CN115462552B - 一种具有果甜香的香料及其制备方法和在卷烟中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有果甜香的香料及其制备方法和在卷烟中的应用，该香料的制备方法是将无花果粗提取物溶液进行多级膜分离，收集各级膜分离截留液以及最后一级膜分离透过液；将所述透过液通过浓缩后进行二维色谱柱分离；将各级膜分离截留液和二维色谱柱分离所得流分进行复配，即得香料。该香料能够充分凸显无花果提取物特色，具有明显的果香和甜香，作为卷烟香料应用时，能够显著增加卷烟果甜香。

Description

一种具有果甜香的香料及其制备方法和在卷烟中的应用
技术领域
本发明涉及一种香料，具体涉及一种具有果甜香的香料，还涉及其制备方法和在卷烟中的应用，属于香料制备技术领域。
背景技术
无花果是一种药食兼优的植物，含有丰富的多糖、黄铜、酚类化合物、挥发油、花青素等。无花果提取物是一种重要的烟用香料，能够赋予卷烟果甜香，改善卷烟吸味、减轻刺激性、丰富烟气，并且与卷烟香味协调。
果甜香是中式卷烟烟气香气风格特征的重要组成部分。在中式卷烟风格特征感官评价方法中，果甜香由果香和甜香两个香韵共同构成。开发出能够显著增加卷烟果甜香特征的香料配方，凸显卷烟果香、甜香特征，同时提高卷烟烟气品质，是烟草调香领域的重要方向。
烟用无花果提取物一般通过溶剂提取获得粗提物，进而选择性得采用沉淀分离、膜分离等除去沉淀或大分子成分后浓缩而成。然而无花果提取物成分复杂，不仅含有功能各异的挥发性香气成分、香气前体物成分，还含有的果胶、蛋白质、粗纤维等对卷烟感官品质产生负面影响的成分，因此针对无花果提取物进行简单的加工往往无法充分凸显其风味特征。另外，无花果提取物的质量受原料品种、产地气候环境、存储时间以及加工工艺等因素的影响较大，这些因素的细微变化也会引起提取物主要成分含量及质量的波动。因此，开发一种无花果提取物精细化加工方法，获得功能聚焦的无花果提取物特色风味组群，充分凸显无花果提取物的特征，是烟用天然香料精细化加工亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的无花果提取物工艺粗糙，无法充分凸显其风味特征的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种具有果甜的香料，该香料由无花果粗提取物经过膜分离结合色谱柱分离技术脱除不良成分以及将无花果中致香成分重新调和得到，兼具果香和甜香两个香韵。
本发明的第二个目的是在于提供一种具有果甜的香料制备方法，该制备方法操作简单，原料易得，有利于规模化生产。
本发明第三个目的是在于提供一种具有果甜的香料的应用，其作为卷烟香料应用于卷烟，可以显著增加卷烟果甜香。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种具有果甜香的香料制备方法，其方法包括以下步骤：
1)将无花果粗提取物溶液进行多级膜分离，收集各级膜分离截留液以及最后一级膜分离透过液；
2)将所述透过液通过浓缩后进行二维色谱柱分离；
3)将各级膜分离截留液和二维色谱柱分离所得流分进行复配，即得。
本发明将无花果提取物溶液经多级膜分离及二维柱色谱获得的特色风味组群进行复配，与原无花果粗提取物相比，能够有效去除无花果提取物中的感官不良成分，充分凸显无花果提取物特色，且该方法对于无花果的浸膏、净油、酊剂、提取物干粉等不同形态的无花果粗提取物具有普遍适用性。
另外，烟用天然香料的使用特点决定了烟用天然香料由风味间接贡献成分(燃烧后贡献风味)和风味直接贡献成分两部分组成。膜分离和二维色谱柱技术各有优势功能互补，分别可以实现风味间接贡献成分和风味直接贡献成分的分离，两种分离技术的结合符合烟用天然香料的加工需求。与常规膜分离及柱层析相比，本发明采用特殊的膜分离和二维色谱柱结合分离方式能够更充分地拆分复杂天然香料，获得特色不同的多种风味组群。
