一种卷烟主流烟气中关键酸性香味成分的分离制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种卷烟主流烟气中关键酸性香味成分的分离制备方法。本发明以卷烟主流烟气中酸性成分为原料，通过中压制备液相色谱对所述卷烟主流烟气中酸性成分进行线性梯度洗脱，依次等体积收集洗脱馏分；采用气相色谱-质谱联用技术对各洗脱馏分进行分析，并结合感官评吸，最终筛选得到3个关键酸性香味成分F4、F5和F6。结果显示，馏分F4在提高烟气劲头、增加烟气浓度、降低刺激方面有显著作用；馏分F5在提高香气质、提高烟气劲头、增加烟气浓度方面有显著作用，在增加香气量、掩盖杂气、提高透发性方面有作用；馏分F6在提高香气质、增加香气量、提高透发性、提高烟气劲头、增加烟气浓度方面有显著作用，在改善余味方面有作用。

说明书

技术领域

本发明属于烟草致香成分的分离制备领域，具体涉及一种卷烟主流烟气中关键酸性香味 成分的分离制备方法。

背景技术

卷烟烟气的香味成分是评价烟草及卷烟质量的重要指标之一。明确烟气中关键致香成分 的组成及其对卷烟品质的影响，对提升卷烟品质具有重要的技术支撑作用。

根据化合物酸碱性差异，卷烟主流烟气粒相物经初步分离可得到中性、弱酸（酚）、酸性 和碱性四部分成分。研究表明，酸性香味成分可调节烟气酸碱度，减少刺激性，使烟气醇和 舒适，对卷烟品质有重要贡献。

自20世纪60年代以来，国内外对烟草中的酸性成分进行了大量研究，但这些研究大部 分集中在烟叶酸性香味成分的分离分析，烟气方面较少；而烟气中的香味成分只有小部分来 自于烟叶直接挥发转移，绝大部分由卷烟燃烧时生成。因此，详细剖析卷烟主流烟气中的酸 性香味成分，确定其中关键香味成分，对卷烟调香具有现实的指导作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷烟主流烟气中关键酸性香味成分的分离制备方法，以解决 现有技术中存在的缺陷或不足。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下的技术方案：

一种卷烟主流烟气中关键酸性香味成分的分离制备方法，以卷烟主流烟气中酸性成分为 原料，通过中压制备液相色谱对所述卷烟主流烟气中酸性成分进行线性梯度洗脱，依次等体 积收集洗脱馏分；采用气相色谱-质谱联用技术对各洗脱馏分进行分析，并结合感官评吸，最 终筛选得到3个关键酸性香味成分。

较佳的，所述中压制备液相色谱的压力为20-100PSI。

进一步的，采用中压制备液相色谱进行洗脱时，采用正相硅胶柱对卷烟主流烟气中酸性 成分进行线性梯度洗脱，依次等体积收集8个洗脱馏分，获得洗脱馏分F1、F2、F3、F4、F5、 F6、F7和F8。

进一步的，筛选得到3个关键酸性香味成分时，先分别去除8个洗脱馏分中的溶剂，再 分别用乙醇进行溶解，采用气相色谱-质谱联用技术并结合感官评吸对各洗脱馏分进行分析， 筛选出3个关键酸性香味成分F4、F5和F6。上述三个洗脱馏分F4、F5和F6可以从不同角 度提升卷烟的品质。

较佳的，所述正相硅胶柱的规格为20-40g，柱体积为40-80mL，直径为2.6-3.1cm，高径 比4.2-4.5，硅胶填料的粒径为40-60μm，孔径为

较佳的，采用中压制备液相色谱进行线性梯度洗脱时，卷烟主流烟气中酸性成分的进样 量为1-4mL。

较佳的，采用中压制备液相色谱进行线性梯度洗脱时，洗脱剂的洗脱流速为5-25mL/min。

较佳的，采用中压制备液相色谱进行线性梯度洗脱时，洗脱剂选自正己烷和乙醚；洗脱 时，先用2倍柱体积的正己烷进行洗脱，然后采用2-10倍柱体积的正己烷和乙醚的混合洗脱 剂进行线性梯度洗脱，最后采用2倍柱体积的乙醚进行洗脱；其中，正己烷和乙醚的混合洗 脱剂的配比由体积比为100:0的正己烷和乙醚线性过渡到体积比为0:100正己烷和乙醚。

