酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法及應用與流程

2023-12-05 16:43:06 2

本發明涉及煙用添加劑技術領域，具體是一種酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法及其應用。

背景技術：

煙用香料是伴隨捲菸工業發展而出現的產物，是高、精、新技術的結晶。提高捲菸安全性，降低煙氣焦油量和煙氣中其它有害成分是中式捲菸研究的一個重要方向。然而，菸草中的許多香味物質卻存在於焦油之中，伴隨著焦油量的降低，煙味變淡，香氣減弱，捲菸產品失去原有的風格，難以被消費者所接受。因此，在降低捲菸焦油的同時，增進和提高煙氣濃度和香味、穩定捲菸質量，滿足個性化需要，提高安全性等諸多方面，加香加料都具重要作用。隨著中式捲菸降焦減害工作的深入，菸草加香加料愈加顯示出其重要性。

杭白菊(hangzhouwhitechrysanthemum)，又名杭菊、甘菊、茶菊，產自浙北杭嘉湖平原以桐鄉市為主，按照傳統工藝技術在當地加工而成。杭白菊既可作飲料，又是重要的中藥材，是「浙八味」之一，素有「西湖龍井，杭白貢菊」之美譽；其成品外觀花瓣玉白、花蕊深黃，花型較大，花瓣厚實，花朵大小均勻，用開水衝泡後滷汁澄清，呈淺黃色，氣清香、味甘微苦。杭白菊具有疏風散熱、解毒清腫、利咽明目、降低血壓的作用；研究表明，杭白菊提取物可以增強毛細血管抵抗力，降低血液中脂肪和膽固醇含量，具有改善心肌營養、抗炎的作用；具有清除活性氧自由基，對抑制腫瘤、延緩衰老及增強人體免疫力有一定功效。

β-葡萄糖苷酶，又稱β-d-葡萄糖苷葡萄糖水解酶，它能夠水解結合於末端非還原性的β-d-葡萄糖苷鍵，同時釋放出β-d-葡萄糖和相應的配基。β-葡萄糖苷酶能將果、蔬、茶中的風味前體物質水解為具有濃鬱天然風味的香氣物質，還能協助纖維素酶降解纖維素。

風味蛋白酶(flavourzyme)是利用米麴黴發酵提取而得，篩選復配而成的複合酶。包含了內切蛋白酶與外切肽酶兩種活性,可以用來去除低水解度產物的苦肽鏈，將其徹底降解為胺基酸，也可以用於徹底水解蛋白質，增進和改善水解液的風味。

現有技術中，以β-葡萄糖苷酶和風味蛋白酶複合發酵預處理杭白菊花，分解、降解、轉化杭白菊花細胞壁大分子物質，提高杭白菊揮髮油香氣品質，並在捲菸中加香應用，改善煙氣的香氣質、口感，尚未見報導。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提供一種酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法，具體來說是採用複合酶(β-葡萄糖苷酶、風味蛋白酶)發酵預處理杭白菊花，分解、降解、轉化杭白菊花細胞壁大分子物質，在水溶液中釋放更多致香物質，水蒸氣蒸餾提取杭白菊揮髮油，經複合酶促增香提高杭白菊揮髮油香氣品質，豐富香氣，具有菊花、玫瑰花複合香氣，喉部有甜感和微清涼感；在捲菸中加香應用，改善煙氣的香氣質、口感，降低刺激，柔和煙氣，豐富煙香。

本發明提供一種酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法，包括以下步驟：

(1)將杭白菊花與水按質量比1:25～50混合，調ph至4～6，加入混合物總質量3～6％的乙醇，在35～50℃條件下平衡10～30min，加入佔杭白菊花質量比0.1～0.3％的複合酶，混合均勻並不停攪拌、35～50℃溫育12～48小時，所述複合酶由β-葡萄糖苷酶和風味蛋白酶按照質量比0.5～2:1組成；

(2)水蒸氣蒸餾5～10小時提取揮髮油，所得黃色油狀物為酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油。

