煙用香精香料

1、課程論文題目：煙用香精香料學(xué)院：煙草學(xué)院年級：2011級任課教師：徐俊駒學(xué)生姓名：饒?jiān)獫掌冢?014年12月8日煙用香精香料饒?jiān)獫和ㄟ^研究近年來煙用香精香料的研究進(jìn)展，概況煙用香精香料的現(xiàn)狀，作用，種類，制備，分析方法五個(gè)方面，總結(jié)未來發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：煙草香精香料Cigarette FlavoringYAOYUANTAOAbstract： Through the research in recent years, the research progress of cigarette flavoring, overview of the status quo of cigarette

2、flavoring function, the types, preparation, analysis method of five aspects, summarizes the development direction in the future.Keywords: Tobacco flavoring 1天然植物香料提取的國內(nèi)外現(xiàn)狀隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，以及回歸自然意識的增強(qiáng)，人們的消費(fèi) 觀念不斷改變，天然香料以其綠色、安全和環(huán)保等特點(diǎn)，日益受到人們的青睞。從世界范圍來看，香料香精工業(yè)的增長速度一直高于其他工業(yè)的平均發(fā)展速度，世界 天然香料產(chǎn)量近年來正以每年10%-1

3、5%的速度遞增1從國內(nèi)情況來看，高檔天然香料基本依賴 于進(jìn)口，香精香料工業(yè)及相關(guān)應(yīng)用行業(yè)對高檔天然香料的需求越來越迫切。我國擁有豐富的植物性天然香料資源，有500余種芳香植物廣泛分布于20個(gè)省（市，區(qū)）， 但由于提取加工工藝落后，只有部分香料資源被開發(fā)利用，很多植物性天然香料只能進(jìn)行初步 提取，而且收率和純度都較低，甚至還有一些天然原料被銷往國外進(jìn)行深加工，不僅導(dǎo)致我國 市場植物性天然香料緊缺，而且嚴(yán)重浪費(fèi)了寶貴資源。因此天然香料的加工工藝一直是近年來 研究的重點(diǎn)。2004年初“中式卷煙”被正式確定為中國煙草行業(yè)的發(fā)展方向，要求“中式卷煙”的研發(fā) 必須把握“高香氣、低焦油、低危害”的原則，大力

4、推動了煙草香精香料各研究領(lǐng)域的發(fā)展。2煙用香精香料物質(zhì)的作用煙葉經(jīng)過調(diào)制和自然發(fā)酵，雖然吸食品質(zhì)有很大改善，但是香味或多或少存在一些缺陷。 為了保持卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的相對穩(wěn)定，在合理設(shè)計(jì)葉組配方的同時(shí)，也通過加煙用香精香料物質(zhì) 來克服香味缺陷，即加香也是提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要措施。煙用香精香料的選用通常是施加 于卷煙中進(jìn)行評吸，香精香料在卷煙燃燒前后會發(fā)生很大的變化，同時(shí)會和煙草中的致香成分 混合后發(fā)生相長、相消作用3。卷煙加香可以補(bǔ)充優(yōu)美的香氣，賦予卷煙獨(dú)特的特征香味，并 能協(xié)調(diào)香味，使不同類型、不同等級煙葉香氣有機(jī)組合并相互協(xié)調(diào)，掩蓋或沖淡雜氣。卷煙通 過加香也可以增加甜潤度，改善吸味，減輕煙

5、氣的刺激性，減弱一些雜氣，從而改善品質(zhì)。3煙用的香精香料的種類3.1天然煙用香料天然香料根據(jù)來源可分為動物性香料前體物質(zhì)和植物性香料前體物質(zhì)。根據(jù)提取方法不同可以得到精油、浸膏、凈油、香樹脂、配劑等不同的產(chǎn)品。天 然煙用香料在加入卷煙后經(jīng)燃燒裂解能釋放出香氣香味，在卷煙生產(chǎn)中占據(jù)著非 常重要地位5.3.2煙用人工合成香料在煙草領(lǐng)域，研究煙用人工合成香料的有效化合物，是煙草化學(xué)中一個(gè)重要的方向。 煙用人工合成香料主要包括醇類、梭酸類、獄基類、雜環(huán)類香料等。煙用香精香料的制備中國有豐富的動植物資源，采用各種手段獲取天然香原料已成為研究熱點(diǎn)，國內(nèi)很多煙 草企業(yè)已開發(fā)多種天然香原料應(yīng)用于卷煙的加香中，