较佳的，所述等体积收集洗脱馏分为每个洗脱馏分收集的体积为40-80mL，即与所选正 相硅胶柱的柱体积相等。

本发明的依次等体积收集得到8个洗脱馏份F1-F8为当洗脱剂开始流出时开始进行收集； 收集8个洗脱馏份F1-F8是依次收集第一个馏分F1、第二个馏分F2、第三个馏分F3，······， 第七个馏分F7，第八个馏分F8。

本发明的卷烟主流烟气中关键酸性香味成分的分离制备方法中，所述气相色谱质谱联用 技术的分析条件如下：

气相色谱条件：DB-FFAP毛细管柱，60m×0.25mm×0.25μm；进样量：1.0μL，不分流进 样；进样口温度：250℃；载气：氦气，载气流速1.0mL/min；程序升温：即初始温度80℃保持1min，然后以2 °C/min升到210℃，保持30min，再以5°C/min升到230℃，保持10min。

质谱条件：四级杆温度：150℃；离子源温度：230℃；传输线温度：240℃；溶剂延迟： 9min，扫描范围：33~400amu。

本发明的卷烟主流烟气中酸性成分以优质烟叶的烟气粒相物为原料，经过多次分离步骤 制得。

进一步的，所述卷烟主流烟气中酸性成分采用如下步骤的方法制得：

（1）提取：在旋转式吸烟机上，采用滤片捕集方式，用剑桥滤片收集优质烟叶的烟气粒 相物，得到剑桥滤片捕获物，将剑桥滤片捕获物经乙醚萃取后，减压浓缩得到深褐色粗提物 S1。

较佳的，所述萃取方法为浸泡萃取、超声波萃取和摇床振荡萃取；所述减压浓缩的真空 度为750mbar，水浴温度为35°C。

（2）酸洗：将步骤（1）得到的深褐色粗提物S1用质量百分比含量为5%的硫酸水溶液 进行萃取，分离有机相和水相，分别萃取3次，合并有机相得到有机相提取物S2；

（3）碱洗：将步骤（2）得到的有机相提取物S2用质量百分比含量为5%的碳酸钠水溶 液进行萃取，分离有机相和水相，分别萃取3次，合并水相得到水相提取物S3；

（4）液液萃取：用质量百分比含量为50%的硫酸水溶液将步骤（3）得到的水相提取物 S3的pH值调节为2，再用乙醚萃取3次，分离有机相和水相，将有机相进行减压浓缩后得 到有机相提取物S4，即为卷烟主流烟气中酸性成分。

较佳的，所述萃取方法为浸泡萃取、超声波萃取和摇床振荡萃取；所述减压浓缩的真空 度为750mbar，水浴温度为35°C。

采用本发明所获得的关键酸性香味成分F4、F5和F6可应用于卷烟烟丝加香或滤棒加香。

本发明以优质烟叶烟气粒相物为原料制备得到酸性成分，再采用中压制备液相色谱进行 分离，采用气相色谱-质谱联用技术对各洗脱馏分进行分析，并结合感官评吸，最终筛选得到 3个关键酸性香味成分，各关键酸性香味成分对卷烟的吸味和品质具有不同角度和程度的提 升。本发明所获得的关键酸性香味成分，对卷烟调香提供了技术指导，同时促进了卷烟产品 内在品质的明显提升。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。

本发明各实施例中的卷烟主流烟气酸性化合物即为本发明中的卷烟主流烟气中酸性成 分，其以优质烟叶的烟气粒相物为原料，依次经过提取、酸洗、碱洗和液液萃取等分离步骤 制得。以下采用的中压制备液相色谱的压力为20-100PSI。

实施例1

取卷烟主流烟气酸性化合物进样，进样量为2.5mL，选用20g正相硅胶柱（Agela Flash  Column Silica，柱体积为40mL，直径为2.6cm，高径比4.2，硅胶填料的粒径为40-60μm，孔 径为）对其进行线性梯度洗脱分离制备。其中，线性梯度洗脱时，先采用2倍柱体积的 正己烷进行洗脱，然后采用4倍柱体积的正己烷-乙醚的混合洗脱剂（正己烷和乙醚的混合洗 脱剂的配比由体积比为100:0的正己烷和乙醚线性过渡到体积比为0:100正己烷和乙醚）进行 线性梯度洗脱，最后采用2倍柱体积的乙醚进行洗脱，控制流速为5mL/min。进样后，依次 等体积收集得到8个洗脱馏分F1-F8，每个馏分等体积收集40mL。各洗脱馏分F1-F8经气相 色谱-质谱联用技术分析，结果表明关键酸性组分主要集中在洗脱馏分F4、F5和F6中，其 中F4为弱酸（或酚）类化合物，F5为饱和酸类化合物，F6为不饱和酸及芳香酸类化合物， 定性分析结果见表1-表3。

