一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法，步驟如下：1）水提法從煙草中定向提取極性致香物質(zhì)；2）超臨界CO2萃取法從煙草中定向提取非極性致香物質(zhì)；3）乙醇提取法從煙草中定向提取中極性和弱極性致香物質(zhì)；4）將極性致香物質(zhì)、非極性致香物質(zhì)與中極性和弱級(jí)性致香物質(zhì)按照質(zhì)量比配方1000∶0.1～5：1～50比例進(jìn)行調(diào)配。本發(fā)明所使用煙草原料為煙葉、煙絲或煙草加工過程中產(chǎn)生的顆粒細(xì)小的煙末、煙灰或煙梗等廢棄物，“變廢為寶”減少了對(duì)環(huán)境的污染；本發(fā)明提升再造煙葉的品質(zhì)，增加香氣量、提揚(yáng)香韻、襯托自然煙香，降低煙氣干燥感、增強(qiáng)煙氣生津感、提高卷煙舒適度。
【專利說明】一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙草領(lǐng)域，尤其涉及一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]煙草中的化學(xué)成分眾多。20世紀(jì)70年代以來，由于分析測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，煙草中的化學(xué)成分不斷的被發(fā)現(xiàn)。史宏志等2011年報(bào)道，經(jīng)鑒定出的煙葉中化學(xué)成分有4992種，其中與煙草香味相關(guān)的有700余種。煙草中致香物質(zhì)的分子里含有-0H、-C0、-NH和-SH等特定致香官能團(tuán)，能給人的嗅覺以不同的剌激產(chǎn)生不同的香味。按照香味物質(zhì)功能基團(tuán)的不同，煙草香味物質(zhì)可分為醇類、酸類、酮類、酯類和萜類等。煙草香味物質(zhì)多是次生代謝產(chǎn)物，因此也可以按照次生代謝中香氣前體物質(zhì)分為胡蘿卜素類、苯丙氨酸降解物、類西柏烷類降解物、梅拉德反應(yīng)產(chǎn)物等類別。
[0003]在煙草的釆收和生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生約25 %的廢次煙末等下腳料不能使用，多被當(dāng)做垃圾處理，給環(huán)境帶來污染的同時(shí)也造成自然資源的極大浪費(fèi)。針對(duì)廢次煙末等下腳料的利用近年來國(guó)內(nèi)外興起了再造煙葉法。再造煙葉，又稱作煙草薄片，它是利用廢棄的煙梗、煙葉碎片、煙末等為原料，經(jīng)過浸提、濃縮、分離、打漿、磨漿、抄造、烘干、加香工藝過程，制成性能優(yōu)良的再造煙葉薄片，用作卷煙填充物，回用于卷煙生產(chǎn)。
[0004]再造煙葉在加工過程中會(huì)損失一部分煙草本香物質(zhì)，需要添加一定量的煙草內(nèi)源性香料來增加再造煙葉香氣香味，提高煙味、減少木質(zhì)氣和辛辣感。廢次煙末中含有新植二烯、煙堿、茄酮、大馬酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮、紫羅蘭酮、苯甲醛、苯甲醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯等煙草中有機(jī)酸、醇類、羰基類、酚類、萜烯類、糖類、氨基酸類的關(guān)鍵致香成分，說明廢次煙末中含有大量的煙草重要致香成分，可以作為煙草香精的來源。
[0005]目前已有將廢次煙末用 水進(jìn)行提取、濃縮，將水提濃縮液添加到再造煙葉中來提高再造煙葉的香氣香味。水提法使用溶劑為水，提取過程經(jīng)濟(jì)性好、安全性高、操作性強(qiáng)，且對(duì)煙葉中糖類、氨基酸類、酚類等水溶性致香物質(zhì)具有較好的提取效果，可以提高再造煙葉的香味。但煙草中存在大量低極性、揮發(fā)性的有機(jī)酸、萜烯類、醇類等關(guān)鍵致香成分采用水提其提取效果往往較差，且在提取、濃縮過程中揮發(fā)性的致香成分可能會(huì)破壞和損失，僅添加水提濃縮液的再造煙葉仍然存在香氣不足的缺點(diǎn)。
