一种适用于卷烟制品的麦芽焦甜香香料及其在烟草制品中的应用的制作方法

本发明属于烟用香料
技术领域：
，具体是一种适用于卷烟制品的麦芽焦甜香香料及其在烟草制品中的应用，即以焦麦芽为原料制备的麦芽焦甜香香料及其在烟草制品中的应用。
背景技术：
：焦甜香是中式卷烟香气风格特征的重要香韵，对卷烟感官品质有至关重要的影响。根据中式卷烟风格特征感官评价方法，焦甜香(caramel-likearoma)和坚果香（nuttyaroma）共同组成了烘焙香(roastaroma)香韵。中华、芙蓉王、利群、黄山、红塔山、白沙、玉溪等代表性品牌卷烟的评吸结果显示，烘焙香均为其风格特征的重要组成部分。而对大多数中式卷烟而言，焦甜香是其烘焙香香韵特征的主香调。如前述几个卷烟品牌，除白沙品牌烘焙香主要表现为坚果香外，其余的烘焙香均主要表现为焦甜香特征。因此，提高烟气焦甜香特征，对于中式卷烟感官品质的提升具有明显推动作用。国内外烟草公司对卷烟烟气冷凝物的研究中相继发现了呋喃类、呋喃酮类、环戊烯酮类和吡喃酮类等带有焦甜香特征的化合物，主要是麦芽酚（maltol）、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮（furaneol）、甲基环戊烯醇酮（cyclotene）、5-甲基糠醛（5-methylfurfural）等。这些物质除在烟草中含有外，也在麦芽提取物等传统烟用香料中含有。麦芽是大麦的成熟果实经发芽干燥而得，将麦粒用水浸泡后，保持适宜温、湿度，待幼芽长至约0.5cm时干燥即得生麦芽；生麦芽文火加热，炒至表面棕黄色，微有焦斑，即为炒麦芽；生麦芽用武火炒至焦黄色，有爆声，即为焦麦芽。生麦芽、炒麦芽和焦麦芽均作药用。生麦芽也是啤酒生产的主要原料。麦芽提取物（包括酊剂及浸膏）是一种常用的卷烟添加剂，其具有增加烟气焦甜香，去除青杂气的作用。但是，现有市售的麦芽提取物多是以生麦芽为原料采用传统的水或低度乙醇连续萃取法制备的，这种方法存在一些缺点：①提取过程中麦芽的部分天然香气损失，产品焦甜香特征不突出；②产品大多易溶于水或低浓度乙醇，使其在应用时受到一定限制，适合卷烟加料使用，不适用于卷烟加香；③其中含有部分蛋白质、淀粉、半纤维素等成分，这些物质在卷烟燃吸过程中会裂解产生一些有害成分，增加卷烟抽吸的刺激性和杂气（池敬姬,王艳丽.烟叶主要化学指标及其评吸质量间的相关性分析.延边大学农学学报.2006,28:208-210.；宋鹏.微生物发酵降低卷烟烟气中有害成分及提高卷烟质量的研究.西安:西北大学;2008.）；④含有部分植物蜡质，在卷烟燃吸时带来蜡质气等不良气息。目前，国内也有研究学者利用酶技术、微生物发酵技术（CN101889728A；CN102178345A）等对麦芽或麦芽提取物进行增香、产香处理，在一定程度上丰富了麦芽提取物的香韵，增加了香味成分的含量。但是，所得产品是以烤香、酿甜香或清香、甜醇香为主香韵，焦甜香并不突出，而且其中不同程度的仍然含有大分子物质和植物蜡质。技术实现要素：本发明的目的正是针对目前存在的问题，以焦麦芽为原料，采用适当的提取、分离纯化方法，制备一种麦芽焦甜香香料，并将其应用于卷烟烟丝加香和梗丝、再造烟叶的增香，提高卷烟抽吸时的焦甜香韵，提升中式卷烟感官品质。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于卷烟制品的麦芽焦甜香香料，是以焦麦芽为原料通过以下方法制备而成：a.原料预处理：焦麦芽除杂、粉碎；b.乙醇提取：用浓度大于65%（V/V，下同）的乙醇提取，滤出浸提液；c.冷冻脱蜡：浸提液减压浓缩至可溶性固形物含量约20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-25～-10℃条件下静置6～12小时，之后尽快抽滤或离心，收集清液；d.膜分离：向脱蜡后的清液中加入适量浓度为70%～90%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为2%～4%；先用孔径50～200nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5kD的超滤膜，收集超滤透过液，即得麦芽焦甜香香料。