CN114747787A - 一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物及其制备方法和应用，制备方法包括：将葫芦巴成熟种子洗净后干燥；将干燥的葫芦巴种子和溶媒加入提取罐中加热提取，得到一次提取液；在一次提取后的葫芦巴种子料渣中加入溶媒，加热提取，得到二次提取液；合并一次提取液和二次提取液，减压浓缩，得到预备葫芦巴提取物；依次将预备葫芦巴提取物、蒸馏水和活化酵母加入发酵罐中，调节pH，发酵结束后加热灭菌；将发酵后的葫芦巴提取物过滤，对滤液减压浓缩后除去滤液中的溶剂。本发明可有效去除葫芦巴提取物中的大分子物质并将大分子物质转化为对卷烟有益成分。

Description

一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及烟用提取物领域，更具体地，涉及一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物及其制备方法和应用。
背景技术
葫芦巴提取物又称葫芦巴酊，具有焦糖和枫槭的特征香味，可赋予卷烟坚果和枫槭的香甜韵，能抑制烟叶的辛辣刺激，掩盖杂气，显著提升烤烟香韵，在烟草调香中占据极其重要的地位。
现有的葫芦巴提取物主要通过简单的溶解萃取和浓缩获得，获得的产品中通常含有大量的蛋白质、多糖等大分子物质，将对卷烟带来负面影响，例如产生粗糙感、增加杂气、带来涩感、口腔残留和余味不适等问题。随着卷烟配方设计和卷烟加工的不断发展，葫芦巴提取物中的大分子物质对卷烟香味和品质造成的副作用问题日渐凸现，不能满足高品质卷烟发展的需求，限制了葫芦巴提取物的应用。
因此，如何提供一种可有效去除葫芦巴提取物中的大分子物质或将大分子物质转化为对卷烟有益成分的葫芦巴提取物的制备方法成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可有效去除葫芦巴提取物中的大分子物质或将大分子物质转化为对卷烟有益成分的葫芦巴提取物的制备方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法。
该富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葫芦巴成熟种子洗净后干燥至水分为3～7％；
(2)将干燥的葫芦巴种子和溶媒加入提取罐中，加热提取一段时间后过滤，得到一次提取液；
(3)在一次提取后的葫芦巴种子料渣中加入溶媒，加热提取一段时间后过滤，得到二次提取液；
(4)合并一次提取液和二次提取液，减压浓缩后除去提取液中的溶剂和水，得到预备葫芦巴提取物；
(5)将酿酒高活性酵母放入锥形瓶中，加入无菌水，在适当温度下活化一段时间，得到活化酵母备用；
(6)依次将预备葫芦巴提取物、蒸馏水和活化酵母加入发酵罐中，调节pH，在适宜温度条件下发酵一段时间，发酵结束后加热灭菌，然后降温至室温；
(7)将发酵后的葫芦巴提取物过滤，对滤液减压浓缩后除去滤液中的溶剂，即得到富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物。
可选的，所述步骤(1)具体如下：
将葫芦巴成熟种子用水清洗2～4次，在温度为50～100℃，风速为1～10m/s的烘箱中干燥，干燥后葫芦巴熟种子的水分为5％。
可选的，所述步骤(2)中的溶媒为质量分数0％～60％乙醇水溶液，溶媒的添加量为葫芦巴种子质量的5～10倍；
物料加入量为提取罐的体积的1/3～3/4，提取温度为50～100℃，提取时间为2～6h。
可选的，所述步骤(3)中的溶媒为质量分数50％～80％乙醇水溶液，溶媒添加量为葫芦巴种子质量的8～15倍；
物料加入量为提取罐的体积1/3～3/4，提取温度为80～120℃，提取时间为4～6h。
可选的，所述步骤(4)中的减压浓缩的温度为35～60℃，真空压力为10～60Pa，得到的预备葫芦巴提取物的浓度为1.1～1.3g/mL。
可选的，所述步骤(5)中的无菌水添加量为酵母质量的5～20倍，活化温度为25～50℃，活化时间为2～4h。
可选的，所述步骤(6)中的蒸馏水添加量为预备葫芦巴提取物质量的5～10倍，活化酵母添加量为葫芦巴提取物质量的3％～10％；
物料加入量为发酵罐的体积的1/2～3/4，发酵体系的pH为5～8，发酵温度为25～50℃，发酵时间为5～48h，灭菌温度为80～100℃，灭菌时间为20～40min。
可选的，所述步骤(7)中的减压浓缩的温度为35～60℃，真空压力为10～60Pa，得到的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的浓度为1.1～1.3g/mL。
