洋槐花揮發(fā)性特征香味成分分析及加香應(yīng)用研究

王花俊，胡 超，郭 濤，楊林瀟，張峻松， 胡志忠

（1.鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450002；2.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530000；3.貴州中煙工業(yè)有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

槐樹（Robinia psendoacacia L.）為豆科刺槐屬植物，也稱刺槐、江南槐、洋槐，多年生落葉喬木，世界各地廣泛分布。我國黃淮地區(qū)有大量種植，洋槐樹所開花朵不僅外觀鮮艷，散發(fā)出清新宜人的香氣，而且含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如多糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、微量元素和纖維素等，具有較高的食用、藥用和保健價(jià)值，是藥食同源天然物源[1-2]。

天然香料順應(yīng)人們崇尚自然的潮流，已成為當(dāng)今食品添加劑領(lǐng)域重要的研究對象和使用對象，洋槐花氣味芬芳、香氣宜人，是合適的天然植物香料資源。槐花除了可供鮮食外，槐花制品的深加工利用也較為廣泛，近年來利用洋槐花制作花醬[3]、花茶[4-5]等深加工多有報(bào)道。原料在加工生產(chǎn)中，芳香物質(zhì)的損失是一個(gè)比較難以解決的問題，香氣成分是構(gòu)成和影響其加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素[6]。因此，從洋槐花中提取、分離、鑒定和測定天然香料物質(zhì)，研究其香氣成分。同時(shí)，蒸餾萃取法是集蒸餾與萃取為一體的試驗(yàn)方法，其優(yōu)點(diǎn)是所用原料少、耗時(shí)短、富集香味成分豐富等[7]。天然香料的品質(zhì)受產(chǎn)地氣候的影響比較大，但是目前還未見對產(chǎn)于平頂山市山區(qū)的洋槐花提取物揮發(fā)性組成及應(yīng)用方面的報(bào)道。用自然條件下晾干的洋槐花，同時(shí)蒸餾萃取其揮發(fā)性成分，對揮發(fā)性成分進(jìn)行了GC-MS 分析研究，并將洋槐花提取物按照不同比例添加到不同單料煙絲中進(jìn)行感官評價(jià)，明確洋槐花提取物對煙絲感官品質(zhì)的影響，研究結(jié)果對了解洋槐花特征香氣組成和進(jìn)一步深加工提供理論支撐和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和儀器

洋槐花（采摘于伏牛山山腳平頂山段），挑選新鮮無腐爛的鮮花，自然條件下陰涼風(fēng)干，適當(dāng)破碎備用；二氯甲烷（分析純），天津市德里化學(xué)試劑有限公司提供；無水硫酸鈉（分析純），天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司提供。

GC7890-MS5977 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent 公司產(chǎn)品；同時(shí)蒸餾萃取裝置，鄭州市科技玻璃儀器廠產(chǎn)品；AB265-S 型分析電子天平（感量0.001 g），梅特勒-托利多公司產(chǎn)品；HH-4 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市科析儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 洋槐花香味成分提取

根據(jù)文獻(xiàn)[8-9]，稱取20 g 自然晾干處理過的槐花樣品，放入同時(shí)蒸餾萃取裝置一端的1 000 mL 圓底燒瓶中，加入蒸餾水600 mL 和防暴沸玻璃珠，用電熱套加熱；裝置的另一端為盛有60 mL 二氯甲烷和防暴沸玻璃珠的100 mL 圓底燒瓶，在恒溫水浴60 ℃下加熱，同時(shí)蒸餾萃取2.5～3.0 h，提取液用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮，濃縮液用GC7890-MS5977 型氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行分析。

1.2.2 分析條件和定性定量方法

根據(jù)文獻(xiàn)[8-9]分析條件，GC 條件：色譜柱：HP-5MS 型（柱長60 m，內(nèi)徑250 μm，膜厚0.25 μm）；載氣為氦氣；柱流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度280 ℃；進(jìn)樣量1 μL；分流比10∶1；程序升溫：初溫50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 至260 ℃，并保溫10 min。

