沙棘浸膏Maillard反應香料的制備及其卷煙增香效果研究

張 帥，蘇海建，張 卉，寇霄騰，張相輝

（1.山東中煙工業有限責任公司技術中心，山東青島 266101；2.安徽中煙工業有限責任公司蚌埠卷煙廠，安徽蚌埠 233000；3.黑龍江煙草工業有限責任公司技術中心，黑龍江哈爾濱 150000）

沙棘為胡頹子科沙刺屬的落葉灌木或小喬木，又名醋柳。主要分布在我國西北、華北、東北及西南等10多個省區。沙棘果實富含多種維生素、有機酸、黃酮及微量元素，具有很高的營養價值和藥用價值[1-5]。我國對沙棘的應用研究已取得了一定的進展，主要用于食品、藥品、化妝品等領域。

目前，絕大部分煙用沙棘提取物主要是以沙棘為原料，經過提取、過濾、濃縮等工藝制備得到沙棘提取物[6-9]。該法得到的提取物含多種酯類、羧酸類及多糖，能夠降低卷煙煙氣干燥感和刺激性，改善煙氣口感舒適度，并且減少卷煙主流煙氣中的煙草特有N-亞硝胺（TSNAs） 總量，但是其存在香氣不夠豐富，在卷煙中的應用效果相對單一，僅能增加口腔甜潤感，略增加煙氣濃度，而在提升卷煙香氣、改善煙氣透發性、賦予卷煙特征風味等方面有不足。

美拉德反應是氨基酸與還原糖或羰基化合物發生的縮合、脫水、降解和氧化還原等一系列反應。通過美拉德反應可以產生種類豐富且分子量大的化學物質，使整個反應物香氣飽滿。此外，美拉德反應物中含有大量的香味物質，而且大部分與煙香協調，因而成為很好的煙用香料。隨著中式烤煙型卷煙降焦減害工作的不斷深入，煙草焦油中的各類致香物質也有不同程度的減少，造成煙味平淡、香氣淡薄、卷煙檔次降低，美拉德反應產物可以作為有效的增香物質在低焦油卷煙上使用，以增強卷煙的香味。在現有文獻中，尚未有報道以沙棘提取物作為還原糖與氨基酸發生美拉德反應。

1 材料及方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

試驗用卷煙為泰山空白葉組1#與2#；沙棘干果，頤中（青島）實業有限公司提供；乙醚、無水硫酸鈉（AR，國藥試劑）；無水乙醇（色譜純）；二氯甲烷（AR，國藥試劑）；NaOH水溶液、丙氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸、檸檬酸、丙二醇。

1.1.2 儀器

電磁攪拌可控溫加熱套、水蒸氣蒸餾溶劑萃取裝置（SDE）、旋轉蒸發儀，6890GC/5973MS型色質聯用儀、電子恒溫水浴、LA-230S型電子天平（感量 0.000 1 g） 等。

1.2 方法

1.2.1 沙棘浸膏的制備

將干燥的沙棘果清除雜質后，粉碎過80目篩；在裝有溫度計、回流管的1 000 mL的三口燒瓶中，放入50 g沙棘粉末，加入60%的乙醇水溶液（料液比1∶10）， 加熱提取5 h后趁熱抽濾（濾渣去掉），濾液用旋轉蒸發儀濃縮至無液體（10 min）滴出，得到沙棘浸膏。

1.2.2 沙棘浸膏梅拉德反應物的制備

稱取一定量的沙棘浸膏加入到容器中，然后加入沙棘浸膏質量5%～30%的氨類物質進行攪拌；氨類物質為丙氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸，按照質量比為2∶3∶1得到混合物。將混合物加到反應釜中，用NaOH水溶液調節pH值至10；加熱升溫至110℃，開啟冷卻回流裝置，于常壓下恒溫攪拌3 h，攪拌速度為800 r/min，然后停止加熱，倒出反應物。將所得反應物經過濾、減壓濃縮后，加入反應物質量5%的丙三醇，即得沙棘浸膏美拉德反應型煙用香料。