上述线性梯度洗脱采用的洗脱剂的量为8倍柱体积的量，即为320ml。其中，先采用2 倍柱体积的正己烷进行洗脱，流速为5mL/min，相当于采用100%的正己烷洗脱16分钟；再 采用4倍柱体积的正己烷-乙醚的混合洗脱剂进行线性梯度洗脱，流速为5mL/min，相当于共 洗脱32分钟，即正己烷和乙醚的混合洗脱剂的配比由体积比为100:0的正己烷和乙醚在32 分钟内线性过渡到体积比为0:100正己烷和乙醚；最后采用2倍柱体积的乙醚进行洗脱，流 速为5mL/min，相当于采用100%的乙醚洗脱16分钟。

分别去除各馏分中的溶剂，再分别用乙醇溶解后用于感官评吸，由行业内的评吸专家为 主体组成的评吸小组并按照表4所示的加香样品作用评价表进行综合评吸。结果显示，馏分 F4在提高烟气劲头、增加烟气浓度、降低刺激方面有显著作用；馏分F5在提高香气质、提 高烟气劲头、增加烟气浓度方面有显著作用，在增加香气量、掩盖杂气、提高透发性方面有 作用；馏分F6在提高香气质、增加香气量、提高透发性、提高烟气劲头、增加烟气浓度方面 有显著作用，在改善余味方面有作用。

表1馏分F4关键酸性成分定性分析结果

  序号   保留时间/min   中文名称   英文名称   1   36.710   2-甲氧基苯酚   Phenol,2-methoxy-   2   41.435   2-甲氧基-4-甲基苯酚   Phenol,2-methoxy-4-methyl-   3   43.892   苯酚   Phenol   4   46.990   3-乙基苯酚   Phenol,2-ethyl-   5   47.270   2,4-二乙基苯酚   Phenol,2,5-dimethyl-   6   47.502   4-甲基苯酚   Phenol,4-methyl-   7   47.860   3-甲基苯酚   Phenol,3-methyl-   8   50.119   3-乙基-5-甲基苯酚   Phenol,3-ethyl-5-methyl-   9   50.571   2,5-二甲基苯酚   Phenol,2,5-dimethyl-   10   51.315   3-甲基-4-乙基苯酚   Phenol,4-ethyl-3-methyl-   11   51.737   4-乙基苯酚   Phenol,4-ethyl-   12   52.047   3-乙基苯酚   Phenol,3-ethyl-   13   52.731   2-甲氧基-4-乙烯基苯酚   Phenol,4-ethenyl-2-methoxy-   14   53.286   2,4,5-三甲基苯酚   Phenol,2,4,5-trimethyl-   15   53.837   3,4-二甲基苯酚   Phenol,3,4-dimethyl-   16   55.498   3-乙基-5-甲基苯酚   Phenol,3-ethyl-5-methyl-   17   59.306   2-甲氧基-4-（1-丙烯基）苯酚   Phenol,2-methoxy-4-(1-propenyl)-   18   61.294   4-乙烯基苯酚   4-vinylphenol   19   66.540   4-丙烯基苯酚   Phenol,4-(2-propenyl)-

表2馏分F5关键酸性成分定性分析结果

  序号   保留时间/min   中文名称   英文名称   1   20.383   丙酸   Propanoic acid   2   21.734   2-甲基丙酸   Propanoic acid,2-methyl-   3   24.768   丁酸   Butanoic acid   4   26.825   3-甲基丁酸   Butanoic acid,3-methyl-   5   30.341   戊酸   Pentanoic acid   6   33.065   3-甲基戊酸   Pentanoic acid,3-methyl-   7   33.633   4-甲基戊酸   Pentanoic acid,4-methyl-   8   35.772   己酸   Hexanoic acid   9   41.065   庚酸   Heptanoic acid   10   46.194   辛酸   Octanoic Acid   11   51.113   壬酸   Nonanoic acid   12   62.723   苯甲酸   Benzoic acid   13   64.501   2-甲基苯甲酸   Benzoic acid,2-methyl-   14   66.665   3-甲基苯甲酸   Benzoic acid,3-methyl-   15   90.497   正十六酸   Hexadecanoic acid   16   107.633   正十八酸   Octadecanoic acid

