白肋烟花蕾制备烟用香料

许春平，肖源，2，孙斯文，刘绍华

1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院，郑州高新技术产业开发区科学大道166号 450002

2.红云红河烟草（集团）有限责任公司新疆卷烟厂，乌鲁木齐市经济技术开发区喀纳斯湖北路306号 830000

3.广西中烟工业有限责任公司技术中心，南宁市北湖南路28号530001

白肋烟花蕾制备烟用香料

许春平1，肖源1，2，孙斯文1，刘绍华*3

1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院，郑州高新技术产业开发区科学大道166号 450002

2.红云红河烟草（集团）有限责任公司新疆卷烟厂，乌鲁木齐市经济技术开发区喀纳斯湖北路306号 830000

3.广西中烟工业有限责任公司技术中心，南宁市北湖南路28号530001

以白肋烟烟草花蕾为原料，利用美拉德反应法制备烟用香料，采用同时蒸馏萃取法处理所得反应产物，GC/MS法分析其挥发性成分。结果表明：①从美拉德反应法制备的香料中共检出34种挥发性成分，其中酯类2种，萜烯类5种，醇类10种，醛类2种，酸类1种，酮类8种，酚类1种，氮杂环化合物5种。②与烟草花蕾直接提取物相比，美拉德反应法制备的香料中增加了二羟基丙酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、2-乙酰呋喃和苯基丙酮4种美拉德风味物质；感官评吸结果表明香气质改善，略有花香，甜润感和细腻感增加，余味舒适。

白肋烟花蕾；同时蒸馏萃取；美拉德反应；烟用香料

美拉德反应是氨基化合物和羰基化合物之间发生的非酶棕色化反应，也称为羰氨反应［1-3］。国外对美拉德反应在香料生产中的应用研究得较多；近些年在国内逐渐受到重视，并在烟草中得到广泛应用［4-6］。利用美拉德反应开发烟用香料打破了传统的香精香料调配和生产工艺范畴［7］。烟草打顶弃去的花蕾和烟叶一样含有丰富的香料物质，是天然植物香源之一。据报道，从花蕾中提取香料可制成白肋烟花蕾香膏、烤烟花蕾香膏和香料烟花浸膏等“三膏”产品，生产出的香膏产品气味纯正、芳香浓馥，已应用在卷烟加香中。但迄今为止，未见对烟草花蕾香膏成分进行定量分析的报道［8］。烟草花蕾中含有多种还原糖和氨基酸［9］，具备发生美拉德反应的基本条件。另外，唐胜等［10］报道，在30 g烟末中加入3 g天冬氨酸和5 g葡萄糖，混合后进行美拉德反应有利于改善产物的品吸质量。为此，参考文献［10］以白肋烟花蕾为原料，通过美拉德反应法制备了烟用香料，并与未加入烟草花蕾的美拉德反应产物、烟草花蕾直接提取物进行了香味成分的对比分析，旨在为我国烟草资源的合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

2012年白肋烟（鄂烟1号）花蕾（产地：云南保山）。

氯化钠（天津市恒兴化学试剂制造有限公司）；无水乙醇、二氯甲烷、葡萄糖、天冬氨酸、1,2-丙二醇、三氯化铁、乙酸苯乙酯（AR，天津富宇精细化工有限公司）。

SHB-3循环水多用真空泵（郑州杜甫仪器厂）；Q-100A3旗箭粉碎机（上海冰都电器有限公司）；HS-4恒温水浴锅（上海医疗器械五厂）；PL203电子分析天平［感量：0.0001 g，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司］；DGX-9143电热恒温鼓风干燥箱（上海福玛设备有限公司）；同时蒸馏萃取装置（郑州科技玻璃仪器厂）；6890/5973气相色谱/质谱联用仪（安捷伦科技有限公司）；KDM-1000型电子调温电热套（北京科伟永兴仪器有限公司）；KBF240型恒温恒湿箱（德国宾德公司）。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理

取适量白肋烟烟草花蕾，用蒸馏水清洗干净，置于烘箱中45℃干燥，然后用粉碎机粉碎，过60目筛。

1.2.2 葡萄糖-天冬氨酸美拉德反应产物制备及GC/MS分析

参考唐胜等［10］的方法，称取5 g葡萄糖和3 g天冬氨酸，加入200 mL丙二醇和200 mL蒸馏水，加入0.2 g三氯化铁催化剂；分别加入1 mol/L的磷酸和1 mol/L的氢氧化钾溶液，调节pH，使反应液最终pH为6.5；油浴120℃条件下加热回流反应3 h。反应液冷却后，于水浴（45±3）℃,压力0.08 MPa条件下浓缩至密度为1.3～ 1.5 g/cm3的膏体。

