一种杨梅浸膏的美拉德反应物、制备方法及其在加热卷烟再造烟叶中的应用与流程

1.本发明属于烟用添加剂技术领域，具体涉及一种杨梅浸膏的美拉德反应物、制备方法及其在加热卷烟再造烟叶中的应用。


背景技术：

2.加热卷烟由于加热器具温度设计较低，涉及的香精香料的选配、设计不同于传统卷烟及电子烟，尤其浸膏类单体香原料，主要靠挥发性致香成分提供香气，剩余高沸点致香物质烟气转移率极低，造成香原料浪费，另有大量非挥发性物质如大分子糖类、果胶、蛋白等，使用时易产生焦糊味的问题。
3.杨梅浸膏是由杨梅干燥、发酵后，破碎并水提或醇提得到的棕红色膏体，由于其典型的浓郁甜果香特征，可作为增香保健营养添加剂，同时也是一种重要的烟用添加剂。研究文献如潘连华（轻工科技, 2020 36（9）:42-43）使用涡旋振荡萃取的前处理方法提取杨梅浸膏挥发性成分，开发新型烟用天然香原料，采用gc-ms法分离鉴定出25种挥发性成分，主要为酯类、醛、醇、酮、酚类等，共同形成了杨梅浸膏的独特香味。与传统卷烟类似，杨梅浸膏的挥发性成分在加热卷烟中可赋予卷烟独特的杨梅醇化特征，丰富烟香；但杨梅浸膏中主要成分，比如大量糖类物质和氨基酸并没有起到传统卷烟中的应用效果，比如丰富香气、减轻刺激性、降低烟气强度、醇和烟气等作用。
4.美拉德反应产物中含有大量与烟草协调的致香成分，且具有天然感强、香气饱满等优点，在改善烟草制品品质方面取得了良好的应用效果，因而美拉德反应成为制备烟用香料的重要途径。研究文献如杨君（食品工业科技. 2016,37(13)：290-294）报道杨梅浸膏糖含量为 56.3% ，氨基酸 19.09 mg/g，柠檬酸 23.99 mg/g，较大程度上浓缩了杨梅中糖、有机酸和氨基酸等营养物质。利用杨梅浸膏中含有的大量的氨基酸及还原糖类物质，通过引入氨基酸及部分还原糖，可以利用美拉德反应进一步制备香气量丰富、香气品质更高的热反应型烟用香料。
5.目前有一些关于植物浸膏美拉德反应物的制备相关专利。如中国专利201610976052.1公开了一种无花果浸膏美拉德反应物的制备方法及其在卷烟中的应用，在无花果中以喷料方式加入果胶酶和木聚糖酶发酵后用乙醇提取后浓缩得到无花果浸膏，然后在浸膏中加入脯氨酸、亮氨酸、丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸中的一种或任意两种以上进行美拉德反应，得到的无花果浸膏美拉德反应物能增加卷烟香气丰富性，掩盖杂气，与烟香协调。中国专利201310270107.3公开了一种烟用甘草浸膏美拉德反应物的制备方法及其应用，将甘草醇提液浓缩后得到甘草浸膏，然后加入糖和氨基酸反应制备美拉德反应物，其中糖指果糖或葡萄糖，氨基酸为脯氨酸。上述反应主要原理是利用植物多糖或还原糖作为碳源进行美拉德反应，所用植物原料本源致香物质较少，常规卷烟使用时提供增香、增浓、改善口感作用，无法像杨梅浸膏一样香气特征十分典型，可以作为特征香型应用于加热卷烟，目前关于制备具有特征香型的植物浸膏美拉德反应物且应用于加热卷烟的研究较少。


技术实现要素：

6.为了解决目前市售杨梅浸膏在加热卷烟中应用效果大打折扣的问题，本发明目的在于提供一种杨梅浸膏的美拉德反应物，其通过用果胶酶、蛋白酶、淀粉酶去除杨梅浸膏中的果胶等杂质、分解蛋白质为氨基酸、催化淀粉及糖原水解生成还原性糖等，然后进行美拉德反应，在加热卷烟再造烟叶生产中，可作为果香香韵添加剂，也可直接作为杨梅香型风格发烟剂使用。
7.本发明还提供了上述杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法及其在加热卷烟中新的应用。
8.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶加水调制成酶解溶液，在成品杨梅浸膏a中加入酶解溶液于50
±
3℃酶解反应5-12h；（2）将酶解后的产物负压浓缩至原杨梅浸膏a重量，得到杨梅浸膏b；（3）将杨梅浸膏b与葡萄糖、氨基酸、甘油或丙二醇混合均匀，使用koh溶液调节反应体系的ph值为6.8
±
0.1后，补水至体系中水分含量为15
±
3%；（4）上述反应液置于美拉德反应装置中于100-120℃加热1.5-5h进行美拉德反应，冷却后离心除杂，即得到杨梅浸膏的美拉德反应物。
