一种综合技术制备广陵香复合香料的方法及其应用

摘要

本发明提供一种综合技术制备广陵香复合香料的方法及其应用，经复合酶水解、多次溶剂萃取和醇沉传统技术以及分子蒸馏纯化等综合技术制备广陵香复合香料。经复合酶水解及酶促生香，使广陵香渣水中的不利于吸味的或抑制香味散发并难以被提取的大分子物质降解、分解、转化后释放出浓郁的具有天然特征的小分子香气物质，而增加刺激感和杂气的物质含量减少甚至消失，水提醇沉得到广陵香香料a；滤渣经二次溶剂萃取、分子蒸馏纯化得到广陵香香料b；两者复配得到广陵香复合香料，该香料同时包含致香成分和黄酮活性成分，在再造烟叶中应用，与烟气协调，丰富香气、改善烟气的香气质，降刺减杂，改善再造烟叶香气粗糙、刺激杂气大的缺陷。

说明书

技术领域

本发明涉及烟用香料技术领域，具体是一种综合技术制备广陵香复合香料的方法及其应用。

背景技术

在烟草制品中，既要保证烟气感官品质，包括香气、浓度、刺激性、杂气、余味等综合指标，又要保证卷烟的低危害性。在烟草中添加天然的功能性烟用香料，能起到降害与补偿香气的作用，也能满足消费者对于天然产品的需求。

再造烟叶主要由烟末、碎片、烟梗或低次烟叶加入胶粘剂和其他添加剂等组成，存在杂气重、刺激性大和口感不适等吸味缺陷，影响了其在卷烟产品中的使用效果和添加量。

广陵香又名香草、佩兰，拉丁学名Lysimachia foenum-graecumHance，为报春花科珍珠菜属多年生草本植物，有“香中之王”的称号，是一种重要的天然香料来源。全草干后芳香，含芳香油0.21％，香气经久不散，可提炼香精，用作加工烟草及化妆品的香料；又供药用，用以治感冒头痛、齿痛、胸闷腹胀、驱蛔虫等。且灵香草中富含黄酮类成分，黄酮类化合物在自然界分布广泛，具有抗肿瘤、抗氧化、抗菌消炎、抗衰老等功效。

现有技术中，以提取挥发油后的灵香草渣水为原料，采用包括复合酶(β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蛋白酶)水解和酶促生香技术、溶剂萃取和乙醇沉淀传统技术、分子蒸馏纯化技术，抽滤，滤液制备烟用香料；滤渣经二次溶剂萃取后，经分子蒸馏纯化分离大分子组分，制备烟用香料；在再造烟叶中复配应用，起到补偿香气、降刺减杂、抗氧化的作用，尚未见报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种复合酶水解、溶剂萃取和乙醇沉淀传统技术以及分子蒸馏纯化等综合技术制备的广陵香复合香料，经复合酶水解及酶促生香，使广陵香渣水中的大分子物质降解、分解、转化生成小分子香气物质，而增加刺激感和杂气的物质含量减少甚至消失，水提醇沉制备烟用香料；渣经二次溶剂萃取、分子蒸馏纯化精制烟用香料，除去更多大分子杂质，保留更醇厚香气成分；两者复配得到广陵香香料，该香料同时包含致香成分和黄酮活性成分，在再造烟叶中应用，与烟气协调，丰富香气、改善烟气的香气质，降刺减杂，并能起到抗氧化作用，改善再造烟叶香气粗糙、刺激杂气大的缺陷。

本发明提供一种综合技术制备广陵香复合香料的方法，包括以下步骤：

(1)将广陵香提取挥发油后的渣水，乙酸调pH至4.5～6.5，在45～55℃条件下平衡半小时，加入渣水质量比0.1～0.3％的复合酶，混合均匀，并不停搅拌、40～55℃温育8～72小时，所述复合酶为食品级，β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为1:0.05-0.1:0.05～0.1；

(2)加入占总体积比10～30％的乙醇混合均匀，加热回流提取3～5小时，抽滤，滤液浓缩至1.1～1.3的相对密度，得到广陵香香料a；

(3)上述步骤(2)中的滤渣，加入30～80％的乙醇溶液混合均匀，二次溶剂加热回流提取3～5小时，抽滤，滤液浓缩至1.1～1.3的相对密度的浸膏；

(4)上述步骤(3)中的浸膏，加入占浸膏质量比40～70％的丙二醇，低于60℃下真空浓缩至无溶剂蒸出，得到广陵香-丙二醇浓缩液，再加入2～4倍浓缩液重量的丙二醇，得到广陵香分子蒸馏前处理物；

(5)将上述步骤(4)中的广陵香分子蒸馏前处理物加入到分子蒸馏设备中，进行进一步的分离纯化，所述的分子蒸馏温度为60～75℃，转子转速为100～140r/min，蒸馏压力4～10mbar，冷却温度为-2～4℃，最后所收集的轻组分馏分即为广陵香香料b；

