刺五加浸膏在卷煙中的應(yīng)用效果

摘要：為了分析新型天然煙用香精在卷煙中的應(yīng)用效果，將自制的刺五加[Acanthopanax senticosus（Rupr. Maxim.） Harms]浸膏進(jìn)行卷煙加香試驗(yàn)，并利用（Py）-GC/MS法測定了浸膏在300、600、900 ℃條件下的裂解產(chǎn)物，以及添加了刺五加浸膏后卷煙主流煙氣中致香成分的種類和含量。結(jié)果表明，刺五加浸膏具有增補(bǔ)煙草清香，細(xì)膩柔滑煙氣，提升煙香協(xié)調(diào)性，改善余味的作用；刺五加浸膏在300、600、900 ℃的條件下分別檢測出13、64、83種產(chǎn)物，隨著裂解溫度的升高，裂解產(chǎn)物逐漸復(fù)雜；加入適量刺五加浸膏后的卷煙主流煙氣中檢測到的致香成分和浸膏的熱裂解成分幾乎完全不同。浸膏對卷煙主流煙氣致香成分的影響較為明顯，特別是對酮類、醇類、酯類的影響最大。

關(guān)鍵詞：刺五加[Acanthopanax senticosus（Rupr. Maxim.） Harms]浸膏；加香；熱裂解；主流煙氣；致香成分

中圖分類號：TS426；TS44+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）19-5151-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.19.067

Abstract：In order to analyze the application effects of new natural tobacco flavor，the extractum was evaluated as a cigarettes flavoring，and extractum was pyrolyzed at 300，600，900 ℃ separately，pyrolyzates and aromatic components of mainstream smoke were analyzed by on-line（Py）-GC/MS. The results showed that，the extractum enhanced smoke flavor，improved and modified the smoking taste of cigarette；13，63，84 constituents were identified in pyrolyzates at 300，600，900 ℃ respectively，and pyrolyzates increased with temperature raising. Pyrolyzates and aromatic components of mainstream smoke were almost entirely different after adding moderate extractum. Extractum had a strong influence on aromatic components of mainstream smoke，especially on ketones，alcohols and esters.

Key words： Acanthopanacis semticosi extractum； flavoring； pyrolysis； mainstream smoke； aromatic components

刺五加[Acanthopanax senticosus（Rupr. Maxim.） Harms]始見于《神農(nóng)本草經(jīng)》，其中的活性成分刺五加苷具有明顯的抗疲勞、抗腫瘤、耐缺氧、改善心腦血管活性的作用[1-3]。對于刺五加的研究現(xiàn)多集中于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[4-12]，尚未見其在卷煙應(yīng)用中的報(bào)道。為此，本研究對刺五加浸膏進(jìn)行了卷煙加香試驗(yàn)，并采用（Py）-GC/MS法對刺五加浸膏的熱裂解產(chǎn)物，及其在卷煙應(yīng)用中主流煙氣的致香成分進(jìn)行了測定，旨在為天然煙用香料的開發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料：刺五加根莖購于云南昆明菊花村藥材市場；軟玉溪空白葉組煙絲由云南中煙紅塔技術(shù)中心提供，煙支空筒由軟玉溪成品煙吹制。

試驗(yàn)儀器：Clarus500氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；CDS5200熱裂解儀（美國CDS公司）；RM200吸煙機(jī)（德國BORGWAIDT公司）；直徑50 mm劍橋?yàn)V片（0.45 μm）；傾斜式高速萬能粉碎機(jī)FW-200A（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；HH-S8數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市醫(yī)療儀器廠）；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；SHZ-DIII循環(huán)式真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；電子天平PG203-S（感量0.001 g，德國Mettler-Toledo公司）。

1.2 方法

1.2.1 刺五加浸膏的制備及Py-GC/MS分析 將刺五加根莖洗凈、晾干、粉碎，稱取100 g刺五加根莖粉末，于50 ℃水浴條件下，加入50%的乙醇500 mL回流提取2 h，重復(fù)1次。將提取液合并，60 ℃下減壓濃縮至黑褐色粘稠狀，得約45 g刺五加浸膏。

稱取5份刺五加浸膏，每份2 mg于熱裂解儀的石英管中，用石英棉堵塞管子的兩端，然后將石英管裝入熱裂解儀進(jìn)行熱裂解。

熱裂解條件：裂解器附件初始溫度50 ℃，保持0 s；終溫250 ℃，保持4 min。裂解絲初始溫度50 ℃，保持20 s；而后分別升至600、900 ℃，并保持20 s。吸附阱條件：吸附溫度35 ℃，脫附溫度280 ℃，脫附及進(jìn)樣時間4 min。裂解環(huán)境：9%的氧氣，流速20 mL/min。

