白肋煙花蕾制備煙用香料

許春平，肖源，2，孫斯文，劉紹華

1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，鄭州高新技術產業開發區科學大道166號 450002

2.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司新疆卷煙廠，烏魯木齊市經濟技術開發區喀納斯湖北路306號 830000

3.廣西中煙工業有限責任公司技術中心，南寧市北湖南路28號530001

白肋煙花蕾制備煙用香料

許春平1，肖源1，2，孫斯文1，劉紹華*3

1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，鄭州高新技術產業開發區科學大道166號 450002

2.紅云紅河煙草（集團）有限責任公司新疆卷煙廠，烏魯木齊市經濟技術開發區喀納斯湖北路306號 830000

3.廣西中煙工業有限責任公司技術中心，南寧市北湖南路28號530001

以白肋煙煙草花蕾為原料，利用美拉德反應法制備煙用香料，采用同時蒸餾萃取法處理所得反應產物，GC/MS法分析其揮發性成分。結果表明：①從美拉德反應法制備的香料中共檢出34種揮發性成分，其中酯類2種，萜烯類5種，醇類10種，醛類2種，酸類1種，酮類8種，酚類1種，氮雜環化合物5種。②與煙草花蕾直接提取物相比，美拉德反應法制備的香料中增加了二羥基丙酮、2-甲基四氫呋喃-3-酮、2-乙酰呋喃和苯基丙酮4種美拉德風味物質；感官評吸結果表明香氣質改善，略有花香，甜潤感和細膩感增加，余味舒適。

白肋煙花蕾；同時蒸餾萃取；美拉德反應；煙用香料

美拉德反應是氨基化合物和羰基化合物之間發生的非酶棕色化反應，也稱為羰氨反應［1-3］。國外對美拉德反應在香料生產中的應用研究得較多；近些年在國內逐漸受到重視，并在煙草中得到廣泛應用［4-6］。利用美拉德反應開發煙用香料打破了傳統的香精香料調配和生產工藝范疇［7］。煙草打頂棄去的花蕾和煙葉一樣含有豐富的香料物質，是天然植物香源之一。據報道，從花蕾中提取香料可制成白肋煙花蕾香膏、烤煙花蕾香膏和香料煙花浸膏等“三膏”產品，生產出的香膏產品氣味純正、芳香濃馥，已應用在卷煙加香中。但迄今為止，未見對煙草花蕾香膏成分進行定量分析的報道［8］。煙草花蕾中含有多種還原糖和氨基酸［9］，具備發生美拉德反應的基本條件。另外，唐勝等［10］報道，在30 g煙末中加入3 g天冬氨酸和5 g葡萄糖，混合后進行美拉德反應有利于改善產物的品吸質量。為此，參考文獻［10］以白肋煙花蕾為原料，通過美拉德反應法制備了煙用香料，并與未加入煙草花蕾的美拉德反應產物、煙草花蕾直接提取物進行了香味成分的對比分析，旨在為我國煙草資源的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

2012年白肋煙（鄂煙1號）花蕾（產地：云南保山）。

氯化鈉（天津市恒興化學試劑制造有限公司）；無水乙醇、二氯甲烷、葡萄糖、天冬氨酸、1,2-丙二醇、三氯化鐵、乙酸苯乙酯（AR，天津富宇精細化工有限公司）。

SHB-3循環水多用真空泵（鄭州杜甫儀器廠）；Q-100A3旗箭粉碎機（上海冰都電器有限公司）；HS-4恒溫水浴鍋（上海醫療器械五廠）；PL203電子分析天平［感量：0.0001 g，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］；DGX-9143電熱恒溫鼓風干燥箱（上海福瑪設備有限公司）；同時蒸餾萃取裝置（鄭州科技玻璃儀器廠）；6890/5973氣相色譜/質譜聯用儀（安捷倫科技有限公司）；KDM-1000型電子調溫電熱套（北京科偉永興儀器有限公司）；KBF240型恒溫恒濕箱（德國賓德公司）。

1.2 方法

1.2.1 原料預處理

取適量白肋煙煙草花蕾，用蒸餾水清洗干凈，置于烘箱中45℃干燥，然后用粉碎機粉碎，過60目篩。

1.2.2 葡萄糖-天冬氨酸美拉德反應產物制備及GC/MS分析

參考唐勝等［10］的方法，稱取5 g葡萄糖和3 g天冬氨酸，加入200 mL丙二醇和200 mL蒸餾水，加入0.2 g三氯化鐵催化劑；分別加入1 mol/L的磷酸和1 mol/L的氫氧化鉀溶液，調節pH，使反應液最終pH為6.5；油浴120℃條件下加熱回流反應3 h。反應液冷卻后，于水浴（45±3）℃,壓力0.08 MPa條件下濃縮至密度為1.3～ 1.5 g/cm3的膏體。

