本發(fā)明涉及煙用香料領(lǐng)域，具體是一種利用葡萄糖/谷氨酸Maillard反應(yīng)制備煙用香料的方法。

背景技術(shù)：
Maillard反應(yīng)是氨基化合物與還原糖之間發(fā)生的非酶催化的棕色化反應(yīng)(Non-enzymaticbrowning)，反應(yīng)經(jīng)過復(fù)雜的歷程，最終生成含各種小分子和高分子的棕色甚至黑色的混合物，其中高分子產(chǎn)物也被稱為類黑素(Melanoidins)。Maillard反應(yīng)能產(chǎn)生大量致香成分，已被用于制備各類香精香料、增香劑。由于反應(yīng)無論從反應(yīng)還是產(chǎn)物，均可視作天然，這些香基被國際權(quán)威機構(gòu)認定為“天然的”，因而其應(yīng)用已廣受各國關(guān)注，成為有機化學(xué)、食品化學(xué)、香料化學(xué)、食品工業(yè)、煙草工業(yè)等領(lǐng)域的研究熱點。劉國珍等研究了谷氨酸和葡萄糖反應(yīng)合成煙草增香劑的反應(yīng)條件對產(chǎn)物加香效果的影響。結(jié)果表明，摩爾比1：2的葡萄糖與谷氨酸在100℃、反應(yīng)2h的產(chǎn)物具有較好的增香效果，并且在反應(yīng)體系中添加少量乙醛，可以促進多種揮發(fā)性致香成分的生成（劉國珍，朱巍，黃龍等.谷氨酸和葡萄糖的Maillard反應(yīng)，煙草科技，2002，10：30-33）。朱智志等研究了果糖和脯氨酸以及大棗浸膏的Maillard反應(yīng)生成煙草增香劑的反應(yīng)條件對產(chǎn)物加香效果的影響（魏明杰，張弘濤，朱智志等，果糖與脯氨酸的Maillard反應(yīng)及其在煙草中應(yīng)用研究，安徽農(nóng)學(xué)通報，2009，15：26-28；朱智志，廖新成，李光照等，大棗浸膏的Maillard反應(yīng)及其在煙草中應(yīng)用研究，安徽農(nóng)學(xué)通報，2008，14：40-42）。孫鳳玲等制備了18種單一氨基酸與葡萄糖的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物以及復(fù)合氨基酸、水解蛋白與葡萄糖的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物，篩選出了兩組適合于烤煙加香的混合氨基酸，并研究了反應(yīng)條件對產(chǎn)物香味特征的影響（孫鳳玲，蔡妙顏，李冰，Maillard反應(yīng)及其產(chǎn)物在煙草加香中的作用，廣東化工，2005，1：26-29；孫鳳玲，蔡妙顏，蔡金等，不同反應(yīng)條件下的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物對卷煙燃吸品質(zhì)的影響研究，中國煙草科學(xué)，2005，4：5-7）。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院以L-阿拉伯糖與氨基酸為原料，用微波加熱方法制備了品質(zhì)優(yōu)良的煙用香精（CN201110305727.7[P].2012-4-4）；湖北中煙公開了一種利用糖和氨基酸反應(yīng)制備煙用香料及其調(diào)控的方法（CN201310268308.X[P].2013-9-18）；湖北中煙還公開了一種利用甘草浸膏、糖和脯氨酸反應(yīng)制備煙用香料的方法（CN201310270107.3[P].2013-9-25）；廣東中煙和華南理工大學(xué)公開了一種利用煙末提取物與氨基酸和糖類化合物制備煙用反應(yīng)類香料的方法（CN201210443210.9[P].2013-4-17）；瑞升公司與紅塔集團公開了一種利用煙梗提取物與其它富含糖類與氨基酸的天然香料提取物制備反應(yīng)型煙用香料的方法（CN201110371446.1[P].2012-6-20）；紅塔集團與天宏公司采用復(fù)方中草藥提取物的酶解液與復(fù)合氨基酸反應(yīng)，并將制備得到的反應(yīng)物通過膜分離技術(shù)根據(jù)分子量和功能性進行分段處理（CN201410013826.1[P].2014-4-9）?？傮w而言，目前煙用香料領(lǐng)域Maillard反應(yīng)物的制備工藝相對粗放，多采用傳統(tǒng)“一鍋煮”的制備方法及“一鍋用”的使用方式。由于Maillard反應(yīng)產(chǎn)物組成非常復(fù)雜，傳統(tǒng)方法得到的產(chǎn)品在應(yīng)用時不同程度地存在針對性不強、特點不突出、效果不明顯以及品質(zhì)不穩(wěn)定等缺陷。因此，有必要從反應(yīng)過程控制和產(chǎn)物后處理兩方面對Maillard反應(yīng)進行精細化加工技術(shù)研究，開發(fā)高品質(zhì)Maillard香料，這有利于進一步提高Maillard反應(yīng)產(chǎn)物的開發(fā)利用水平，進一步挖掘Maillard反應(yīng)產(chǎn)物在煙草中的應(yīng)用價值，豐富特色煙用香原料種類。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的正是基于上述研究現(xiàn)狀而提供的一種煙用葡萄糖/谷氨酸Maillard反應(yīng)香料的制備方法，通過投料比、反應(yīng)溶劑、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、體系pH的控制以及產(chǎn)物的分級分離，得到能夠有效改善卷煙感官品質(zhì)的小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物和分子量在3kD~6kD的大分子產(chǎn)物。