[發明專利]半胱氨酸示蹤法水相制備煙用香料前體的方法及其產品和應用

有效

• 申請號: 201710031925.6
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106820253B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 楊君;儲國海;尹潔;張曉鳴;甘學文;胡軍;張云蓮;徐清泉;黃芳芳;于靜洋;鄧仕彬
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: C07H1/00
• 分類號: C07H1/00;A24B15/30
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于食品化學和食品加工領域，具體涉及一種半胱氨酸示蹤法水相制備煙用香料前體的方法及其產品和應用。

背景技術

美拉德反應(Maillard Reaction)，又稱非酶褐變或羰氨反應，是還原糖 (碳水化合物)與氨基酸/蛋白質在常溫或加熱時發生的一系列復雜的反應，最終生成棕色甚至黑色的高分子類黑精(或稱擬黑素)。美拉德反應過程一般可歸納為初始階段、中間階段和高級階段3個階段。在初始階段，酮糖可與氨基化合物生成酮糖基胺，而酮糖基胺可以經過海恩氏(Heyns)分子重排異構成2-氨基-2-脫氧葡萄糖，也被稱作Heyns重排產物(HRP)。

在醇化后的煙草中已發現多種HRP，其總含量占烤煙干重的2％左右，并且被證實為煙草香氣重要的貢獻者。煙葉在自然醇化過程中，氨基糖類先增加，約2年時間達到最高，然后開始下降，氨基糖類的變化趨勢與烤煙感官品質變化趨勢比較吻合，積累水平達到最高時，煙葉品質最好，因而是煙葉自然醇化進程的一個重要指標。大量研究證明HRP是重要的香味中間體，可改善吸味，圓和煙氣，增加甜香和烘烤香，極具在卷煙加香中的應用潛能。

HRP不僅具有完全美拉德反應產物(MRPs)在卷煙中的加香效果，而且穩定性較強，使其有望以獨特的優勢代替部分MRPs添加至卷煙產品中。據現有的報道，由于美拉德反應十分復雜，產物繁多，反應過程不好控制，造成部分產品加香效果不理想。影響美拉德反應的因素有溫度、時間、溶劑、pH值、濕度等，也和參與反應的糖和氨基酸等有很大關系。由于煙草加香所用香料正常使用的溫度較高，所需香氣并非是常溫時具有的香氣。在卷煙的燃吸過程中煙頭最高溫度可達700～800℃，在這樣的高溫下，完全美拉德反應產物MRPs將分解，自身香氣已不易被聞到。因此，加香的作用是使其裂解的產物能起到消除煙雜氣，增加香煙吸味，從而達到提高煙葉質量的目的。完全美拉德反應產物在卷煙生產和儲存過程中極易發生揮發性香氣物質的損失，導致加香作用不能達到預期目標。針對性地制備某些HRP中間體，作為外源香味前體補充添加到煙絲中，能夠提高煙葉可用性、方便葉組配方、改善卷煙評吸品質。

國內外許多煙草企業和科研機構都積極開展了HRP的合成研究以及在卷煙加香方面的應用研究。在目前已有技術中，HRP主要在有機溶劑中加熱回流制備，通常選擇甲醇作為有效的反應溶劑。甲醇作為反應溶劑應用于工業化生產具有較高的生產成本且不安全。甲醇易燃易爆且具有較強的毒性，完全不適用于HRP的工業化生產。工業化的美拉德反應過程一般在高溫水相體系下進行，該條件下HRP一旦形成迅速發生脫水、降解等重重疊疊的次級反應，根本不可能穩定制備到目標HRP，即使是實驗室水平的微量分析都很難捕獲到這些反應中間體。因此有待出現一種水相合成HRP的工藝，實現其安全制備。

發明內容

針對上述現有技術的缺點和不足，本發明提供了半胱氨酸示蹤法水相制備煙用香料前體的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

半胱氨酸示蹤法水相制備煙用香料前體的方法，將1～10重量份的氨基酸和10重量份的酮糖溶解于100～500重量份的水中，調整該混合溶液的pH至6.5～8.5，在70～140℃下進行低溫美拉德反應，采用冰浴冷卻終止反應，經低溫濃縮得到所述煙用香料前體；其中，選定條件下最適反應時間的確定采用半胱氨酸示蹤法，具體步驟如下：

(1)按選定比例將氨基酸和酮糖溶解于水中，調整該混合溶液的pH，將所得溶液平均分為5～10份，分別倒入美拉德反應瓶中，在相同的選定溫度下進行第一階段低溫美拉德反應，在15～130min內反應不同時間后采用冰浴冷卻終止反應；

(2)分別在步驟(1)所得到的各份反應液中加入等量的示蹤劑半胱氨酸，各份反應液在相同條件下進行第二階段高溫美拉德反應，采用冰浴冷卻終止反應，得到變溫美拉德反應液；

(3)分別測定步驟(2)所得到的各份變溫美拉德反應溶液在波長420 nm下的吸光度值，描繪所得吸光度值與步驟(1)中相應反應時間的關系曲線，根據吸光度值最低點對應的反應時間，確定相應條件下的最適反應時間。

本方法基于半胱氨酸作用于Heyns重排產物可以有效阻止其進一步反應形成呈色物質的機理，在低溫美拉德反應過程中的不同反應時間添加半胱氨酸示蹤劑，接著發生高溫美拉德反應，比較其在高溫美拉德反應中的色澤抑制效果，從而確定Heyns重排產物形成的臨界反應時間，在該臨界條件下低溫水相制備中間體，所得中間體即為所述煙用香料前體。