進一步的，所述的β-葡萄糖苷酶為食品級，酶活為100～10000u/g。

進一步的，所述的風味蛋白酶為食品級，酶活為1萬～5萬u/g。

進一步的，所述的乙醇為食品級，質量濃度為95％。

本發明提供一種上述方法製備的杭白菊揮髮油。

本發明提供一種上述方法製備的杭白菊揮髮油在捲菸中的應用，將所述杭白菊揮髮油按質量比百萬分之0.1～0.3添加到菸絲中。

本發明的優點：採用複合酶(β-葡萄糖苷酶、風味蛋白酶)發酵預處理杭白菊花，其中β-葡萄糖苷酶水解結合於末端非還原性的β-d-葡萄糖苷鍵，同時釋放出β-d-葡萄糖和相應的配基，將風味前體物質水解為香氣物質，而包含內切蛋白酶和外切肽酶兩種活性的風味蛋白酶，可以更徹底地水解蛋白質，破解細胞壁物質，利於致香成分的釋放；而混合物3～6％含量的乙醇，是為了一定程度地提高β-葡萄糖苷酶的活性；在一定的溫度、時間、複合酶的作用下，杭白菊花水溶液中溫育的致香物質種類和含量均增加，經水蒸氣蒸餾，獲取的杭白菊花揮髮油，除了有菊花的特徵香氣成分，香氣種類更豐富，具有了玫瑰花香、果甜香、微涼感等複合天然氣息，香氣品質提高；在捲菸中加香，與煙氣協調，具有豐富的菊花、玫瑰花香、甜和涼感，克服了增大刺激、有雜氣的缺陷。該方法所用原料來源廣泛，綠色環保，工藝條件簡單易操作，成本低，具有產業化前景。

具體實施方式

下面列舉一部分實施例對本發明的有關技術問題作進一步詳細的描述，有必要在此指出以下具體實施例只是對本發明的進一步說明，不代表對本發明保護範圍的限制。其他人根據本發明做出的一些非本質的修改和調整，仍屬於本發明的保護範圍。

實施例1

一種酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法，包括以下步驟：

(1)將杭白菊花與水按質量比1:25混合，調ph至4，加入混合物總質量3％的食品級95％乙醇，在35℃條件下平衡10min，加入佔杭白菊花質量比0.1％的複合酶(，混合均勻並不停攪拌、35℃溫育12小時，所述複合酶由β-葡萄糖苷酶和風味蛋白酶按照質量比為1:1組成；

(2)水蒸氣蒸餾5小時提取揮髮油，所得黃色油狀物為酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油。

所述的β-葡萄糖苷酶為食品級，酶活為10000u/g。

所述的風味蛋白酶為食品級，酶活為3萬u/g。

所述的乙醇為食品級，質量濃度為95％。

將上述杭白菊酶促生香揮髮油在捲菸中加香，佔菸絲質量比為百萬分之0.1％。

感官評吸效果：與煙氣協調性較好，有菊花特徵香氣，有清甜香，香氣豐富，除了菊花特徵香氣，還具有玫瑰花香、甜感，並有喉部清涼感，煙氣柔和，餘味乾淨，香氣質提高。

實施例2

一種酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法，包括以下步驟：

(1)將杭白菊粗粉與水按質量比1:35混合，調ph至5.2，加入混合物總質量4.5％的食品級95％乙醇，在40℃條件下平衡20min，加入佔杭白菊粗粉質量比0.3％的複合酶混合均勻，並不停攪拌、40℃溫育18小時，所述複合酶由β-葡萄糖苷酶和風味蛋白酶按照質量比為0.5：1組成；

(2)水蒸氣蒸餾6小時提取揮髮油，所得黃色油狀物為酶促生香杭白菊揮髮油；

所述的β-葡萄糖苷酶為食品級，酶活為5000u/g。

所述的風味蛋白酶為食品級，酶活為2萬u/g。

將上述杭白菊酶促生香揮髮油在捲菸中加香，佔菸絲質量比為百萬分之0.2％。感官評吸效果：與煙氣協調性好，香氣豐富，具有豐富的菊花香氣和玫瑰香，還有甜感和微清涼感，香氣質提高，喉部舒適，煙氣柔和細膩，刺激降低，餘味乾淨。

實施例3

一種酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油的製備方法，包括以下步驟：

(1)將杭白菊粗粉與水按質量比1:45混合，調ph至6，加入混合物總質量6％的食品級95％乙醇，在48℃條件下平衡30min，加入佔杭白菊粗粉質量比0.3％的複合酶(β-葡萄糖苷酶、風味蛋白酶)混合均勻，並不停攪拌、48℃溫育32小時，所述複合酶由β-葡萄糖苷酶和風味蛋白酶按照質量比為1：0.5組成；

