棗酊分子蒸餾產(chǎn)物在卷煙加香中的應(yīng)用
姜興濤1，阮曉明2，何漢平1，李慶龍1，李慶廷1，陳玲1
摘 要：本文利用分子蒸餾技術(shù)對棗酊進(jìn)行了分離加工，并利用GC/MS聯(lián)用技術(shù)對棗酊及其分子蒸餾產(chǎn)物進(jìn)行了化學(xué)成分分析和對比。結(jié)果顯示，對棗酊進(jìn)行分子蒸餾后，餾出物中組分的相對含量發(fā)生明顯變化，其中部分低沸點(diǎn)的致香物質(zhì)的相對含量有顯著提高，體現(xiàn)了分子蒸餾良好的富集作用。將棗酊分子蒸餾餾出物用于卷煙的加香過程，可以使煙氣更加豐滿諧調(diào)，同時(shí)又有利于卷煙的降焦減害。
關(guān)鍵詞：棗酊；分子蒸餾；GC/MS
棗酊是一種重要的煙用香料，它是用乙醇浸提鼠李科植物棗樹的成熟干果所得[1]。現(xiàn)有的浸提工藝使棗子果實(shí)中含有的蛋白質(zhì)和糖類等成分也出現(xiàn)在酊劑中。鑒于這些成分對卷煙焦油含量的影響，使棗酊在煙用加料中的使用受到很大的影響；傳統(tǒng)的蒸餾技術(shù)雖然可以除去棗酊中的蛋白質(zhì)和糖類等不利成分，但是棗酊的頭香損失較大，因此有必要采用新的技術(shù)，既能除去這些不利成分，又能保留棗酊的頭香成分。
分子蒸餾(molecular distillation，簡稱MD)是一種在高真空度下，利用不同沸點(diǎn)的物質(zhì)的分子平均自由程的差異進(jìn)行液液分離操作的連續(xù)蒸餾過程[2]。在高真空度條件下，由于分子蒸餾器的加熱面和冷凝面之間距離小于或等于被分離物料的分子平均自由程，當(dāng)分子從加熱面上形成的液膜表面上進(jìn)行蒸發(fā)時(shí)，分子間相互發(fā)生碰撞，無阻攔地向冷凝面運(yùn)動并在冷凝面上冷凝，從而達(dá)到分離目的。分子蒸餾技術(shù)因而能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下的操作，又具有壓力低、受熱時(shí)間短、分離程度高等特點(diǎn)，能大大降低高沸點(diǎn)物料的分離成本，極好地保護(hù)熱敏性物質(zhì)的品質(zhì)。目前，該項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石油化工、食品香料等領(lǐng)域，特別適用于天然物質(zhì)的提取與分離[3,4]。
本文利用分子蒸餾技術(shù)提取棗酊中的致香成分，利用GC/MS聯(lián)用技術(shù)對棗酊及其分子蒸餾產(chǎn)物進(jìn)行了化學(xué)成分分析和對比，并將分離產(chǎn)物用于了卷煙的加香試驗(yàn)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
棗酊：棕褐色液體，無沉淀，無懸浮物，具有特征的棗子焦甜香，甜度大，無苦味；乙醚；無水硫酸鈉。
國產(chǎn)小型刮膜式分子蒸餾裝置（MD-S80）；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；Agilent6890-5973N氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國安捷倫公司）。
1.2 分子蒸餾工藝
將棗酊分別進(jìn)行一次分子蒸餾分離和二次分子蒸餾分離，最終得到餾出物Ⅰ和餾出物Ⅱ。具體工作條件如表1。
1.3 成分分析
準(zhǔn)確稱取棗酊、餾出物Ⅰ、餾出物Ⅱ各50g,置于250ml分液漏斗中，加入50g乙醚，萃取24h，將有機(jī)相轉(zhuǎn)移至裝有無水硫酸鈉的漏斗中，過濾，用帶尾管濃縮瓶接受濾液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將濾液水浴濃縮至1ml，取樣進(jìn)行GC/MS分析[5,6]。