根据本发明的第二方面，提供了一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物。
该富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物由本发明所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法制得。
根据本发明的第三方面，提供了一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的应用。
该富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的应用具体如下：将本发明所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物根据添加量10～100ppm添加至烟丝中，在湿度为50％～70％，温度为23～28℃，放置时间为30～50h的条件下恒温恒湿放置一段时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明以葫芦巴成熟种子作为起始原料，通过“溶剂提取+大分子降解”联用，开发了制备天然香料新工艺，并不断优化工艺条件，获得了富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物。
(2)首次将酿酒高活性酵母应用于烟用香料开发，充分利用酵母中的蛋白酶和多糖酶，将葫芦巴提取物中对卷烟品质不利的蛋白质、多糖等大分子物质降解，得到小分子的氨基酸和还原性糖，卷烟涩感、残留感等负面作用明显减弱，提高了葫芦巴提取物的品质。
(3)发酵酵母除了可以降解大分子物质外，还可产生香味成分，合成新的化合物，对于提升卷烟香气品质、改善吸味、彰显产品香气风格具有显著效果。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本发明提供的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将葫芦巴成熟种子洗净后干燥至水分为3～7％。
步骤(1)可具体如下：
将葫芦巴成熟种子用水清洗2～4次，在温度为50～100℃，风速为1～10m/s的烘箱中干燥，干燥后葫芦巴熟种子的水分为5％。
具体实施时，可将葫芦巴成熟种子用水清洗3次，并设置烘箱温度为60℃，风速为6m/s，干燥后葫芦巴熟种子水分为5％。
(2)将干燥的葫芦巴种子和溶媒加入提取罐中，加热提取一段时间后过滤，得到一次提取液。
步骤(2)中的溶媒为质量分数0％～60％乙醇水溶液，溶媒的添加量为葫芦巴种子质量的5～10倍；
物料加入量为提取罐的体积的1/3～3/4，提取温度为50～100℃，提取时间为2～6h。
具体实施时，一次提取过程中溶媒可为质量分数30％乙醇水溶液，溶媒添加量为葫芦巴种子质量5倍，物料加入量为提取罐的体积的2/3，提取罐设置温度为88℃，提取时间为4h。
(3)在一次提取后的葫芦巴种子料渣中加入溶媒，加热提取一段时间后过滤，得到二次提取液。
步骤(3)中的溶媒可为质量分数50％～80％乙醇水溶液，溶媒添加量为葫芦巴种子质量的8～15倍；
物料加入量为提取罐的体积1/3～3/4，提取温度为80～120℃，提取时间为4～6h。
具体实施时，为了保证提取的有效性，步骤(3)中的乙醇水溶液的质量分数、溶媒的量添加量、提取温度和提取时间均比步骤(2)中的相关参数更大。
在实际应用中，二次提取过程中溶媒可为质量分数50％乙醇水溶液，溶媒添加量为葫芦巴种子质量8倍，物料加入量为提取罐的体积2/3，提取罐设置温度为100℃，提取时间为5h。
(4)合并一次提取液和二次提取液，减压浓缩后除去提取液中的溶剂和水，得到预备葫芦巴提取物。
步骤(4)中的减压浓缩的温度可为35～60℃，真空压力为10～60Pa，得到的预备葫芦巴提取物的浓度为1.1～1.3g/mL。
具体实施时，减压浓缩设置温度为45℃，真空压力为50Pa，预备葫芦巴提取物浓度为1.2g/mL。
(5)将酿酒高活性酵母放入锥形瓶中，加入无菌水，在适当温度下活化一段时间，得到活化酵母备用。
步骤(5)中的无菌水添加量可为酵母质量的5～20倍，活化温度为25～50℃，活化时间为2～4h。
具体实施时，无菌水添加量为酵母质量的10倍，酵母活化温度为35℃，活化时间为2h。
(6)依次将预备葫芦巴提取物、蒸馏水和活化酵母加入发酵罐中，调节pH，在适宜温度条件下发酵一段时间，发酵结束后加热灭菌，然后降温至室温。
步骤(6)中的蒸馏水添加量可为预备葫芦巴提取物质量的5～10倍，活化酵母添加量为葫芦巴提取物质量的3％～10％；
物料加入量为发酵罐的体积的1/2～3/4，发酵体系的pH为5～8，发酵温度为25～50℃，发酵时间为5～48h，灭菌温度为80～100℃，灭菌时间为20～40min。
