美拉德反應(yīng)在再造梗絲提質(zhì)中的應(yīng)用研究

樸永革++李鋒++李寶志++黃飛++池敬姬

摘 要：再造梗絲回填料液在酸性條件下水解后，分別加入L-脯氨酸、L-谷氨酸進(jìn)行美拉德反應(yīng)，采用GC/MS方法對(duì)揮發(fā)性致香成分檢驗(yàn)。結(jié)果表明：苯乙醛、苯乙醇、大馬酮、巨豆三烯酮、金合歡醇等揮發(fā)性致香成分（煙堿除外）相對(duì)含量分別增加12.40%及13.64%，制備的再造梗絲外觀顏色更加潤(rùn)澤、均勻；用于“長(zhǎng)白山”R卷煙配方中，煙絲光澤及香氣濃度、豐富性變好，雜氣、舒適性有所改善，回甜感增強(qiáng)，感官品質(zhì)提升效果明顯。

關(guān)鍵詞：再造梗絲；回填料液；美拉德反應(yīng)；GC-MS分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TS411 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）19-0217-03

再造梗絲作為卷煙制造業(yè)剛剛興起的一種全新的煙梗加工方法，在加工工藝?yán)砟钌陷^傳統(tǒng)梗絲有重大突破，通過(guò)對(duì)煙梗洗滌、擠壓、料液回填、多級(jí)干燥等處理方式，最終使其無(wú)論在“外形”上、還是在“吸味”上更接近于葉絲的品質(zhì)；同時(shí)再造梗絲保留了較高的填充值，有助于卷煙改善燃燒狀態(tài)，為梗絲更好地應(yīng)用于中高檔卷煙，實(shí)現(xiàn)有效降焦減害提供了一條全新的技術(shù)途徑。

美拉德反應(yīng)又稱(chēng)“非酶棕色化反應(yīng)”，由法國(guó)化學(xué)家Maillard在1912年提出。它是羰基化合物（還原糖類(lèi)）和氨基化合物間的反應(yīng)，此反應(yīng)經(jīng)過(guò)復(fù)雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質(zhì)類(lèi)黑精或稱(chēng)擬黑素，所以又稱(chēng)羰胺反應(yīng)[1]。該技術(shù)在食用香精及煙草香精中有非常好的應(yīng)用[2-4]。

再造梗絲回填料液作為影響再造梗絲最終感官品質(zhì)的關(guān)鍵原料，主要由煙草提取物組成，含有天然煙草致香成分、煙堿、不同結(jié)構(gòu)糖及水等化學(xué)成分，其香氣特征近于天然煙草香氣?；靥盍弦褐械亩嗵羌半p糖類(lèi)物質(zhì)在酸性條件下可水解轉(zhuǎn)化為單糖，利用美拉德反應(yīng)使其與外加的氨基化合物發(fā)生，得到改良型的再造梗絲回填料液，用GC/MS對(duì)揮發(fā)性致香成分分析[5-7]，并將試驗(yàn)樣品添加于“長(zhǎng)白山”R配方煙絲中進(jìn)行應(yīng)用評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

再造梗絲回填料液C6，取自生產(chǎn)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)；乳酸、氫氧化鈉、L-脯氨酸、L-谷氨酸，均為分析純?cè)噭?/p>

電熱恒溫水浴鍋（HH-S28s金壇市環(huán)保儀器廠）、電動(dòng)攪拌儀（HG03-JJ北京中科三研科技公司）、PH計(jì)（A301681 美國(guó)Thermo Eutech），電子天平（AB204-S梅特勒-托利多感量0.0001g）、流動(dòng)化學(xué)分析儀（AA3德國(guó)Bran+Luebbe公司）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（AutoSystem XL美國(guó)PE公司）；燒瓶、燒杯等玻璃儀器。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 再造梗絲回填料液PH值調(diào)節(jié)及非還原糖水解

為使再造梗絲回填料液中的多糖及雙糖類(lèi)物質(zhì)盡可能地轉(zhuǎn)化為還原性單糖，取500g回填料液C6用乳酸調(diào)節(jié)其pH值，由初始值6.8調(diào)至3.0，在85℃下水浴攪拌加熱1.0h，促進(jìn)回填料液中的多糖及雙糖類(lèi)物質(zhì)水解。將水解后的樣品（加蒸餾水?dāng)嚢柚匦露繛?00g）按照《YC/T159-2002煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》方法對(duì)其總糖及還原糖含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1。

1.2.2 再造梗絲回填料液美拉德反應(yīng)

由表1可知，回填料液C6中的多糖及雙糖類(lèi)物質(zhì)已得到有效轉(zhuǎn)化，其還原糖含量的增加有利于后續(xù)美拉德反應(yīng)的充分進(jìn)行。取轉(zhuǎn)化好的兩份回填料液（每份100g），使用0.5mol/L氫氧化鈉溶液中和，調(diào)節(jié)PH值至初始值6.8，分別加入1.0g的L-脯氨酸、L-谷氨酸，以水浴在90℃下加熱1.5h，連續(xù)攪拌使反應(yīng)體系中的還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物自然冷卻至室溫（加蒸餾水?dāng)嚢柚匦露繛?00g），得改良型再造煙絲回填料液C6-P（L-脯氨酸反應(yīng)物）及C6-G（L-谷氨酸反應(yīng)物）；將回填料液C6-P、C6-G及對(duì)照樣C6進(jìn)行GC/MS揮發(fā)性致香成分分析。