9.具体的，步骤（1）中所述果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶添加量均为杨梅浸膏a质量的0.1-0.5%。所述复合蛋白酶由木瓜蛋白酶和胃蛋白酶按质量比1:1-4复配而成，适宜酸性介质环境。
10.进一步的，步骤（3）中所述葡萄糖为粉体葡萄糖或液体葡萄糖浆。
11.具体的，步骤（3）中所述氨基酸为脯氨酸、甘氨酸、色氨酸、精氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸等中的一种或多种混合物。
12.进一步的，步骤（3）中，杨梅浸膏b的质量份为10-20时，葡萄糖的质量份为10-15，氨基酸的质量份为0.6-2.0、丙二醇或甘油的质量份为17-20。
13.本发明提供了采用上述制备方法制备得到的杨梅浸膏的美拉德反应物。
14.本发明还提供了上述杨梅浸膏的美拉德反应物在加热卷烟再造烟叶中的应用。
15.上述的应用，具体的，采用本领域常规技术，将烟粉、发烟剂、胶黏剂、外加植物纤维、水及杨梅浸膏的美拉德反应物混合均匀形成浆料，然后按照再造烟叶制备方法（稠浆法或辊压法）制成加热卷烟再造烟叶。进一步的，发烟剂添加量为烟粉干重的15%-25%之间，胶黏剂添加量为烟粉干重的2%-5%之间，外加植物纤维添加量为烟粉干重的3%-6%之间，水的添加量为烟粉干重的3.8-4.2倍之间，杨梅浸膏的美拉德反应物添加量为烟粉干重的5
‰‑
10
‰
之间。
16.上述的应用，具体的，所述发烟剂为甘油、丙二醇等中的一种或两种；所述胶黏剂选自羧甲基纤维素、聚乙烯醇、瓜尔胶等中的一种或多种；所述外加植物纤维为针叶纤维、阔叶纤维、竹纤维、亚麻纤维等中的一种或多种。烟粉可以为烟叶原料粉碎成粒径为30-50μm的粉末。
17.和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所述杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其首先用酶解方法去除杨梅浸
膏中的果胶类易沉淀杂质、分解蛋白质为氨基酸、催化淀粉及糖原水解为葡萄糖、麦芽糖等，然后补加葡萄糖、氨基酸等进行美拉德反应，反应后的浸膏保留了杨梅特征香韵风格，同时增加了美拉德反应产物特征香韵，在加热卷烟再造烟叶生产过程中，可作为果香香型添加剂，也可直接作为杨梅风格发烟剂使用。该方法不仅有效利用了杨梅浸膏中大量不适用于加热卷烟的糖进行美拉德反应，提升浸膏使用效果，同时反应条件温和，要求的设备相对简单，易于工业化生产。
附图说明
18.图1为实施例1中5.0
‰
杨梅浸膏c在稠浆法再造烟叶中香气风格特征；图2为实施例2中10.0
‰
杨梅浸膏d在辊压法再造烟叶中香气风格特征。
具体实施方式
19.以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
20.下述实施例中，所用成品杨梅浸膏a购买自郑州捷士化工有限公司生产的杨梅浸膏。
21.下述实施例1中所用复合蛋白酶由木瓜蛋白酶和胃蛋白酶按质量比1:3复配而成；实施例2中所用复合蛋白酶由木瓜蛋白酶和胃蛋白酶按质量比1:2复配而成。
22.实施例1一种杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶加水调制成酶解溶液，在成品杨梅浸膏a中加入酶解溶液进行酶解反应，其中果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶添加量分别为杨梅浸膏a质量的0.1%，酶解温度为50
±
1℃，酶解时间12h；（2）将酶解后的产物负压浓缩至原杨梅浸膏a的重量，得到杨梅浸膏b；（3）将杨梅浸膏b与葡萄糖、氨基酸、甘油混合均匀，使用koh溶液调节反应体系的ph值为6.8
±