具体实施时，酵母发酵过程中蒸馏水添加量为葫芦巴提取物质量的5倍，活化酵母添加量为葫芦巴提取物质量的5％，物料加入量为发酵罐的体积的3/4，体系的pH为7，发酵温度为35℃，发酵时间为24h，灭菌温度为100℃，灭菌时间为30min。
(7)将发酵后的葫芦巴提取物过滤，对滤液减压浓缩后除去滤液中的溶剂，即得到富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物。
步骤(7)中的减压浓缩的温度可为35～60℃，真空压力为10～60Pa，得到的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的浓度为1.1～1.3g/mL。
具体实施时，发酵葫芦巴提取液的减压浓缩设置温度为50℃，真空压力为50Pa，所得的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物浓度为1.2g/mL。
本发明还提供了由富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法制得的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物。
本发明还提供了富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的应用，将本发明的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物根据添加量10～100ppm添加至烟丝中，在湿度为50％～70％，温度为23～28℃，放置时间为30～50h的条件下恒温恒湿放置一段时间。
具体实施时，葫芦巴提取物在烟丝中的添加量为30ppm，恒温恒湿设置湿度60％，温度25℃，放置时间为48h。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例
1.称取100g葫芦巴成熟种子，用清水冲洗3次，晾干后于温度60℃，风速6m/s真空烘箱中干燥，将葫芦巴熟种子水分控制在5％，备用。
2.依次称取40g干燥葫芦巴种子和200g 30％乙醇，加入提取罐中，加热至88℃，回流提取时间为4h，提取结束后，过滤收集一次提取液；料渣进行二次提取，在提取罐料渣中加入320g 50％乙醇，加热至100℃，回流提取时间为5h，提取结束后，过滤收集二次提取液料液，合并两次提取液，在45℃和50Pa条件下减压浓缩，得到浓度为1.2g/mL葫芦巴提取物1。
3.将1g酿酒高活性酵母放入25mL的锥形瓶中，加入10mL的无菌水，35℃浸泡活化2h，备用。
4.依次将10g葫芦巴提取物、50g蒸馏水和0.5g活化酵母液加入发酵罐中，调节pH至7，在35℃条件下发酵24h，发酵结束后，100℃加热灭菌30min，然后降温至室温；过滤所得发酵葫芦巴提取液，在50℃和50Pa条件下减压浓缩，得到浓度为1.2g/mL富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物(葫芦巴提取物2)。
5.分别称取一定量的葫芦巴提取物1和葫芦巴提取物2，用乙醇和蒸馏水(体积比3:7)稀释成1％(质量百分比)的溶液，备用；分别称取100g未加香料的空白烟丝，均匀平铺于干净的托盘中，将香料溶液均匀喷洒在烟丝上，制得提取物添加为30ppm的加香烟丝，密封放置2h；随后放入100℃烘箱烘干，用蒸馏水加湿至标准水分(12％)，卷制成标准卷烟，平衡水分(湿度60％，温度25℃)48h。由15人专家评吸团队，利用“中式卷烟风格感官评价方法”和“卷烟舒适性感官评价方法”，分别对卷烟样品感官质量、风格特征和舒适性进行分析。
评吸结果如下：
1.采用“中式卷烟风格感官评价方法”，对应用葫芦巴提取物1和葫芦巴提取物2的卷烟烟气特性和香气风格进行评价。
评价结果表明，与葫芦巴提取物1相比，葫芦巴提取物2应用后，香气、丰富性和烟气浓度改善明显，其中香气从7.47分提升到7.83分，丰富性从7.50分提升到7.73分，烟气浓度从7.43分提升到7.57分，而劲头基本不变。
香气风格评价结果列于表1，并对得分较高的烤烟烟香、清香、果香、豆香、木香、青滋香、膏香、烘焙香、甜香、烤甜香等10个指标进行分析。与葫芦巴提取物1相比，葫芦巴提取物2应用后，卷烟烤甜香、甜香、烘焙香、果香和烤烟烟香均有提升，其他香韵基本不变。其中，烤甜香增加了0.33分，甜香增加了0.24分，香韵更加丰富。
表1葫芦巴提取物应用后卷烟香气风格
Figure BDA0003585062150000081