作为一个优选的方案，所述无花果粗提取物溶液为由无花果粗提取物溶于体积百分含量为40％～60％的乙醇水溶液得到固含量为9～11wt％的混合溶液。为了更好地对无花果进行分离提取，需准确控制无花果粗提取物溶液初始浓度在合适的范围，该初始浓度过高会导致膜分离透过不充分，初始浓度过低则会导致膜分离截留不充分，即过高或过低均会影响合成香料的品质。
作为一个优选的方案，无花果粗提取物为无花果提取浸膏、无花果提取净油、无花果提取酊剂、无花果提取物干粉中至少一种。
作为一个优选的方案，所述多级膜分离包括四级膜分离。第一级膜分离采用孔径为50nm的陶瓷膜。第二级膜分离采用截留分子量为50kDa的卷式有机膜。第三级膜分离采用孔径为5nm的陶瓷膜。第四级膜分离采用截留分子量为1kDa的卷式有机膜。在上述多级膜分离组合下，分离效果最佳，得到的香料品质较高。
作为一个优选的方案，所述透过液浓缩至固含量为7～9wt％。控制透过液浓缩至固含量在所述范围内时，分离效果最好，合成的香料品质较高，其固含量过高会造成色谱柱过载，过低则会导致塔板数降低，进而导致分离效果差，无法合成优质香料。
作为一个优选的方案，所述二维色谱柱分离过程中，第一维柱色谱采用葡聚糖凝胶作为填料，葡聚糖凝胶柱的长径比为8：1，洗脱剂为水，控制每250πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min。所述第一维柱色谱采用的色谱柱内径为50mm，葡聚糖凝胶在色谱柱内的装填长度为400mm。第二维柱色谱采用C18反相硅胶作为填料，C18反相硅胶柱的长径比为23：1，以体积分数为90％的乙醇水溶液作为洗脱剂，控制每46πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min。所述第二维柱色谱采用的色谱柱内径为20mm，C18反相硅胶在色谱柱内的装填长度为460mm。在上述条件下，可获得特征明显的风味组群，保证合成香料具有较高的品质。
作为一个优选的方案，所述第一维柱色谱分离过程中，分别收集第0min～40min、41min～52min、53min～77min、78min～200min洗脱时间段的A1流分、B1流分、C1流分、D1流分。所述第二维柱色谱分离过程中，初始液为A1流分时，对应收集第41min～69min洗脱时间段的A2流分；初始液为B1流分时，对应收集第42min～62min以及第63min～83min洗脱时间段的B2流分和B3流分；初始液为C1流分时，对应收集第79min～100min洗脱时间段的C2流分；初始液为D1流分时，对应收集第24min～38min洗脱时间段的D2流分。通过二维色谱柱分离后，可得到小分子风味组群，其能够大大提升香料的风味特征。
作为一个优选的方案，所述多级膜分离截留液包括第一级膜分离截留液、第二级膜分离截留液、第三级膜分离截留液、第四级膜分离截留液，所述二维色谱柱分离所得流分包括A2流分、B2流分、B3流分、C2流分、D2流分。其中，第一级膜分离截留液、第二级膜分离截留液、第三级膜分离截留液、第四级膜分离截留液、A2流分、B2流分、B3流分、C2流分和D2流分按照以下质量比进行复配：0.01～0.05：0.3～0.6：1～3：5～10：0.1～0.5：1～3：0.03～0.05：0.04～0.06：1～2。采用上述组分配比，可以获得品质优异的香料，其能够最大限度地凸显无花果提取物的特色，提升果香、甜香特征。
本发明还提供了一种具有果甜香的香料，其是由所述的制备方法得到。该香料能够充分无花果提取物特色，同时兼具果香和甜香两个香韵。