量取10 mL上述膏體，置于同時蒸餾萃取裝置一端的1000 mL平底燒瓶中，加入300 mL蒸餾水，用電熱套加熱；在裝置另一端的蒸餾瓶中，加入50 mL二氯甲烷，水浴60℃加熱。進行同時蒸餾萃取2.5 h后，在二氯甲烷萃取液中加入1 mL乙酸苯乙酯內標，水浴60℃、常壓下濃縮至體積約為1 mL，得流動狀膏體，低溫密封保存。記為S1,作為對照樣品使用。GC/MS分析檢測揮發性成分。分析條件為：

1.2.3 白肋煙花蕾揮發性成分的同時蒸餾萃取及GC/ MS分析

稱取30 g白肋煙花蕾，同上進行同時蒸餾萃取，得流動狀膏體，低溫密封保存，記為S2。同上方法分析檢測流動狀膏體的揮發性成分。

1.2.4 以白肋煙花蕾為原料的美拉德反應產物的制備及GC/MS分析

參考唐勝等［10］的方法，稱取30 g花蕾粉末置于圓底燒瓶中，加入5 g葡萄糖和3 g天冬氨酸。加入丙二醇和蒸餾水各200 mL，再加入0.2 g三氯化鐵；分別加入1 mol/L的磷酸和氫氧化鉀溶液調節反應液pH為6.5；油浴120℃回流3 h。隨著反應的不斷進行，反應液顏色逐步加深，由初始的淺棕色逐漸變為深棕色，最后轉變為深紅棕色至接近黑色，反應液還有濃烈的烘烤樣香氣。冷卻反應液后，于水浴（45±3）℃,0.08 MPa條件下減壓濃縮至密度為1.3～1.5 g/cm3的膏體。

量取10 mL上述膏體置于同時蒸餾萃取裝置一端的1000 mL平底燒瓶中。同上用同時蒸餾萃取法萃取，得流動狀膏體樣品，記為S3；同上GC/MS分析檢測其揮發性成分。

1.2.5 香味成分含量的計算

由于煙草香味成分復雜，種類繁多，很難得到各種香味物質的標準品。使用Nist02標準圖庫定性，采用內標法定量，假定相對校正因子（相對于內標）為1，對各種香味物質按照下式進行定量計算［11］。

1.2.6 加香實驗

取空白煙絲若干，置于溫度（22±2）℃，相對濕度（60±5）%的恒溫恒濕箱內平衡48 h。稱取3份煙絲，每份30 g，分別按煙絲質量的0.1%,0.2%和0.4%加香，即稱取0.03,0.06和0.12 g提取物S2或美拉德反應產物S3，加入2 mL乙醇稀釋，然后均勻噴灑在煙絲上。空白對照組為取2 mL乙醇直接均勻噴灑在30 g煙絲上。

按照每支煙總質量（0.80±0.01）g的標準卷制卷煙樣品，按照國標［12］要求，在溫度（22±2）℃、相對濕度（60±5）%的恒溫恒濕箱中平衡24 h。組織鄭州輕工業學院7名評吸專家進行感官評吸。

2 結果與討論

2.13 種香料樣品的香味成分及其種類分析

2.1.1 GC/MS結果分析

美拉德反應產物S1、提取物S2、美拉德反應產物S3的揮發性成分檢測結果見表1。由表1可知，美拉德反應產物S1的揮發性成分總量為26.52μg/g；提取物S2揮發性成分的總量為493.09μg/g；美拉德反應產物S3揮發性成分的總量為475.07μg/g，略低于提取物S2中的含量。美拉德反應產物S1的揮發性成分總量在三者當中最低，只有二羥基丙酮、2-甲基四氫呋喃-3-酮、糠醛、糠醇等8種美拉德風味物質；美拉德反應產物S3的揮發性香味成分明顯增多，并且其致香成分與文獻［13］報道的煙草本身含有的致香成分大致相同，均含有酸類、醇類、醛類、酮類、酯類、萜烯類和氮雜環化合物。此外，相比于提取物S2，美拉德反應產物S3中增加了包括二羥基丙酮、2-甲基四氫呋喃-3-酮、2-乙酰呋喃和苯基丙酮在內的4種美拉德風味物質，對煙草香味有很好的修飾作用［14］。

以白肋煙花蕾為原料，用美拉德反應法制得的煙用香料揮發性成分包含了多種致香物質，其中，含量最高的4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇是一種致香成分前體物，可裂解形成多種小分子致香物質，如茄酮［15］。另外，3-氧代-α-紫羅蘭醇可經燃吸裂解成巨豆三烯酮，賦予煙草甘草樣的特征香氣，使卷煙具有成熟的煙草氣息［16］。苯乙醇是煙氣揮發油中重要的致香物質，使煙氣香味具有甜、堅果香、辛香和玫瑰花香［17］。二氫獼猴桃內酯帶有香豆素樣香氣，具有消除煙草刺激性的作用［18］。

美拉德反應通常會產生吡嗪類香味成分。本研究的GC/MS分析結果中未見有吡嗪及其衍生物，這是因為它們是半揮發性化合物，而文中實驗設計是針對美拉德反應的揮發性香味成分進行同時蒸餾萃取及GC/ MS分析，可能由于其萃取的含量太少而未被檢測到。