广陵香香料a和广陵香香料b复配即得所述广陵香复合香料。

进一步的，所述步骤(1)中广陵香提取挥发油后的渣水，是质量比为广陵香干草：水为1:10～40经水蒸气蒸馏后残余的渣水。

进一步的，所述复合酶中β-葡萄糖苷酶的酶活为100-10000u/g，纤维素酶和蛋白酶的酶活为2万-10万u/g。

进一步的，所述步骤(2)中乙醇为食品级95％。

本发明提供一种上述方法制备的广陵香香料在再造烟叶中的应用，所述广陵香香料的配比为质量比，广陵香香料a：广陵香香料b＝0.5～2:1，所述广陵香复合香料在再造烟叶中的应用的质量比为0.1～0.5％。

本发明的有益效果：

本发明经复合酶水解、多次溶剂萃取和醇沉传统技术以及分子蒸馏纯化等综合技术制备广陵香复合香料并在再造烟叶中有增香减害的应用。经复合酶水解及酶促生香，使广陵香渣水中的不利于吸味的或抑制香味散发并难以被提取的大分子物质降解、分解、转化后释放出浓郁的具有天然特征的小分子香气物质，而增加刺激感和杂气的物质含量减少甚至消失，水提醇沉得到广陵香香料a；滤渣经二次溶剂萃取、分子蒸馏纯化得到广陵香香料b，除去更多蛋白质、纤维素等不利吸味的大分子杂质，保留更醇厚香气成分；两者复配得到广陵香复合香料，该香料同时包含致香成分和黄酮活性成分，在再造烟叶中应用，与烟气协调，丰富香气、改善烟气的香气质，降刺减杂，并能起到抗氧化降自由基作用，改善再造烟叶香气粗糙、刺激杂气大的缺陷。

本发明工艺条件简单，产品收率高，生产周期短，成本低，且所用的原料具有量大、天然环保无害等优点，实现了广陵香渣水从废弃物到高价值功能性烟草添加剂的完美蜕化，具有较大的工业应用前景。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解，此部分所描述的具体实施例仅可用于解释本发明， 并不用于限定本发明。

实施例1

(1)将广陵香提取挥发油后的渣水，乙酸调pH至4.5，在45℃条件下平衡半小时，加入渣水质量比0.1％的复合酶，混合均匀，并不停搅拌、40℃温育12小时；

所述广陵香提取挥发油后的渣水，质量比为广陵香干草：水为1:10经水蒸气蒸馏后残余的渣水。

所述复合酶为食品级，β-葡萄糖苷酶(酶活100u/g)、纤维素酶和蛋白酶(酶活均为2万u/g)，质量比为1：0.1：0.1。

(2)加入占总体积比10％的乙醇混合均匀，加热回流提取3小时，抽滤，滤液浓缩至1.12的相对密度，得到广陵香香料a；

所述乙醇为食品级95％。

(3)上述步骤(2)中的滤渣，加入30％的乙醇溶液混合均匀，二次溶剂加热回流提取3小时，抽滤，滤液浓缩至1.13的相对密度的浸膏；

(4)上述步骤(3)中的浸膏，加入质量比40％的丙二醇，低于60℃下真空浓缩至无溶剂蒸出，得到广陵香-丙二醇浓缩液，再加入2倍浓缩液重量的丙二醇，得到广陵香分子蒸馏前处理物；

(5)将上述步骤(4)中的广陵香分子蒸馏前处理物加入到分子蒸馏设备中，进行进一步的分离纯化，所述的分子蒸馏温度为60℃，转子转速为100r/min，蒸馏压力4mbar，冷却温度为0℃，最后所收集的轻组分馏分即为广陵香香料b。

本实施例的广陵香香料经复配(质量比广陵香香料a：广陵香香料b＝0.5:1)后，应用到再造烟叶中的添加量为质量比0.5％。

实施例2

(1)将广陵香提取挥发油后的渣水，乙酸调pH至5.2，在50℃条件下平衡半小时，加入渣水质量比0.2％的复合酶，混合均匀，并不停搅拌、45℃温育28小时；

所述广陵香提取挥发油后的渣水，质量比为广陵香干草：水为1： 20经水蒸气蒸馏后残余的渣水。

所述复合酶为食品级，β-葡萄糖苷酶(酶活:1000u/g)、纤维素酶和蛋白酶(酶活均为8万u/g)，质量比为1：0.08:0.05。

(2)加入占总体积比20％的乙醇混合均匀，加热回流提取4小时，抽滤，滤液浓缩至1.2的相对密度，得到广陵香香料a；

所述乙醇为食品级95％。

(3)上述步骤(2)中的滤渣，加入40％的乙醇溶液混合均匀，二次溶剂加热回流提取3.5小时，抽滤，滤液浓缩至1.2的相对密度的浸膏；

(4)上述步骤(3)中的浸膏，加入质量比50％的丙二醇，低于60℃下真空浓缩至无溶剂蒸出，得到广陵香-丙二醇浓缩液，再加入3倍浓缩液重量的丙二醇，得到广陵香分子蒸馏前处理物；