(2)水蒸氣蒸餾12小時提取揮髮油，所得黃色油狀物為酶促生香杭白菊揮髮油；

所述的β-葡萄糖苷酶為食品級，酶活為1000u/g。

所述的風味蛋白酶為食品級，酶活為1萬u/g。

將上述杭白菊揮髮油在捲菸中加香，佔菸絲質量比為百萬分之0.3％。

感官評吸效果：與煙氣協調性好，具有菊花、玫瑰花香和甜、涼感，煙氣柔和舒適、刺激降低、雜氣減少、餘味乾淨，香氣質提高。

試驗例1

本發明對酶促增香的杭白菊揮髮油與其對照(未經酶預處理的杭白菊花水蒸氣蒸餾提取的揮髮油)進行揮發性致香成分gc/ms對比分析。

(1)揮髮油處理：將揮髮油用二氯甲烷萃取、稀釋100倍，取1ml用於進行gc/ms分析。

(2)gc/ms分析：hp-5ms(50m×0.25mm×0.25μm)毛細管柱；進樣溫度：250℃；分流比50:1；載氣：he，1ml/min；升溫程序：從50℃(1min)以5℃/min升到250℃(5min)；傳輸線溫度：250℃；離子源：ei源；電子能量：70ev；掃描範圍：50～550amu；使用wiley和minilab譜庫進行檢索。

(3)揮發性成分對比分析

gc/ms分析結果(表1)表明：

①未經酶發酵處理的杭白菊揮髮油中共分離鑑定出106種揮發性香氣成分，主要包括烯類、萜烯類、環烴族化合物、萜類醇類、酮類、醛類、烷烴類、萜烯類、，還有呋喃、吡嗪、噻吩等雜環類化合物，佔78.23％，其中相對百分含量較高的幾種物質分別為；1,2,4-三乙苯(13.89％)、α-薑黃烯(8.94％)、β-倍半水芹烯(6.04％)、(+)-δ-杜松烯(4.05％)、(-)-氧化石竹烯(3.14％)、.α.-杜松醇(2.70％)、1,2,3,4,4a,7-六氫-1,6-二甲基-4-(甲基乙基)-萘(2.12％)、姜烯(1.95％)、β-石竹烯(1.91％)等9種，共達44.74％；②經複合酶促生香的杭白菊揮髮油中共分離鑑定出166種揮發性香氣成分，相對百分含量佔92.19％，其中α-薑黃烯(7.29％)、1,2,4-三乙苯(6.23％)、β-倍半水芹烯(5.16％)、(+)-δ-杜松烯(3.88％)、(s)-順式-馬鞭草烯醇(3.11％)、(-)-氧化石竹烯(2.69％)、γ-桉葉油(2.51％)、二-epi-.α.柏木烯(2.43％)、5-乙基環戊-1-烯吡咯甲醛(2.00％)、(e)-2,3-環氧皆烷(1.85％)、姜烯(1.78％)等11種香氣物質相對百分含量較高，共達38.93％；

②經複合酶促發酵生香後，杭白菊揮髮油中的香氣成分更豐富，出現了新的香氣成分101種，主要有苯甲醛、甲基庚烯酮、苯乙醛、苯乙醇、β-異佛爾酮、(+)-薄荷醇(0.71％)、香葉醇、橙花醇、水芹醛、(-)-乙酸桃金孃烯酯、(-)-α-古芸烯、(-)-羅漢柏烯、(+)-δ-杜松萜烯、(-)-α-柏木烯(0.34％)、(s)-順式-馬鞭草烯醇(3.11％)、β-桉葉醇(1.11％)、二-epi-.α.柏木烯(2.43％)、.tau.-杜松醇(1.17％)、香樹烯(0.46％)、z-.α.-trans-香檸檬醇(1.40％)、金合歡醇異構體(1.18％)、2-己基吡啶(1.34％)(+)-雪松醇(0.38％)、長馬鞭草烯酮(0.52％)及其他呋喃、咪唑等。(s)-順式-馬鞭草烯醇具有馬鞭草樣香氣，二-epi-.α.柏木烯有木香香氣，苯甲醛具有類似苦杏仁的香味，甲基庚烯酮具有檸檬草和乙酸異丁酯般的香氣，4-傘花烴具特殊的香氣，β-異佛爾酮有薄荷香味，苯乙醛具有類似風信子的香氣，稀釋後具行水果的甜香氣，苯乙醇具有柔和、愉快而持久的玫瑰香氣，(+/-)-薄荷醇具有薄荷香氣並有清涼的作用，乙酸龍腦酯有清涼的松木香氣，並有樟腦似的氣息，橙花醇具有新鮮的、甜香的玫瑰似的香氣，香葉醇具有溫和、甜的玫瑰花氣息，味有苦感，水芹醛有果子香味，(-)-羅漢柏烯具柏木特徵香氣，(+)-δ-杜松萜烯為萜烯類物質，(+)-雪松醇是一種倍半萜醇，具有愉快而持久的柏木香氣，長馬鞭草烯酮具有類似樟腦、薄荷腦、芹菜香氣，金合歡醇異構體具有特有的青香韻的鈴蘭花香氣,並有青香和木香香韻，亞油酸甲酯為不飽和脂肪酸，是構成捲菸香味的重要物質，柔和煙氣，減輕刺激，微量亞油酸(0.01％)為醇和煙氣成分；

