美拉德反应在再造梗丝提质中的应用研究

朴永革++李锋++李宝志++黄飞++池敬姬

摘 要：再造梗丝回填料液在酸性条件下水解后，分别加入L-脯氨酸、L-谷氨酸进行美拉德反应，采用GC/MS方法对挥发性致香成分检验。结果表明：苯乙醛、苯乙醇、大马酮、巨豆三烯酮、金合欢醇等挥发性致香成分（烟碱除外）相对含量分别增加12.40%及13.64%，制备的再造梗丝外观颜色更加润泽、均匀；用于“长白山”R卷烟配方中，烟丝光泽及香气浓度、丰富性变好，杂气、舒适性有所改善，回甜感增强，感官品质提升效果明显。

关键词：再造梗丝；回填料液；美拉德反应；GC-MS分析

中图分类号：TS411 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0217-03

再造梗丝作为卷烟制造业刚刚兴起的一种全新的烟梗加工方法，在加工工艺理念上较传统梗丝有重大突破，通过对烟梗洗涤、挤压、料液回填、多级干燥等处理方式，最终使其无论在“外形”上、还是在“吸味”上更接近于叶丝的品质；同时再造梗丝保留了较高的填充值，有助于卷烟改善燃烧状态，為梗丝更好地应用于中高档卷烟，实现有效降焦减害提供了一条全新的技术途径。

美拉德反应又称“非酶棕色化反应”，由法国化学家Maillard在1912年提出。它是羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物间的反应，此反应经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，所以又称羰胺反应[1]。该技术在食用香精及烟草香精中有非常好的应用[2-4]。

再造梗丝回填料液作为影响再造梗丝最终感官品质的关键原料，主要由烟草提取物组成，含有天然烟草致香成分、烟碱、不同结构糖及水等化学成分，其香气特征近于天然烟草香气。回填料液中的多糖及双糖类物质在酸性条件下可水解转化为单糖，利用美拉德反应使其与外加的氨基化合物发生，得到改良型的再造梗丝回填料液，用GC/MS对挥发性致香成分分析[5-7]，并将试验样品添加于“长白山”R配方烟丝中进行应用评价。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

再造梗丝回填料液C6，取自生产车间现场；乳酸、氢氧化钠、L-脯氨酸、L-谷氨酸，均为分析纯试剂。

电热恒温水浴锅（HH-S28s金坛市环保仪器厂）、电动搅拌仪（HG03-JJ北京中科三研科技公司）、PH计（A301681 美国Thermo Eutech），电子天平（AB204-S梅特勒-托利多感量0.0001g）、流动化学分析仪（AA3德国Bran+Luebbe公司）、气相色谱-质谱联用仪（AutoSystem XL美国PE公司）；烧瓶、烧杯等玻璃仪器。

1.2 实验方法

1.2.1 再造梗丝回填料液PH值调节及非还原糖水解

为使再造梗丝回填料液中的多糖及双糖类物质尽可能地转化为还原性单糖，取500g回填料液C6用乳酸调节其pH值，由初始值6.8调至3.0，在85℃下水浴搅拌加热1.0h，促进回填料液中的多糖及双糖类物质水解。将水解后的样品（加蒸馏水搅拌重新定量为500g）按照《YC/T159-2002烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》方法对其总糖及还原糖含量进行检测，结果见表1。

1.2.2 再造梗丝回填料液美拉德反应

由表1可知，回填料液C6中的多糖及双糖类物质已得到有效转化，其还原糖含量的增加有利于后续美拉德反应的充分进行。取转化好的两份回填料液（每份100g），使用0.5mol/L氢氧化钠溶液中和，调节PH值至初始值6.8，分别加入1.0g的L-脯氨酸、L-谷氨酸，以水浴在90℃下加热1.5h，连续搅拌使反应体系中的还原糖与氨基酸发生美拉德反应，反应产物自然冷却至室温（加蒸馏水搅拌重新定量为100g），得改良型再造烟丝回填料液C6-P（L-脯氨酸反应物）及C6-G（L-谷氨酸反应物）；将回填料液C6-P、C6-G及对照样C6进行GC/MS挥发性致香成分分析。