1.2.3 香氣成分收集

取沙棘浸膏美拉德反應物25 g，放入同時蒸餾萃取裝置一端的500 mL圓底燒瓶中，用電熱套加熱沸騰；裝置的另一端為盛有45 mL二氯甲烷的100 mL圓底燒瓶，在60℃下水浴加熱，同時蒸餾萃取3 h。二氯甲烷萃取液用無水硫酸鈉干燥，于4℃下放置12 h以上，過濾后將濾液倒入濃縮瓶中濃縮至約1 mL，濃縮液用于GC-MS分析。用沙棘浸膏作對照。

1.2.4 GC/MS分析條件

色譜條件：彈性石英毛細管柱HP-Innowax（30m×250 μm×0.25 m）；采用程序升溫：初溫50℃，保持2 min，以每4℃/min升至220℃，保持10 min，進樣口溫度250℃，進樣量1.0 μL，分流比10∶1，氦氣流速1 mL/min。

質譜條件：EI源電子能量70 eV，電子倍增器電壓1 600 V，質量掃描范圍30～550 amu，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃。按此分析測試條件，對反應物的香氣成分進行分析，各化合物質量分數的確定采用面積歸一化法。化合物定性分析是根據GC/MS聯用所得質譜信息用NISt98譜庫與標準譜圖對照、解析，最終確認其中的化學成分。

1.2.5 卷煙加香及評吸

按沙棘浸膏、沙棘浸膏美拉德反應型煙用香料和煙絲的質量百分比為0.05%的比例，將沙棘美拉德反應型煙用香料添加到煙絲1#與2#中，添加蒸餾水，使煙絲水分達到20%±1%，密閉貯藏2 h，用烘箱在135℃條件下將煙絲烘干至水分為12.5%±0.5%，再手工卷煙。

2 結果與分析

2.1 香味特征比較

2種物質香味成分比較見表1。

表1 2種物質香味成分比較

2.2 香氣成分分析

沙棘浸膏揮發性成分總離子流圖見圖1，沙棘浸膏美拉德反應物揮發性成分總離子流圖見圖2；沙棘浸膏揮發性成分組成見表2，沙棘浸膏美拉德反應物的揮發性成分組成見表3。

由表2與表3可知，沙棘浸膏的香味成分共鑒定出29個化合物，而其美拉德反應物的香味成分共鑒定出52個化合物。二者相比較，都含有的煙草香味成分為壬醛、糠醛、苯乙醛等。而沙棘浸膏美拉德反應物的香味成分中鑒定出吡嗪類、呋喃類香味物質，占揮發性成分比例較大，其中有揮發性強的甲基吡嗪，揮發性弱的乙基吡嗪、乙酰基吡嗪。在吡嗪類物質中2,6-二甲基吡嗪有可可、咖啡香氣，6-甲基-2-乙基吡嗪能增加煙草濃郁香，乙酰基吡嗪具有爆玉米花香和烘烤香。

表2 沙棘浸膏揮發性成分組成

2.3 加香評吸結果

將沙棘浸膏與其美拉德反應分別用于卷煙加香葉組1#與卷煙加香葉組2#進行卷煙加香比較。

評吸結果見表4。

3 結論

采用同時蒸餾萃取和氣相色譜-質譜聯用儀對沙棘浸膏、沙棘浸膏美拉德反應物的香味化合物進行了分離和鑒定，從沙棘浸膏共鑒定出香味成分29個化合物，而其美拉德反應物的香味成分共鑒定出52個化合物，并且鑒定出吡嗪類、呋喃類香味物質，占揮發性成分比例較大，這類化合物具有焦糖、烘烤香和堅果等特征香味。將此反應物用于卷煙加香，不僅能提高卷煙煙香，而且具有細膩煙氣、減少雜氣、改善余味等作用。

表3 沙棘浸膏美拉德反應物的揮發性成分組成

表4 評吸結果