八角提取物挥发性成分分析及其在卷烟加香中的应用

刘金霞,黄 飞，朴永革*,朴世领

(1.吉林烟草工业有限责任公司，吉林 长春 130031；2.延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

天然烟用香料以其源自天然，各有效成分比例协调，绿色、环保、降害作用明显的特点，在中式卷烟核心技术的形成中的作用越来越重要，尤其是在改善卷烟嗅香与吸味，构筑卷烟独特的口味和风格方面，作用更加明显[1-3]。八角 (学名：IlliciumverumHook.f.) 是木兰科八角属植物，又名八角茴香、大茴香，唛角，主产于中国广西西部和南部，福建南部、广东西部、云南东南部和南部也有种植。八角茴香正糙果3～5月开花，9～10月成熟。正糙果实为红棕色，新鲜，肥壮，无枝梗，常称为大红八角[4]。八角果为著名的调味香料，也供药用。果皮、种子、叶都含芳香油，是制造化妆品、甜香酒、啤酒和食品工业的重要原料[5]。近年来国内学者对八角的栽培技术[6-7]、化学成分[8-10]及药理作用[11-13]进行了深入的研究，但是关于八角提取物应用于卷烟加香的研究鲜有报道。超声波萃取技术是以超声辐射压强产生骚动效应、空化效应和热效应，引起机械搅拌、加速扩散溶解的一种新型萃取方法，能够更有效地提高有效部位的提取率[14]。

该试验利用超声波萃取法制得八角提取物，对其中的挥发性成分进行分析鉴定，并将八角提取物应用于卷烟加香，旨在开发新的天然烟用香料资源，同时为八角的充分利用开辟新的途径。

1 材料与方法

1.1 供试材料及仪器

广西八角正糙果，购自吉林大药房；烟丝，由吉林烟草工业有限责任公司提供。

Agilent 7890/5977A型气质联用仪；昆山KQ-5200DE型超声波清洗器；AB204-E型电子分析天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)；无水乙醇和二氯甲烷(AR，北京化工厂)。

1.2 八角提取物制备

将八角低温烘干，粉碎后过40目筛网，准确称取5 g八角粉末，加入50 mL无水乙醇，超声萃取30 min(分3次进行，每次10 min，换水，保证水温不能太热)，经真空抽滤后得到八角提取物。

1.3 GC-MS分析条件

取2 mL八角提取物，加入5 mL二氯甲烷，充分振荡后，取上清液经0.45 μm有机相滤膜过滤，取样进行GC/MS分析。分析条件：色谱柱为HP-5MS (60 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管柱；载气为氦气；载气流速为1.5 mL/min；进样口温度260 ℃；进样量1.5 μL；不分流进样；程序升温为初始温度40 ℃，保持4 min后，以4 ℃/min的速度升至200 ℃，然后再以20 ℃ /min的速度升至280 ℃，保持10 min；电离方式为EI源；电离能量70 eV；离子源温度230 ℃；传输线温度260 ℃；溶剂延迟10 min；扫描范围45～300 amu；采用Nist2014谱库检索法定性，峰面积归一法定量。

1.4 安全性评价

香豆素、黄樟素按照CTQTC2-2008标准检测；β-细辛醚、β-萘酚、马兜铃酸A、水杨酸、一氯乙酸、环己基氨基磺酸钠分别按照YC/T 361-2010、YC/T 376-2010、YC/T 406-2011、YC/T 407-2011、YC/T 422-2011、YC/T 375-2010标准检测。

1.5 卷烟加香应用

将制备的八角提取物按照0.025、0.05和0.1 mg/g 3个用量，分别加入烟丝1#(单料烟丝)和2#(加料烟丝)中，制成样品后置于温度(22 ±1) ℃、相对湿度(60±2)%条件下平衡48 h，使烟样含水率保持在12%左右，由评吸小组(8人)进行卷烟感官评价，确定其增香应用效果和最佳添加比例。

2 结果与分析

2.1 八角提取物的挥发性成分分析

经GC/MS检测分析，得到八角提取物挥发性成分的总离子流图(图1)。通过谱库检索及对质谱图进行解析，采用峰面积归一化法计算出各组分的相对百分含量，定性定量结果见表1～7，并进一步对各香味物质特征香气及其在卷烟中的作用进行了描述[15-17]。