本发明还提供了一种具有果甜香的香料的应用，其作为卷烟香料应用。采用注射方法将该香料添加到烟支中时，能够显著增加卷烟果甜香特征。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)可获得功能聚焦的无花果提取物特色风味组群，所制得的香料能够充分凸显无花果提取物的果甜香特征。
(2)制备方法简单高效，提供了一种无花果精细化加工方法，提升原料开发价值。
(3)所制得的香料可作为卷烟香料，能够显著增加卷烟果甜香特征，提高卷烟烟气品质。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明中，无花果浸膏、无花果净油、无花果酊剂均为市售产品，葡聚糖凝胶购自瑞典GE Healthcare公司，型号为Sephadex LH-20，粒径范围(干)为18-110μm，C18反相硅胶购自日本YMC公司，型号为YMC ODS-A通用型C18填料，粒径为50μm。
实施例1
以下是一种具有果甜香的香料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)采用乙醇体积分数为50％的乙醇水溶液将无花果浸膏溶解成干物质量为10％的溶液，得到无花果粗提取物溶液；
2)将无花果粗提取物溶液采用孔径为50nm的陶瓷膜进行第一级膜分离，收集第一级膜分离的截留液(记为MJ1截留液)并将第一级膜分离的透过液采用截留分子量为50kDa的卷式有机膜进行第二级膜分离，收集第二级膜分离的截留液(记为MJ2截留液)并将第二级膜分离的透过液采用孔径为5nm的陶瓷膜进行第三级膜分离，收集第三级膜分离的截留液(记为MJ3截留液)并将第三级膜分离的透过液采用截留分子量为1kDa的卷式有机膜分离，收集第四级膜分离的截留液(记为MJ4截留液)和第四级膜分离的透过液；第一级膜分离、第二级膜分离、第三级膜分离、第四级膜分离的膜前压力依次为3.0bar、4.0bar、3.0bar、4.0bar，各级膜分离均在室温下进行。
3)将第四级膜分离的透过液利用减压蒸馏进行浓缩为干物质量分数为8％的浓缩液；将所得的浓缩液进行二维柱色谱分离；
第一维柱色谱分离采用的色谱柱填料为葡聚糖凝胶，色谱柱内径为50mm，色谱柱内装填的葡聚糖凝胶的长度为400mm(装填的葡聚糖凝胶的干质量为100g)；第二维柱色谱分离采用的色谱柱填料为C18反相硅胶，色谱柱内径为20mm，色谱柱内装填的C18反相硅胶柱的长度为460mm(装填的C18反相硅胶的干质量为65g)；
第一维柱色谱分离时，以水作为洗脱剂，控制每250πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min，分别收集第0min-第40min洗脱时间段的流分(记为A1流分)、第40min-第52min洗脱时间段的流分(记为B1流分)、第52min-第77min洗脱时间段的流分(记为C1流分)、第77min-第200min洗脱时间段的流分(记为D1流分)；
第二维柱色谱分离时，使第一维柱色谱分离时收集的A1流分、B1流分、C1流分、D1流分分别进入第二维色谱柱，以乙醇体积分数为90％的乙醇水溶液为洗脱溶剂，控制洗脱流速为8mL/min、洗脱时间为100min进行柱色谱分离，分别收集A1流分对应二维柱色谱分离时第41min-第69min洗脱时间段的流分(记为A2流分)、B1流分对应二维柱色谱分离时第42min-第62min(记为B2流分)及第64min-第83min洗脱时间段的流分(记为B3流分)、C1流分对应二维柱色谱分离时第79min-第100min洗脱时间段的流分(记为C2流分)、D1流分对应二维柱色谱分离时第24min-第38min洗脱时间段的流分(记为D2流分)；
