CN117946809A - 一种甘草香料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟用香料技术领域，具体涉及一种甘草香料的制备方法及其应用，通过将甘草粉碎，添加纯净水以及产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合进行发酵，在发酵产物中添加外源还原糖果糖进行美拉德反应，冷却获得烟用甘草香料，本发明创造性的将甘草发酵增香与美拉德反应增香进行组合，两者相互协同，甘草本身含有大量的还原糖，发酵进一步将甘草中蛋白、多糖等分解成还原糖、醛类、酮类等羰基化合物，以及氨基酸、肽等氨基化合物，而还原糖、醛类、酮类等羰基化合物以及氨基酸、肽等氨基化合物又是美拉德反应的原料，发酵可强化美拉德反应的效果。
Description
技术领域
本发明属于烟用香料技术领域，具体涉及一种甘草香料的制备方法及其应用。
背景技术
甘草别名甜草、甜根子、国老等，属豆科甘草属多年生草本植物，根外皮褐色里面淡黄，主要分布于中国东北、甘肃、青海、山东等地，是一种补益中草药，以味道甜而得名；甘草作为传统的香料多用于食品、保健中药、饮料、化妆品等领域，作为去腥剂、甜味剂、增香增味剂、抗氧化剂、抗菌剂等，用于烟草领域的研究较少。
近几年来，也有将甘草或其提取物用于烟草领域，甘草提取物可降低烟草刺激，减少或掩盖杂气，使烟草烟气醇厚、细腻柔和，余味舒适干净，甘草含有大量的还原糖，可与氨基酸等发生美拉德反应，降低总氮、总糖的含量，增加香气。
经检索，现有技术存在CN 106753791 A公开了一种制备烟用甘草浸膏的方法，包含甘草浸膏；CN 106811296 A公开了一种具有烟草酸甜香香韵的热反应烟用香料的制备方法及其在卷烟中的应用，其包含甘草提取物；CN104223352A公开了一种甘草发酵所得烟用香料及其应用；CN101966008A公开了甘草香烟；CN101928640A公开了天然香料的萃取方法及萃取物的应用，其中天然香料为甘草；CN 101584496A 公开了一种降毒减害中药香烟及其制备方法，原料包含甘草；CN 101536812 A公开保健型香烟及其制作方法，原料包含甘草；CN 101156711A 公开一种茶香型烟用添加剂及其制备方法，原料包含甘草；CN101912147A公开功能性烟草薄片及其制备方法，采用甘草渣为原料制备烟草薄片。
可见目前现有技术将甘草用于烟草一般采用的方式为直接将甘草提取，或仅经过普通发酵，或进行美拉德增香，现有技术并无研究不同微生物发酵甘草对烟用甘草香料的影响，不同还原糖美拉德反应对烟用甘草香料的影响，也没有将微生物发酵增香与美拉德反应增香结合改善甘草香料品质。
发明内容
本发明创造性的将甘草发酵增香与美拉德反应增香进行组合，两者相互协同，甘草本身含有大量的还原糖，发酵进一步将甘草中蛋白、多糖等分解成还原糖、醛类、酮类等羰基化合物，以及氨基酸、肽等氨基化合物；而还原糖、醛类、酮类等羰基化合物以及氨基酸、肽等氨基化合物又是美拉德反应的原料，发酵可强化美拉德反应的效果；同时筛选出适合甘草发酵的微生物，以及适合美拉德反应的外源还原糖，具有显著的工业应用前景。
本发明提供一种甘草香料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量20-40倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量2%-5%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的质量比为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度40-60℃、湿度50-80%，发酵16-30小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:4-1:8，在温度110℃-140℃的油浴锅中加热20-40分钟，冷却获得甘草香料。
进一步的，所述步骤（1）中添加甘草重量25倍的纯净水，优选添加甘草重量30倍的纯净水。
进一步的，步骤（2）中添加混合物质量2%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，优选添加混合物质量5%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，更优选添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合。
进一步的，所述步骤（2）中控制发酵温度60℃，优选控制发酵温度55℃，更优选控制发酵温度50℃。
进一步的，所述步骤（2）中湿度为80%，优选湿度为70%，更优选湿度为60%，最优选湿度为55%。
进一步的所述步骤（2）中发酵14小时，优选30小时，更优选20小时，最优选24小时。
进一步的所述步骤（3）中果糖与发酵产物的重量比为1:4，优选为1:8，更优选为1:6。
进一步的所述步骤（3）中油浴锅中加热20分钟，优选为40分钟，更优选为30分钟。
进一步的所述步骤（3）中油浴锅中加热20分钟，优选为40分钟，更优选为30分钟。
前述任一甘草香料的制备方法获得甘草香料。
前述甘草香料在制备卷烟中的应用。
本发明另一方面提供一种烟用甘草香料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌比例为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，冷却获得烟用甘草香料。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果至少包括：
（1）本发明从产朊假丝酵母、蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、长孢洛德酵母、凝结芽孢杆菌、羧状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌中筛选出产生醇类、脂类、酮类等香气成分较多的产朊假丝酵母，产生醛类、酚酸类、脂肪酸类等香气成分较多的蜡样芽孢杆菌，将其进行组合，相对于单一的产朊假丝酵母或蜡样芽孢杆菌，以及其他微生物，产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌组合可显著提高甘草香料的品质。
（2）本发明创造性的将甘草发酵增香与美拉德反应增香进行组合，两者相互协同，甘草本身含有大量的还原糖，发酵进一步将甘草中蛋白、多糖等分解成还原糖、醛类、酮类等羰基化合物，以及氨基酸、肽等氨基化合物；而还原糖、醛类、酮类等羰基化合物以及氨基酸、肽等氨基化合物又是美拉德反应的原料，发酵可强化美拉德反应增香的效果。
（3）本发明从外源还原糖六碳糖葡萄糖、果糖、甘露糖，五碳糖木糖、阿拉伯糖，双糖乳糖中筛选出最适合甘草美拉德反应的果糖，可显著提高甘草香料的品质。
附图说明
图1是实施例1中不同微生物发酵对烟用甘草香料品质的影响；
图2是实施例2中不同微生物发酵制成的卷烟感官评价结果；
图3是实施例3中不同微生物发酵对烟用甘草香料品质的影响；
图4是实施例4中不同还原糖对烟用甘草香料品质的影响；
图5是实施例6中不同方案制成的卷烟感官评价结果。
具体实施方式
烟用甘草香料香气物质的检测采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）进行检测，其中醇类、醛类、酯类、酮类、酚酸类、脂肪酸类作为指标进行检测。
烟用甘草香料感官评价参考YC/T 415—2011烟草在制品感官评价方法的相关评吸评判标准进行。