6、尤其是中草藥提取物，它們不僅可以改進(jìn) 卷煙吸味特征，還可降低煙氣中的有害成分，如廣東的五葉神、江西的金圣、北京的中南海等 已應(yīng)用了某些中草藥提取物。根據(jù)煙草香料的發(fā)展，煙草香料可分為常規(guī)香料和新型香料，常 規(guī)香料包括天然提取香料和人工合成香料，新型香料包括潛香物和微膠囊香料等。4.1常規(guī)煙草香料的制備煙草香料按來源主要分為3個(gè)種類，即來自煙草本身的香料、非煙草的天然香料和人 工合成的香料。煙草類香料是指直接從煙草中提取所得的香料，如白肋煙浸膏、香料煙浸膏、 煙草花浸膏等。非煙草天然香料是指從除煙草以外的各種動植物的某些生理器官如（香腺、香 囊、花、葉、枝、十、莖、根、皮、果、籽）等的提取物和分

7、泌物咖樹脂、香膏等，因其制法 不同可得到形態(tài)不同的產(chǎn)品，如精油、浸膏和配劑等。合成香料是利用人工合成的香料，如苯 乙醇、對氨基苯甲酸甲醋、檸檬醛、紫羅蘭酮,2-乙酞基毗嗓等。天然香料的制備方法包括傳統(tǒng) 的水蒸汽蒸餾法、萃取法、壓榨法等，還有新興的分子蒸餾法、超臨界二氧化碳萃取法等。分子蒸餾技術(shù)是一種新型液一液分離的高新技術(shù)，是指在高真空條件下，液體分子受 熱從液而逸出，利用不同分子平均自由程差異導(dǎo)致其表而蒸發(fā)速率不同而達(dá)到分離的方法。該 技術(shù)可以有選擇地蒸出目的產(chǎn)物，去除其他雜質(zhì)。對于分離高沸點(diǎn)和熱敏性及易氧化物料，更 有常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)爵。楊靖9 等采用分子蒸餾對云煙萃取物進(jìn)行分離，實(shí)

8、驗(yàn)表明分子 蒸餾處理過的樣品與原樣相比，主要香味物質(zhì)的相對含量有較大的提高，茄酮、巨豆三烯酮、 香葉基丙酮相對含量提高十倍以上。超臨界流體萃取技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種新型分離技術(shù)，利用超臨界流體的兼有 氣、液兩重性特殊性質(zhì)，使之在高壓條件下與待分離的固體或液體混合物接觸，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng) 的操作壓力和溫度，萃取出所需的物質(zhì)，隨后通過降壓或升溫的方法，降低超臨界流體的密度， 使萃取物得到分離。二氧化碳因具有無毒無害、溶解能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，成為最常用的超 臨界萃取溶劑10。4.2新型煙草香料的開發(fā)4.2.1潛香物的研究在卷煙生產(chǎn)過程中，許多煙草增香劑都存在著揮發(fā)性強(qiáng)和易升華等問題，而且在儲

9、存期 會因增香劑的揮發(fā)逸出而導(dǎo)致卷煙壽命的縮短。而潛香物因具有揮發(fā)性弱、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定、 其本身幾乎沒有香味、但在高溫受熱或燃燒時(shí)卻能釋放多種致香成分的特性，其合成和應(yīng)用成 為近些年煙草香精香料研究的熱點(diǎn)11。如目前薄荷類潛香物質(zhì)在卷煙生產(chǎn)中已經(jīng)取得了較好的 應(yīng)用效果，其中碳酸薄荷醋不但能產(chǎn)生純凈的薄荷香味，而且燃吸時(shí)能均勻地產(chǎn)生薄荷醇12。 長沙卷煙廠合成了兩種類型的潛香物，包括異丙基丙二酸、仲丁基丙二酸、葡萄糖四a址匕三 種化學(xué)成分香氣特征均為奶酪香和香紫蘇二醇草酸a（其特征為柏木香，分別用于向煙氣釋放異 戊酸、p 一甲基戊酸和降龍涎醚。這些潛香物不但熔點(diǎn)很高，而且嗅香極輕，常溫下穩(wěn)定，