4)将0.05重量份的MJ1截留液、0.4重量份的MJ2截留液、3重量份的MJ3截留液、6重量份的MJ4截留液、0.1重量份的A2流分、2重量份的B2流分、0.04重量份的B3流分、0.04重量份的C2流分、1重量份的D2流分混合均匀，即得；将该香料简记为香料Ⅰ。
实施例2
本实施例提供另一种具有果甜香的香料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)采用乙醇体积分数为50％的乙醇水溶液将无花果净油溶解成干物质量为10％的溶液，得到无花果粗提取物溶液；
2)将无花果粗提取物溶液采用孔径为50nm的陶瓷膜进行第一级膜分离，收集第一级膜分离的截留液(记为MJ1截留液)并将第一级膜分离的透过液采用截留分子量为50kDa的卷式有机膜进行第二级膜分离，收集第二级膜分离的截留液(记为MJ2截留液)并将第二级膜分离的透过液采用孔径为5nm的陶瓷膜进行第三级膜分离，收集第三级膜分离的截留液(记为MJ3截留液)并将第三级膜分离的透过液采用截留分子量为1kDa的卷式有机膜分离，收集第四级膜分离的截留液(记为MJ4截留液)和第四级膜分离的透过液；第一级膜分离、第二级膜分离、第三级膜分离、第四级膜分离的膜前压力依次为3.0bar、4.0bar、3.0bar、4.0bar，各级膜分离均在室温下进行。
3)将第四级膜分离的透过液利用减压蒸馏进行浓缩为干物质量分数为8％的浓缩液；将所得的浓缩液进行二维柱色谱分离；
第一维柱色谱分离采用的色谱柱填料为葡聚糖凝胶，色谱柱内径为50mm，色谱柱内装填的葡聚糖凝胶的长度为400mm(装填的葡聚糖凝胶的干质量为100g)；第二维柱色谱分离采用的色谱柱填料为C18反相硅胶，色谱柱内径为20mm，色谱柱内装填的C18反相硅胶柱的长度为460mm(装填的C18反相硅胶的干质量为65g)；
第一维柱色谱分离时，以水作为洗脱剂，控制每250πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min，分别收集第0min-第40min洗脱时间段的流分(记为A1流分)、第40min-第52min洗脱时间段的流分(记为B1流分)、第52min-第77min洗脱时间段的流分(记为C1流分)、第77min-第200min洗脱时间段的流分(记为D1流分)；
第二维柱色谱分离时，使第一维柱色谱分离时收集的A1流分、B1流分、C1流分、D1流分分别进入第二维色谱柱，以乙醇体积分数为90％的乙醇水溶液为洗脱溶剂，控制洗脱流速为8mL/min、洗脱时间为100min进行柱色谱分离，分别收集A1流分对应二维柱色谱分离时第41min-第69min洗脱时间段的流分(记为A2流分)、B1流分对应二维柱色谱分离时第42min-第62min(记为B2流分)及第64min-第83min洗脱时间段的流分(记为B3流分)、C1流分对应二维柱色谱分离时第79min-第100min洗脱时间段的流分(记为C2流分)、D1流分对应二维柱色谱分离时第24min-第38min洗脱时间段的流分(记为D2流分)；
4)将0.02重量份的MJ1截留液、0.5重量份的MJ2截留液、2重量份的MJ3截留液、8重量份的MJ4截留液、0.2重量份的A2流分、1.5重量份的B2流分、0.03重量份的B3流分、0.06重量份的C2流分、2重量份的D2流分混合均匀，即得；将该香料简记为香料Ⅱ。
实施例3
本实施例提供第三种具有果甜香的香料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)采用乙醇体积分数为50％的乙醇水溶液将无花果酊剂溶解成干物质量为10％的溶液，得到无花果粗提取物溶液；
