幾種天然提取香精香料熱裂解產(chǎn)物、揮發(fā)性成分研究

羅福明　卓浩廉　廖偉杰　伍錦鳴　郭文　黎玉茗

摘要：煙用香精香料是卷煙極為重要的添加劑，主要起到改善卷煙香氣、減輕雜氣和改善余味等作用，能夠有效塑造卷煙品牌的風(fēng)格特征和提升消費者吸食的舒適感，而對卷煙煙氣成分起到重大影響的就是香精香料的熱裂解產(chǎn)物及揮發(fā)性成分。文章選取幾種煙用天然提取香精香料熱裂解產(chǎn)物及揮發(fā)性成分進(jìn)行了針對性的分析比較。

關(guān)鍵詞：天然提取香精香料；熱裂解產(chǎn)物；揮發(fā)性成分

中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）07-

煙用香精香料是卷煙的重要組成部分，能夠有效改善卷煙的感官內(nèi)質(zhì)，而對卷煙煙氣成分起到重大影響的就是香精香料的熱裂解產(chǎn)物及揮發(fā)性成分。卷煙燃燒是一個看似簡單其實復(fù)雜的物理和化學(xué)交互作用的變化過程，在其燃燒的過程中，不同的溫度產(chǎn)生不同的熱裂解產(chǎn)物，揮發(fā)出不同的成分。本文選取幾種煙用天然提取香精香料熱裂解產(chǎn)物及揮發(fā)性成分進(jìn)行了針對性分析研究，以期對卷煙生產(chǎn)企業(yè)日常調(diào)香工作開展起到一定的參考作用。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 試驗原料：市場上較為常見的煙用天然提取香精香料樣品。

1.1.2 試劑：乙醇、二氯甲烷、無水硫酸鈉、氮氧混合氣（比例為91：9）、氦氣。

1.1.3 儀器：熱裂解儀、氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀、蒸發(fā)儀、冷進(jìn)樣系統(tǒng)、蒸餾萃取裝置、毛細(xì)血

管柱。

1.2 方法：熱裂解

1.2.1 連接儀器：熱裂解儀連接冷進(jìn)樣系統(tǒng)上，然后冷進(jìn)樣系統(tǒng)連接氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀。

（1）氣象色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀使用方法：恒壓為102.6kPa；初始溫度設(shè)為40℃，3分鐘后以10℃/m的速率升到240℃，然后2分鐘后勻速升至280℃，持續(xù)5分鐘；離子源溫度設(shè)定為230℃；質(zhì)量的掃描范圍為36～450amu；延遲時間設(shè)定為5分鐘。

（2）熱裂解條件：在氮氧混合氣環(huán)境下，最高熱裂解溫度不超過900℃，初始溫度300℃，保持5秒，20秒后勻速升至最高熱裂解溫度，同樣保持5秒。

（3）熱裂解：用乙醇將樣品溶解為10mg/mL的溶液，去1～3μL進(jìn)行熱裂解，捕集熱裂解產(chǎn)物，進(jìn)行冷凝富集，最后紀(jì)念性分離、分析。

1.2.2 揮發(fā)性成分檢測。

（1）氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀分析條件：恒壓為1ml/min；初始溫度設(shè)為50度，1分鐘后以5℃/m的速率升到200℃，持續(xù)45分，然后92分鐘后勻速升至270℃，持續(xù)5分鐘；離子源溫度設(shè)定為230℃；質(zhì)量的掃描范圍為36～550amu；延遲時間設(shè)定為2.5分鐘。

（2）蒸餾萃?。簩⑺峤翘崛∥?、鳶尾、山楂酊、蜂蜜等浸膏類物質(zhì)按6：3：3：7的比例溶于0.25L水中，放入裝置一端的燒瓶中加熱，另一端用50℃水浴加熱0.025L二氯甲烷，3小時后，將蒸發(fā)萃取液體進(jìn)行干燥、濃縮后分析；另一種凈油類成分如山蒼子油和樹蘭凈油可以用乙醇稀釋后直接進(jìn)行分析。