GC條件：毛細(xì)管柱：HP-5（50m×0.32mm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度：250℃；柱頭壓：58kPa；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；升溫程序：起始溫度50℃，4℃/min升溫至250℃，保持10min。
MS條件：EI源；電子能量：70eV；電子倍增器電壓：1800V；質(zhì)量掃描范圍：33～350amu；離子源溫度：180℃；四極桿溫度：230℃。
2 結(jié)果與討論
2.1 分子蒸餾提取結(jié)果
餾出物Ⅰ為淺黃色透明液體，具有明顯的棗子清甜香，釀甜香，甜度較棗酊小；餾出物Ⅱ?yàn)闇\黃色透明液體，具有特征的棗子焦甜香，釀甜香，甜度較棗酊小。
2.2 GC/MS分析結(jié)果
將棗酊、餾出物Ⅰ、餾出物Ⅱ用GC/MS定量定性分析，進(jìn)樣量均為0.7μl，分別檢出化合物33種、13種和15種，結(jié)果見表2。
2.3 討論
由分析結(jié)果可見，對棗酊進(jìn)行分子蒸餾后，餾出物中的化學(xué)組分?jǐn)?shù)目明顯減少，尤其是分子量較大、高沸點(diǎn)的物質(zhì)全部沒有出現(xiàn)。同時(shí)，在餾出物Ⅰ和餾出物Ⅱ中出現(xiàn)的低沸點(diǎn)組分的相對含量與棗酊相比都有明顯提高，分子蒸餾的富集作用也得到體現(xiàn)。
在餾出物Ⅰ和餾出物Ⅱ中，有棗酊中未檢出的甲酸乙酯和乙酸乙酯出現(xiàn)，而甲酸在餾出物中未檢出，乙酸的相對含量也明顯降低，可能是在分子蒸餾過程中出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)所致。
在餾出物中，部分酯類物質(zhì)的含量明顯提高，如，乳酸乙酯的相對含量從棗酊中的0.218%提高到0.672%和0.686%，丁二酸二乙酯的含量從0.031%提高到0.094%和0.090%，提高幅度均在3倍以上，而部分棗酊中的酯類，如乙酰丙酸乙酯、單乙酸甘油酯、丁二酸單乙酯、蘋果酸二乙酯，則未在餾出物中檢出，這說明分子蒸餾對棗酊中的低沸點(diǎn)組分具有很強(qiáng)的選擇性。
除了酯類物質(zhì)外，呋喃類物質(zhì)和雜環(huán)化合物的含量也顯示出顯著的變化，糠醛、糠醇、5-甲基糠醛、2-甲基四氫呋喃-3-酮和乙酰基呋喃在餾出物中含量都有明顯提高，而在棗酊中相對含量較高的5-羥甲基糠醛則未在餾出物中檢出；雜環(huán)類物質(zhì)則均未在餾出物中檢出。
餾出物中成分的變化使其體現(xiàn)出與棗酊差別較大的香氣特征，酯類和小分子、低沸點(diǎn)的呋喃類物質(zhì)使其具有明顯的焦甜香和釀甜香[7]，而體現(xiàn)烤香的大分子、高沸點(diǎn)的雜環(huán)類物質(zhì)含量則顯著降低，由此可見，分子蒸餾是天然香料深加工的一種很好的手段，可以使香料復(fù)雜的組分得到分離和富集，同時(shí)也有可能得到更多香氣類型的純凈、優(yōu)雅的天然香料。
2.4 評吸結(jié)果
對棗酊和餾出物分別進(jìn)行空白葉組加香，選擇不同加香濃度，試驗(yàn)餾出物對卷煙香氣和質(zhì)量的影響，評吸結(jié)果如表3。
2.5 結(jié)論
餾出物Ⅰ和餾出物Ⅱ的分析結(jié)果相差很小，但評吸結(jié)果顯示，同樣的加香量，餾出物Ⅰ對卷煙香氣的改善要稍好于餾出物Ⅱ，雖然同重量棗酊分子蒸餾分離，餾出物Ⅱ的產(chǎn)量更高，但如果獲得質(zhì)量更好的分子蒸餾產(chǎn)物，選擇對棗酊進(jìn)行一次分子蒸餾要好于二次分子蒸餾。
由于分子蒸餾去除了棗酊中的大分子蛋白質(zhì)、糖分和焦糖類物質(zhì)，同時(shí)大部分香氣成分得到保留并且含量明顯提高，從而得到一種更好的煙用棗香香精，作為表香添加到煙草中，一方面可以使煙氣更加豐滿諧調(diào)，另一方面以該原料代替棗酊還有利于卷煙的降焦減害。分子蒸餾對提高棗酊的使用價(jià)值，香煙新產(chǎn)品開發(fā)以及香煙質(zhì)量控制都有現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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