表3馏分F6关键酸性成分定性分析结果

  序号   保留时间/min   中文名称   英文名称   1   25.293   2-丙烯酸   2-Propenoic acid   2   27.935   2-甲基-2-丙烯酸   2-Propenoic acid,2-methyl-   3   30.737   3-丁烯酸   3-Butenoic acid   4   32.312   2-丁烯酸   2-Butenoic acid   5   34.042   4-戊烯酸   4-Pentenoic acid   6   34.210   3-甲基-3-丁烯酸   3-Butenoic acid,3-methyl-   7   36.090   2,5-二甲基-4-己烯酸   4-Hexenoic acid,2,5-dimethyl-   8   36.439   2-甲基-2-丁烯酸   2-Butenoic acid,2-methyl-   9   37.433   2-戊烯酸   2-Pentenoic acid   10   42.812   2,4-戊二烯酸   2,4-Pentadieneoic acid   11   44.301   6-庚烯酸   6-Heptenoic acid   12   49.155   7-辛烯酸   7-Octenoic acid   13   53.902   8-壬烯酸   8-Nonenoic acid   14   56.066   3-甲基-2-呋喃酸   2-Furancarboxylic acid,3-methyl-   15   60.925   2-呋喃丙酸   2-Furanpropionic acid   16   62.715   苯甲酸   Benzoic acid   17   63.132   4,6-二甲基-4,6-庚二烯酸   4,6-Dimethyl-4,6-heptadienoic acid   18   67.900   苯乙酸   Benzene acetic acid   19   70.809   苯丙酸   Benzene propanoic acid   20   71.188   3-(2-呋喃基)-2-丙烯酸   2-Propenoic acid,3-(2-furanyl)-   21   72.685   3-甲氧基-4-羟基苯乙酸   Benzene acetic acid,4-hydroxy-3-methoxy-   22   73.340   2-甲基苯乙酸   2-Methylphenylacetic acid   23   86.267   3-苯基-2-丙烯酸   2-Propenoic acid,3-phenyl-

本发明的卷烟主流烟气中关键酸性香味成分的分离制备方法中，感官评吸为基于国标GB 5606.4-2005《烟草及烟草制品感官评价方法》和烟草行业标准YC/T138-1998《烟草及烟草制 品感官评价方法》，将感官评吸要素分为香气特性、烟气特性、口感特性3个方面，并将各指 标予以细化，确定出加香样品作用评价表，如表4所示。