量取10 mL上述膏体，置于同时蒸馏萃取装置一端的1000 mL平底烧瓶中，加入300 mL蒸馏水，用电热套加热；在装置另一端的蒸馏瓶中，加入50 mL二氯甲烷，水浴60℃加热。进行同时蒸馏萃取2.5 h后，在二氯甲烷萃取液中加入1 mL乙酸苯乙酯内标，水浴60℃、常压下浓缩至体积约为1 mL，得流动状膏体，低温密封保存。记为S1,作为对照样品使用。GC/MS分析检测挥发性成分。分析条件为：

1.2.3 白肋烟花蕾挥发性成分的同时蒸馏萃取及GC/ MS分析

称取30 g白肋烟花蕾，同上进行同时蒸馏萃取，得流动状膏体，低温密封保存，记为S2。同上方法分析检测流动状膏体的挥发性成分。

1.2.4 以白肋烟花蕾为原料的美拉德反应产物的制备及GC/MS分析

参考唐胜等［10］的方法，称取30 g花蕾粉末置于圆底烧瓶中，加入5 g葡萄糖和3 g天冬氨酸。加入丙二醇和蒸馏水各200 mL，再加入0.2 g三氯化铁；分别加入1 mol/L的磷酸和氢氧化钾溶液调节反应液pH为6.5；油浴120℃回流3 h。随着反应的不断进行，反应液颜色逐步加深，由初始的浅棕色逐渐变为深棕色，最后转变为深红棕色至接近黑色，反应液还有浓烈的烘烤样香气。冷却反应液后，于水浴（45±3）℃,0.08 MPa条件下减压浓缩至密度为1.3～1.5 g/cm3的膏体。

量取10 mL上述膏体置于同时蒸馏萃取装置一端的1000 mL平底烧瓶中。同上用同时蒸馏萃取法萃取，得流动状膏体样品，记为S3；同上GC/MS分析检测其挥发性成分。

1.2.5 香味成分含量的计算

由于烟草香味成分复杂，种类繁多，很难得到各种香味物质的标准品。使用Nist02标准图库定性，采用内标法定量，假定相对校正因子（相对于内标）为1，对各种香味物质按照下式进行定量计算［11］。

1.2.6 加香实验

取空白烟丝若干，置于温度（22±2）℃，相对湿度（60±5）%的恒温恒湿箱内平衡48 h。称取3份烟丝，每份30 g，分别按烟丝质量的0.1%,0.2%和0.4%加香，即称取0.03,0.06和0.12 g提取物S2或美拉德反应产物S3，加入2 mL乙醇稀释，然后均匀喷洒在烟丝上。空白对照组为取2 mL乙醇直接均匀喷洒在30 g烟丝上。

按照每支烟总质量（0.80±0.01）g的标准卷制卷烟样品，按照国标［12］要求，在温度（22±2）℃、相对湿度（60±5）%的恒温恒湿箱中平衡24 h。组织郑州轻工业学院7名评吸专家进行感官评吸。

2 结果与讨论

2.13 种香料样品的香味成分及其种类分析

2.1.1 GC/MS结果分析

美拉德反应产物S1、提取物S2、美拉德反应产物S3的挥发性成分检测结果见表1。由表1可知，美拉德反应产物S1的挥发性成分总量为26.52µg/g；提取物S2挥发性成分的总量为493.09µg/g；美拉德反应产物S3挥发性成分的总量为475.07µg/g，略低于提取物S2中的含量。美拉德反应产物S1的挥发性成分总量在三者当中最低，只有二羟基丙酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、糠醛、糠醇等8种美拉德风味物质；美拉德反应产物S3的挥发性香味成分明显增多，并且其致香成分与文献［13］报道的烟草本身含有的致香成分大致相同，均含有酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、萜烯类和氮杂环化合物。此外，相比于提取物S2，美拉德反应产物S3中增加了包括二羟基丙酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、2-乙酰呋喃和苯基丙酮在内的4种美拉德风味物质，对烟草香味有很好的修饰作用［14］。

