定向美拉德产物2，5-二甲基-3-烯丙基吡嗪的制备及其在卷烟中的应用

摘要

美拉德反应的增香产物是指通过美拉德化学反应(Maillard Reaction)合成的系列香味料。美拉德反应不仅广泛存在于日常食品贮藏和加工过程中，也广泛存在于烟草工业生产过程中，它赋予食品愉快的香味和诱人的色泽，使烟草香气更加优美，口味醇和宜人。因此美拉德反应香料的开发与研究成为了食品，烟草添加剂行业开发的重点，并且也取得了一系列的成果。但如何有效地控制反应的条件，底物浓度，催化剂种类等因素来定向生成某一单体香料并未有深入的报道。本文主要研究以葡萄糖和赖氨酸为原料定向生成2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪，结合裂解气相色谱(Pyro-GC-MS)和主流烟气致香成分分析结果，研究产物在卷烟中的致香机理，同时，通过感官评吸确定定向反应物在卷烟中的致香效果。 首先，以赖氨酸和葡萄糖为原料进行美拉德反应，合成2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪的反应条件进行了研究。最佳反应条件为：丙二醇作溶剂，Vc作催化剂，用量0.42％(w/w)，赖氨酸和葡萄糖摩尔之比1：2，反应时间2h，此条件下产品收率达0.342％。 随后，探讨了2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪在卷烟中的应用效果及稳定性和释香均匀性的分析。加香评吸实验说明2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪可以赋予卷烟坚果，烘烤香，明显改善卷烟的感官质量，适宜加香量为0.15‰～0.2‰，抽吸率为8.60％。稳定性实验结果表明2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪在常规条件下能保持两个月而量无明显变化；释香均匀性的结果表明2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪在燃烧过程中释香是均匀的。结合感官分析、稳定性和释香均匀性分析结果，表明2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪是一种比较理想的烟用香料，具有广阔的应用前景。 通过本课题的研究，主要结论有： 1．通过控制美拉德反应条件可定向生成某一单体香料； 2．美拉德反应定向生成最佳反应条件为：丙二醇作溶剂，Vc作催化剂，用量0.42％(w/w)，赖氨酸和葡萄糖摩尔之比1：2，反应时间2h； 3．定向生成的2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪能赋予卷烟坚果、烘烤香，具有显著提高卷烟的感官质量的作用； 4．2，5-二甲基-3-烯丙基吡嗪是一种理想的烟用香料，具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2美拉德反应的概述

1.3烟用美拉德反应物的开发及在卷烟加香加料中的应用

1.3.1根据不同类型烟叶的主要化学成分含量的差异，以合适的反应物为基础料研制开发出相应的专用加料香精

1.3.2直接利用反应产物开发烟草增香剂

1.4立题背景和意义

1.5本论文研究的主要内容

第二章 葡萄糖-赖氨酸美拉德反应的研究

2.1引言

2.1.1美拉德反应的机理及产物

2.1.2美拉德反应初级阶段

2.1.3美拉德反应高级阶段

2.1.4反应的作用

2.2实验材料与设备

2.2.1试剂与药品

2.2.2实验仪器

2.3实验方法

2.3.1合成步骤

2.3.2 GC检测条件

2.3.3颜色强度(A450)的测定方法

2.3.4低分子量香味中间体形成程度的测定

2.3.5类黑精聚合物浓度的测定

2.4结果与讨论

2.4.1反应时间对美拉德反应物及香味形成的影响

2.4.2反应时间对美拉德反应物pH值的影响

2.4.3反应时间对美拉德反应物中低分子量香味中间体的影响

2.4.4反应时间对美拉德反应物中类黑精聚合物的影响

2.4.5美拉德反应物中低分子量香味中间体向类黑精聚合物的转化

2.4.6美拉德反应物成分分析

2.5本章小结

第三章 美拉德反应定向生成2，5-二甲基-3-烯丙基吡嗪

3.1引言

3.2实验材料

3.2.1试剂与药品

3.2.2实验仪器

3.3实验方法

3.3.1合成步骤

3.3.2 GC检测条件

3.4反应条件的优化

3.4.1催化剂种类对反应得率的影响

3.4.2反应物浓度对反应得率的影响

3.4.3糖和赖氨酸摩尔比对反应得率的影响

3.4.4反应时间对反应得率的影响

3.5本章小结

第四章 2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪在卷烟中的应用

4.1引言

4.2实验材料与设备

4.2.1试剂与药品

4.2.2实验仪器

4.3实验方法

4.3.1加香评吸实验

4.3.2适宜加香量的确定

4.3.3样品的稳定性和释香均匀性的比较

4.4结果与讨论

4.4.1 2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪的致香效果

4.4.2适宜加香量的确定

4.4.3评吸结果

4.4.4加香卷烟的稳定性比较

4.4.5释香均匀性比较

4.5本章小结

主要结论

问题与展望

致谢

参考文献

附录