本发明在用乙醇对焦麦芽粉料进行提取时，可采用以下多种方式进行提取：如，室温下浸提，每批物料浸提2次，每次料液质量比1:5～1:10，每次浸提3～7天；在50～80℃条件下加热提取，料液质量比1:5～1:10，提取2次，每次1～3小时；超声波辅助提取，超声波频率28～45kHz，功率500～1000W，提取时间30～60min，提取温度30～50℃，料液质量比1:10～1:15；亦可采用微波辅助提取等其它现有技术。其中，优选的提取工艺为：浓度大于70%的乙醇，65～80℃加热提取两次，每次料液质量比1:5～1:8，每次提取1.5～2h。本发明制备的麦芽焦甜香香料具有特征的焦甜香香韵。室温下为棕褐色液体。麦芽焦甜香香料在烟草制品中的应用：作为卷烟烟丝加香用添加剂，将其用一定浓度乙醇或与丙二醇的混合溶剂稀释，单独或与其它香料混配后在卷烟生产的加香环节均匀喷洒到烟丝上，用量为烟丝质量的0.001%～0.01%；用于烟梗梗丝加香，将其添加至梗丝料液中，用量为梗丝质量的0.002%～0.02%，按常规工艺在梗丝加料工序均匀喷加至梗丝上，平衡之后与叶丝掺配制成卷烟。用于再造烟叶加香，将其添加至再造烟叶涂布液中，用量为再造烟叶质量的0.002%～0.02%，之后按常规工艺切丝、掺丝，最后制成卷烟。本发明具有以下有益效果：本发明的麦芽焦甜香香料能够赋予卷烟愉悦的焦甜香气息，强化中式卷烟风格特征，针对梗丝和再造烟叶香气较弱、刺激较大等问题，能够补香降刺。且该应用不改变烟草制品原有的生产工艺。本发明的麦芽焦甜香香料的制备方法，首先选择了富含焦甜香成分的焦麦芽为原料。生麦芽经过炮制后会产生大量的呋喃类化合物、吡嗪类衍生物、麦芽酚等，这些化学成分大多表现为焦甜香气息；并且较高强度的炒制会使得麦芽中的棕榈酸等有机酸的含量下降，降低了其提取物的油脂气息。本发明针对性地提取并分离富集了焦麦芽中的焦甜香成分，有效剔除了麦芽提取物中含有的植物蜡质、蛋白质、淀粉等对卷烟感官有副作用的成分。本发明制备的麦芽焦甜香香料中富含吡嗪类、呋喃类、呋喃酮类、吡喃酮类和环戊烯酮类化合物。所得产品焦甜香更加明显，香气成分更为集中。该制备工艺简单易操作，原料价格低廉，适于规模化工业生产应用，生产过程经济环保。附图说明图1为采用实施例1方法制备的麦芽焦甜香香料的GC-MS色谱图。图2为采用实施例2方法制备的麦芽焦甜香香料的GC-MS色谱图。具体实施方式以下结合实施例对本发明做进一步描述，但并不以任何方式限制本发明的范围。实施例1⑴麦芽焦甜香香料的制备市售的中草药焦麦芽1kg，除杂，粉碎至20目。采用浓度85%的乙醇加热至80℃提取，料液质量比为1:5，提取两次，每次2h。合并两次浸提液，减压浓缩至可溶性固形物含量为20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-10℃条件下静置6小时；之后尽快抽滤，向所得滤液中加入适量浓度为85%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为3%；先用孔径50nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5kD的超滤膜，收集超滤透过液，即得麦芽焦甜香香料。⑵麦芽焦甜香香料的香气成分分析准确称取一定量麦芽焦甜香香料，用内标萃取液（2,6-二甲基苯酚的乙醇溶液，浓度30μg/mL）充分溶解并定容至容量瓶中，用Agilent7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪检测。GC-MS条件：DB-WAXetr（60m×250μm×0.25μm）毛细管色谱柱；载气：He，99.999%；流速：1.0mL/min；进样口温度：250℃；进样量：1μL；进样模式：分流进样，分流比5:1；升温程序：起始温度40℃，保持4min，以2℃/min的速率升至160℃，接着以5℃/min的速率升至240℃，保持15min。离子源：电子轰击（EI），电子能量70eV；离子源温度230℃；传输线温度：150℃；扫描模式：全扫描，质量扫描范围为10～550a.m.u.；溶剂延迟时间：16min。麦芽焦甜香香料的GC-MS色谱图见附图1，主要香气成分的分析结果见表1。