罗望子单体香料开发及在卷烟中的应用研究

2019-12-02韦康刘鸿白森黄天辉廖建萌白家峰黄江锋

当代化工 2019年9期

关键词：卷烟

韦康刘鸿白森黄天辉廖建萌白家峰黄江锋

摘要：为研究罗望子单体香料成分及其对卷烟吸食品质的影响，采用乙醇回流提取法，从罗望子中提取浸膏，并通过比较不同产地的罗望子，选择云南西双版纳的小粒罗望子作进一步的研究;改进传统的提取方法，采用乙醇重复回流提取法提取罗望子浸膏;对罗望子浸膏具有挥发性的化学成分进行气相色谱质谱分析，鉴定出38种化合物，主要包括5-羟甲基糠醛、D-松醇、糠醛、棕榈酸等。罗望子浸膏应用于卷烟加香试验的结果显示，当加料量为0.2‰时，能增加卷烟香气量和提升香气质，同时能减少刺激性改善卷烟口感。罗望子浸膏含有多种香味成分，在卷烟加香中具有较好的应用价值。

关键词：罗望子;提取;GC/MS;卷烟;加香

中图分类号：O657.63 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2019）09-1941-04

Abstract： In order to study the components of tamarind monomer flavor and its effect on the quality of cigarette smoking， ethanol reflux extraction method was used to extract tamarind. The tamarinds from the different producing areas were compared， and the small tamarind from Xishuangbanna in Yunnan was selected for further study. Through improving the traditional extraction method， the repeated ethanol reflux extraction process was employed to extract tamarind. The main volatile chemical components of tamarind extract were analyzed by GC/MS and 38 kind of compounds were identified， such as D-pine alcohol， 5-hydroxymethylfural， palmitic acid， furfural and so on. The research results of cigarette flavoring test by tamarind extract showed that when the amount of ingredients was 0.2‰， the tamarind extract could increase the amount of fragrance and enhance the flavor， and at the same time reduce the irritation and improve the taste of cigarettes. The volatile components of tamarind extract contain a variety of aroma components and have preferable application potential in cigarette.

Key words： Tamarind; Extraction; GC/MS; Cigarette; Fragrance

羅望子又称酸角、九层皮，属酸豆科[1]。非洲热带地区为罗望子原产地，随着人类活动范围的扩大，罗望子被带到世界各地，现在印尼、泰国，我国的广西、云南等地均为其主要产区之一[2]。罗望子生长在亚热带地区，绝大部分处于野生和半野生状态，罗望子生长在我国主要分布于华南、西南地区，主要在低海拔、热量好的地方，自然生长有版纳甜型和普通酸型两个类型。金沙江河谷是我国罗望子的主要产区，有年产罗望子量大且品质、风味俱佳的特点[3]。随着研究的深入，交通以及经济的发展，罗望子的价值有望得到进一步的认识和开发。

罗望子的种子含有丰富的罗望子多糖[4，5]，在食品工业中果胶是常用的食品增稠剂和稳定剂[6]，而罗望子多糖能起到很好的替代作用;同时罗望子果肉是良好的原料，可加工成风味饮料和保健食品[7，8];在保健品领域，罗望子可生津去暑、止咳化痰、开胃健脾，对头发的保养、洁齿固齿、消除咽喉疼痛很有好处，还能防治腹泻、气胀等;也可缓解孕妇妊娠反应引起的呕吐[9]。

近年来，对罗望子的营养成分分析研究时有报道，有报道研究了罗望子的蛋白质含量、能量、脂肪和纤维含量等主要营养成分，罗望子果肉富含糖以及多种有机酸等成分，还有维生素C、A、B1、B2和钙、磷、铁等微量元素[10-12]。对于罗望子的具有挥发性有机化合物的研究主要集中在罗望子挥发油的提取及分析[13，14]，未见罗望子作为香料浸膏在卷烟中的应用的报道。

本试验采用乙醇回流提取法对挥发性有机化合物进行提取，用气相色谱质谱分析进行检测，并进行了卷烟加香试验，为充分利用罗望子的研究开发提供试验参考依据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

试剂：乙腈：色谱纯，德国默克公司;丙酮：色谱纯，德国默克公司;无水硫酸镁：分析纯，广州化学试剂有限公司;卷烟叶组配方：广西中烟工业有限责任公司提供。

仪器：气相色谱-质谱联用仪：GC-MS 2010 Plus，日本岛津公司;漩涡混匀器：VTX3000L，日本EYELA;马弗炉：Heraeus，美国 Thermo公司;组织匀浆机：HR2860，珠海飞利浦;台式离心机：TDL-5-A，上海安亭科学仪器厂;分析天平：LE-500A，佛山广华天力天平厂;电子分析天平：XS-205，瑞士METTLER-TOLEDO公司;超声波清洗器：HU3120B，天津恒奥;水蒸气蒸馏挥发油装置;电热恒温水浴锅：HH- 6，常州澳华仪器有限公司;电热套：KDM，山东鄄城振兴仪器厂; 恒温恒湿箱：BINDER，德国Binder公司;卷烟机：CMB120，德国Burghart公司。

1.2 仪器条件

色谱条件：进样口温度：280 ℃;色谱柱：SH-Rxi-5SilMS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）;程序升温：初始柱温为50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至180 ℃保持2 min，再以20 ℃/min升至280 ℃保持15 min;载气：高纯氦气;流速：1 mL/min;进样量：1 μL;进样模式：分流进样，分流比1∶5。