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種煙用葡萄糖/谷氨酸Maillard反應(yīng)香料的制備方法，將葡萄糖與谷氨酸按摩爾比1:0.3~2，投料加入于乙醇水混合溶劑中，調(diào)節(jié)體系pH8~10，油浴加熱反應(yīng)一定時間，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)產(chǎn)物迅速冷卻至室溫，過濾除去不溶物，得到初產(chǎn)物；將初產(chǎn)物采用乙酸乙酯進行萃取，萃取液用無水硫酸鈉干燥后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑后，即得到小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物?；蛘邔⒁宜嵋阴ポ腿『蟮乃嗖糠植捎眯D(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水后，冷凍干燥，得到的固體產(chǎn)物采用凝膠滲透色譜柱層析，按照分子量對產(chǎn)物進行分級分離，同時通過280nm、360nm和420nm處的紫外吸收檢測對流份進行監(jiān)控，根據(jù)280nm、360nm和420nm處紫外吸收繪制的洗脫曲線，收集洗出前期在280nm處有強吸收、但在360nm和420nm吸收很弱的流份；將所收集的流份旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水后，冷凍干燥后，即得到目標(biāo)大分子產(chǎn)物，其分子量在3kD~6kD之間。所述乙醇水混合溶劑，乙醇濃度為40~60%。所述葡萄糖和谷氨酸總質(zhì)量與乙醇水混合溶劑的質(zhì)量百分比為20~60%。采用碳酸氫鈉、氫氧化鈉或者氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH。所述加熱溫度為100~120℃，加熱時間為2~8h。所述小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物，是采用與初產(chǎn)物等體積的乙酸乙脂分別萃取初產(chǎn)物3次后，合并有機相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑后得到的，相對于應(yīng)投料總量的產(chǎn)率為0.5~2.0%。所述凝膠滲透色譜柱層析，采用的是Bio-gelP-6gel柱（2~6cm×50~200cm），用超純水作流動相進行洗脫，流速為0.2~1.0mL/min。待有色物質(zhì)流至柱底部時對洗脫液以3~10min/管的速度進行收集，至柱上有色物質(zhì)全部流出時洗脫結(jié)束，根據(jù)280nm、360nm和420nm處吸光度繪制樣品洗脫曲線，進而依據(jù)洗脫曲線，收集洗出前期在280nm處有強吸收、但在360nm和420nm吸收很弱的目標(biāo)流份。所述目標(biāo)大分子產(chǎn)物分子量在3kD~6kD之間，氮元素含量6.5%~7.0%(可通過元素分析測得)，相對于柱層析上樣量的產(chǎn)率為30~60%。將本發(fā)明的小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物或大分子產(chǎn)物以一定比例添加至卷煙中，能夠有效豐富卷煙煙氣香韻、改善香氣質(zhì)、增加香氣量，降低雜氣和刺激性，具有良好的煙草加香效果。其中小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物的添加量為煙絲質(zhì)量的0.001～0.01%，添加方式為用乙醇溶解配制成加香溶液，均勻噴灑到煙絲中；大分子產(chǎn)物的添加量為煙絲質(zhì)量的0.01～0.05%，添加方式為用水溶解配制成加香溶液，均勻噴灑到煙絲中。對于煙用葡萄糖/谷氨酸Maillard反應(yīng)香料的制備，本發(fā)明的優(yōu)點主要在于：（1）水相Maillard反應(yīng)通常是單獨以水作為反應(yīng)溶劑，而本發(fā)明則以乙醇水混合液作為溶劑。溶劑中乙醇的引入能有效促進反應(yīng)的進程，有效提高了小分子揮發(fā)性產(chǎn)物和目標(biāo)大分子產(chǎn)物的生成量，進而提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率。（2）采用凝膠柱層析對產(chǎn)物進行了分級分離，能有有效分離出具有良好卷煙加香效果的組分，同時去除對卷煙加香具有負面作用的，在360nm和420nm處有較強吸收的組分。（3）本發(fā)明制備的小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物主要含有1-羥基-2-丙酮、3-羥基-2-丁酮、1-羥基-2-丁酮、2,5-二甲基-4-羥基-3(2H)-呋喃酮、2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃酮、3,5-二羥基-2-甲基-4H-吡喃酮、2-環(huán)戊烯-1,4-二酮、3-甲基環(huán)戊二酮等酮類化合物；吡嗪、2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪等吡嗪類化合物；5-甲基糠醛、糠醇和5-甲基糠醇等呋喃類化合物；乙酸、丙酸和4-羥基丁酸等揮發(fā)性有機酸類化合物。