[0006]超臨界流體萃取技術(shù)具有傳統(tǒng)提取方法無法比擬的高純度、全天然、無溶劑殘留和無污染等特點(diǎn)，現(xiàn)今已被廣泛地應(yīng)用于提取煙草中的精油和香料。煙草中的揮發(fā)性芳香成分中大多是非極性或弱極性化合物，在超臨界CO2中的溶解度很大，因而特別適合采用超臨界CO2來提取。用超臨界CO2萃取技術(shù)從煙草中萃取煙草致香成分，萃取得到的致香成分中含有的重要致香成分無論在成分還是相對(duì)百分含量上都比傳統(tǒng)的溶劑萃取法萃取得到要大得多，將該精油用于卷煙加香可明顯改變煙草的香味并抑制煙草的雜氣。采用氣相色譜儀和質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)超臨界CO2萃取得到的產(chǎn)品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中主要是非極性和弱極性化合物，且包含了許多重要的與卷煙的吸味有密切關(guān)系的致香成分。
[0007]文獻(xiàn)和專利報(bào)道的了煙葉中致香成分的主要提取方法有水提法、醇提法、超臨界萃取法、分子蒸餾法等。其文獻(xiàn)和專利情況如下:
李雪梅等利用超臨界CO2從香料煙浸膏中提取煙草凈油，確定了最佳的萃取工藝條件為萃取溫度40~45°C,萃取壓力為25~30 MPa, CO2流量2~4 L/min,萃取時(shí)間3~5h，在萃取的同時(shí)添加4%~8%(體積比)的某種混和溶劑作為夾帶劑，可得到相當(dāng)于原料粗膏量8%~10%的香料煙凈油，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明夾帶劑是萃取煙草凈油的一個(gè)至關(guān)重要的因素。
[0008]朱仁發(fā)等指出為了針對(duì)性的萃取所需的精油，可加入乙酸乙酯等夾帶劑來降低CO2的溶解性，提聞其選擇性，進(jìn)而提聞精油的萃取率。
[0009]中國(guó)專利(201010131371.5) “一種煙草中性香味成分的提取方法”。其特征在于，將粉碎后的煙草裝入超臨界萃取釜中，然后沖入超臨界CO2流體并加壓循環(huán)，調(diào)節(jié)萃取壓力8~30MPa，溫度35~60°C，萃取時(shí)間為I~3小時(shí)；將煙草萃取后溶液進(jìn)行兩級(jí)減壓分離，夾帶劑為乙醇，一級(jí)分離釜填充的填料為沸石、4A分子篩、離子交換樹脂的混合物，一級(jí)分離釜的壓力是10~20MPa，溫度是35~55°C，二級(jí)分離釜的壓力是4~6MPa，溫度是35~45°C，分離后得到煙草中性香味成分，該提取方法獲得本香物質(zhì)為非極性物質(zhì)，成分較為單一，無法達(dá)到復(fù)合香料及再造煙葉的生產(chǎn)需求，同時(shí)單一的技術(shù)無法完整體現(xiàn)本性物質(zhì)的復(fù)合性特征。
[0010]中國(guó)專利(201110248504.1)“煙草連續(xù)提取的方法”。該專利特征在于煙草粉碎成粒徑不少于20目的粉末，加入相當(dāng)于煙草體積10-30倍的水介質(zhì)，調(diào)節(jié)pH值至9-13，并進(jìn)行超聲預(yù)處理，超聲波功率不少于20kHz，超聲預(yù)處理時(shí)間不少于20分鐘，得超聲預(yù)處理液，再進(jìn)一步提取煙堿、半纖維素、木質(zhì)素、纖維素。該方法提取物質(zhì)雖然較為徹底，但是工序較為復(fù)雜，提取物質(zhì)較多較雜不 適合再造煙葉的本香物質(zhì)添加，同時(shí)較多物質(zhì)的引入同樣會(huì)破壞煙草的香味，且提取工序單一，本香物質(zhì)提取特異性欠缺。
[0011]中國(guó)專利(201110183851.0) “一種煙草提取物顆粒的制備方法”。其特征在于一種煙草提取物顆粒的制備方法，先取煙葉和/或煙梗并將其切碎，用水或乙醇或乙醚為溶劑提取，經(jīng)過沉降和過濾得到煙草提取液，再濃縮至相對(duì)密度1.00-1.30并控制溫度為20~40°C，得到煙草提取濃縮液或煙草浸膏；然后按質(zhì)量比(6-環(huán)糊精:煙用香精為I~3:1，將煙用香精和(6-環(huán)糊精進(jìn)行包合，包合時(shí)間為1/5~3小時(shí)，得到香料與(6-環(huán)糊精包合物，再將香料與3-環(huán)糊精包合物和煙草提取濃縮液共同噴霧干燥得到煙草噴霧干燥粉，隨后添加至卷煙中以增加煙草香味，此發(fā)明單一的采用了水、醇或者乙醚作為提取試劑，然而后續(xù)添加的3 -環(huán)糊精僅僅只是輔助本性物質(zhì)的干燥顆粒成型的母體，缺乏非極性本性物質(zhì)的調(diào)和，從而煙草的口感方面提升不明顯。
