烟草茎杆提取物化学成分分析及在卷烟中的应用

烟草茎杆提取物化学成分分析及在卷烟中的应用

作者：程向红 韦凤杰 周浩 田海英 来源：《中国科技纵横》2012年第18期

摘要:为寻找一种新的烟草茎杆利用和烟草浸膏制备途径,采用同时蒸馏萃取和GC/MS法分析了烟草茎杆韧皮浸膏的挥发性成分,并进行了卷烟加香试验。结果表明:(1)烟草茎杆韧皮浸膏鉴定出28种成分,主要为烟碱、有机酸类、醛酮类、萜烯类、酯醇类等重要的烟草香味物质;(2)烟草茎杆韧皮浸膏具有丰富烟香,提高卷烟烟气甜润度,增加回甜生津感,柔和烟气和改善余味的作用。烟草茎杆韧皮浸膏可作为一种天然香料用于卷烟加香。 关键词:烟草茎杆 提取物 GC/MS 同时蒸馏萃取 卷烟加香

烟草茎杆又称烟杆或烟秆,是烟草农业生产的副产物。我国是一个烟草生产大国,烟草农业生产中每年都有大量的烟草茎杆被废弃,这些废弃物被农民堆放在田间地头,降解缓慢,不仅造成田间交通、浇灌堵塞、滋生传播病虫害,且其浸出液会污染土壤,被晒干焚烧又会造成大气污染。因此,如何变废为宝,使其转化为可利用资源一直是人们关注的问题。目前,国内外对烟草茎杆利用的研究主要集中在烟草茎杆中炭和纤维素的再利用方面[1-8],也曾有报道研究了从烟草茎杆中提取工业烟碱和果胶[9-11],但将烟草茎杆利用于卷烟方面的研究鲜有报道。烟草茎杆主要有韧皮部、木质部和芯部组成,韧皮部含有大量的烟草同源香味物质[12],可直接提取后施加到烟草制品中,因此本文利用烟草茎杆韧皮提取浸膏,对浸膏的挥发性成分进行分析,并研究其在卷烟中的应用效果,旨在寻找一种新的烟草茎杆利用和烟草浸膏制备途径。 1、材料与方法 1.1 材料与仪器 1.1.1 试验材料

河南洛阳产区顶叶成熟采收后的整株新鲜烟棵茎杆数株,自然条件下干燥后剥取韧皮,将韧皮粉碎为60目备用。 1.1.2 试验仪器

二氯甲烷(AR,汕头西陇化工厂);无水硫酸钠(AR,上海化学试剂有限公司);Agilent 60-5975气质联用仪(美捷司);同时蒸馏萃取装置;恒温水浴（金坛市恒丰仪器厂）;BUCHI旋转蒸发浓缩仪(瑞士BUCHI公司);电子天平(精度0.01g,瑞士Precisa Gravimetrics AG)等。 1.2 试验方法

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1.2.1 烟草茎杆韧皮浸膏的提取

浸膏的提取采用传统的烟草浸膏提取工艺,用体积分数95％乙醇作萃取剂,进行二次蒸馏后获得浸膏。

1.2.2 烟草茎杆韧皮浸膏化学成分的分析

取过滤后的1ml滤液进行GC/MS分析。分析条件为:GC条件:色谱柱:DP-5(50m×0.32mm×0.25μm)毛细管柱;进样口温度:320℃;载气:氦气,流量1ml/min（恒流模式）;进样量:1μl,程序升温:50℃(1min)4℃/min160℃(5min)4℃/min260℃(10min);分流比20:1。溶剂延迟5min;接口温度:280℃;电离方式:EI;电离能量:70eV;离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃;质量扫描范围:35～350amu。

1.2.3 烟草茎杆韧皮浸膏卷烟加香试验

将质量比0%、0.02%、0.05%的浸膏用无水乙醇稀释到0.4%,用微量喷雾器均匀地喷加在黄金叶品牌无加香成品烟丝中,将加香烟丝卷制成烟支,在温度(20±1)℃、相对湿度(60±2)%的恒温恒湿箱内平衡水分48h,进行评吸。 2、结果与分析

2.1 烟草茎杆韧皮浸膏的挥发性成分

将烟草茎杆韧皮浸膏进行GC/MS分析,分离的各个组份用NIST98质谱库检索并与标准质谱图相比较鉴定,用峰面积归一法计算各成分的相对含量。

由烟草茎杆韧皮浸膏鉴定出28种成分(表1),主要为烟碱、有机酸类、醛酮类、萜烯类、酯醇类。烟碱是烟草中特有的成分,它是提供卷烟抽吸强度和满足感的重要组成[13];有机酸则能够柔和烟气,减少刺激,增加卷烟的口腔舒适度;醛酮类是卷烟重要的香气物质,糠醛能够增加烟气的焦甜香、杏香及烘焙香[14],巨豆三烯酮能增加卷烟的甜香、类花香和木香,并能醇和吃味[15];萜烯类也是卷烟香味物质的重要成分,β-水芹烯能柔和烟气,使烟气飘逸。 2.2 卷烟中的加香效果

评吸结果(表2)表明,烟草茎杆韧皮浸膏能明显提高卷烟香气质,增加烟气浓度,丰富烟香,减少木质杂气,使烟气回甜生津,使余味得到改善。 3、小结与讨论

传统的烟草浸膏是利用烟叶、烟叶碎沫而制得的一种烟草制品添加剂,能增进烟草的特征香气,使烟气饱满,同时还可改善烟香透发性,减少刺激,去除杂气,现已广泛应用于卷烟加香之中

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[14]。烟草浸膏原料同时也是造纸法薄片急需的原料,随着卷烟降焦减害技术的发展,造纸法薄片在卷烟中的应用量大增,工农业生产中产生的烟叶碎沫量已经不能满足卷烟工业生产需要,因此,含有烟草同源香味物质的烟草茎杆可以成为烟草浸膏原料有益的补充。

烟草茎杆主要有韧皮部、木质部和芯部组成,其烟草类香味物质主要存在于韧皮部,新鲜韧皮部叶绿素含量较高,而叶绿素是对烟草香味不利的因素[16],自然干燥后的韧皮部叶绿素得到代谢,含量较低,有利于浸膏品质。烟草茎杆木质部木质化程度较高,质地坚硬,如果利用整株茎杆进行提取浸膏会增加工业成本,降低提取率。工业提取时,可以利用剥麻机设备对烟草茎杆进行韧皮部与木质、芯部的分离[17],分离出的木质、芯部是较好的活性碳原料,提取浸膏后的韧皮部又可作为造纸法薄片的良好原料。

烟草茎杆韧皮浸膏含有烟碱、有机酸、醛酮类、萜烯类、酯醇类物质,这些成分大多为重要的烟草香味物质。烟草茎杆韧皮浸膏能明显提高卷烟香气质,增加烟气浓度,丰富烟香,减少木质杂气,使烟气回甜生津,使余味得到改善,可作为一种天然香料用于卷烟加香。 参考文献

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