几种天然提取香精香料热裂解产物、挥发性成分研究

罗福明　卓浩廉　廖伟杰　伍锦鸣　郭文　黎玉茗

摘要：烟用香精香料是卷烟极为重要的添加剂，主要起到改善卷烟香气、减轻杂气和改善余味等作用，能够有效塑造卷烟品牌的风格特征和提升消费者吸食的舒适感，而对卷烟烟气成分起到重大影响的就是香精香料的热裂解产物及挥发性成分。文章选取几种烟用天然提取香精香料热裂解产物及挥发性成分进行了针对性的分析比较。

关键词：天然提取香精香料；热裂解产物；挥发性成分

中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-

烟用香精香料是卷烟的重要组成部分，能够有效改善卷烟的感官内质，而对卷烟烟气成分起到重大影响的就是香精香料的热裂解产物及挥发性成分。卷烟燃烧是一个看似简单其实复杂的物理和化学交互作用的变化过程，在其燃烧的过程中，不同的温度产生不同的热裂解产物，挥发出不同的成分。本文选取几种烟用天然提取香精香料热裂解产物及挥发性成分进行了针对性分析研究，以期对卷烟生产企业日常调香工作开展起到一定的参考作用。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 试验原料：市场上较为常见的烟用天然提取香精香料样品。

1.1.2 试剂：乙醇、二氯甲烷、无水硫酸钠、氮氧混合气（比例为91：9）、氦气。

1.1.3 仪器：热裂解仪、气相色谱/质谱联用仪、蒸发仪、冷进样系统、蒸馏萃取装置、毛细血

管柱。

1.2 方法：热裂解

1.2.1 连接仪器：热裂解仪连接冷进样系统上，然后冷进样系统连接气相色谱/质谱联用仪。

（1）气象色谱/质谱联用仪使用方法：恒压为102.6kPa；初始温度设为40℃，3分钟后以10℃/m的速率升到240℃，然后2分钟后匀速升至280℃，持续5分钟；离子源温度设定为230℃；质量的扫描范围为36～450amu；延迟时间设定为5分钟。

（2）热裂解条件：在氮氧混合气环境下，最高热裂解温度不超过900℃，初始温度300℃，保持5秒，20秒后匀速升至最高热裂解温度，同样保持5秒。

（3）热裂解：用乙醇将样品溶解为10mg/mL的溶液，去1～3μL进行热裂解，捕集热裂解产物，进行冷凝富集，最后纪念性分离、分析。

1.2.2 挥发性成分检测。

（1）气相色谱/质谱联用仪分析条件：恒压为1ml/min；初始温度设为50度，1分钟后以5℃/m的速率升到200℃，持续45分，然后92分钟后匀速升至270℃，持续5分钟；离子源温度设定为230℃；质量的扫描范围为36～550amu；延迟时间设定为2.5分钟。

（2）蒸馏萃取：将酸角提取物、鸢尾、山楂酊、蜂蜜等浸膏类物质按6：3：3：7的比例溶于0.25L水中，放入装置一端的烧瓶中加热，另一端用50℃水浴加热0.025L二氯甲烷，3小时后，将蒸发萃取液体进行干燥、浓缩后分析；另一种净油类成分如山苍子油和树兰净油可以用乙醇稀释后直接进行分析。

2 分析结果

天然提取物裂解：经过对上述其中不同物质的热裂解和挥发性成分试验分析后，其热裂解产物和挥发性成分如下表1所示：

由表1可知，酸角提取物发生热裂解和挥发成分都含有亚油酸乙酯、糠醛、（.+/-.）-羟基-琥珀酸二乙酯、5-甲基-2-呋喃甲醛、棕榈酸乙酯、油酸乙酯，其中5-甲基-2一呋喃甲醛和（.+/-.）-羟基-琥珀酸二乙酯两种物质差别较大，在热裂解产物中含量大，挥发性成分中很少，证明其是在热裂解的过程中释放的。2，3.二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、5-（羟甲基）-2-呋喃甲醛、2-呋喃甲酸酰肼、2，5-呋喃二甲醛、左旋葡萄糖酮等几种物质仅出现在裂解产物中，应为热裂解过程中释放产生。

（E）-4-（2，6，6-三甲基-2-环己烯-l-基）-3-丁烯-2-酮、4-（2，5，6，6-四甲基-2-环己烯-l-基）-3-丁烯-2-酮、4-（2，6，6-三甲基-1-环己烯-1-基）-3-丁烯-2-酮、苯甲醇等几种物质同时在热鸢尾裂解和挥发性试验中出现，所占比例高达90%和60%以上。

在山楂酊的裂解和挥发性试验中则共同出现了糠醛、苯酚、（.+/-.）-羟基-琥珀酸二乙酯、5-甲基-2-呋喃甲醛，其中后两者占了裂解产物的大部分比例。琥珀乙二酸则是该浸膏类物质的主要的挥发性成分，没有出现在热裂解产物中。

蜂蜜的热裂解产物和挥发性成分相差很大，其共有成分仅有糠醛，并且占有较大的裂解产物比例。其热裂解产物还有5-（羟甲基）-2-呋喃甲醛及D-阿洛糖、1，6-脱水-β-D-吡喃葡糖、5-甲基-2-呋喃甲醛、1，6-脱水-β-D-呋喃葡萄糖、（左旋葡聚糖）l， 2，3-二氢-3，5-二羟基-6-甲基-4H一吡喃4-酮、2，5-呋喃二甲醛、左旋匍萄糖酮等。

两种净油样本中，山苍子油和树兰净油的挥发性成分分别占有80%和65%的比例，前者产生各种烯类、醛类、酮类和醇类等物质，后者则产生各种烯类环类和脂酯类等。

3 总结

笔者通过各种实验仪器的综合应用，对烟用天然提取香精香料的样品酸角提取物、鸢尾浸膏、山楂酊、蜂蜜等浸膏类物质和山苍子油、树兰净油六种物质在900℃的最高热裂解温度下进行实验分析，并结合得到的数据进行研究表明：挥发性较强的试验样品，通过热裂解后，释放大量的挥发性成分，挥发性较差的试验样品，则会产生大量的热裂解产物，并且其各自的物质含量比例也不尽相同，当然，也会出现大量的新生产物，如酮类、醛类、酸类、酯类以及呋喃等成分。因此，加深对于烟用香料香精的研究，提高其对卷烟的贡献和完善，对于科学地提高卷烟产品的品质等具有非常重要的意义。

参考文献

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[2] 庞天河，陈红丽，刘艳芳.攀西烤烟香气质量与中性致香成分的关系研究[J].西南农业学报，2008，21（2）.

（责任编辑：吴 涛）