2)将无花果粗提取物溶液采用孔径为50nm的陶瓷膜进行第一级膜分离，收集第一级膜分离的截留液(记为MJ1截留液)并将第一级膜分离的透过液采用截留分子量为50kDa的卷式有机膜进行第二级膜分离，收集第二级膜分离的截留液(记为MJ2截留液)并将第二级膜分离的透过液采用孔径为5nm的陶瓷膜进行第三级膜分离，收集第三级膜分离的截留液(记为MJ3截留液)并将第三级膜分离的透过液采用截留分子量为1kDa的卷式有机膜分离，收集第四级膜分离的截留液(记为MJ4截留液)和第四级膜分离的透过液；第一级膜分离、第二级膜分离、第三级膜分离、第四级膜分离的膜前压力依次为3.0bar、4.0bar、3.0bar、4.0bar，各级膜分离均在室温下进行。
3)将第四级膜分离的透过液利用减压蒸馏进行浓缩为干物质量分数为8％的浓缩液；将所得的浓缩液进行二维柱色谱分离；
第一维柱色谱分离采用的色谱柱填料为葡聚糖凝胶，色谱柱内径为50mm，色谱柱内装填的葡聚糖凝胶的长度为400mm(装填的葡聚糖凝胶的干质量为100g)；第二维柱色谱分离采用的色谱柱填料为C18反相硅胶，色谱柱内径为20mm，色谱柱内装填的C18反相硅胶柱的长度为460mm(装填的C18反相硅胶的干质量为65g)；
第一维柱色谱分离时，以水作为洗脱剂，控制每250πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min，分别收集第0min-第40min洗脱时间段的流分(记为A1流分)、第40min-第52min洗脱时间段的流分(记为B1流分)、第52min-第77min洗脱时间段的流分(记为C1流分)、第77min-第200min洗脱时间段的流分(记为D1流分)；
第二维柱色谱分离时，使第一维柱色谱分离时收集的A1流分、B1流分、C1流分、D1流分分别进入第二维色谱柱，以乙醇体积分数为90％的乙醇水溶液为洗脱溶剂，控制洗脱流速为8mL/min、洗脱时间为100min进行柱色谱分离，分别收集A1流分对应二维柱色谱分离时第41min-第69min洗脱时间段的流分(记为A2流分)、B1流分对应二维柱色谱分离时第42min-第62min(记为B2流分)及第64min-第83min洗脱时间段的流分(记为B3流分)、C1流分对应二维柱色谱分离时第79min-第100min洗脱时间段的流分(记为C2流分)、D1流分对应二维柱色谱分离时第24min-第38min洗脱时间段的流分(记为D2流分)；
4)将0.03重量份的MJ1截留液、0.6重量份的MJ2截留液、1重量份的MJ3截留液、7重量份的MJ4截留液、0.3重量份的A2流分、1.8重量份的B2流分、0.05重量份的B3流分、0.05重量份的C2流分、1.7重量份的D2流分混合均匀，即得；将该香料简记为香料Ⅲ。
对比例1
在实施例1的基础上，将实施例1中步骤4)的混合配比改为：1重量份的MJ1截留液、0.2重量份的MJ2截留液、4重量份的MJ3截留液、2重量份的MJ4截留液、0.03重量份的A2流分、4重量份的B2流分、0.01重量份的B3流分、0.08重量份的C2流分、0.5重量份的D2流分，其他条件不变，得到香料Ⅳ。
对比例2
在实施例1的基础上，将实施例1中的5nm陶瓷膜更换为10nm陶瓷膜，其他条件不变，得到香料V。
实验例4
分别将实施例以及对比例制备的香料Ⅰ、香料Ⅱ、香料Ⅲ、香料Ⅳ、香料Ⅴ以及实施例1-3中在制备香料时采用的无花果粗提取物溶液(各溶液均是以体积分数为50％的乙醇水溶液溶解相应的无花果提取物得到的干物质质量分数为10％的溶液)以100ppm的用量注射到参比卷烟上，参考YC/T 497-2014《卷烟中式卷烟风格感官评价方法》进行感官评价，由10位专业卷烟感官评价人员进行抽吸评价，结果见表1。
表1 感官评价结果