从分析结果可以看出，麦芽焦甜香香料中富含吡嗪类、呋喃类（糠醛、糠醇、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛）、呋喃酮类、吡喃酮类（麦芽酚、5-羟基麦芽酚、DDMP）和环戊烯酮类化合物。其中，麦芽酚、甲基环戊烯醇酮、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮具有典型的焦甜香香气。吡嗪类化合物多数具有坚果香、烘焙香，如2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪等，它们也是常用的烟用单体香料。糠醛、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛、糠醇和DDMP是卷烟烟气中的固有成分，虽不直接表现为焦甜香香韵，但他们是食品发生焦糖化或Maillard反应的主要产物，具有焦糖样、发酵的香韵，与烟香协调，丰富香气内涵。2-乙酰基吡咯具有坚果香、烘焙香韵。表1实施例1制得麦芽焦甜香香料的主要香气成分分析结果编号保留时间/min化合物名称相对含量/%128.962-甲基吡嗪1.54232.562,5-二甲基吡嗪0.70332.962,6-二甲基吡嗪1.38433.40乙基吡嗪0.59534.142,3-二甲基吡嗪0.57636.672-乙基-6-甲基吡嗪0.91737.072-乙基-5-甲基吡嗪0.18837.812,3,5-三甲基吡嗪0.34937.922-乙基-3-甲基吡嗪0.371040.443-乙基-2,5-二甲基吡嗪0.521141.492-乙基-3,5-二甲基吡嗪0.171242.03糠醛1.671348.755-甲基糠醛4.041454.07糠醇2.651563.01甲基环戊烯醇酮1.051667.033-甲基-2-羟甲基吡嗪0.081767.112,6-二甲基苯酚内标1867.801-(2-吡嗪)-1-乙醇0.431969.14麦芽酚30.612069.462-乙酰基吡咯0.962171.374-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮1.792277.622,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮（DDMP）4.402377.975-羟基麦芽酚1.842482.375-羟甲基糠醛31.71⑶麦芽焦甜香香料在烟草制品中的应用a.卷烟烟丝加香称取0.05g上述麦芽焦甜香香料，用85%乙醇和丙二醇质量比20:1的混合溶剂稀释至10g，混匀，备用。称取1kg配方烟丝，均匀分成两份，一份均匀喷加麦芽焦甜香香料的稀释液（加香量为0.01%，记为试验卷烟）；另一份均匀喷洒10g上述混合溶剂作为对照烟丝。之后分别卷制成烟。将试验卷烟和对照卷烟分别放入恒温（22±1℃）、恒湿（相对湿度60±2%）箱内平衡48h以上。经10人以上评委参照YC/T497—2014《中式卷烟风格感官评价方法》评吸，评价结果取平均值。结果（表2和表3）显示：添加麦芽焦甜香香料的试验卷烟，在香气和丰富性方面均有提升，烟气浓度略有增加，烘焙香（主要为焦甜香）和甜香突出，香气协调，同时杂气和刺激性减轻、余味舒适，整体吸食品质得到提高，风格特征更加明显。b.烟梗梗丝加香取1kg膨胀梗丝，并称取适宜添加量的原配方梗丝料液，向其中添加0.2g麦芽焦甜香香料，混匀，均匀地喷加在膨胀梗丝中，加料后的梗丝于室温下密封放置6h，按5%(质量分数)的比例均匀地掺入烤烟型卷烟配方烟丝中，用常规方法卷制成卷烟（记作试验样）。对照样为向原配方梗丝料液中添加0.2g85%乙醇的料液，按相同方法加料、储丝、掺丝、卷烟。将试验样和对照样分别置于温度(22±1)℃和相对湿度(60±2)%环境中平衡48h以上，由10人以上卷烟感官评价评委参照YC/T497—2014方法评价。结果(表4和表5)表明，膨胀梗丝料液添加麦芽焦甜香香料后，所制卷烟燃吸时香气和丰富性有一定提升，烘焙香（主要为焦甜香）和甜香明显增加，香气协调，余味舒适，整体吸食品质得到提高，风格特征更加明显。c.再造烟叶加香取1kg再造烟叶片基，并称取适宜添加量的原配方涂布液，向其中添加0.2g麦芽焦甜香香料，混匀，均匀地涂布到再造烟叶片基上，烘干后得到造纸法再造烟叶成品；将再造烟叶切丝后按5%(质量分数)的比例均匀地掺入烤烟型卷烟配方烟丝中，用常规方法卷制成卷烟（记作试验样）。