美拉德反應在再造梗絲提質中的應用研究

樸永革++李鋒++李寶志++黃飛++池敬姬

摘 要：再造梗絲回填料液在酸性條件下水解后，分別加入L-脯氨酸、L-谷氨酸進行美拉德反應，采用GC/MS方法對揮發性致香成分檢驗。結果表明：苯乙醛、苯乙醇、大馬酮、巨豆三烯酮、金合歡醇等揮發性致香成分（煙堿除外）相對含量分別增加12.40%及13.64%，制備的再造梗絲外觀顏色更加潤澤、均勻；用于“長白山”R卷煙配方中，煙絲光澤及香氣濃度、豐富性變好，雜氣、舒適性有所改善，回甜感增強，感官品質提升效果明顯。

關鍵詞：再造梗絲；回填料液；美拉德反應；GC-MS分析

中圖分類號：TS411 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0217-03

再造梗絲作為卷煙制造業剛剛興起的一種全新的煙梗加工方法，在加工工藝理念上較傳統梗絲有重大突破，通過對煙梗洗滌、擠壓、料液回填、多級干燥等處理方式，最終使其無論在“外形”上、還是在“吸味”上更接近于葉絲的品質；同時再造梗絲保留了較高的填充值，有助于卷煙改善燃燒狀態，為梗絲更好地應用于中高檔卷煙，實現有效降焦減害提供了一條全新的技術途徑。

美拉德反應又稱“非酶棕色化反應”，由法國化學家Maillard在1912年提出。它是羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物間的反應，此反應經過復雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑精或稱擬黑素，所以又稱羰胺反應[1]。該技術在食用香精及煙草香精中有非常好的應用[2-4]。

再造梗絲回填料液作為影響再造梗絲最終感官品質的關鍵原料，主要由煙草提取物組成，含有天然煙草致香成分、煙堿、不同結構糖及水等化學成分，其香氣特征近于天然煙草香氣。回填料液中的多糖及雙糖類物質在酸性條件下可水解轉化為單糖，利用美拉德反應使其與外加的氨基化合物發生，得到改良型的再造梗絲回填料液，用GC/MS對揮發性致香成分分析[5-7]，并將試驗樣品添加于“長白山”R配方煙絲中進行應用評價。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

再造梗絲回填料液C6，取自生產車間現場；乳酸、氫氧化鈉、L-脯氨酸、L-谷氨酸，均為分析純試劑。

電熱恒溫水浴鍋（HH-S28s金壇市環保儀器廠）、電動攪拌儀（HG03-JJ北京中科三研科技公司）、PH計（A301681 美國Thermo Eutech），電子天平（AB204-S梅特勒-托利多感量0.0001g）、流動化學分析儀（AA3德國Bran+Luebbe公司）、氣相色譜-質譜聯用儀（AutoSystem XL美國PE公司）；燒瓶、燒杯等玻璃儀器。

1.2 實驗方法

1.2.1 再造梗絲回填料液PH值調節及非還原糖水解

為使再造梗絲回填料液中的多糖及雙糖類物質盡可能地轉化為還原性單糖，取500g回填料液C6用乳酸調節其pH值，由初始值6.8調至3.0，在85℃下水浴攪拌加熱1.0h，促進回填料液中的多糖及雙糖類物質水解。將水解后的樣品（加蒸餾水攪拌重新定量為500g）按照《YC/T159-2002煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》方法對其總糖及還原糖含量進行檢測，結果見表1。

1.2.2 再造梗絲回填料液美拉德反應

由表1可知，回填料液C6中的多糖及雙糖類物質已得到有效轉化，其還原糖含量的增加有利于后續美拉德反應的充分進行。取轉化好的兩份回填料液（每份100g），使用0.5mol/L氫氧化鈉溶液中和，調節PH值至初始值6.8，分別加入1.0g的L-脯氨酸、L-谷氨酸，以水浴在90℃下加熱1.5h，連續攪拌使反應體系中的還原糖與氨基酸發生美拉德反應，反應產物自然冷卻至室溫（加蒸餾水攪拌重新定量為100g），得改良型再造煙絲回填料液C6-P（L-脯氨酸反應物）及C6-G（L-谷氨酸反應物）；將回填料液C6-P、C6-G及對照樣C6進行GC/MS揮發性致香成分分析。

1.2.3 回填料液美拉德反應物中揮發性致香成分分析

氣相色譜條件：色譜柱，HP-FFAP（30m×0.25mm id×0.25μm df）；檢測器為FID；進樣口溫度為270℃，；升溫程序：50℃（2min）→（2℃/min）→240℃（10min）；分流比為1：10；進樣量為1μL，；氫氣流量40（mL/min）；空氣流量350 （mL/min）；載氣為氦氣；尾吹為氮氣，流量24（mL/min）。采用峰面積歸一化法定量。