[0012]中國(guó)專利(200910027400)“一種煙草提取物的制備方法及其應(yīng)用”。所述煙草提取物的制備方法，以煙草為原料，經(jīng)酶解、超聲波提取、過濾、層析柱分離、減壓濃縮步驟制得煙草提取物；所述煙草提取物用濃度80%的乙醇溶解，采用霧化方式噴加到煙絲中。該發(fā)明步驟較為繁瑣很難大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，且單一方式所提取的香料成為單一，不能很好的滿足再造煙絲的口感需求。
[0013]中國(guó)專利(201210412334.0) “一種煙草凈油的制備方法”。取70g香料煙粗提浸膏與化工填料拌合均勻后裝人萃取釜，進(jìn)行超臨界萃取，萃取溫度40-45°C、壓力25-30MPa在打入流速約為2-5L/min的超臨界C02的同時(shí)打入添加4_8%(體積比)夾帶劑；達(dá)到萃取條件后，萃取時(shí)間3-5h，即得?；ぬ盍峡梢詾椴Ａе?、拉西環(huán)或矩鞍環(huán)等瓷性填料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明目的是提供一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法。該方法具有工藝簡(jiǎn)單，成本低，本香物質(zhì)選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，在再造煙葉的香味還原和提升方面優(yōu)勢(shì)明顯，相比較單一的提取和添加本香物質(zhì)技術(shù)，本發(fā)明可以解決再造煙葉的吸味不適、粗糙感和干燥感等缺陷，極大地提升再造煙葉的口感。 [0015]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法，該方法包括以下的步驟:
1)水提法從煙草中定向提取極性致香物質(zhì)
煙草原料用3~9倍量水30~70°C提取0.5~2小時(shí)，提取I~3次；提取液濃縮至密度為1.1~1.3mg/mL ；
2)超臨界C02萃取法從煙草中定向提取非極性致香物質(zhì)
萃取條件為萃取釜壓力為20~30MPa，萃取溫度為35~45°C，萃取時(shí)間2~4小時(shí)，分離條件為分離釜壓力為5~10 MPa，分離溫度為35~50°C ；
3)乙醇提取法從煙草中定向提取中極性和弱極性致香物質(zhì)
乙醇提取法中乙醇濃度為60%~90%，乙醇用量為4~8倍量，提取溫度為40~70°C，提取時(shí)間為I~2小時(shí)，提取I~2次，提取液濃縮至密度為1.1~1.3 mg/mL ；
4)將極性致香物質(zhì)、非極性致香物質(zhì)與中極性和弱級(jí)性致香物質(zhì)按照質(zhì)量比配方1000: 0.1~5:1~50比例進(jìn)行調(diào)配。
[0016]作為優(yōu)選，所述的極性致香物質(zhì)、非極性致香物質(zhì)與中極性和弱級(jí)性致香物質(zhì)的配方比例為1000: 2~3:20~30。
[0017]作為優(yōu)選，所述的煙草原料為煙葉、煙絲或煙草加工過程中產(chǎn)生的顆粒細(xì)小的煙末、煙灰、煙碎片、煙梗或其他煙草廢棄物中的一種或多種混合。
[0018]本發(fā)明是對(duì)再造煙葉及其煙草提取物的調(diào)制主要表現(xiàn)在某些不足的成分上進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，而對(duì)于煙草本香的組分的調(diào)制辦法總與天然煙草有差距。本發(fā)明通過一種采用水提法、超臨界CO2萃取法和乙醇提取法從煙草中定向復(fù)合提取煙草中內(nèi)源性致香物質(zhì)的方法及其在煙草制品加香中的應(yīng)用，包括采用水提法從煙草中定向提取極性致香物質(zhì)、超臨界CO2萃取法從煙草中定向提取非極性致香物質(zhì)和乙醇提取法從煙草中定向提取中極性和弱極性致香物質(zhì)的復(fù)合提取方法，再按照一定比例將極性致香物質(zhì)、非極性致香物質(zhì)和中極性和弱極性致香物質(zhì)進(jìn)行調(diào)配，然后將其復(fù)配致香香料添加到再造煙葉等煙草制品中，提升再造煙葉等煙草制品的品質(zhì)，增加香氣量、提揚(yáng)香韻、襯托自然煙香，降低煙氣干燥感、增強(qiáng)煙氣生津感、提高卷煙舒適度，達(dá)到增香保潤(rùn)的目的。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:
1.本發(fā)明所使用煙草原料為煙葉、煙絲或煙草加工過程中產(chǎn)生的顆粒細(xì)小的煙末、煙灰或煙梗等廢棄物，“變廢為寶”減少了對(duì)環(huán)境的污染；
