专利名称：一种烟用美拉德反应香料的制备方法
一种烟用美拉德反应香料的制备方法
技术领域：
本发明属于烟用香精制备领域。更具体地，本发明涉及一种烟用美拉德反应香料的制备方法、利用所述方法制备得到的烟用香料，以及所述香料在卷烟中的应用。
背景技术：
当今社会，吸烟有害健康的观念深入人心，为减少香烟中的有害物质，生产低焦油低烟碱的“安全烟”成为卷烟生产制造生产商比较关心的问题。要解决这些问题，卷烟产品中烟草薄片等辅助材料的用量必定会增加，但这也会引起香烟吸味和满足感不足、烟香减弱等问题。因而卷烟生产商在精心调配卷烟配方的同时，会采用外加各种香料的办法以弥补卷烟香味的不足，可见开发安全且能够提升烟草吸味和香气的烟用香料是十分必要的。目前众多的增香方法可概括为将反应产物或反应原料加到烟草中。由于美拉德反应是烟草特征香味形成的重要反应之一，因此，美拉德反应在烟草增香中的应用研究倍受青睐，它也是制造香精香料的重要方法。Amadori化合物是还原糖(以葡萄糖为代表)和氨基化合物(以氨基酸为主)发生美拉德反应(非酶促棕色化反应)所生成的一类关键中间产物，是由N-取代葡萄糖胺经美拉德重排而来。美拉德重排产物在不同温度和PH值条件下能发生一系列复杂的反应生成多种具有芳香气味的小分子化合物和具有棕黑色的高分子化合物——类黑素，从而影响食品、烟草的香味和颜色。美拉德化合物是白色固体，常温下化学性质相对较稳定，没有气味；但通过加热，很容易裂解产生具有令人愉悦的芳香气味化合物如吡嗪类、呋喃类以及吡喃类化合物等。在醇化后的烟草中已发现多种美拉德化合物，其中主要有:1_脱氧-1-L-脯氨酸-D-果糖、1-脱氧-1-L-丙氨酸-D-果糖以及1-脱氧-1-L-天冬酰胺-D-果糖等，其总含量占烤烟干重的2%左右。烟草中的美拉德化合物通常可以增加烟草的甜香和烘烤香，改善吸味。
发明内容[要解决的技术问题]本发明的目的是提供一种烟用美拉德反应香料的制备方法。本发明的另一个目的是提供根据所述方法制备得到的烟用香料。本发明的另一个目的是所述香料在卷烟中的应用。[技术方案]本发明是通过下述技术方案实现的。本发明涉及一种烟用美拉德反应香料的制备方法，所述方法包括以下步骤:⑴混合以氨基酸和糖类物质作为起始原料，将其与催化剂一起加入溶剂中，然后搅拌，形成混合溶液；所述催化剂选自L-抗坏血酸(Vc)、羟基丁基茴香醚或特丁基对苯二酚；
⑵反应
调节步骤⑴得到的混合溶液的pH为7.5 8.5，在85 100°C冷凝回流加热反应1 3.5h，得到所述烟用美拉德反应香料。根据本发明的一种具体实施方式
，步骤(I)所述的糖类物质是葡萄糖与木糖按质量比1:2掺配的混合糖。根据本发明的另一种具体实施方式
，步骤(I)所述的氨基酸是L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸及选自于L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-脯氨酸、L-苏氨酸、L-谷氨酸、L-精氨酸的至少2种氨基酸的等重量混合得到的混合氨基酸。根据本发明的另一种具体实施方式
，步骤(I)中所述糖类物质与所述氨基酸的质量比为1.2:1 2:1。根据本发明的另一种具体实施方式
，步骤(I)中溶剂由丙二醇的水溶液，其中丙二醇浓度为60 70重量％。根据本发明的另一种具体实施方式
，步骤(I)中所述的起始原料与溶剂的质量比为1:1 1: 1.5 ;催化剂的使用量为起始原料即氨基酸和糖类物质总重的0.2-0.5%，优选地
0.3%。本发明还涉及根据所述的制备方法制备得到的烟用美拉德反应香料。本发明还涉及所述的烟用美拉德反应香料在卷烟中的应用，即在烟丝中加入占烟丝质量0.15%的所述烟用香料。下面将更详细地描述本发明。本发明涉及一种烟用美拉德反应香料的制备方法，所述方法包括以下步骤:(I)混合以氨基酸和糖类物质作为起始原料，将其与催化剂一起加入由丙二醇与水混合而成的溶剂中，然后搅拌，形成混合溶液其中，所述氨基酸是L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸及选自于L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-脯氨酸、L-苏氨酸、L-谷氨酸、L-精氨酸的至少2种氨基酸的混合氨基酸，这样使得各种氨基酸与糖反应得到的香气相互补充，扬长避短，香气更加丰满。其中，所述糖类物质是葡萄糖与木糖掺配的混合糖，其实混合比为1:2。之所以采用这样的比例，是因为不同的糖参与的美拉德反应产物是不一样的，这也导致产生的香气不同，例如葡萄糖参与的反应吡嗪物质产生的多一些，该比例是经过多次试验能够得到令人满意的结果而确定的。