③經複合酶促生香的杭白菊揮髮油中，23種揮發性成分的相對百分含量提高，如(+,-)-1,3,3,-三甲基環己烯-4-吡咯甲醛、(-)-反式一松香芹醇、馬鞭烯醇、1,3-環庚二烯、(1r,5r)-rel-香芹醇、(e)-2,3-環氧皆烷、(-)-α-蓽澄茄油烯、γ-桉葉油、8,9-脫氫-環異長葉烯、cis-z-.α.-紅沒藥烯環氧化物、3』-甲基-2-苄叉-苯並二氫呋喃-3-酮、可巴烯等，其中馬鞭烯醇具有馬鞭草樣香氣，8、9-脫氫-環異長葉烯為單萜含氧化合物，具有類玫瑰花香氣，cis-z-.α.-紅沒藥烯環氧化物具有溫暖的木香、柑橘香、花香、果香、青香，和甜潤的香脂香氣，(-)-α-蓽澄茄油烯有輕淡的樟木香氣等；

④複合酶促生香後，杭白菊揮髮油中的一些成分消失或含量降低：1,6-二甲基庚-1,3,5-三烯、異佛爾酮、l(-)-樟腦、1,4-二乙基-1,4-二甲基-2，5-環己二烯、薄荷腦、(-)-4-萜品醇、β-甲基苯丙醛、1,1,6-三甲基四啉、左旋乙酸冰片酯、6,7-二甲基-1,2,3,5,8,8a-六氫萘、1,2,3,4-四甲基苯、長葉烯-(v4)、丁香酚、正癸酸、1-乙基-3-甲基金剛烷、1，2,3,4-四氫-1,5,7-三甲基萘、4-乙基鄰二甲苯、2-異丙烯基-2-長松針烯、2，6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)雙環[3.1.1]庚-2-烯、(+)-δ-杜松烯、(1.α.,3.α.,5.α.)-1,5-二乙烯-3-甲基-2-亞甲基環己烷、(r*,r*)-4-甲基-.α.-(1-甲基-2-丙烯基)-苯甲醇、鄰甲苯酸十三烷酯、10,10-二甲基-2,6-二甲烯雙環[7.2.0]十一-5.β.-醇等，其中1,2,4-三乙苯的相對百分含量，從13.89％降至6.23％，共12種含量降低，35種消失，這些雜環烯烴、雜環化合物、醇、酯等，可能是在β-葡萄糖苷酶的作用下，有些成分發生了結構變化形成了同分異構體，有些發生了大分子物質斷裂分解、降解，產生更多的小分子香氣物質或者轉化成香味前體物質，有些徹底降解而消失，使刺激性成分減少，可能有利於捲菸品質的提高。

總的來看，所有這些香氣成分賦予酶促生香的杭白菊揮髮油，除了有菊花的特徵香氣成分，香氣種類更豐富，具有了玫瑰花香、果甜香、微涼感等複合天然氣息，香氣質提高；在捲菸中加香，與煙氣協調，具有豐富的菊花、玫瑰花香、甜和涼感，刺激性降低，餘味乾淨。

表1β-葡萄糖苷酶發酵提取杭白菊揮髮油與其對照的揮發性成分gc/ms對比

表1中符號「/」表示未檢出；丙酸苯乙酯為內標。

試驗例2在捲菸中加香的感官評價分析

將實施例1-3酶促生香提高香氣品質的杭白菊揮髮油按菸絲質量比的百萬分之0.1分別添加到某中檔捲菸品牌配方菸絲中，菸絲裝入密封袋，放置在烘箱中80℃恆溫30min，至含水量合適，卷製成煙支，放入恆溫恆溼箱內(22℃+1、相對溼度為60％+2％)平衡48h，請專家評吸小組評吸。

經過經評吸小組反覆評吸，捲菸評吸試驗(表2)表明，經酶促生香的杭白菊揮髮油在菸絲中的加香效果明顯好於未酶促處理的杭白菊揮髮油(簡稱對照)，香氣特徵表現得更為豐富，具有菊花特徵香氣的同時，還帶有玫瑰花香和甜感、喉部微清涼感，煙氣柔和，刺激性、雜氣明顯降低，香氣品質提高。

表2酶促增香提高香氣品質的杭白菊揮髮油及其對照的感官評吸結果

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何屬於本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。