2.本發(fā)明通過水提法、超臨界CO2萃取法和乙醇提取法定向復(fù)合提取致香物質(zhì)的方法，定向復(fù)合地從煙草中提取出煙草內(nèi)源性致香物質(zhì)；
3.本發(fā)明通過對(duì)煙草水提濃縮液、煙草超臨界CO2萃取物和乙醇提取濃縮液進(jìn)行適當(dāng)比調(diào)配，將其復(fù)配致香香料噴涂到再造煙葉中，提升再造煙葉的品質(zhì)，增加香氣量、提揚(yáng)香韻、襯托自然煙香，降低煙氣干燥感、增強(qiáng)煙氣生津感、提高卷煙舒適度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為超臨界CO2萃取物GC — MS分析圖。
[0021 ] 圖2為水提濃縮液GC - MS分析圖。
[0022]圖3為80%乙醇提取濃縮液GC — MS分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如前所述，根據(jù)前面所公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的專業(yè)人員可最大限度地應(yīng)用本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明旨在提供一種煙草中致香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法及其用途。在以下【具體實(shí)施方式】部分提供了足以證實(shí)所述煙草中致香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法及其用途之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)卷煙加香用途的常規(guī)技術(shù)，完全可以預(yù)料出本發(fā)明的煙草中致香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法能夠用于上述領(lǐng)域且能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，因此下面的實(shí)施例可以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例1:
取廢次煙灰40kg用280L水40°C攪拌提取I小時(shí)，過濾，提取液濃縮至密度為1.2g/mL,取水提濃縮液10000 g，添加至10 kg再造煙葉基片中，作為對(duì)照樣品組。
[0025]實(shí)施例2:
取廢次煙灰40kg用200L水50°C攪拌提取I小時(shí)，過濾，提取液濃縮至密度為1.2g/mL,水提濃縮液備用；取廢次煙末3k g用超臨界CO2進(jìn)行萃取，萃取條件為萃取釜壓力為25MPa，萃取溫度為40°C，CO2流量為200L/小時(shí)，萃取時(shí)間為4小時(shí)；分離釜壓力為5 MPa，分離溫度為45°C，萃取后得115g萃取物；取廢次煙灰IOkg用40L80%乙醇50°C，提取時(shí)間為2小時(shí)，提取2次，提取液濃縮至密度為1.2 g/mL ;取水提濃縮液10000 g、超臨界CO2萃取30 g和乙醇提取濃縮液200 g，兩者混合均勻后添加至10 kg再造煙葉基片中，通過感官評(píng)吸，與對(duì)照樣品組相比香氣質(zhì)感、香氣量較對(duì)照樣品均有所提升，烤煙香氣表現(xiàn)的更清晰、自然一些。刺激、干凈程度略有下降，潤(rùn)感保持良好。
[0026]實(shí)施例3:
取廢次煙灰40kg用200L水40°C攪拌提取I小時(shí)，提取2次，過濾，提取液濃縮至密度為1.1 g/mL,水提濃縮液備用；取廢次煙灰6kg用超臨界CO2進(jìn)行萃取,萃取條件為萃取爸壓力為20MPa，萃取溫度為35°C，CO2流量為180L/小時(shí)，萃取時(shí)間為3小時(shí)；分離釜壓力為5.5 MPa,分離溫度為40°C，萃取后得265g萃取物；取廢次煙灰IOkg用80L60%乙醇70°C，提取時(shí)間為I小時(shí)，提取I次，提取液濃縮至密度為1.2 g/mL ;取水提濃縮液10000 g、超臨界CO2萃取20 g和乙醇提取濃縮液150 g，兩者混合均勻后添加至10 kg再造煙葉基片中，通過感官評(píng)吸，與對(duì)照樣品組相比香氣質(zhì)感、香氣量較對(duì)照樣品均有所提升，煙香更透發(fā)、飽滿一些，甜感有些顯現(xiàn)，刺激、干凈程度略有下降。
[0027]實(shí)施例4:
取廢次煙灰30kg用210L水70°C攪拌提取I小時(shí)，提取2次，過濾，提取液濃縮至密度為1.2g/mL，取IOkg煙梗用45L水70°C提取I小時(shí)，過濾，提取液濃縮至密度為1.22g/mL,然后將煙灰和煙梗濃縮液合并備用；取廢次煙灰7kg用超臨界CO2進(jìn)行萃取，萃取條件為萃取釜壓力為30MPa，萃取溫度為45°C，CO2流量為180L/小時(shí)，萃取時(shí)間為3.5小時(shí)；分離釜壓力為6.5 MPa，分離溫度為45°C，萃取后得315g萃取物；取廢次煙末IOkg用60L90%乙醇70°C，提取時(shí)間為2小時(shí)，提取2次，提取液濃縮至密度為1.1 g/mL ;取煙灰和煙梗水提濃縮液10000 g、超臨界CO2萃取50 g和乙醇提取濃縮液100 g，兩者混合均勻后添加至10kg再造煙葉基片中，通過感官評(píng)吸，與對(duì)照樣品組相比香氣質(zhì)感、香氣量較對(duì)照樣品均有所提升，煙香更透發(fā)、飽滿一些，甜感有些顯現(xiàn)，刺激、干凈程度略有下降。
[0028]實(shí)施例5:
取廢次煙末40kg用320L水60°C攪拌提取2小時(shí)，提取2次，過濾，提取液濃縮至密度為1.2g/mL，濃縮液備用；取廢次煙末4kg用超臨界CO2進(jìn)行萃取，萃取條件為萃取釜壓力為25MPa，萃取溫度為40°C，CO2流量為180L/小時(shí)，萃取時(shí)間為4小時(shí)；分離釜壓力為5.5MPa,分離溫度為35°C，萃取后得215g萃取物；取廢次煙灰IOkg用70L60%乙醇70°C，提取時(shí)間為1.5小時(shí)，提取2次，提取液濃縮至密度為1.2 g/mL ;取煙灰和煙梗水提濃縮液10000g、超臨界CO2萃取40 g和乙醇提取濃縮液500 g,兩者混合均勻后添加至10 kg再造煙葉基片中，通過感官評(píng)吸，與對(duì)照樣品組相比香氣質(zhì)感、香氣量較對(duì)照樣品均明顯提升，煙香更透發(fā)、飽滿一些，甜感更顯著，刺激、干凈程度下降。
[0029]實(shí)施例6:
超臨界CO2萃取物GC - MS分析:取2mL樣品與4mL 二氯甲烷萃取，振蕩，超聲，靜置分層，取下清夜，5000rpm離心,濾膜過濾,取Iml進(jìn)樣。儀器:Agilent GC/MS,其氣相色譜圖如圖1所示。
[0030]超臨界萃取樣品中 致香成分含量如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法，其特征在于該方法包括以下的步驟: 1)水提法從煙草中定向提取極性致香物質(zhì) 煙草原料用3、倍量水3(T70°C提取0.5^2小時(shí)，提取廣3次；提取液濃縮至密度為1.1~L 3mg/mL ； 2)超臨界CO2萃取法從煙草中定向提取非極性致香物質(zhì) 萃取條件為萃取釜壓力為2(T30MPa，萃取溫度為35~45°C，萃取時(shí)間2~4小時(shí)，分離條件為分離釜壓力為5~10 MPa，分離溫度為35~50°C ； 3)乙醇提取法從煙草中定向提取中極性和弱極性致香物質(zhì) 乙醇提取法中乙醇濃度為60%~90%，乙醇用量為4~8倍量，提取溫度為4(T70°C，提取時(shí)間為廣2小時(shí)，提取f 2次，提取液濃縮至密度為1.r1.3 mg/mL ； 4)將極性致香物質(zhì)、非極性致香物質(zhì)與中極性和弱級(jí)性致香物質(zhì)按照質(zhì)量比配方1000: 0.1~5:1~50比例進(jìn)行調(diào)配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法，其特征在于:極性致香物質(zhì)、非極性致香物質(zhì)與中極性和弱級(jí)性致香物質(zhì)的配方比例為1000: 2^3:20~30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙草內(nèi)源性本香物質(zhì)的定向復(fù)合提取方法，其特征在于:煙草原料為煙葉、煙絲或煙草加工過程中產(chǎn)生的顆粒細(xì)小的煙末、煙灰、煙碎片、煙梗和其他煙草廢棄物中的一種或多種混合。
【文檔編號(hào)】A24B15/24GK103484245SQ201310429002
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】李永生, 徐清泉, 何文苗, 吳鍵, 吳繼忠, 張勇剛, 唐恒杰, 陶豐, 金國(guó)強(qiáng), 王勛 申請(qǐng)人:浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 杭州利群環(huán)保紙業(yè)有限公司