1.2.3 回填料液美拉德反應(yīng)物中揮發(fā)性致香成分分析

氣相色譜條件：色譜柱，HP-FFAP（30m×0.25mm id×0.25μm df）；檢測(cè)器為FID；進(jìn)樣口溫度為270℃，；升溫程序：50℃（2min）→（2℃/min）→240℃（10min）；分流比為1：10；進(jìn)樣量為1μL，；氫氣流量40（mL/min）；空氣流量350 （mL/min）；載氣為氦氣；尾吹為氮?dú)?，流?4（mL/min）。采用峰面積歸一化法定量。

質(zhì)譜條件：傳輸線溫度270℃；離子源溫度240℃；電離電壓70eV；質(zhì)量數(shù)范圍30～600；四極桿溫度160℃；倍增器電壓1500V；MS圖庫(kù)為NIST98∕WILEY6.0譜庫(kù)。

1.2.4 再造梗絲樣品制備及摻配評(píng)吸試驗(yàn)

將兩種改良型的再造煙絲回填料液C6-P、C6-G按生產(chǎn)配方同比例回填到經(jīng)萃取洗滌后的空白梗絲中，經(jīng)烘干處理使其含水率為12-13%，得改良型再造梗絲樣品；對(duì)照樣為以回填料液C6在同條件下試驗(yàn)制備的再造梗絲。將兩種試驗(yàn)樣及對(duì)照樣再造梗絲以10%的比例均勻摻配到“長(zhǎng)白山”R配方葉絲中。按照單支煙總重（0.88±0.01）g的標(biāo)準(zhǔn)，分別卷制成三份煙支樣品；將上述煙支置于溫度（22±1）℃，相對(duì)濕度為（60±2）%的恒溫恒濕箱中平衡48h，組織9位具有省級(jí)卷煙評(píng)吸資質(zhì)的人員對(duì)感官質(zhì)量及外觀品質(zhì)進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸與檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性致香成分檢測(cè)結(jié)果

回填料液經(jīng)美拉德反應(yīng)后對(duì)揮發(fā)性致香成分對(duì)比檢測(cè)，總離子流圖如圖1～圖3所示，相對(duì)含量對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2。根據(jù)峰面積歸一化法，經(jīng)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)檢索并與相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)照，經(jīng)美拉德反應(yīng)制備的再造煙絲回填料液揮發(fā)性致香成分主要由醇類(lèi)、酮類(lèi)及醛類(lèi)組成。從圖1～圖3及表2對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，再造梗絲回填料液在酸性條件水解發(fā)生美拉德反應(yīng)后，得到的兩種反應(yīng)產(chǎn)物中揮發(fā)性致香成分總峰面積略有增加，除煙堿外的致香成分相對(duì)含量分別增加12.40%和13.66%，其中糠醛、苯乙醛、苯乙醇、大馬酮、巨豆三烯酮、金合歡醇等致香成分在反應(yīng)后增量較明顯。上述揮發(fā)性產(chǎn)物對(duì)卷煙增香、改善吃味等方面發(fā)揮著重要的作用，如苯乙醛具有類(lèi)似風(fēng)信子的香氣，稀釋后具有果甜香氣，有提調(diào)香氣的作用；苯乙醇具有柔和、愉快而持久的玫瑰樣香氣，可增強(qiáng)卷煙香氣底韻；巨豆三烯酮可改善煙香，掩蓋雜味，增進(jìn)吃味，是煙草中關(guān)鍵的致香成分。endprint

2.2 感官檢驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)評(píng)吸人員對(duì)比評(píng)吸與檢驗(yàn)，美拉德反應(yīng)試驗(yàn)樣品卷煙C6-P、C6-G照比對(duì)照樣C6，其煙絲光澤明顯改善，煙氣濃度增加、香氣的豐富性變好，雜氣、舒適性稍有改善，回甜感增強(qiáng)，感官品質(zhì)整體有明顯提升。C6-G與C6-P卷煙樣品相比，C6-G樣品香氣更顯透發(fā)、飽滿，雜氣略??；C6-P樣品則在舒適性和回甜感方面表現(xiàn)略好。感官對(duì)比評(píng)吸結(jié)果見(jiàn)表3。

3 討論

再造梗絲回填料液經(jīng)非酶棕色化反應(yīng)，即美拉德反應(yīng)后，生成具有豐富香氣的大分子物質(zhì)，此類(lèi)物質(zhì)因顏色呈現(xiàn)棕黃色，可顯著改善再造梗絲顏色的潤(rùn)澤度和均勻性；摻配到葉絲配方使用后，與葉絲顏色、光澤更接近，提高了混配煙絲整體的外觀品質(zhì)。同時(shí)試驗(yàn)樣品對(duì)卷煙感官提質(zhì)效果明顯，煙絲光澤油潤(rùn)性增強(qiáng)，香氣濃度及豐富性變好，雜氣、舒適性有所改善，回甜感有一定提升，為再造梗絲更好地應(yīng)用于中高檔卷煙配方提供了一條可行的技術(shù)途徑。

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