菌种来源：枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis(CCTCC AB 2015270) ，泰泽(广州)生物科技有限公司）；植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号TS278112）；产朊假丝酵母（Candida，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号：TS300749）；长孢洛德酵母（Lodderomyces elongisporus，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号TS334837）；凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans，CMCC10069，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号 TS287952）；蜡样芽孢杆菌 （Bacillus cereus(CCTCC AB2011085) 泰泽(广州)生物科技有限公司，商品货号：TS325574）；羧状芽孢杆菌（Bacillusfusiformis，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号TS344249）；短小芽孢杆菌（Bcilluspumilus，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号TS290749）；巨大芽孢杆菌（Bacillus，宁波泰斯拓生物技术有限公司，商品货号TS300711）。
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式，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、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1 不同微生物发酵对烟用甘草香料品质的影响
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）将混合物分成等量的10份，其中1份作为对照组，另外9份为实验组，以混合物质量计，实验组分别添加3%的枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、产朊假丝酵母、长孢洛德酵母、凝结芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、羧状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌，之后分别将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，分别离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中分别添加外源还原糖葡萄糖，糖葡萄糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，分别冷却获得烟用甘草香料。
对不同微生物发酵获得的烟用甘草香料进行香气成分检测，具体如图1所示。
从图1可以看出，在其他条件不变的情况下，不同微生物发酵甘草产生的香气成分差异较大，其中产朊假丝酵母发酵产生的醇类、脂类、酮类等香气成分较多，而蜡样芽孢杆菌发酵产生的醛类、酚酸类、脂肪酸类等香气成分较多；香气总量上，产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌相对枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、长孢洛德酵母、凝结芽孢杆菌、羧状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌，能产生更多香气成分；同时，无论哪种微生物，相对不添加微生物的对照组，添加外源微生物发酵均能增加甘草香料中香气成分；因此，选择产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌组合用于甘草的发酵。
实施例2 不同微生物发酵制成的卷烟感官评价结果
将实施例1对照组和各实验组获得的烟用甘草香料，分别喷洒到水分平衡后的卷烟烟丝中，喷洒量为10g/kg烟丝，将卷烟烟丝制成卷烟，进行感官质量评价，评价标准如表1所示，评价结果如图2所示。
表1 评价标准
从图2可以看出，在其他条件不变的情况下，实验组不同微生物发酵制备的烟用甘草香料制成的卷烟感官评价指标均优于对照组，其中朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌发酵制备的烟用甘草香料感官评价指标优于枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、长孢洛德酵母、凝结芽孢杆菌、羧状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌；但无论朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌发酵制备的烟用甘草香料，其香气均只能达到较好等次，且存在一定的杂气、刺激性，色泽也有待改善。
实施例3 不同微生物发酵对烟用甘草香料品质的影响
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）将混合物分成等量的3份，以混合物质量计，分别添加3%的产朊假丝酵母、蜡样芽孢杆菌、以及产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合（产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的比例为1:1），之后将混合物分别放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，分别离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中分别添加外源还原糖葡萄糖，糖葡萄糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，分别冷却获得烟用甘草香料。
对不同微生物发酵获得烟用甘草香料进行香气成分检测，具体如图3所示。
从图3可以看出，相对于产朊假丝酵母或蜡样芽孢杆菌，产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌组合发酵能增加烟用甘草香料中醇类、醛类、酯类、酮类、酚酸类、脂肪酸类等香气成分的含量，可能原因产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌分别属于真菌和细菌，两者发酵产生的蛋白酶等酶制剂不同，微生物分解、代谢产生的氨基酸、肽、还原糖、酮、醛类不同，组合后酶制剂以及氨基酸、肽、还原糖、酮、醛类相互协同配合，强化美拉德反应效果。
实施例4 不同还原糖对烟用甘草香料品质的影响
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的质量比为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，离心，获得发酵产物；