1.2.3 回填料液美拉德反应物中挥发性致香成分分析

气相色谱条件：色谱柱，HP-FFAP（30m×0.25mm id×0.25μm df）；检测器为FID；进样口温度为270℃，；升温程序：50℃（2min）→（2℃/min）→240℃（10min）；分流比为1：10；进样量为1μL，；氢气流量40（mL/min）；空气流量350 （mL/min）；载气为氦气；尾吹为氮气，流量24（mL/min）。采用峰面积归一化法定量。

质谱条件：传输线温度270℃；离子源温度240℃；电离电压70eV；质量数范围30～600；四极杆温度160℃；倍增器电压1500V；MS图库为NIST98∕WILEY6.0谱库。

1.2.4 再造梗丝样品制备及掺配评吸试验

将两种改良型的再造烟丝回填料液C6-P、C6-G按生产配方同比例回填到经萃取洗涤后的空白梗丝中，经烘干处理使其含水率为12-13%，得改良型再造梗丝样品；对照样为以回填料液C6在同条件下试验制备的再造梗丝。将两种试验样及对照样再造梗丝以10%的比例均匀掺配到“长白山”R配方叶丝中。按照单支烟总重（0.88±0.01）g的标准，分别卷制成三份烟支样品；将上述烟支置于温度（22±1）℃，相对湿度为（60±2）%的恒温恒湿箱中平衡48h，组织9位具有省级卷烟评吸资质的人员对感官质量及外观品质进行对比评吸与检验。

2 结果与分析

2.1 挥发性致香成分检测结果

回填料液经美拉德反应后对挥发性致香成分对比检测，总离子流图如图1～图3所示，相对含量对比结果见表2。根据峰面积归一化法，经计算机标准图库检索并与相关文献对照，经美拉德反应制备的再造烟丝回填料液挥发性致香成分主要由醇类、酮类及醛类组成。从图1～图3及表2对比数据可以看出，再造梗丝回填料液在酸性条件水解发生美拉德反应后，得到的两种反应产物中挥发性致香成分总峰面积略有增加，除烟碱外的致香成分相对含量分别增加12.40%和13.66%，其中糠醛、苯乙醛、苯乙醇、大马酮、巨豆三烯酮、金合欢醇等致香成分在反应后增量较明显。上述挥发性产物对卷烟增香、改善吃味等方面发挥着重要的作用，如苯乙醛具有类似风信子的香气，稀释后具有果甜香气，有提调香气的作用；苯乙醇具有柔和、愉快而持久的玫瑰样香气，可增强卷烟香气底韵；巨豆三烯酮可改善烟香，掩盖杂味，增进吃味，是烟草中关键的致香成分。endprint

2.2 感官检验结果

经评吸人员对比评吸与检验，美拉德反应试验样品卷烟C6-P、C6-G照比对照样C6，其烟丝光泽明显改善，烟气浓度增加、香气的丰富性变好，杂气、舒适性稍有改善，回甜感增强，感官品质整体有明显提升。C6-G与C6-P卷烟样品相比，C6-G样品香气更显透发、饱满，杂气略小；C6-P样品则在舒适性和回甜感方面表现略好。感官對比评吸结果见表3。

3 讨论

再造梗丝回填料液经非酶棕色化反应，即美拉德反应后，生成具有丰富香气的大分子物质，此类物质因颜色呈现棕黄色，可显著改善再造梗丝颜色的润泽度和均匀性；掺配到叶丝配方使用后，与叶丝颜色、光泽更接近，提高了混配烟丝整体的外观品质。同时试验样品对卷烟感官提质效果明显，烟丝光泽油润性增强，香气浓度及丰富性变好，杂气、舒适性有所改善，回甜感有一定提升，为再造梗丝更好地应用于中高档卷烟配方提供了一条可行的技术途径。

参考文献

[1]宁正祥.食品生物化学[M].广州：华南理工大学出版社，2006.

[2]文冬梅.美拉德反应制备烟草香精关键配料及工艺优化的研究[D].广州：华南理工大学，2013.

[3]周正红，杨华连，沈光林.美拉德反应产物及其在烟草中的增香研究.烟草科技，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]刘立全，王月霞.美拉德反应在烟草增香中的应用研究进展[J].烟草科技，1994，（6）：21.

[6]郭俊成，张悠金，舒俊生，等.烟用美拉德反应香料研究[J].安徽农业大学学报，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