对照样为向原配方涂布液中添加0.2g85%乙醇的涂布液，按相同方法涂布、烘干、切丝、掺丝、卷烟。将试验样和对照样分别置于温度(22±1)℃和相对湿度(60±2)%环境中平衡48h以上，由10人以上卷烟感官评价评委参照YC/T497—2014方法评价。结果(表6和表7)表明，再造烟叶涂布液添加麦芽焦甜香香料后，所制卷烟燃吸时香气和烟气浓度有一定提升，烘焙香（主要为焦甜香）和甜香明显增加，香气协调，余味舒适，整体吸食品质得到提高，风格特征更加明显。实施例2⑴麦芽焦甜香香料的制备市售的中草药焦麦芽1.1kg，除杂，粉碎至40目。用其重量15倍的浓度75%乙醇于室温下采用20L的超声波循环提取机提取，超声波频率45kHz，功率750W，提取总时间50min，超声时间与间隔时间为2s/1s，搅拌速度1500rpm。提取结束后真空抽滤，滤液减压浓缩至可溶性固形物含量为20%，此时加入等质量的95%乙醇，混匀后于-25℃条件下静置12小时；之后尽快抽滤，向所得滤液中加入适量浓度为75%的乙醇溶液，使其可溶性固形物含量为4%；先用孔径200nm的微滤膜过滤，收集透过液；再将微滤透过液过截留分子量为5kD的超滤膜，收集超滤透过液，即得麦芽焦甜香香料。⑵麦芽焦甜香香料的香气成分分析采用与实施例1相同的GC-MS方法对本实施例制备的麦芽焦甜香香料进行分析，GC-MS色谱图如附图2所示，主要香气成分分析结果见表8。从分析结果可以看出，该麦芽焦甜香香料中富含麦芽酚、5-羟甲基糠醛、糠醇、甲基环戊烯醇酮等成分。表8实施例2制得麦芽焦甜香香料的主要香气成分分析结果编号保留时间/min化合物名称相对含量/%128.962-甲基吡嗪0.38232.562,5-二甲基吡嗪0.25332.962,6-二甲基吡嗪0.56433.40乙基吡嗪0.19534.142,3-二甲基吡嗪0.21636.672-乙基-6-甲基吡嗪0.40737.072-乙基-5-甲基吡嗪0.12837.812,3,5-三甲基吡嗪0.21937.922-乙基-3-甲基吡嗪0.371040.443-乙基-2,5-二甲基吡嗪0.361141.492-乙基-3,5-二甲基吡嗪0.111242.04糠醛1.331348.755-甲基糠醛2.401449.534-环戊烯-1,3-二酮0.821553.98糠醇3.511663.04甲基环戊烯醇酮1.181767.082,6-二甲基苯酚内标1869.29麦芽酚35.461969.462-乙酰基吡咯0.942071.354-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮1.362177.602,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮（DDMP）2.552277.975-羟基麦芽酚1.852382.375-羟甲基糠醛22.09⑶麦芽焦甜香香料在烟草制品中的应用①按照再造烟叶片基质量0.002%的使用比例将麦芽焦甜香香料添加到再造烟叶涂布液中，混合均匀后涂布到再造烟叶片基上，烘干后得到造纸法再造烟叶成品，切丝。②按照膨胀梗丝质量0.002%的使用比例将麦芽焦甜香香料添加到梗丝料液中，混匀后均匀喷洒至膨胀梗丝中，加料后的梗丝于室温下密封放置6h。将①和②中得到的再造烟叶丝和梗丝各按3%(质量分数)的比例均匀地掺入烤烟型卷烟配方叶丝中，得到配方烟丝；再向其中均匀喷加麦芽焦甜香香料的稀释液（用75%乙醇与丙二醇质量比19:1的混合溶剂稀释），麦芽焦甜香香料相对配方烟丝的添加量为0.002%，之后卷制成烟（记作试验卷烟）。对照样为未添加麦芽焦甜香香料的再造烟叶和梗丝各3%掺兑的配方烟丝，均匀喷加与试验样等量的75%乙醇与丙二醇质量比19:1的混合溶剂，用常规方法卷制成烟。将试验卷烟和对照卷烟分别放入恒温（22±1℃）、恒湿（相对湿度60±2%）箱内平衡48h以上。经10人以上卷烟感官评价评委参照YC/T497—2014方法评价，评价结果取平均值。结果（表9和表10）显示：添加麦芽焦甜香香料的试验卷烟，在香气和丰富性方面均有提升，烟气浓度增加，烘焙香（主要为焦甜香）和甜香明显增加，香气协调，余味舒适，整体吸食品质得到提高，风格特征更加明显。当前第1页1 2 3