GC/MS條件：Ultra2（50 m×0.32 mm×0.53 μm）毛細(xì)管柱。分流比進(jìn)樣10∶1；2 ℃/min進(jìn)樣口溫度250 ℃；氦氣流速1 mL/min；程序升溫：50 ℃（10 min）→150 ℃（15 min）→2 ℃/min→270 ℃（10 min）（總運(yùn)行時間為145 min）。接口（AUX）溫度280 ℃；電子轟擊離子源（EI）溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電離能70 eV；質(zhì)量掃描范圍35～350 amu。采用Nist05.d標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索定性。

1.2.2 卷煙加香試驗(yàn)及GC/MS分析 按煙絲質(zhì)量的0.01%、0.02%、0.03%、0.05%將刺五加浸膏用水溶解后均勻噴灑在煙絲上，室溫下平衡3 h，然后將煙絲烘干至含水量12%，卷制成煙支，另用等量清水添加到煙絲中，按相同步驟操作，制得空白對照煙支。請10位專家進(jìn)行對比評吸。

選取加香0.02%及空白對照煙支（0.92 g）各200支，在22 ℃、相對濕度60%的環(huán)境中平衡48 h，然后上吸煙機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)國標(biāo)GB/T 19609-2004[13]的要求對樣品主流煙氣中的粒相物進(jìn)行捕集，然后按上述條件進(jìn)行GC/MS分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺五加浸膏的加香效果

評吸結(jié)果（表1）表明，刺五加浸膏在軟玉溪空白葉組上的最適添加量為0.02%。浸膏的香氣主要為清香和干草香，略帶一點(diǎn)藥草香，與煙香的協(xié)調(diào)性好，可明顯增加葉組的香氣量，細(xì)膩柔滑煙氣，改善葉組的香氣質(zhì)，另外對卷煙雜氣的掩蓋和余味的改善也有一定作用。浸膏添加量加大后，對葉組煙香香氣質(zhì)和協(xié)調(diào)性的正面影響會逐漸減弱，同時對卷煙的雜氣和余味帶來一定的負(fù)面作用。

2.2 刺五加浸膏的熱裂解成分分析

由表2可知，在300 ℃的裂解條件下，共檢測出13種裂解產(chǎn)物，包括醛類、酮類、呋喃類、醇類、烷烴，其中相對含量最多的為醛類，主要有糠醛（47.50%）、5-羥甲基糠醛（15.61%）、5-甲基-2-糠醛（6.72%）；其次為糠醇（3.60%）和環(huán)十二烷（3.46%）；酮類的種類和含量都較少，分別為1-（2-呋喃基）-乙酮（2.35%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（2.06%）、2-環(huán)戊烯-1，4-二酮（0.74%）；呋喃類最少，只有2-甲基-呋喃（0.18%）。

在600 ℃的裂解條件下，共檢測出64種裂解產(chǎn)物，除醛類、酮類、呋喃類、醇類、烷烴外，酚類和酯類也有產(chǎn)生。在裂解產(chǎn)物中總含量最高的仍然是醛類，但與300 ℃產(chǎn)物裂解相比，檢出的種類和含量都有所下降，其中糠醛含量仍最高，但已由47.50%降為13.18%。其他幾種醛類含量也有所降低，但變化不大，5-羥甲基糠醛和5-甲基-2-糠醛分別占14.53%和5.86%。酮類種類明顯增加，由300 ℃時的3種增加到22種，呋喃類明顯增加，由之前的1種增加到10種，其中含量超過1%的僅有2-乙?；?5-甲基呋喃（1.22%）。酚類有11種，其中2-甲基-苯酚、苯酚、3-甲基-苯酚的含量最高，分別為1.20%、1.11%、1.11%。酯類只有2種，分別為糠基甲酸酯（0.05%）和十六酸乙酯（0.04%）。

在900 ℃的裂解條件下，共檢測到83種裂解產(chǎn)物，醛類有7種，其中含量最高的仍然是糠醛，為12.02%；酮類有15種，總含量為6.04%；呋喃類有10種；酚類有10種；苯及其衍生物有11種；稠環(huán)芳香烴有22種；另外還有少量的酸、酯、烷烴和烯烴。

以上結(jié)果說明裂解溫度越高，裂解產(chǎn)物越復(fù)雜，醛類隨著溫度的升高含量逐漸減少，酮類的種類和含量隨溫度的升高先增加后減少，呋喃類、酚類、苯及其衍生物、稠環(huán)芳香烴等物質(zhì)都隨溫度的升高而增加。