以上所述的糖类物质与所述氨基酸的质量比为1.2:1 2:1。经过本发明人反复实验，这一质量比是合适的。如果糖类物质与氨基酸的质量比偏小或者偏大，则会分别造成反应不完全使得产物有沉淀和产物加香后焦香太重破坏香气协调的后果。溶剂是由丙二醇与水混合而成的，其中水在所述混合溶液中的含量为30 40重量％。由氨基酸和糖类物质组成的起始原料与溶剂的质量比为1:1 1:1.5。本发明人经过反复实验确定了这一质量比，更稀或更浓的反应溶液都是不合适的。如果该质量比偏小，则美拉德反应体系水分活度较低，会造成反应速度较慢和反应不彻底，无法得到令人满意并能起到较好调香作用产物的后果。如果该质量比偏大，美拉德反应体系水分活度较高，反应物浓度相对较低，影响美拉德反应的速度及反应进度。
在本发明中使用的用于改变美拉德反应进程及产物香气的催化剂是Vc等。其具体作用是改变美拉德反应的方向，提高所需芳香物质的产率。其加入量为参加反应的其他固体物质的0.2-0.5%，优选地0.3%。(2)反应调节步骤⑴得到的混合溶液的pH为7.5 8.5，在85 100°C冷凝回流加热反应I 3.5h，得到所述烟用美拉德反应香料。反应混合物的pH值、反应温度和反应时间均会对反应生成的香味特征更有显著影响。通过反复实验，本发明人确定了适当的反应条件。在本发明方法中，可使用本技术领域常用的物质调节步骤(I)得到的混合溶液的pH,例如NaOH或NaOH水溶液。将该混合·溶液的pH控制在7.5 8.5，当pH大于8.5时，反应速度较快而难以控制，且风味也较差；当pH小于7.5时，反应速度较慢会增加成本，且香气不佳。在本发明方法中，反应温度应当控制在85 100°C。当反应温度低于这一范围时，反应速率较慢；当反应温度高于这一范围时，反应过快容易焦糖化，焦香过重。而反应时间控制在I 3.5h，是由于时间太短反应不完全；反应时间过长美拉德反应进入反映的高级阶段，而芳香物质产物主要在在中级阶段反应产生。本发明方法可采用本技术领域常用的反应设备进行冷凝回流加热反应，例如由威海市振泓化工机械有限公司生产销售的GY5000型蒸汽加热不锈钢反应釜。经过上述反应，最终得到的烟用美拉德反应香料呈液体状。本发明还涉及根据所述的制备方法制备得到的烟用美拉德反应香料。本发明还涉及所述的烟用美拉德反应香料在卷烟中的应用，即在烟丝中加入占烟丝质量0.15%的所述烟用香料。根据本发明制备方法得到的烟用香精以占烟丝质量0.1-0.2%的浓度，将其均匀喷洒到烟丝中，密封放置2h，然后按现有技术方法晾干制成卷烟。然后对由此制成的卷烟进行评吸并对比。[有益效果]本发明是以至少四种氨基酸与还原糖美拉德反应制得的香料，由于采用至少四种氨基酸和两种糖类物质，使反应得到的香气相互补充，扬长避短，更加丰满。本发明的制备方法原料成本较低，反应条件温和且易于控制，并且有效产物的产率较高。评吸人员的综合评价结果表明烟气的舒适感和余味都得到了改善，杂气减少，烟气得到了提升，区别于一般美拉德反应香料的焦香，具有甜润感。
具体实施方式下面非限制性实施例用于更详细地说明本发明。实施例1将木糖与葡萄糖按照质量比2:1混合，取等量的L-苯丙氨酸，L-天冬氨酸、L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-脯氨酸、L-谷氨酸，混合糖与混合氨基酸的质量比为1.25:1，加入等重量的60%的丙二醇作为溶剂。用氢氧化钠调节pH为7.8，并加入以混合糖与混合氨基酸总重计0.3%的Vc，90°C条件下反应1.5h，即得本发明的烟用香料。
将烟用香料以占烟丝0.15重量％的比例加入烟丝成品中并设空白，烘烤烟丝至适量水分。经评吸，上述烟用香料起到了增香的效果，且烟气舒适，余味较干净，稍有刺激，改善烟吸效果较为明显。实施例2糖由等重的木糖与葡萄糖掺配，等重的L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、L-甘氨酸、L-苏氨酸和L-脯氨酸相混合，混合糖与混合氨基酸按照质量比1.5:1混合，得到混合物共计200g，该混合物加入到300g水与丙二醇的混合溶剂中，其中水占混合溶剂的35重量％。用氢氧化钠调节pH为7.6，并加入0.4gVc,85 95°C条件下反应2h，即得本发明的烟用香料。由此得到的烟用香料以0.2%比例加入卷烟制品，经评吸，该烟用香料使得烟草制品的烟气细腻，减小刺激，余味干净，但是焦香较重，增香效果不明显。实施例3以等量的L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、L-甘氨酸、L-丙氨酸相混合的混合氨基酸，以木糖与葡萄糖按质量比2:1混合得到混合糖，将混合糖与混合氨基酸以1.33:1混合均匀，与200g水与丙二醇的混合溶剂形成初始混合反应液，其中水约占40% (w/w)，此外，糖氨混合溶液与溶剂的质量比为1:1。调节PH为7.9，并加入以混合糖与混合氨基酸总重计0.5%的Vc，90°C条件下反应lh，即得本发明的烟用香料。由此得到的烟用香料以0.15%比例加入卷烟制品后，经评吸，该烟用香料使得烟草制品的烟气细腻，有甜润感，香气较足，减轻杂气，减小刺激，余味稍有欠缺。实施例4