MS 條件：質(zhì)譜離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，電子倍增器電壓1 650 V，接口溫度280 ℃，質(zhì)量全掃描范圍35～550 amu。樣品經(jīng)GC-MS 聯(lián)用分析后，利用NIST17 對質(zhì)譜碎片進(jìn)行定性分析，并利用保留指數(shù)法和峰面積歸一化法對洋槐花提取物主要成分進(jìn)行定性驗(yàn)證和定量分析。

1.2.3 洋槐花提取物香氣感官評價(jià)和加香試驗(yàn)

根據(jù)文獻(xiàn)[10]，按GB/T 14454.2—2008 香料香氣評定法對洋槐花提取物進(jìn)行香氣感官評價(jià)。絕大多數(shù)天然原料均含有多種香味物質(zhì)，其中某一種組分往往不能單獨(dú)地表現(xiàn)出其整個(gè)香味特性，所以天然香料在評判過程中要注意各組分在揮發(fā)過程中所呈現(xiàn)的香韻變化，以綜合評定其香氣感官品質(zhì)。洋槐花提取物，以梯度試驗(yàn)量（施加量以煙絲質(zhì)量計(jì)）均勻噴加在煙絲上，密封放置4 h。加香煙絲卷制成煙支在溫度（22±1）℃、相對濕度為（60±2）%條件下平衡48 h，參照GB 5606.4—2005 標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)[11]進(jìn)行評吸。

2 結(jié)果與分析

2.1 洋槐花提取物揮發(fā)性成分的定性、定量分析

洋槐花揮發(fā)性香味成分的總離子流圖見圖1。

圖1 洋槐花揮發(fā)性香味成分的總離子流圖

由圖1 可知，提取物各類揮發(fā)性香味成分可在色譜柱得到較好分離，利用譜庫NIST17 的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，對提取物中的主要揮發(fā)性組分進(jìn)行了保留指數(shù)定性，以驗(yàn)證質(zhì)譜檢索結(jié)果，各類揮發(fā)性香味成分共鑒定出142 種香味組分，含量相對較多的組分是烷烴類物質(zhì)26 種，醇類物質(zhì)25 種，醛類21 種，酮類10 種，酯類物質(zhì)9 種等。

洋槐花揮發(fā)性特征香味成分測定結(jié)果見表1。

表1 洋槐花揮發(fā)性特征香味成分測定結(jié)果

2.2 洋槐花提取物揮發(fā)性成分分析

由表1 可知，棕櫚酸是洋槐花提取物中相對含量最高的揮發(fā)性組分，其含量是13.48%，其他成分如植酮（9.16%）、二十七烷（9.30%）、鄰氨基苯甲酸甲酯（5.71%）、2,6,10-三甲基-十三烷（4.81）、己醛（2.90%）、2-苯乙醇（2.35%）、戊基呋喃（1.59）、乙酸乙酯（1.63%）、1-辛烯-3-醇（1.48%）、芳樟醇（1.25%）等，主要組分含量和趨勢與參考文獻(xiàn)[12-13]有一定的差異，這可能是原料產(chǎn)地、氣候及試驗(yàn)處理方法不同等所致。