10、加 熱時(shí)則完全分解。應(yīng)用于混合型卷煙后，產(chǎn)品感官質(zhì)量明顯提高13。4.2.2微膠囊香精許多煙草香料存在揮發(fā)性強(qiáng)、易氧化、易分解等問題，將其微膠囊化，不僅可以防止 抽吸前香料的揮發(fā)和變質(zhì)，而且抽吸時(shí)可使風(fēng)味持久釋放。煙草微膠囊技術(shù)是利用惰性多聚的 高分子材料作為囊壁，采用噴霧干燥法或復(fù)凝聚法等將香精香料即芯材包裹在一個(gè)微小密閉的 膠囊之中，在一定條件下有控制地將所包裹的香精香料釋放出來。這在卷煙加香加料、彌補(bǔ)低 焦油卷煙香味的損失、以及煙草代用品等方而頗具開發(fā)潛力14。煙草香精香料的分析煙草香料品種很多，組成十分復(fù)雜，其組分的定性定量分析對卷煙的生產(chǎn)與品牌的品質(zhì)保 證具有常重要的作用，同時(shí)對煙草

11、香精的調(diào)香也提供重要的參考，煙草香料的成分分析技術(shù)大 致分為分離和鑒定兩方而。5.1分離方法氣相色譜最先是用填充柱氣相色譜來分離香氣成分，但填充柱的柱效不高，難以滿足 分析復(fù)雜的香精香料樣品的要求，現(xiàn)在柱效更高的毛細(xì)管柱成為分析香氣成分的卞要工具。隨 著毛細(xì)管柱外涂層技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了使用溫度為440。的高溫毛細(xì)管柱，使得分離對象的沸 點(diǎn)范圍得到大幅度提高。另外，曾有報(bào)道快速高分辨毛細(xì)管氣相色譜技術(shù)1蜀該技術(shù)是以內(nèi)徑 小的毛細(xì)管柱（1OOum）作為分離柱，采用600kPa以上的高壓，利用電子裝置精確控制分流比和 柱流速，在保證分離效果的前提下，使分析時(shí)間得到大幅度減少。該方法對儀器要求較高，估

12、 計(jì)短時(shí)間內(nèi)難以推廣。香精香料樣品組分繁多、成分復(fù)雜，用一根僅適用于幾十種到幾百種物質(zhì)的樣品分析的色 譜柱往往難以得到預(yù)期的分離效果。偶合柱系統(tǒng)（二維色譜）是研究分離復(fù)雜香精成分的新方法， 一般采用中心切割法，從第一根色譜柱預(yù)分離后的部分餾分，被再次進(jìn)樣到第二根色譜柱作進(jìn) 一步分離，而樣品的中其它組分或被放空或也被中心切割。這樣可以通過增加中心切割的次數(shù) 來實(shí)現(xiàn)對感興趣組分的分離。極性偶合柱系統(tǒng)是把第一根色譜柱流出的餾分在第二根色譜柱上 進(jìn)一步分離。其中兩根色譜柱之間的接頭無死區(qū)是影響分辨率的關(guān)鍵所在。全二維氣相色譜是復(fù)雜樣品分離的一種新技術(shù)，它是將分離機(jī)理不同而又互相獨(dú)立的兩支 色譜柱以串連

13、的方式結(jié)合成二維氣相色譜，由第一柱分離后的每一個(gè)組分，經(jīng)調(diào)制器聚焦后以 脈沖方式進(jìn)入第二柱中進(jìn)行進(jìn)一步的分離，通過溫度和極性的改變實(shí)現(xiàn)氣相色譜分離特性的正 交化。該法具有分辨率高、峰容量大、靈敏度高、分析速度快、族分離效應(yīng)和瓦片效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。 朱書奎網(wǎng)等采用全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜對一種國產(chǎn)香煙中常用的煙用香精進(jìn)行了分析， 共鑒定出相似度和反相似度分別大于800和900的化合物有84種。在相同的分析條件下，用氫 火焰離子化檢測器（FID）多內(nèi)標(biāo)定量法進(jìn)一步對這些組分進(jìn)行了準(zhǔn)確定量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好地解釋 了該香精的致香機(jī)理。采用HPLC分離精油，可以避免GC進(jìn)樣時(shí)可能會出現(xiàn)分子重排或熱裂解 現(xiàn)象

14、但由于液體勃度大，分離速度較慢。超臨界流體色譜的發(fā)展為分析難揮發(fā)、易熱解的香精 成分提供了有效的途徑。SFC彌補(bǔ)了 GC和LC不足之處，又兼?zhèn)鋬烧咧畠?yōu)點(diǎn)，既能分離CC難以 分析的易熱解、高分子量、強(qiáng)極性或難揮發(fā)的化合物，也能分離LC難以分析的某些高分子量的 物質(zhì)。5.2檢測手段質(zhì)譜:質(zhì)譜作為檢測器與色譜技術(shù)聯(lián)用使香精香料成分的研究的效率得到了大幅度提高。通 過GC / MS聯(lián)用在譜庫檢索就能給出化合物的可能結(jié)構(gòu)信息，一個(gè)復(fù)雜的混合物在較短時(shí)間內(nèi) 就可以得到分離鑒定。GC / MS聯(lián)用在煙用香精香料的分析檢測的應(yīng)用比較多，李峰M采用氣 相色譜/質(zhì)譜法對某種煙用香精的香味成分進(jìn)行分離和鑒定，確認(rèn)了