2.1.2 香味成分的種類分析

制得的S1,S2和S3 3種香料樣品的揮發性成分類別及各類別所包含化合物的數量如圖1所示。由圖1可見，美拉德反應產物S1的揮發性成分包含酮類、醛類、醇類和氮雜環化合物，其含量從高到低依次為酮類＞氮雜環類＞醛類＞醇類化合物。

圖1 S1,S2和S3 3種香料樣品的揮發性成分數量Fig.1Numbers of volatile components in three flavor samples（S1,S2 and S3）

提取物S2中揮發性成分包含酮類、醛類、醇類、酸類、萜烯類、酯類、酚類和氮雜環化合物。醇類化合物的含量最高，占32%；其次為萜烯類、氮雜環類和酮類化合物，含量最少的是酸類和酚類化合物。

美拉德反應產物S3中揮發性成分包含酮類、醛類、醇類、酸類、萜烯類、酯類、酚類和氮雜環化合物；在所制備的3種香料樣品中化合物數量最多。其中，含量比例最高的是醇類化合物，其次為酮類和萜烯類化合物等。美拉德反應產物S3與提取物S2的揮發性成分相比，增加了酮類和氮雜環兩類化合物的數量，其余成分類別未有明顯差異。因此，白肋煙花蕾通過進行美拉德反應，產物中包含了更多的酮類、氮雜環類化合物，使產物風味更獨特。

2.2 感官評吸結果

以白肋煙花蕾為原料的美拉德反應法制備的煙用香料為棕紅色膏體，具有美拉德反應產物特征風味，烘烤香等香味特征明顯。感官評吸結果（表2）表明，卷煙中加入0.2%（質量百分比）提取物S2后，增加了卷煙的香氣量，略有花香，并可賦予卷煙特殊的香氣特征，余味舒適，有明顯的甜潤感；卷煙中加入美拉德反應產物S3后，具有美拉德產物特征風味，略有花香，香氣量增加，香氣質改善，并有特殊的宜人香韻，甜潤感和細膩感均增加，余味舒適，其在卷煙中加香的適宜用量為0.2%（質量百分比）。由此可見，以白肋煙花蕾為原料，通過美拉德反應制備的煙用香料能夠保持原有煙草香味，又能進一步改善煙草的風味。

表2 不同卷煙樣品的感官評價結果Tab.2Results of sensory evaluation of different cigarette samples

3 結論

①以白肋煙花蕾為原料，經美拉德反應制得的煙用香料的香味成分含有酸類、醇類、醛類、酯類、酮類、萜烯類和氮雜環化合物。②以白肋煙花蕾為原料的美拉德反應法制備的煙用香料，與葡萄糖-天冬氨酸美拉德反應產物相比增加了大量的煙草致香成分；與煙草花蕾直接提取物相比還增加了二羥基丙酮、2-甲基四氫呋喃-3-酮、2-乙酰呋喃和苯基丙酮4種美拉德風味物質。③與空白對照相比，加入以白肋煙花蕾為原料經美拉德反應制得的煙用香料的卷煙略有花香，具有美拉德產物特征風味，香氣量增加，香氣質改善，有特殊的宜人香韻，甜潤感和細膩感增加，余味舒適。

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Preparation of Tobacco Flavor from Flower Buds of Burley Tobacco

XU Chunping1，XIAO Yuan1，2，SUN Siwen1，and LIU Shaohua*3
1.College of Food and Biology Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002，China
2.Xinjiang Cigarette Factory，HongyunHonghe Tobacco（Group）Co.，Ltd.，Urumqi 830000，China
3.Technical Center，China Tobacco Guangxi Industrial Co.，Ltd.，Nanning 530001，China

A tobacco flavor was prepared with Maillard reaction method from the flower buds of burley tobacco，the reaction product was treated by simultaneous distillation and extraction method，then the volatile components in the reaction product were analyzed by GC/MS.The results showed that:1）Thirty-four volatile components，including two esters，five terpenes，ten alcohols，two aldehydes，one acid，eight ketones，one phenol，and five nitrogen heterocyclic compounds，were detected.2）Comparing with the volatile components in the product by direct extraction，four Maillard style flavor compounds were special in the product by Maillard reaction，namely dihydroxyacetone，2-methyltetrahydrofuran-3-one，2-acetylfuran and phenylacetone.Sensory evaluation indicated that the flavor prepared with Maillard reaction featured better aroma quality with a slight smell of flower，enhanced sweetness and smoothness，and offered a pleasurable aftertaste.

Flower bud of burley tobacco；Simultaneous distillation and extraction；Maillard reaction；Tobacco flavor

TS49，TQ656+.5

B

1002-0861（2014）11-0057-05

鄭州市科技技術攻關項目“生物法制備煙用香料”（10PTG339-2）。

許春平（1977—），博士，教授，主要從事生物催化與煙草工程研究。E-mail：xuchunping05@163.com；*

劉紹華E-mail：lshaohua18@163.com

2013-10-16

責任編輯：茹呈杰E-mail：rucj69@sina.com

電話：0371-67672513