表4加香样品作用评价表

【注】：

1香气特性：

(1)香气质：卷烟香气质越好分值越高，越差分值越低。分为5个档次：1为差；2为较差； 3为中等；4为较好；5为好。

(2)香气量：卷烟香气量越足分值越高，越少分值越低。分为5个档次：1为少；2为较少； 3为中等；4为较足；5为充足。

(3)杂气：卷烟烟气杂气越少分值越高，越多分值越低。分为5个档次：1为差；2为较差； 3为中等；4为较好；5为好。

(4)透发性：卷烟香气越透发分值越高，越沉闷分值越低。分为5个档次：1为沉闷；2为较 沉闷；3为中等；4为较透发；5为透发。

2烟气特性：

(1)劲头：卷烟烟气劲头越大分值越高，越小分值越低。分为5个档次：1为小；2为较小； 3为中等；4为较大；5为大。

(2)浓度：卷烟烟气浓度越大分值越高，越小分值越低。分为5个档次：1为小；2为较小； 3为中等；4为较大；5为大。

(3)细腻柔和程度：卷烟烟气越细腻柔和分值越高，越粗糙分值越低。分为5个档次：1为 粗糙；2为较粗糙；3为中等；4为较细腻柔和；5为细腻柔和。

3口感特性：

(1)刺激程度：卷烟烟气刺激性越小分值越高，越大分值越低。分为5个档次：1为大；2为 较大；3为中等；4为较小；5为小。

(2)干燥程度：卷烟烟气干燥感越弱分值越高，越强分值越低。分为5个档次：1为强；2为 较强；3为中等；4为较弱；5为弱。

(3)回甜度：卷烟烟气口腔回甜感越大分值越高，苦感越大分值越低。分为5个档次：1为苦； 2为较苦；3为中等；4为较甜；5为甜。

(4)余味：卷烟评吸后整体余味感越干净舒适分值越高，越差分值越低。分为5个档次：1为 差；2为较差；3为中等；4为较干净舒适；5为干净舒适。

实施例2

取卷烟主流烟气酸性化合物进样，进样量为2.5mL，选用40g正相硅胶柱（Agela Flash  Column Silica，柱体积为80mL，直径为3.1cm，高径比4.5，硅胶填料的粒径为40-60μm，孔 径为）对其进行线性梯度洗脱分离制备。其中线性梯度洗脱的方法与实施例1中相同， 流速为5mL/min。进样后，依次等体积收集得到8个洗脱馏分F1-F8，每个洗脱馏分等体积 收集80mL。各洗脱馏分F1-F8经气相色谱-质谱联用技术分析，结果表明关键酸性组分主要 集中在洗脱馏分F4、F5和F6中，其中F4为弱酸（或酚）类化合物，F5为饱和酸类化合物， F6为不饱和酸及芳香酸类化合物，定性分析结果与实施例1相同，将获得的洗脱馏分F4、 F5和F6添加于参比卷烟中并按照实施例1的评价标准进行感官评吸，评价结果与实施例1 中相同。

结果显示，馏分F4在提高烟气劲头、增加烟气浓度、降低刺激方面有显著作用；馏分 F5在提高香气质、提高烟气劲头、增加烟气浓度方面有显著作用，在增加香气量、掩盖杂气、 提高透发性方面有作用；馏分F6在提高香气质、增加香气量、提高透发性、提高烟气劲头、 增加烟气浓度方面有显著作用，在改善余味方面有作用。

实施例3

取卷烟主流烟气酸性化合物进样，进样量为3.5mL，选用20g正相硅胶柱（Agela Flash  Column Silica，柱体积为40mL，直径为2.6cm，高径比4.2，硅胶填料的粒径为40-60μm，孔 径为）对其进行线性梯度洗脱分离制备。其中线性梯度洗脱的方法与实施例1中相同， 流速为5mL/min。进样后，依次等体积收集得到8个洗脱馏分F1-F8，每个洗脱馏分等体积 收集40mL。各洗脱馏分F1-F8经气相色谱-质谱联用技术分析，结果表明关键酸性组分主要 集中在洗脱馏分F4、F5和F6中，其中F4为弱酸（或酚）类化合物，F5为饱和酸类化合物， F6为不饱和酸及芳香酸类化合物，定性分析结果与实施例1中相同，将获得的洗脱馏分F4、 F5和F6添加于参比卷烟中并按照实施例1的评价标准进行感官评吸，评价结果与实施例1 中相同。

结果显示，馏分F4在提高烟气劲头、增加烟气浓度、降低刺激方面有显著作用；馏分 F5在提高香气质、提高烟气劲头、增加烟气浓度方面有显著作用，在增加香气量、掩盖杂气、 提高透发性方面有作用；馏分F6在提高香气质、增加香气量、提高透发性、提高烟气劲头、 增加烟气浓度方面有显著作用，在改善余味方面有作用。

实施例4

取卷烟主流烟气酸性化合物进样，进样量为2.5mL，选用20g正相硅胶柱（Agela Flash  Column Silica，柱体积为40mL，直径为2.6cm，高径比4.2，硅胶填料的粒径为40-60μm，孔 径为）对其进行线性梯度洗脱分离制备。其中线性梯度洗脱的方法与实施例1中相同， 流速为15mL/min。进样后，依次等体积收集得到8个洗脱馏分F1-F8，每个洗脱馏分等体积 收集40mL。各洗脱馏分F1-F8经气相色谱-质谱联用技术分析，结果表明关键酸性组分主要 集中在洗脱馏分F4、F5和F6中，其中F4为弱酸（或酚）类化合物，F5为饱和酸类化合物， F6为不饱和酸及芳香酸类化合物，定性分析结果与实施例1中相同，将获得的洗脱馏分F4、 F5和F6添加于参比卷烟中并按照实施例1的评价标准进行感官评吸，评价结果与实施例1 中相同。

结果显示，馏分F4在提高烟气劲头、增加烟气浓度、降低刺激方面有显著作用；馏分 F5在提高香气质、提高烟气劲头、增加烟气浓度方面有显著作用，在增加香气量、掩盖杂气、 提高透发性方面有作用；馏分F6在提高香气质、增加香气量、提高透发性、提高烟气劲头、 增加烟气浓度方面有显著作用，在改善余味方面有作用。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。