（3）将发酵产物分成6等份，分别在发酵产物中添加外源还原糖葡萄糖、果糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖，各糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，分别冷却获得烟用甘草香料。
对不同还原糖获得烟用甘草香料进行香气成分检测，具体如图4所示。
从图4可以看出，六碳糖葡萄糖和果糖美拉德反应产生的醛类和脂肪酸类无显著差异，但六碳糖果糖美拉德反应产生的醇类、酯类、酮类、酚酸类高于葡萄糖，并高于六碳糖甘露糖以及五碳糖木糖和阿拉伯糖、双塘乳糖；因此，选择果糖作为甘草美拉德反应的外源还原糖。
实施例5
一种甘草香料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌比例为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，冷却获得烟用甘草香料。
实施例6 不同方案制成的卷烟感官评价结果
将实施例1产朊假丝酵母、蜡样芽孢杆菌发酵制备的烟用甘草香料，分别标记为方案1和方案2；实施例3产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌组合（外源糖为葡糖糖）制备的烟用甘草香料，标记为方案3；以及实施例5制备的烟用甘草香料（外源糖为果糖），标记为方案4，分别喷洒到水分平衡后的卷烟烟丝中，喷洒量为10g/kg烟丝，将卷烟烟丝制成卷烟，进行感官质量评价，评价标准如表1所示，评价结果如图5所示。
从图5可以看出，在其他条件不变的情况下，产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌组合的方案3，相对于单独产朊假丝酵母的方案1以及单独蜡样芽孢杆菌的方案2，组合后的方案3能提升卷烟的感官评价指标，其中添加果糖的方案4相对于添加葡糖糖的方案3，进一步提升了卷烟的吸食性。
实施例7
一种甘草香料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量20倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量2%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌比例为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度40℃、湿度50%，发酵16小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:4，在温度110℃的油浴锅中加热20分钟，冷却获得烟用甘草香料。
实施例8
一种甘草香料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量40倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量5%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌比例为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度60℃、湿度80%，发酵30小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:8，在温度140℃的油浴锅中加热40分钟，冷却获得烟用甘草香料。
实施例9
一种甘草香料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌比例为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，冷却，冷冻干燥获得烟用甘草香料。
对比例1
与实施例5相同，区别仅在于不进行步骤（2）的发酵。
对比例2
与实施例5相同，区别仅在于不进行步骤（3）的美拉德反应。
将对比例1-2制备的烟用甘草香料，分别喷洒到水分平衡后的卷烟烟丝中，喷洒量为10g/kg烟丝，将卷烟烟丝制成卷烟，进行感官质量评价，评价标准如表1所示；实施例5的甘草香料在香气、杂气、烟气浓度、刺激性、色泽上均优于对比例1-2，可能原因是仅进行发酵或美拉德反应，产生的香气物质含量不足。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种甘草香料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量20-40倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量2%-5%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的质量比为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度40-60℃、湿度50-80%，发酵16-30小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:4-1:8，在温度110℃-140℃的油浴锅中加热20-40分钟进行美拉德反应，冷却获得甘草香料。
2.权利要求1所述的一种甘草香料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中添加甘草重量30倍的纯净水。
3.权利要求1所述的一种甘草香料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合。
4.权利要求1所述的一种甘草香料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中控制发酵温度50℃。
5.权利要求1所述的一种甘草香料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中湿度为55%。
6.权利要求1所述的一种甘草香料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中发酵24小时。
7.权利要求1所述的一种甘草香料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中果糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟进行美拉德反应。
8.利用权利要求1-7任一种甘草香料的制备方法制备得到的甘草香料。
9.如权利要求8所述的甘草香料在制备卷烟中的应用。
10.一种烟用甘草香料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将甘草超微粉碎，添加甘草重量30倍的纯净水，搅拌均匀后获得混合物；
（2）添加混合物质量3%的产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的组合，其中产朊假丝酵母和蜡样芽孢杆菌的质量比为1:1，之后将混合物放置在发酵箱中进行发酵，控制发酵温度50℃、湿度55%，发酵24小时，离心，获得发酵产物；
（3）在发酵产物中添加外源还原糖果糖，果糖与发酵产物的重量比为1:6，在温度120℃的油浴锅中加热30分钟，冷却获得烟用甘草香料。
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