其中，酮類化合物和呋喃類化合物能夠有效增強卷煙煙氣的焦甜香，吡嗪類化合物能夠賦予卷煙煙氣特征的堅果香和烘焙香，揮發(fā)性有機酸類化合物能夠調(diào)節(jié)煙氣狀態(tài)，改善煙氣舒適性，因此，所制備的小分子量揮發(fā)性產(chǎn)物具有良好的煙草加香效果。（3）本發(fā)明制備的大分子產(chǎn)物熱裂解能夠生成吡嗪、2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪等吡嗪類化合物；吡咯、2-乙酰基吡咯等吡咯類化合物；1-羥基-2-丙酮、2,5-二甲基-4-羥基-3(2H)-呋喃酮、2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃酮、3,5-二羥基-2-甲基-4H-吡喃酮、2-環(huán)戊烯-1,4-二酮、3-甲基環(huán)戊二酮等酮類化合物；5-甲基糠醛、糠醇和5-甲基糠醇等呋喃類化合物，能夠增強卷煙煙氣的焦甜香、烘焙香和堅果香，具有良好的煙草加香效果。總之，本發(fā)明通過對煙用葡萄糖/谷氨酸Maillard反應(yīng)過程的精確控制以及產(chǎn)物的精細化后處理，得到了具有良好卷煙加香效果的小分子揮發(fā)性產(chǎn)物和大分子產(chǎn)物，實現(xiàn)了葡萄糖/谷氨酸Maillard反應(yīng)的精細化加工，提高了反應(yīng)產(chǎn)物在卷煙加香中的應(yīng)用價值。具體實施方式本發(fā)明以下結(jié)合實施例做進一步描述，但并不限制本發(fā)明。實施例1：稱取葡萄糖100mmol與谷氨酸50mmol混合于100mL30%的乙醇水溶液中，調(diào)節(jié)體系pH9.0，105℃油浴加熱反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)產(chǎn)物迅速冷卻至室溫，并過濾除去不溶物，得到初產(chǎn)物。將初產(chǎn)物采用100mL×3乙酸乙脂進行萃取，合并萃取液，并用無水硫酸鈉干燥后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑，得到棕色膏狀的小分子揮發(fā)性產(chǎn)物0.21g，相對于投料總量的產(chǎn)率為1.69%。將該產(chǎn)物用乙醇溶解配制成加香溶液，按煙絲重量的0.005%均勻噴灑到煙絲上，烘烤后卷制成卷煙。評吸結(jié)果表明，煙氣的焦甜香、烘培香突出，香氣質(zhì)改善，香氣量明顯增加，雜氣和刺激性明顯降低。實施例2：稱取葡萄糖100mmol與谷氨酸100mmol混合于100mL50%的乙醇水溶液中，調(diào)節(jié)體系pH9.0，105℃油浴加熱反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)產(chǎn)物迅速冷卻至室溫，并過濾除去不溶物，得到初產(chǎn)物。將初產(chǎn)物采用100mL×3乙酸乙脂進行萃取，合并萃取液，并用無水硫酸鈉干燥后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑，得到棕色膏狀的小分子揮發(fā)性產(chǎn)物0.31g，相對于投料總量的產(chǎn)率為1.89%。將該產(chǎn)物用乙醇溶解配制成加香溶液，按煙絲重量的0.005%均勻噴灑到煙絲上，烘烤后卷制成卷煙。評吸結(jié)果表明，煙氣的焦甜香、烘培香突出，香氣質(zhì)改善，香氣量明顯增加，雜氣和刺激性明顯降低。實施例3：稱取葡萄糖100mmol與谷氨酸150mmol混合于100mL50%的乙醇水溶液中)，調(diào)節(jié)體系pH9.0，105℃油浴加熱反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)產(chǎn)物迅速冷卻至室溫，并過濾除去不溶物，得到初產(chǎn)物。將初產(chǎn)物采用100mL×3乙酸乙脂進行萃取后，分離出的水相部分采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水后，冷凍干燥，得到固體初產(chǎn)物21.5g。取1.0g固體初產(chǎn)物，采用2.5cm×100cm的Bio-gelP-6gel柱進行凝膠滲透色譜柱層析分離，用超純水作流動相進行洗脫，流速為0.5mL/min。待有色物質(zhì)流至柱底部時對洗脫液以5min/管的速度進行收集，至柱上有色物質(zhì)全部流出時洗脫結(jié)束。通過280nm、360nm和420nm處的紫外吸收檢測對流份進行監(jiān)控，并根據(jù)280nm、360nm和420nm處吸光度繪制樣品洗脫曲線，進而依據(jù)洗脫曲線收集洗出前期在280nm處有強吸收，但在360nm和420nm吸收很弱的目標(biāo)流份。將所收集的流份合并后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分水，再冷凍干燥，即得到目標(biāo)大分子產(chǎn)物0.42g，相對于柱層析上樣量的產(chǎn)率為42%，分子量為3kD~6kD。將該產(chǎn)物用水溶解配制成加香溶液，按煙絲重量的0.02%均勻噴灑到煙絲上，烘烤后卷制成卷煙。評吸結(jié)果表明，煙氣的焦甜香、烘培香突出，香氣質(zhì)改善，香氣量明顯增加，雜氣和刺激性明顯降低。