质谱条件：色谱-质谱接口温度280 ℃;电离方式EI，电离能量70 eV;溶剂延迟1 min;监测方式：全扫描监测（ SCAN）;扫描质量范围50～ 500 amu。

1.3 样品前处理

准确称取2 g（精确到0.01 g）样品，加入2.0 mL超纯水，旋涡振荡1 min，然后加入5 mL乙腈，再旋涡振荡2.0 min，再进行超声5 min，再加入1 g氯化钠、2 g无水硫酸镁，振荡，以4 000 r/min离心10 min，取出。上层清液准确取4.0 mL，加入400 mg无水硫酸镁，漩涡振荡1～2 min后4 000 r/min离心5 min，上层清液准确取2.0 mL，在室温下氮吹至近干。用丙酮溶液复溶解并定容至1 mL，过0.22μm有机滤膜，上机测定。

2 结果及讨论

2.1 原料的选择

选择产地为印尼、泰国、广西、云南的罗望子作香料，采用传统的提取工艺，用50%乙醇提取后，用相同的一种实验卷烟，添加于卷烟后，进行感官评价，结果见表1。

从结果可以看出，产地为泰国的和云南的罗望子，制备的卷烟香料具有较好的效果，考虑到产品成本、供货能力、原料来源的稳定性等因素，确定使用产地为云南西双版纳的小粒罗望子作进一步的研究。

2.2 提取工艺的评价

不同的提取工艺得到的罗望子浸膏成分不同，将传统的提取工艺改进后制备罗望子浸膏，评价感官质量，选择合适的提取工艺，本实验比较了三种不同的提取工艺。

方法一：取绞碎后的罗望子果肉100 g，加入50%乙醇500 mL，加热到微沸，回流2.5 h，过滤并丢弃残渣，在75 ℃条件下将滤液浓缩至相对密度为（1.20±0.01）g/cm3的膏状物。

方法二：取绞碎后的罗望子果肉100 g，用250 mL超纯水分加热回流提取2 h，重复提取一次合并提取液，浓缩至约150 mL，往浓缩液中加入无水乙醇350 mL，置于-4 ℃下静置24 h，在75 ℃条件下将滤液浓缩至相对密度为（1.20±0.01）g/cm3的膏状物。

方法三：取绞碎后的罗望子果肉100 g，用无水乙醇250 mL加热回流提取2 h，重复提取一次，合并滤液，滤液记为A，置于-4 ℃冰柜待用。滤渣用250 mL超纯水分加热回流提取2 h，重复提取一次合并提取液记为B，残渣丢弃。合并滤液A、B，置于-4 ℃冰柜24 h，滤出沉淀，在75 ℃条件下将滤液浓缩至相对密度为（1.20±0.01）g/cm3的膏状物。

用水/丙二醇（1：1）配制成含有0.11%提取的罗望子浸膏的溶液，选择12元/包试验参比烟，用试香纸将罗望子浸膏按烟丝质量的0.1‰、0.2‰、0.5‰均匀地涂抹在卷烟纸上，评价其感官质量，结果见表2。

从表中结果可以看出，三种添加比例的感官评价，方法三都比方法一、方法二要显示出较好的加香效果，较对照样也有提升效果。一方面体现在香气方面的影响，可能是改进二经过多级溶媒提取，特征化学香味物质含量较单一溶剂提取或是单纯的“水提醇沉”要高。另一方面体现在口感方面的影响，方法三经过了水提物与醇提物在冷藏条件下互沉，能去除香料中蛋白质、果胶和糖分等大分子物质和其他杂质，改善卷烟感官质量。当方法三加料量为0.2‰时，能增加香气量和提升香气质，同时能减少刺激性改善卷烟口感，但加料量为0.5‰时，增加烟气香气量的同时协调性受影响，同时刺激性不能较好的去除，所以，方法三在卷烟中的建议用量为0.2‰。

2.3 罗望子挥发性有机化合物分析

用上述1.3对方法三提取的罗望子浸膏做前处理，按1.2所述仪器条件测定，所得总离子流图如图1所示。

通过检索NIst谱图库，列出每个峰的最高相似度，再结合相关文献，采用峰面积归一化法计算各化合物的相对百分含量，结果见表3。

共分析出38种化合物，其中相对百分含量最高的是5-羟甲基糠醛（20.66%）。根据文献的报道，该化合物是烟草的增香化合物，很多烟用香精中都会存在，是Mailard反应的中间产物;棕榈酸具有油脂香气略带微弱的酸香;糠醛具有甜、烤、坚果香及焦糖香香气，赋予罗望子浸膏淡淡的焦甜香气。

3 结论

为研究罗望子单体香料成分及其对卷烟吸食品质的影响，采用乙醇回流提取法，从罗望子中提取浸膏，比较了不同产地的罗望子，选择云南西双版纳的小粒罗望子作进一步的研究;改进传统的提取方法，采用乙醇重复回流提取法提取罗望子浸膏，进行了卷烟加香试验;对罗望子浸膏具有挥发性的化学成分进行气相色谱质谱分析，鉴定出38种化合物，主要包括5-羟甲基糠醛、D-松醇、糠醛、棕榈酸等。评吸结果表明，当加料量为0.2‰时，能增加香气量和提升香气质，同时能减少刺激性改善卷烟口感，罗望子浸膏含有多种香味成分，在卷烟加香中具有一定的应用价值。

参考文献：

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