15、其中的29種成分，并用峰 面積歸一化法測定了各種成分的百分含量。飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測器：以飛行時(shí)間作為質(zhì)量分析器的質(zhì)譜檢測器采用了延遲引出技術(shù)和離 子反射技術(shù)，高速掃描（ 100次/s），分辨率達(dá)到20000以上。謝建春18等運(yùn)用電噴霧飛行時(shí) 間質(zhì)譜分析了香料產(chǎn)品乙基麥芽酚中痕量雜質(zhì)。多維檢測器:現(xiàn)有的檢測器往往只對某類物質(zhì)特別敏感，得到較高響應(yīng)值，而對另一類物 質(zhì)卻不敏感，響應(yīng)值很低。一般來說，利用單一的檢測器很難對復(fù)雜組分進(jìn)行準(zhǔn)確定性。將兩 種或兩種以上檢測器組合起來，得到多張不同的譜圖，有利于未知組分的分類定量。多維檢測 器有 FTIR/Fm , Fm l FPD / NPD ,MS/MS

16、等。隨著儀器分析手段的不斷進(jìn)步，香精香料的分析方法也取得了很大進(jìn)展。但依然存在不少 問題。樣品預(yù)處理依然不盡人意：固相微萃取技術(shù)中的固相涂層仍需改進(jìn)以提高其高選擇性；膜 分離技術(shù)對樣品的分離濃縮取得了很大進(jìn)步，但膜的強(qiáng)度有待于進(jìn)一步提高;全二維色譜以及聯(lián) 用技術(shù)的發(fā)展使人們對致香成分及其致香原理的了解越來越多，但目前儀器的檢出限仍大大高 于人通過感官識別的識別量。因此，對香精香料的全分析還有待于儀器分析方法的進(jìn)一步發(fā)展 和創(chuàng)新。就目前而言，儀器分析的結(jié)果仍需結(jié)合人的感官評價(jià)才能對香氣成分作出客觀的綜合 評價(jià)。結(jié)論煙草香精香料研究涉及有機(jī)化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、分析化學(xué)、煙草工藝學(xué)、毒理學(xué)、生理學(xué) 等多

17、個(gè)學(xué)科，是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究方向，必然伴隨相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步而發(fā)展。另外，隨 著中國煙草品類的進(jìn)一步完善，煙草香精香料的發(fā)展空間正在進(jìn)一步打開。近幾年幾大卷煙知 名新品類的崛起，都有著與之相輔相成的香精香料來支撐。隨著各卷煙企業(yè)科研力度的加大， 根據(jù)煙草香精香料的發(fā)展現(xiàn)狀，今后在以下兩方而的研究會越來越深入:香原料的基礎(chǔ)性和規(guī) 律性研究，包括香料單體的化學(xué)成分及熱裂解行為與卷煙感官品質(zhì)的關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)對香料單 體的理性掌握。新型煙草香原料的開發(fā)和應(yīng)用研究，對重要煙草合成香料特別是與香味特征 有關(guān)的重要高檔合成香料進(jìn)行開發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用研究，利用新型加工方式開發(fā)天然香，原 料新品種，以豐富煙

18、用新原料資源。參考文獻(xiàn)1常學(xué)東，朱京濤，蔡金星，等全綠豆芽混濁汁的工藝研究J糧食加工與食品機(jī)械，2002 ( 7):52- 54王彥亭.依靠科技進(jìn)步促進(jìn)中式卷煙發(fā)展J.中國煙草學(xué)報(bào)，2005,11 (01):8- 123黃映鳳.煙用香精香料的分析研究D.杭州:浙江大學(xué)，2007.4于建軍.卷煙工藝學(xué)M.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.5孫寶國.食用調(diào)香技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6謝劍平煙草香料技術(shù)原理與應(yīng)用M北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.7羅吉，黃妙玲，冀紅斌，等分子蒸餾用于精油精制及在芳香療法中的應(yīng)用J.香料香精化妝品，2008, (06):40- 43.高旭，陳鵬，洪林軍，等.分