0.1后，补水至体系中水分含量为15%。氨基酸为脯氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸三种。杨梅浸膏b的质量份为15时，葡萄糖的质量份为12，脯氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸的质量份分别为0.30、0.40和0.30，甘油的质量份为20；（4）将上述反应液置于美拉德反应装置中加热反应一段时间（美拉德反应温度为120℃，反应时间为1.5h），冷却后离心除杂，得到杨梅浸膏c（即为杨梅浸膏的美拉德反应物）。
23.本发明还提供了上述杨梅浸膏的美拉德反应物在加热卷烟再造烟叶中的应用，具体如下：将烟粉、发烟剂、胶黏剂、外加植物纤维、水及杨梅浸膏c，混合均匀形成浆料，采用本领域常规技术制成稠浆法再造烟叶。烟粉为烟叶原料粉碎成粒径为50μm左右的粉末，发烟剂为甘油，胶黏剂为羧甲基纤维素。外加植物纤维为质量比7:3的针叶纤维、阔叶纤维两种的混合物。发烟剂添加量为烟粉干重的18%，胶黏剂添加量为烟粉干重的3%，外加植物纤维添加量为烟粉干重的4%，水的添加量为烟粉干重的4.0倍，杨梅浸膏c添加量为烟粉干重的5.0
‰
。
24.将实施例1得到的再造烟叶切丝作为实验样品，用折算后的原始重量杨梅浸膏a制得的加热卷烟再造烟叶作为对照样品，保持水分6-8%，恒温恒湿平衡24h后制成加热卷烟，由7名专家评委评吸，评吸结果如表1及图1所示。
25.表1、5.0
‰
杨梅浸膏c在稠浆法再造烟叶中感官评吸结果如图1所示，杨梅浸膏通过美拉德反应后，浸膏原有的挥发性物质带来的辛香没有明显增加，但果香、甜香和清香有略增，烤香和花香增幅明显，感官评价认为香气丰富性增加，果甜香增加，烟雾量提升，烟气状态由沉溺变为柔顺，回甜感增加。分析认为，美拉德反应没有破坏原浸膏挥发性成分，同时苯丙氨酸、脯氨酸、丙氨酸等反应后产物增加了果香、甜香、清香、烤香和花香。由于使用koh调节反应体系ph值导致游离酸减少，以及美拉德反应产物自身特性，共同影响了烟气ph值，使烟气较为柔顺。
26.本实施例说明杨梅浸膏通过美拉德反应后，作为一种烟用添加剂应用于加热卷烟再造烟叶，不仅补强了原有香气特征，而且对烟气作用更加明显，可改变烟气特性。
27.实施例2一种杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶加水调制成酶解溶液，在成品杨梅浸膏a中加入酶解溶液进行酶解反应，其中果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶添加量分别为杨梅浸膏a质量的0.1%， 酶解温度为50
±
1℃，酶解时间8h；（2）将酶解后的产物负压浓缩至原杨梅浸膏a重量，得到杨梅浸膏b；（3）将杨梅浸膏b与葡萄糖、氨基酸、甘油混合均匀，使用koh溶液调节反应体系的ph值为6.8
±
0.1后，补水至体系中水分含量为15%。氨基酸为脯氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸三种。杨梅浸膏b的质量份为10时，葡萄糖粉的质量份为10，脯氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸的质量份分别为0.20、0.25和0.15，甘油的质量份为18。
28.（4）将上述反应液置于美拉德反应装置中加热反应一段时间（美拉德反应温度为100℃，反应时间为4h），冷却后离心除杂，得到杨梅浸膏d（即为杨梅浸膏的美拉德反应物）。
29.本发明还提供了上述杨梅浸膏的美拉德反应物在加热卷烟再造烟叶中的应用，具体如下：将烟粉、胶黏剂、外加植物纤维混合均匀，加入水、杨梅浸膏d及少量发烟剂的混合液，采用本领域常规技术制成辊压法再造烟叶。烟粉为烟叶原料粉碎成粒径为30μm左右的粉末，发烟剂为甘油，胶黏剂为羧甲基纤维素。外加植物纤维为质量比7:3的针叶纤维、阔叶纤维两种的混合物。发烟剂添加量为烟粉干重的20%，胶黏剂添加量为烟粉干重的4%，外加植物纤维添加量为烟粉干重的4%，水的添加量为烟粉干重的3.8倍，杨梅浸膏d添加量为烟
粉干重的10.0
‰
。
30.将实施例2得到的再造烟叶切丝作为实验样品，用折算后的原始重量杨梅浸膏a制得的加热卷烟再造烟叶作为对照样品，保持水分6-8%，恒温恒湿平衡24h后制成加热卷烟，由7名专家评委评吸，评吸结果如表2及图2所示。
31.表2、10.0
‰