以等量的L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、L-甘氨酸、L-丙氨酸相混合的混合氨基酸，以木糖与葡萄糖按质量比2:1混合得到混合糖，将混合糖与混合氨基酸以2:1混合均匀，与312g水与丙二醇的混合溶剂形成初始混合反应液，其中水约占30% (w/w)，此外，糖氨混合溶液与溶剂的质量比为1:1.3。调节pH为7.5，并加入Vc，100°C条件下反应lh，即得本发明的烟用香料。由此得到的烟用香料以0.2%比例加入卷烟制品后，经评吸，该烟用香料使得烟草制品烟气细腻、甜润，减轻了杂气，香气足，余味较好，焦香稍重。实施例5以等量的L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、L-甘氨酸、L-丙氨酸相混合的混合氨基酸，以木糖与葡萄糖按质量比2:1混合得到混合糖，将混合糖与混合氨基酸以1.2:1混合均匀，与264g水与丙二醇的混合溶剂形成初始混合反应液，其中水约占40% (w/w)，此外，糖氨混合溶液与溶剂的质量比为1: 1.5。调节pH为8.5，并加入Vc，85°C条件下反应3.5h，即得本发明的烟用香料。由此得到的烟用香料以0.25%比例加入卷烟制品后，经评吸，该烟用香料使得烟草制品烟香柔和细腻，较透发，减轻了杂气和刺激，有甜润感，香气较足。
权利要求
1.一种烟用美拉德反应香料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: (1)混合 以质量比1:2 1: 1.2称取氨基酸和糖类物质作为起始原料，将其与催化剂一起加入溶剂中，然后搅拌，形成混合溶液；所述催化剂选自L-抗坏血酸、羟基丁基茴香醚或特丁基对苯二酚； (2)反应 调节步骤(I)得到的混合溶液的pH为7.5 8.5，在85 100°C冷凝回流加热反应I 3.5h，得到所述烟用美拉德反应香料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(I)所述的糖类物质是葡萄糖与木糖按质量比1:2混合得到的混合糖。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(I)所述的氨基酸选自L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸及选自于L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-脯氨酸、L-苏氨酸、L-谷氨酸和L-精氨酸中至少2种氨基酸的等量混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(I)中溶剂是丙二醇的水溶液，其中丙二醇的浓度为60-70重量％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述的起始原料与溶剂的质量比为1:1 1: 1.5。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述催化剂的加入量为起始原料重量的 0.2-0.5%ο
7.一种根据权利要求1所述的制备方法制备得到的烟用美拉德反应香料。
8.根据权利要求8所述的烟用美拉德反应香料在卷烟中的应用，其特征在于在烟丝中加入占烟丝质量0.15% 0.3%的所述烟用香料。
全文摘要
本发明涉及一种烟用美拉德反应香料的制备方法、利用所述方法制备得到的烟用香料，以及所述香料在卷烟中的应用。本发明的制备方法具有工艺简单收率高、生产过程无污染、操作方便等特点，得到的烟用香料使得卷烟制品的香气更加丰满，减少杂气，减轻刺激，提升舒适性。
文档编号C11B9/00GK103146481SQ20131007655
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者张严, 殷飞 申请人:华宝食用香精香料(上海)有限公司