2.采用“卷烟舒适性感官评价方法”，对应用葫芦巴提取物1和葫芦巴提取物2的卷烟舒适性进行评价，结果见表2，并分别对舒适性指标和味觉特征进行分析。从评价结果可以看出，与葫芦巴提取物1相比，葫芦巴提取物2应用后，卷烟各舒适性指标均提升明显，整体感受得分提高了0.26分，综合味觉得分提高了0.14分，甜味得分提高了0.16分，在改善卷烟圆润感、柔和烟气、降低刺激和干燥感等方面效果突出，很好的解决了传统葫芦巴提取物存在的粗糙感、杂气、带来涩感、口腔残留和余味不适等问题。
表2葫芦巴提取物应用后卷烟舒适性
Figure BDA0003585062150000091
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将葫芦巴成熟种子洗净后干燥至水分为3～7％；
(2)将干燥的葫芦巴种子和溶媒加入提取罐中，加热提取一段时间后过滤，得到一次提取液；
(3)在一次提取后的葫芦巴种子料渣中加入溶媒，加热提取一段时间后过滤，得到二次提取液；
(4)合并一次提取液和二次提取液，减压浓缩后除去提取液中的溶剂和水，得到预备葫芦巴提取物；
(5)将酿酒高活性酵母放入锥形瓶中，加入无菌水，在适当温度下活化一段时间，得到活化酵母备用；
(6)依次将预备葫芦巴提取物、蒸馏水和活化酵母加入发酵罐中，调节pH，在适宜温度条件下发酵一段时间，发酵结束后加热灭菌，然后降温至室温；
(7)将发酵后的葫芦巴提取物过滤，对滤液减压浓缩后除去滤液中的溶剂，即得到富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物。
2.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体如下：
将葫芦巴成熟种子用水清洗2～4次，在温度为50～100℃，风速为1～10m/s的烘箱中干燥，干燥后葫芦巴熟种子的水分为5％。
3.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的溶媒为质量分数0％～60％乙醇水溶液，溶媒的添加量为葫芦巴种子质量的5～10倍；
物料加入量为提取罐的体积的1/3～3/4，提取温度为50～100℃，提取时间为2～6h。
4.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的溶媒为质量分数50％～80％乙醇水溶液，溶媒添加量为葫芦巴种子质量的8～15倍；
物料加入量为提取罐的体积1/3～3/4，提取温度为80～120℃，提取时间为4～6h。
5.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的减压浓缩的温度为35～60℃，真空压力为10～60Pa，得到的预备葫芦巴提取物的浓度为1.1～1.3g/mL。
6.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的无菌水添加量为酵母质量的5～20倍，活化温度为25～50℃，活化时间为2～4h。
7.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中的蒸馏水添加量为预备葫芦巴提取物质量的5～10倍，活化酵母添加量为葫芦巴提取物质量的3％～10％；
物料加入量为发酵罐的体积的1/2～3/4，发酵体系的pH为5～8，发酵温度为25～50℃，发酵时间为5～48h，灭菌温度为80～100℃，灭菌时间为20～40min。
8.根据权利要求1所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中的减压浓缩的温度为35～60℃，真空压力为10～60Pa，得到的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的浓度为1.1～1.3g/mL。
9.一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的制备方法制得。
10.一种富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物的应用，其特征在于，将权利要求9中所述的富含小分子糖类和氨基酸的葫芦巴提取物根据添加量10～100ppm添加至烟丝中，在湿度为50％～70％，温度为23～28℃，放置时间为30～50h的条件下恒温恒湿放置一段时间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘绍华等: "产香酵母发酵结合美拉德反应以葫芦巴为原料制备烟用香料", 《南昌大学学报(工科版)》 *

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