2 分析結(jié)果

天然提取物裂解：經(jīng)過對上述其中不同物質(zhì)的熱裂解和揮發(fā)性成分試驗分析后，其熱裂解產(chǎn)物和揮發(fā)性成分如下表1所示：

由表1可知，酸角提取物發(fā)生熱裂解和揮發(fā)成分都含有亞油酸乙酯、糠醛、（.+/-.）-羥基-琥珀酸二乙酯、5-甲基-2-呋喃甲醛、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯，其中5-甲基-2一呋喃甲醛和（.+/-.）-羥基-琥珀酸二乙酯兩種物質(zhì)差別較大，在熱裂解產(chǎn)物中含量大，揮發(fā)性成分中很少，證明其是在熱裂解的過程中釋放的。2，3.二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、5-（羥甲基）-2-呋喃甲醛、2-呋喃甲酸酰肼、2，5-呋喃二甲醛、左旋葡萄糖酮等幾種物質(zhì)僅出現(xiàn)在裂解產(chǎn)物中，應(yīng)為熱裂解過程中釋放產(chǎn)生。

（E）-4-（2，6，6-三甲基-2-環(huán)己烯-l-基）-3-丁烯-2-酮、4-（2，5，6，6-四甲基-2-環(huán)己烯-l-基）-3-丁烯-2-酮、4-（2，6，6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基）-3-丁烯-2-酮、苯甲醇等幾種物質(zhì)同時在熱鳶尾裂解和揮發(fā)性試驗中出現(xiàn)，所占比例高達(dá)90%和60%以上。

在山楂酊的裂解和揮發(fā)性試驗中則共同出現(xiàn)了糠醛、苯酚、（.+/-.）-羥基-琥珀酸二乙酯、5-甲基-2-呋喃甲醛，其中后兩者占了裂解產(chǎn)物的大部分比例。琥珀乙二酸則是該浸膏類物質(zhì)的主要的揮發(fā)性成分，沒有出現(xiàn)在熱裂解產(chǎn)物中。

蜂蜜的熱裂解產(chǎn)物和揮發(fā)性成分相差很大，其共有成分僅有糠醛，并且占有較大的裂解產(chǎn)物比例。其熱裂解產(chǎn)物還有5-（羥甲基）-2-呋喃甲醛及D-阿洛糖、1，6-脫水-β-D-吡喃葡糖、5-甲基-2-呋喃甲醛、1，6-脫水-β-D-呋喃葡萄糖、（左旋葡聚糖）l， 2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H一吡喃4-酮、2，5-呋喃二甲醛、左旋匍萄糖酮等。

兩種凈油樣本中，山蒼子油和樹蘭凈油的揮發(fā)性成分分別占有80%和65%的比例，前者產(chǎn)生各種烯類、醛類、酮類和醇類等物質(zhì)，后者則產(chǎn)生各種烯類環(huán)類和脂酯類等。

3 總結(jié)

筆者通過各種實驗儀器的綜合應(yīng)用，對煙用天然提取香精香料的樣品酸角提取物、鳶尾浸膏、山楂酊、蜂蜜等浸膏類物質(zhì)和山蒼子油、樹蘭凈油六種物質(zhì)在900℃的最高熱裂解溫度下進(jìn)行實驗分析，并結(jié)合得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究表明：揮發(fā)性較強(qiáng)的試驗樣品，通過熱裂解后，釋放大量的揮發(fā)性成分，揮發(fā)性較差的試驗樣品，則會產(chǎn)生大量的熱裂解產(chǎn)物，并且其各自的物質(zhì)含量比例也不盡相同，當(dāng)然，也會出現(xiàn)大量的新生產(chǎn)物，如酮類、醛類、酸類、酯類以及呋喃等成分。因此，加深對于煙用香料香精的研究，提高其對卷煙的貢獻(xiàn)和完善，對于科學(xué)地提高卷煙產(chǎn)品的品質(zhì)等具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 繆恩銘，耿永勤，楊葉坤，黃海濤，陳建華，徐濟(jì)倉，李雪梅.幾種煙用香精香料熱裂解產(chǎn)物、揮發(fā)性成分的分析比較[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，（14）.

[2] 龐天河，陳紅麗，劉艷芳.攀西烤煙香氣質(zhì)量與中性致香成分的關(guān)系研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，21（2）.

（責(zé)任編輯：吳 濤）