至低聚肽化合物分子量为5000后取出,即为低聚肽化合物。
称取上述的低聚肽化合物1重量份,木糖5重量份和半乳糖5重量份,加入20重量份的溶剂水,完全溶解后,加入水热反应釜中,氢氧化钾调节pH值至9,密封,加热至90℃,反应8h,取出干燥,得到美拉德中间体。
将所得的美拉德中间体溶解到水和丙二醇质量比为10:1的溶剂中,配置成40wt%的溶液,添加到空白烟丝中,添加量为烟丝重量的0.5wt%,为所得烟丝2#。
实施例3
将1.5mol脯氨酸、0.05mol天冬氨酸、0.6mol缬氨酸、0.2mol苯丙氨酸和0.3mol丙氨酸;加入三口烧瓶中,加入占氨基酸总量0.5wt%的浓磷酸,搅拌,通入氮气进行氮吹30min,升温至150℃,抽真空至真空度低于20Pa,升温至210℃,反应至低聚肽化合物分子量为1000后取出,即为低聚肽化合物。
称取上述低聚肽化合物1重量份,果糖1重量份、木糖2重量份、半乳糖1重量份和蜂蜜4重量份,加入16重量份的溶剂水,完全溶解后,加入水热反应釜中,氢氧化钾调节pH值至8,密封,加热至80℃,反应6h,取出干燥,得到美拉德中间体。
将所得的美拉德产物,溶解到水和丙二醇质量比为9:1的溶剂中,配置成50wt%的溶液,添加到空白烟丝中,添加量为烟丝重量的1%,为所得烟丝3#。
对照例1
按照实施例3的方法,将所选低聚肽化合物完全替换为脯氨酸,其他制备方法不变,得到对照烟丝1#。
对照例2
按照实施例3的方法,将所选低聚肽化合物替换为花生蛋白,其他制备方法不变,得到对照烟丝2#。
对照例3
按照实施例3的方法,将所选低聚肽化合物替换为花生蛋白水解后分子量为1000的水解低聚肽化合物,其他制备方法不变,得到对照烟丝3#。
感官评价:将空白烟丝、烟丝1#、烟丝2#、烟丝3#和对照烟丝1#、对照烟丝2#和对照烟丝3#分别制备成卷烟,按照GB 5606.4-2005进行卷烟感官评价。
表1感官评价得分表
光泽(5) 香气(32) 协调性(6) 杂气(12) 刺激性(20) 余味(25) 总计(100)
空白烟丝 4.8 30.1 5.2 11.0 19.3 23.8 94.2
烟丝3# 4.9 31.0 5.4 11.6 19.6 24.3 96.8
烟丝3# 4.9 31.1 5.4 11.7 19.5 24.3 96.9
烟丝3# 4.9 31.1 5.5 11.6 19.5 24.4 97.0
对照烟丝1# 4.8 30.6 5.2 11.2 19.4 23.9 95.1
对照烟丝2# 4.7 30.2 5.3 11.3 19.3 24.0 94.8
对照烟丝3# 4.8 30.8 5.3 11.4 19.4 24.1 95.8
由表1可知,本发明由低聚肽化合物制备的美拉德中间体用于烟草加香中,其特征香气提高,杂气和刺激性降低明显,吃味和整体协调性有明显提高,且常温下储存稳定。
对实施例3、对照例1、对照例2和对照例3所得的美拉德中间体进行热裂解分析,裂解温度为700℃,裂解实验参照中国烟草总公司企业标准《YQ1-2011烟用添加剂热裂解技术规程》进行。所得数据如表2所示,通过解析鉴定得到65种,其中醛、酮、呋喃类、吡喃类、吡嗪类、吡咯类裂解成分有利于烟气感官品质的提高。
表2不同美拉德中间体热裂解数据(单位mg/kg)
Figure BDA0003158492580000051
Figure BDA0003158492580000061
Figure BDA0003158492580000071
由表2可知,本发明的实施例3美拉德中间体裂解产物有48种总计4021mg/kg,对应的对照例1、对照例2和对照例3分别为39种总计2900.11mg/kg;39种总计2654.73mg/kg;和40种总计2872.24mg/kg。因此本发明所得美拉德中间体的热裂解香气物质种类和含量均明显优于对照样,卷烟点燃抽吸后烟气的杂气和刺激性降低,吃味和整体协调性有明显提高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种美拉德中间体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)低聚肽的制备:将氨基酸和催化剂混合,除去氧气,升温至150℃,在真空度低于20Pa下,升温至210℃,反应至一定分子量为500-5000后,即为所述的低聚肽;
(2)美拉德中间体的制备:称取步骤(1)得到的低聚肽化合物1重量份、还原糖2-10重量份,加入4-20重量份的溶剂中,调节pH值至8-9,密封加热至60-90℃,反应5-8h后取出,干燥即得到所述的美拉德中间体。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的氨基酸为脯氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和丙氨酸的混合物;所述的氨基酸添加量分别为1.2-1.6mol脯氨酸、0-0.1mol天冬氨酸、0.4-0.8mol缬氨酸、0-0.5mol苯丙氨酸和0.2-0.6mol丙氨酸。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)催化剂为钛酸丁酯或浓磷酸,催化剂添加量为氨基酸总重量的0.25-0.75%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的还原糖为果糖、木糖、半乳糖或蜂蜜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)的溶剂为水、丙二醇或甘油中的一种或多种混合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)调节pH值使用KOH或K2CO3
7.根据权利要求1-6任一所述的制备方法得到的美拉德中间体。
8.根据权利要求7所述的美拉德中间体用于烟草加香的用途。
9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于,将所述美拉德中间体溶解到溶剂中,配置成40-60wt%的溶液添加到烟丝中,美拉德中间体的添加量为烟丝重量的0.5-1.5%;所述溶剂为水或丙二醇的一种或两种。
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