以白肋烟花蕾为原料，用美拉德反应法制得的烟用香料挥发性成分包含了多种致香物质，其中，含量最高的4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇是一种致香成分前体物，可裂解形成多种小分子致香物质，如茄酮［15］。另外，3-氧代-α-紫罗兰醇可经燃吸裂解成巨豆三烯酮，赋予烟草甘草样的特征香气，使卷烟具有成熟的烟草气息［16］。苯乙醇是烟气挥发油中重要的致香物质，使烟气香味具有甜、坚果香、辛香和玫瑰花香［17］。二氢猕猴桃内酯带有香豆素样香气，具有消除烟草刺激性的作用［18］。

美拉德反应通常会产生吡嗪类香味成分。本研究的GC/MS分析结果中未见有吡嗪及其衍生物，这是因为它们是半挥发性化合物，而文中实验设计是针对美拉德反应的挥发性香味成分进行同时蒸馏萃取及GC/ MS分析，可能由于其萃取的含量太少而未被检测到。

2.1.2 香味成分的种类分析

制得的S1,S2和S3 3种香料样品的挥发性成分类别及各类别所包含化合物的数量如图1所示。由图1可见，美拉德反应产物S1的挥发性成分包含酮类、醛类、醇类和氮杂环化合物，其含量从高到低依次为酮类＞氮杂环类＞醛类＞醇类化合物。

图1 S1,S2和S3 3种香料样品的挥发性成分数量Fig.1Numbers of volatile components in three flavor samples（S1,S2 and S3）

提取物S2中挥发性成分包含酮类、醛类、醇类、酸类、萜烯类、酯类、酚类和氮杂环化合物。醇类化合物的含量最高，占32%；其次为萜烯类、氮杂环类和酮类化合物，含量最少的是酸类和酚类化合物。

美拉德反应产物S3中挥发性成分包含酮类、醛类、醇类、酸类、萜烯类、酯类、酚类和氮杂环化合物；在所制备的3种香料样品中化合物数量最多。其中，含量比例最高的是醇类化合物，其次为酮类和萜烯类化合物等。美拉德反应产物S3与提取物S2的挥发性成分相比，增加了酮类和氮杂环两类化合物的数量，其余成分类别未有明显差异。因此，白肋烟花蕾通过进行美拉德反应，产物中包含了更多的酮类、氮杂环类化合物，使产物风味更独特。

2.2 感官评吸结果

以白肋烟花蕾为原料的美拉德反应法制备的烟用香料为棕红色膏体，具有美拉德反应产物特征风味，烘烤香等香味特征明显。感官评吸结果（表2）表明，卷烟中加入0.2%（质量百分比）提取物S2后，增加了卷烟的香气量，略有花香，并可赋予卷烟特殊的香气特征，余味舒适，有明显的甜润感；卷烟中加入美拉德反应产物S3后，具有美拉德产物特征风味，略有花香，香气量增加，香气质改善，并有特殊的宜人香韵，甜润感和细腻感均增加，余味舒适，其在卷烟中加香的适宜用量为0.2%（质量百分比）。由此可见，以白肋烟花蕾为原料，通过美拉德反应制备的烟用香料能够保持原有烟草香味，又能进一步改善烟草的风味。

表2 不同卷烟样品的感官评价结果Tab.2Results of sensory evaluation of different cigarette samples

3 结论

①以白肋烟花蕾为原料，经美拉德反应制得的烟用香料的香味成分含有酸类、醇类、醛类、酯类、酮类、萜烯类和氮杂环化合物。②以白肋烟花蕾为原料的美拉德反应法制备的烟用香料，与葡萄糖-天冬氨酸美拉德反应产物相比增加了大量的烟草致香成分；与烟草花蕾直接提取物相比还增加了二羟基丙酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、2-乙酰呋喃和苯基丙酮4种美拉德风味物质。③与空白对照相比，加入以白肋烟花蕾为原料经美拉德反应制得的烟用香料的卷烟略有花香，具有美拉德产物特征风味，香气量增加，香气质改善，有特殊的宜人香韵，甜润感和细腻感增加，余味舒适。

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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

郑州市科技技术攻关项目“生物法制备烟用香料”（10PTG339-2）。

许春平（1977—），博士，教授，主要从事生物催化与烟草工程研究。E-mail：xuchunping05@163.com；*

刘绍华E-mail：lshaohua18@163.com

2013-10-16

责任编辑：茹呈杰E-mail：rucj69@sina.com

电话：0371-67672513