由表1可知，八角提取物挥发性成分中鉴定出4种醛类物质，总含量为13.31%，其中，大茴香醛含量最高，达到12.50%。

表1 八角提取物中的醛类物质Table 1 Aldehydes of volatile components in star anise extract

由表2可知，八角提取物挥发性成分中鉴定出6种稀炔类物质，总含量为3.6%，其中，含量最高的是α-香柠檬烯，含量为1.28%。

表2 八角提取物中的烯炔类物质Table 2 Enynes of volatile components in star anise extract

由表3可知，八角提取物挥发性成分中鉴定出5种醚类物质，总含量为77.61%，其中，茴香脑的含量最高，达到75.04%。

表3 八角提取物中的醚类物质Table 3 Ethers of volatile components in star anise extract

由表4可知，八角提取物挥发性成分中鉴定出6种醇类物质，总含量为1.36%，其中，α-松油醇的含量相对较高，为0.48%。

表4 八角提取物中的醇类物质Table 4 Alcohols of volatile components in star anise extract

由表5可知，八角提取物挥发性成分中鉴定出2种酸类物质，总含量为3.44%，其中，大茴香酸的含量相对较高，为3.28%。

表5 八角提取物中的酸类物质Table 5 Acids of volatile components in star anise extract

由表6可知，八角提取物挥发性成分中鉴定出2种酯类物质，总含量0.50%，各成分含量均不高。

表6 八角提取物中的酯类物质Table 6 Esters of volatile components in star anise extract

由表7可知，八角提取物挥发性成分中还鉴定出1种酚类和1种酮类物质，但是含量并不多，总含量仅为0.23%。

表7 八角提取物中的酚类和酮类物质Table 7 Phenolics and ketones of volatile components in star anise extract

由表1～7可知，八角提取物挥发性成分中共鉴定出27种香气物质，其中，醛类4种、烯炔类6种、醚类5种、醇类6种、酸类2种、酯类2种、酚类1种、酮类1种，这些成分为有效改善卷烟品质提供了重要的物质基础。

2.2 八角提取物的安全性评价

香豆素、黄樟素、马兜铃酸A、水杨酸、一氯乙酸、环已基氨基磺酸钠等是许多国家禁止使用或对其使用范围进行限制的食品添加剂。为考察八角提取物的安全性，对这6种添加剂进行检测分析(表8)，结果表明，八角提取物中均未检测出这几种物质。

表8 八角提取物的安全性评价Table 8 Safety evaluation of star anise extract

2.3 八角提取物的加香应用研究

将八角提取物加入到1#和2#烟丝中进行加香评吸试验(表9)。结果表明，八角提取物能提升卷烟烟气浓度，增加烟气在口腔和喉部的甜润感，降低烟气对口腔和喉部产生的刺激性，掩盖烟气，改善吸食口感等，具有较好的效果。丰满烟香，增加特殊的辛香和甜香，但添加量过多则会产生与烟香不协调气息，有辛辣气味，破坏原香型。因此，1#和2#添加量为0.05 mg/g时，效果较好。

表9 八角提取物对卷烟感官质量的影响Table 9 The effect star anise extract on the sensory quality of cigarettes

3 讨论与结论

现阶段，我国烟草行业大力开发天然植物香料应用于中式卷烟中，以提升卷烟的安全性和个性特色。在天然植物的开发和应用方面，已有不少学者进行研究，如颜克亮等[18]利用超声波辅助提取法制备野拔子净油，将其应用于卷烟中能赋予卷烟清甜感和花香、果香、青香、甘草香等韵调，且有掩盖杂气、改善吃味等效果；邱光明等[19]采用加热回流提取法制备黄皮提取物，并将其应用于卷烟中可提升香气明亮度、柔绵细腻烟气、增加口腔津润感和回甜感；周小文等[20]采用超临界CO2萃取技术制备仙人草提取物，加入到卷烟中可以丰富卷烟香气、改善口腔舒适度、提升烟气状态。该研究的结果与上述学者基本一致，所制备的八角提取物应用在卷烟中可赋予卷烟一定的特色香韵，增强不同的功能性效果。

该研究采用超声波萃取方法制备八角提取物具有提取时间短、温度低、耗能低、品质高、工艺简单、易于控制等优良特性，近年来超声生产线的发展也为超声提取的工业化提供了有利条件。采用乙醇为萃取溶剂，安全、环保，且乙醇本身就是烟用香料的常用溶剂，因此，提取物不用后处理即可直接用于卷烟加香。八角提取物挥发性成分经GC/MS分析，共鉴定出27种香气物质，这些物质均在不同程度上有助于提升卷烟香味品质或掩盖杂气，改善吃味等。其中，含量相对最高的是茴香脑(达到75.04%)，这与李瑞红等[8]的研究结果基本一致。该物质具有茴香、辛香料、甘草的香气，可赋予卷烟辛香香韵，增强烟气厚实、饱满度；其次是大茴香醛(占12.50%)，该物质具有辛香、粉香、木香、类似山楂的气味，可赋予卷烟甜香，使香气飘逸，烟气浓度增加；大茴香酸和草蒿脑的含量也较高(各占3.28%和2.03%)，可增强烟气甜香味，掩盖杂气。

将八角提取物应用到卷烟加香中，不仅具有丰富烟香、赋予卷烟特殊香韵的作用，还为卷烟香味补偿和八角资源的利用提供了一个新的思路。该试验结果表明，八角提取物在烟丝中较为合适的添加量为0.05 mg/g。