(5)将上述步骤(4)中的广陵香分子蒸馏前处理物加入到分子蒸馏设备中，进行进一步的分离纯化，所述的分子蒸馏温度为65℃，转子转速为110r/min，蒸馏压力6mbar，冷却温度为2℃，最后所收集的轻组分馏分即为广陵香香料b。

本实施例的广陵香香料经复配(质量比广陵香香料a：广陵香香料b＝1:1)后，应用到再造烟叶中的添加量为质量比0.3％。

实施例3

(1)将广陵香提取挥发油后的渣水，乙酸调pH至6.0，在55℃条件下平衡半小时，加入渣水质量比0.3％的复合酶，混合均匀，并不停搅拌、50℃温育45小时；

所述广陵香提取挥发油后的渣水，质量比为广陵香干草：水为1：30经水蒸气蒸馏后残余的渣水。

所述复合酶为食品级，β-葡萄糖苷酶(酶活1万u/g)、纤维素酶和蛋白酶(酶活为10万u/g)，质量比为1：0.1：0.1。

(2)加入占总体积比30％的乙醇混合均匀，加热回流提取5小时，抽滤，滤液浓缩至1.3的相对密度，得到广陵香香料a；

所述乙醇为食品级95％。

(3)上述步骤(2)中的滤渣，加入60％的乙醇溶液混合均匀，二次溶剂加热回流提取4.5小时，抽滤，滤液浓缩至1.15的相对密度的浸膏；

(4)上述步骤(3)中的浸膏，加入质量比65％的丙二醇，低于60℃下真空浓缩至无溶剂蒸出，得到广陵香-丙二醇浓缩液，再加入4倍浓缩液重量的丙二醇，得到广陵香分子蒸馏前处理物；

(5)将上述步骤(4)中的广陵香分子蒸馏前处理物加入到分子蒸馏设备中，进行进一步的分离纯化，所述的分子蒸馏温度为60℃，转子转速为120r/min，蒸馏压力8mbar，冷却温度为-2℃，最后所收集的轻组分馏分即为广陵香香料b。

本实施例的广陵香香料经复配(质量比广陵香香料a：广陵香香料b＝2:1)后，应用到再造烟叶中的添加量为质量比0.1％。

试验例1：感官评吸效果对比试验

将实施例1-3制备的广陵香复合香料按质量比的0.1～0.5％添加到再造烟叶(B类)中。然后将再造烟叶装入密封袋，放置在烘箱中80℃恒温30min，至水分合适，卷制成烟支，放入恒温恒湿箱内(22℃+1、相对湿度为60％+2％)平衡48h，请专家评吸小组评吸。

经评吸小组反复评吸，表1表明：本发明制备的广陵香复合香料，可使再造烟叶刺激降低、杂气减少、余味干净、烟气轻柔细腻、香气更丰富，增加喉部舒适性，明显改善了再造烟叶刺激大、口感不适的吸味缺陷。

表1.广陵香复合香料的感官评吸效果对比

试验例2：烟气自由基的检测

(1)气相自由基

以CCl4为溶剂配制浓度为0.05mol/l的PBN溶液，加入6mL该溶液到捕集装置并连接到吸烟机上捕集烟气自由基，检查吸烟装置是否漏气，将重量与吸阻都合格、平衡24h的烟支放在烟支夹持器上，按ISO4387的方法进行吸烟实验。每种卷烟样品抽吸10支，每个捕集瓶收集1支卷烟的烟气。吸烟结束后，收集PBN与自由基加合物的溶液，立即装入塑料离心管中，置于液氮中储存；测定之前，将冷冻溶液解冻，取200μL装入3mm直径的高精度石英管中进行ESR检测。

测试温度：295K，调制频率：100kHz，扫场宽度：10.0mT，扫描时间42s，中心磁场：3515mT，微波功率：10mW，时间常数：10.24ms进行检测。

(2)固相自由基的捕集

将剑桥滤片与固相自由基滤片先后放置于烟气捕集器中，检查吸烟装置是否漏气，按ISO4387的方法进行吸烟实验。每种卷烟样品收集10支，每张滤片捕集1支卷烟烟气固相自由基。吸烟结束后，将自由基滤片取下，装入3mm直径的高精度石英管中进行ESR检测。

测试温度：295K，调制频率25kHz，扫场宽度：10.0mT，扫描时间82s，中心磁场：3517mT，微波功率：5mW，时间常数：20ms，累加扫描2次进行检测。

样品卷烟相比空白对照卷烟的烟气气相自由基、固相自由基的清除率结果如表2所示。添加了实施例3的广陵香复合香料后，卷烟烟气的气相自由基降低了27.5％，固相自由基变化不显著，说明广陵香复合香料能显著降低卷烟烟气自由基，起到减害的作用。

表2添加广陵香复合香料的样品卷烟烟气自由基降低结果

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。