質譜條件：傳輸線溫度270℃；離子源溫度240℃；電離電壓70eV；質量數范圍30～600；四極桿溫度160℃；倍增器電壓1500V；MS圖庫為NIST98∕WILEY6.0譜庫。

1.2.4 再造梗絲樣品制備及摻配評吸試驗

將兩種改良型的再造煙絲回填料液C6-P、C6-G按生產配方同比例回填到經萃取洗滌后的空白梗絲中，經烘干處理使其含水率為12-13%，得改良型再造梗絲樣品；對照樣為以回填料液C6在同條件下試驗制備的再造梗絲。將兩種試驗樣及對照樣再造梗絲以10%的比例均勻摻配到“長白山”R配方葉絲中。按照單支煙總重（0.88±0.01）g的標準，分別卷制成三份煙支樣品；將上述煙支置于溫度（22±1）℃，相對濕度為（60±2）%的恒溫恒濕箱中平衡48h，組織9位具有省級卷煙評吸資質的人員對感官質量及外觀品質進行對比評吸與檢驗。

2 結果與分析

2.1 揮發性致香成分檢測結果

回填料液經美拉德反應后對揮發性致香成分對比檢測，總離子流圖如圖1～圖3所示，相對含量對比結果見表2。根據峰面積歸一化法，經計算機標準圖庫檢索并與相關文獻對照，經美拉德反應制備的再造煙絲回填料液揮發性致香成分主要由醇類、酮類及醛類組成。從圖1～圖3及表2對比數據可以看出，再造梗絲回填料液在酸性條件水解發生美拉德反應后，得到的兩種反應產物中揮發性致香成分總峰面積略有增加，除煙堿外的致香成分相對含量分別增加12.40%和13.66%，其中糠醛、苯乙醛、苯乙醇、大馬酮、巨豆三烯酮、金合歡醇等致香成分在反應后增量較明顯。上述揮發性產物對卷煙增香、改善吃味等方面發揮著重要的作用，如苯乙醛具有類似風信子的香氣，稀釋后具有果甜香氣，有提調香氣的作用；苯乙醇具有柔和、愉快而持久的玫瑰樣香氣，可增強卷煙香氣底韻；巨豆三烯酮可改善煙香，掩蓋雜味，增進吃味，是煙草中關鍵的致香成分。endprint

2.2 感官檢驗結果

經評吸人員對比評吸與檢驗，美拉德反應試驗樣品卷煙C6-P、C6-G照比對照樣C6，其煙絲光澤明顯改善，煙氣濃度增加、香氣的豐富性變好，雜氣、舒適性稍有改善，回甜感增強，感官品質整體有明顯提升。C6-G與C6-P卷煙樣品相比，C6-G樣品香氣更顯透發、飽滿，雜氣略小；C6-P樣品則在舒適性和回甜感方面表現略好。感官對比評吸結果見表3。

3 討論

再造梗絲回填料液經非酶棕色化反應，即美拉德反應后，生成具有豐富香氣的大分子物質，此類物質因顏色呈現棕黃色，可顯著改善再造梗絲顏色的潤澤度和均勻性；摻配到葉絲配方使用后，與葉絲顏色、光澤更接近，提高了混配煙絲整體的外觀品質。同時試驗樣品對卷煙感官提質效果明顯，煙絲光澤油潤性增強，香氣濃度及豐富性變好，雜氣、舒適性有所改善，回甜感有一定提升，為再造梗絲更好地應用于中高檔卷煙配方提供了一條可行的技術途徑。

參考文獻

[1]寧正祥.食品生物化學[M].廣州：華南理工大學出版社，2006.

[2]文冬梅.美拉德反應制備煙草香精關鍵配料及工藝優化的研究[D].廣州：華南理工大學，2013.

[3]周正紅，楊華連，沈光林.美拉德反應產物及其在煙草中的增香研究.煙草科技，1998（4）：98.

[4]M.A.J.S. van Boekel.Formation of flavour compounds in the Maillard reaction[J]. Biotechnology Advances，2006，24：230-233.

[5]劉立全，王月霞.美拉德反應在煙草增香中的應用研究進展[J].煙草科技，1994，（6）：21.

[6]郭俊成，張悠金，舒俊生，等.煙用美拉德反應香料研究[J].安徽農業大學學報，2002，29（1）：95.

[7]Hou Ying， Yang Lei， Wang Baoxing，et al. Analysis of Chemical Components in Tobacco Flavors Using Stir Bar Sorptive Extraction and Thermal Desorption Coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry[J].Chinese Journal of Chromatography，2006，24：601-605.endprint