杨梅浸膏d在辊压法再造烟叶中感官评吸结果如图2所示，通过改变美拉德反应条件并增大添加量后，除因葎草烯表现的辛香没有明显增加外，其他香韵特征都有明显增加。感官评价认为香气丰富性增加明显，烤香突出，果甜香明显，烟雾量增大，烟气粗糙、上扬，同时烟味略降，余味微酸、尚干净。分析认为，部分氨基酸参与的美拉德反应可以起到强化杨梅浸膏香气特征的作用；美拉德反应产物不仅会丰富烟香、增加烟气浓度，过量施加也会有负面影响，比如烟气粗糙、增加刺激性，但可以通过常规调香手段协调之。
32.本实施例说明杨梅浸膏通过美拉德反应后，在特征香型明显的加热卷烟开发中，比如杨梅香型风格产品，可以部分替代或直接作为发烟剂使用。
33.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶加水调制成酶解溶液，在成品杨梅浸膏a中加入酶解溶液于50
±
3℃酶解反应5-12h；（2）将酶解后的产物负压浓缩至原杨梅浸膏a重量，得到杨梅浸膏b；（3）将杨梅浸膏b与葡萄糖、氨基酸、甘油或丙二醇混合均匀，调节反应体系的ph值为6.8
±
0.1后，补水至体系中水分含量为15
±
3%；（4）上述反应液于100-120℃加热1.5-5h进行美拉德反应，冷却后离心除杂，即得到杨梅浸膏的美拉德反应物。2.根据权利要求书1所述杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述果胶酶、复合蛋白酶、淀粉酶添加量均为杨梅浸膏a质量的0.1-0.5%；所述复合蛋白酶由木瓜蛋白酶和胃蛋白酶按质量比1:1-4复配而成。3.根据权利要求书1所述杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述葡萄糖为粉体葡萄糖或液体葡萄糖浆。4.根据权利要求书1所述杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述氨基酸为脯氨酸、甘氨酸、色氨酸、精氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸中的一种或多种混合物。5.根据权利要求书1所述杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，杨梅浸膏b的质量份为10-20时，葡萄糖的质量份为10-15，氨基酸的质量份为0.6-2.0、丙二醇或甘油的质量份为17-20。6.采用权利要求书1至5任一所述制备方法制备得到的杨梅浸膏的美拉德反应物。7.权利要求书6所述杨梅浸膏的美拉德反应物在加热卷烟再造烟叶中的应用。8.根据权利要求书7所述的应用，其特征在于，采用本领域常规技术，将烟粉、发烟剂、胶黏剂、外加植物纤维、水及杨梅浸膏的美拉德反应物混合均匀形成浆料，然后按照稠浆法或辊压法制成加热卷烟再造烟叶。9.根据权利要求书8所述的应用，其特征在于，杨梅浸膏的美拉德反应物添加量为再造烟叶成品质量的0.5-10.0
‰
。10.根据权利要求书8所述的应用，其特征在于，所述发烟剂为甘油、丙二醇中的一种或两种；所述胶黏剂选自羧甲基纤维素、聚乙烯醇、瓜尔胶中的一种或多种；所述外加植物纤维为针叶纤维、阔叶纤维、竹纤维、亚麻纤维中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种杨梅浸膏的美拉德反应物的制备方法，首先用酶解方法去除杨梅浸膏中的果胶类易沉淀杂质、分解蛋白质为氨基酸、催化淀粉及糖原水解为葡萄糖、麦芽糖等，然后补加葡萄糖、氨基酸等进行美拉德反应，反应后的浸膏保留了杨梅特征香韵风格，同时增加了美拉德反应产物特征香韵，在加热卷烟再造烟叶生产过程中，可作为果香香型添加剂，也可直接作为杨梅风格发烟剂使用。该方法不仅有效利用了杨梅浸膏中大量不适用于加热卷烟的糖进行美拉德反应，提升浸膏使用效果，同时反应条件温和，要求的设备相对简单，易于工业化生产。易于工业化生产。


技术研发人员：祖萌萌 许红涛 李华雨 王艳青 王茹楠 李晓瑜 常岭 薛建中
受保护的技术使用者：河南卷烟工业烟草薄片有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/10/7