2.3 卷煙主流煙氣致香成分分析

由表3可看出，對照卷煙的主流煙氣中共檢測到65種致香成分，添加了刺五加浸膏（0.02%）的樣品煙（以下簡稱樣品煙）的主流煙氣中共檢測到74種致香成分。其中有44種致香成分是兩種卷煙所共有的，有21種致香成分僅在對照煙中檢測到，樣品煙未檢出；有30種致香成分僅在樣品煙中檢測到，對照煙中未檢出。兩種卷煙的主流煙氣中各類化合物的數(shù)量和含量差別都較大。其中酮類的差別最大，然后依次是醇類、酸類、呋喃類，對照煙特有的酮類6種、醇類6種、酸類4種、呋喃類1種；樣品煙中特有的酮類6種、醇類5種、酸類2種、呋喃類2種。另外還有4種吡啶、1種烷烴、4種酯類、3種酚類、1種醛類，僅在樣品煙中檢測到，對照煙中沒有。僅在對照煙中檢測到的酮類中含量較高的有2，3，4-三甲基環(huán)戊烯-1-酮、3，5-二甲基環(huán)戊烯酮、2-羥基-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3-甲基-2，5-哌嗪二酮；僅在樣品煙中檢測到的酮類含量較高的有3-甲基環(huán)戊烷-1，2-二酮、3，5-二羥基-6-甲基-2，3-二氫吡喃-4-酮。僅在對照煙中檢測到的醇類含量較高的有茄尼醇、植醇、3-氧代-α-紫羅蘭醇。另外，在對照煙和樣品煙共有的致香成分中，一些重要的致香成分如茄酮、新植二烯、降茄二酮、巨豆三烯酮、3-羥基-β-大馬酮，在樣品煙中含量更高。

3 小結(jié)與討論

刺五加浸膏具有增補(bǔ)煙草清香、細(xì)膩柔滑煙氣、提升煙香協(xié)調(diào)性、改善余味的作用。刺五加浸膏在300、600、900 ℃的條件下分別檢測出13、64、83種產(chǎn)物，隨著裂解溫度的升高，裂解產(chǎn)物逐漸復(fù)雜，醛類的含量隨著溫度的升高逐漸降低，酮類的種類和含量隨溫度的升高先增加后減少，呋喃類、酚類、苯及其衍生物、稠環(huán)芳香烴等物質(zhì)都隨溫度的升高而不斷增加。刺五加浸膏添加到卷煙中后，對主流煙氣致香成分的影響較為明顯，酮類、醇類、酯類、呋喃類、含氮化合物的種類和含量與對照相比，差異都比較大。這些化學(xué)成分具有果香、膏香、清香、烤香等各類香味特征，對卷煙煙香的表達(dá)可起到促進(jìn)作用。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在主流煙氣中檢測到的致香成分和浸膏的熱裂解成分幾乎完全不同，只有浸膏熱裂解成分中含量最高的糠醛、5-甲基糠醛在主流煙氣中被檢出，其他裂解成分均未檢測到。分析其原因之一可能是因?yàn)闊煵菰谌紵龝r，本身就會產(chǎn)生大量的致香物質(zhì)，而這些致香成分自然會掩蓋、干擾卷煙中浸膏裂解產(chǎn)物的測定。雖然在主流煙氣中沒有檢測到浸膏直接裂解的致香成分，但從樣品煙和對照煙主流煙氣致香成分差異較大的結(jié)果可知，浸膏加入到煙絲中，確實(shí)對卷煙的主流煙氣的致香成分的構(gòu)成產(chǎn)生了較大影響。單純從檢測到的數(shù)據(jù)上來推測，浸膏加入卷煙后，在卷煙的燃燒過程中，單獨(dú)熱裂解出的成分并不多，大多與煙絲發(fā)生了反應(yīng)，或者在卷煙燃燒過程中，其裂解成分與煙絲燃燒產(chǎn)生的成分發(fā)生了反應(yīng)，從而生成了新的物質(zhì)。從浸膏添加量的角度考慮，由于試驗(yàn)為了考察刺五加浸膏在最適添加量下對主流煙氣的影響，因此浸膏的添加量非常小，同時煙草本身燃燒產(chǎn)生大量的致香物質(zhì)，這就可能導(dǎo)致檢測結(jié)果受到試驗(yàn)條件的限制，致使很多微量的致香成分沒有檢測到。浸膏在加入卷煙后是如何參與卷煙的燃燒，需要加多大的添加量，還需要進(jìn)一步的研究。

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