醇類中的苯乙醇是槐花的特征風(fēng)味物質(zhì)，具有令人愉快的青甜玫瑰萼氣息，香氣柔和，能和多種香韻的香料協(xié)調(diào)使用，也是煙草香味物質(zhì)的組成物，可以增強(qiáng)煙草制品香味的圓熟感及浸醇的吸味；芳樟醇具有偏清的花香和木香，并稍帶有柑橘類果香韻調(diào)，香氣柔和透發(fā)，也是煙草香味的組成成分，易與煙香和諧，能給煙草增強(qiáng)清香和辛香，修飾和矯正自然陳化風(fēng)味；香葉醇具有溫和而甜的玫瑰花香韻，留香持久，也是煙草中的香味物質(zhì)，與煙香協(xié)調(diào)，增進(jìn)濃郁感，改善煙氣吃味和口感；1-辛烯-3-醇，又稱蘑菇醇，具有新鮮蘑菇樣的青香和蔬菜氣息，香氣自然清新而透發(fā)，在卷煙中增加新鮮的煙香和煙氣的自然感，掩蓋粗略雜氣；橙花叔醇具有木香、花香和清香氣息，類似玫瑰和蘋果的香氣，留香持久，在煙草中增添蜜甜、花香和果香的香韻，提高煙氣吸味。酯類中的鄰氨基苯甲酸甲酯，具有葡萄的特征果香和弱的花香氣息；乙酸乙酯具有醚樣的水果和酒的香氣，香氣強(qiáng)烈但留香短暫，這些酯類香料能賦予令人滿意的嗅香和改善抽吸風(fēng)味。

酮類中植酮是槐花提取物中的主要物質(zhì)，具有辛香和香莢蘭的氣息；茉莉酮具有木香、藥草香和茉莉花香，稀釋情況下也有似柑橘的果香，香氣透發(fā)且留香不持久；香葉基丙酮具有青香、木香和脂蠟香，并有似蘋果、香蕉、生梨和熱帶水果的香韻[14]，在煙草中賦予清甜香，使煙香透發(fā)、柔和。己醛具有強(qiáng)烈的青香，稍帶有木香和果香；反式-2-己烯醛亦稱青葉醛，具有強(qiáng)烈的青香和脂蠟香，極度稀釋下有新鮮而清甜的果香韻；壬醛有粗略的令人不快的油脂氣息，高度稀釋下有似新鮮的甜橙、杏子的果香和花香；苯甲醛為苦杏仁的特征香氣，香氣透發(fā)；苯乙醛有梨的清甜花香，稀釋后有甜的水果風(fēng)味，留香不持久。吲哚天然存在咖啡、檸檬和許多香花中，盡管含量甚微，但由于其香氣閾值較低，在極度稀釋下能散發(fā)出有茉莉樣的清香。這些種類不同、含量不同的揮發(fā)性物質(zhì)相互協(xié)調(diào)、共同構(gòu)成了洋槐花的特有風(fēng)味。

2.3 洋槐花提取物的感官特性及在卷煙中的作用

依照試驗(yàn)方法1.2.3 評價(jià)表明，洋槐花提取物感官特征主要為清甜的花香，有似玫瑰的甜香和茉莉的清香，底香甜而留香持久，提取物為淡黃色至黃色液體；提取物加香評吸結(jié)果表明，該提取物添加量為0.02%時(shí)效果較佳，易于煙香協(xié)調(diào)，豐富煙香，改善余味，降低刺激，明顯提高卷煙品質(zhì)。這與文獻(xiàn)[15]的研究在掩蓋雜氣、增加卷煙抽吸香氣量、改善干燥程度方面作用相一致。

卷煙加香評吸結(jié)果見表2。

表2 卷煙加香評吸結(jié)果

3 結(jié)語

洋槐花提取物的香氣特征為清甜的花香，底韻甜而留香持久。對洋槐花中揮發(fā)性香味成分進(jìn)行提取、分離和鑒定，共確定142 種香味成分，含量相對較多的組分是烷烴類物質(zhì)26 種，醇類物質(zhì)26 種，醛類21 種，酮類10 種，酯類物質(zhì)9 種，其中一些風(fēng)味物質(zhì)，如香葉醇、苯乙醇、香葉基丙酮、丁香酚、二氫獼猴桃內(nèi)酯等，也是煙草的重要香味物質(zhì)組分[16]，該提取物易與煙香協(xié)調(diào)，對提高卷煙的品質(zhì)有重要作用，試驗(yàn)加香感官評吸結(jié)果雖然表明洋槐花提取物可以明顯提高卷煙感官品質(zhì)，但對卷煙的理化指標(biāo)（如焦油含量、煙堿量）的影響有待進(jìn)一步研究。