注：“烟气特性”与“舒适感特征”指标打分越高表示感官效果越好；“口味风格”与“香气风格”指标打分越高表示强度越大。
由表1的数据可知，与空白卷烟、3种无花果粗提取物相比，香料Ⅰ、香料Ⅱ、香料Ⅲ加入卷烟后，能够明显提升卷烟果香、甜香，且卷烟香气、丰富性、细腻柔和圆润度、甜味等指标均获得不同程度的提升，苦味、杂气、口腔残留、口腔刺激、喉部刺激等显著降低，且在空白卷烟上的感官作用效果优于香料Ⅳ、香料Ⅴ。这些结果表明本发明的香料配方能够显著提升卷烟果甜香特征，有效提升卷烟感官品。

Claims (6)

1.一种具有果甜香的香料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将无花果粗提取物溶液进行多级膜分离，收集各级膜分离截留液以及最后一级膜分离透过液；
2)将所述透过液通过浓缩后进行二维色谱柱分离；
3)将各级膜分离截留液和二维色谱柱分离所得流分进行复配，即得；
所述多级膜分离包括四级膜分离；第一级膜分离采用孔径为50nm的陶瓷膜；第二级膜分离采用截留分子量为50kDa的卷式有机膜；第三级膜分离采用孔径为5nm的陶瓷膜；第四级膜分离采用截留分子量为1kDa的卷式有机膜；
所述二维色谱柱分离过程中，第一维柱色谱采用葡聚糖凝胶作为填料，葡聚糖凝胶柱的长径比为8：1，洗脱剂为水，控制每250πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min；第二维柱色谱采用C18反相硅胶作为填料，C18反相硅胶柱的长径比为23：1，以体积分数为90％的乙醇水溶液作为洗脱剂，控制每46πmL体积柱床对应的洗脱剂流速为8mL/min；
所述第一维柱色谱分离过程中，分别收集第0min～40min、41min～52min、53min～77min、78min～200min洗脱时间段的A1流分、B1流分、C1流分、D1流分；所述第二维柱色谱分离过程中，初始液为A1流分时，对应收集第41min～69min洗脱时间段的A2流分；初始液为B1流分时，对应收集第42min～62min以及第63min～83min洗脱时间段的B2流分和B3流分；初始液为C1流分时，对应收集第79min～100min洗脱时间段的C2流分；初始液为D1流分时，对应收集第24min～38min洗脱时间段的D2流分；
所述多级膜分离截留液包括第一级膜分离截留液、第二级膜分离截留液、第三级膜分离截留液、第四级膜分离截留液；所述二维色谱柱分离所得流分包括A2流分、B2流分、B3流分、C2流分、D2流分；其中，第一级膜分离截留液、第二级膜分离截留液、第三级膜分离截留液、第四级膜分离截留液、A2流分、B2流分、B3流分、C2流分和D2流分按照以下质量比进行复配：0.01～0.05：0.3～0.6：1～3：5～10：0.1～0.5：1～3：0.03～0.05：0.04～0.06：1～2。
2.根据权利要求1所述的一种具有果甜香的香料制备方法，其特征在于：所述无花果粗提取物溶液为由无花果粗提取物溶于体积百分含量为40％～60％的乙醇水溶液得到固含量为9～11wt％的混合溶液。
3.根据权利要求2所述的一种具有果甜香的香料制备方法，其特征在于：所述无花果粗提取物为无花果提取浸膏、无花果提取净油、无花果提取酊剂、无花果提取物干粉中至少一种。
4.根据权利要求1或2所述一种具有果甜香的香料制备方法，其特征在于：所述透过液浓缩至固含量为7～9wt％。
5.一种具有果甜香的香料，其特征在于：由权利要求1～4任何一项所述的制备方法得到。
6.权利要求5所述的一种具有果甜香的香料的应用，其特征在于：作为卷烟香料应用。
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