两种果糖衍生物的合成、卷烟保润性能及毒理学试验

以D-果糖(Ⅰ)为起始原料,经羟基保护、亲核取代、皂化或还原反应、脱保护反应分别得到化合物Ⅴ和Ⅶ,用IR、1H NMR和13C NMR谱表征了合成产物的结构,以HR-MS对Ⅴ和Ⅶ作进一步结构表征。以D-果糖、丙二醇和甘油为对照,以烟丝含水率为指标对Ⅴ和Ⅶ的物理保润性能进行评价;对Ⅴ和Ⅶ进行了卷烟烟气危害性指数评价和毒理学测试。结果表明:①化合物Ⅴ和Ⅶ为目标产物1-O-羧甲基-D-果糖和1-O-羟乙基-D-果糖,其反应总收率分别为55.0%和47.1%;②Ⅴ和Ⅶ的保湿性能均优于D-果糖、丙二醇和甘油,其中Ⅴ优势明显;③与空白相比,添加Ⅴ或Ⅶ对卷烟烟气危害性指数无负面影响,添加Ⅴ或Ⅶ的卷烟均未引起MTT细胞毒性试验、体外微核试验和细菌回复突变试验的测试结果发生显著性变化。     

2-L-天冬氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖的合成及热裂解分析

以D-果糖和L-天冬氨酸单钾盐为原料合成了2-L-天冬氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖,利用傅里叶变换红外光谱、 1H核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）、13C NMR和高分辨率质谱技术进行结构表征。应用热重-微商 热重和在线裂解气相色谱/质谱联用技术分别研究了2-L-天冬氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖的热失重和热裂解行为。采用 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基清除法和还原能力法对其体外抗氧化活性进 行测定。结果表明：合成产物为目标化合物;目标化合物的裂解温度为187.8 ℃,700 ℃时总失重达到91.26%;目 标化合物裂解产物的数量随温度的升高而增多,裂解产物包括杂环类、酮类、羧酸类、醛类、酚类、烯烃类、醇类 和芳烃类等化合物,裂解产物表现出烘焙香、甜香、焦甜香、可可香、花香和奶香等香韵;目标产物具有较强的 DPPH自由基清除能力和还原能力,是一种潜在的抗氧化剂。     

两种新型多羟基类保润化合物的合成及应用

以D-甘露糖（Ⅰ）为原料,成功合成了两种新型多羟基类保润产品分别是1-O-羧甲基-D-呋喃甘露糖（Ⅴ）和1-O-羟乙基-D-吡喃甘露糖（Ⅶ）,利用IR,1H-NMR和13C-NMR证实了每步产物的结构。以D-甘露糖、丙二醇、甘油和山梨醇为对照,以烟丝含水率为指标对Ⅴ和Ⅶ的物理保润性能进行评价,并以卷烟感官舒适度验证其在卷烟中的应用效果。结果表明:①目标产物Ⅴ和Ⅶ最终总产率分别是56.2%和50.6%;②Ⅴ的保湿性能优于丙二醇、甘油和山梨醇传统保润剂,Ⅶ的保湿能力略差于丙二醇,但优于甘油和山梨醇;③Ⅴ和Ⅶ具有使卷烟烟气圆润、柔和,减少刺激性和杂气,提升口感舒适性的作用。      

对流干燥对烟丝表面温度及理化特性的影响

利用烟丝热风干燥装置,考察不同热风温度(70,80,90,100,110,120℃)下烟丝含水率、表面温度的变化规律,建立叶丝表面温度随含水率变化的传热传质模型,提出烟丝干燥过程中受热程度表征方法,并将干燥后(湿基含水率12.5%)烟丝理化特性的变化与烟丝的特征温度进行了相关性分析。结果表明:(1)建立的传热传质模型可以较好地反映对流干燥过程中烟丝表面温度随含水率的变化规律;(2)烟丝中碱性香味成分、酸性香味成分、香味总量、填充值与烟丝特征温度之间均达到了极显著关系,中性香味成分、氯元素的含量与特征温度之间达到了显著关系,试验范围内总植物碱、总糖、还原糖与特征温度之间关系不显著。     

6-O-羧甲基-D-吡喃半乳糖的合成及应用

以D-半乳糖(Ⅰ)为起始原料,经羟基保护、亲核取代、皂化和脱保护反应得到目标产物6-O-羧甲基-D-吡喃半乳糖(Ⅴ),并用IR,1H NMR和13C NMR表征了每一步合成产物的结构.以D-半乳糖、丙二醇、甘油和山梨醇为对照,以烟丝含水率为指标对化合物Ⅴ的物理保润性能进行评价.结果表明:①合成化合物Ⅴ为目标产物,反应最终总产率为50.8％;②Ⅴ的保湿性能优于D-半乳糖、丙二醇、甘油和山梨醇.     

配方烟草样品等温吸湿曲线预测模型的构建与验证

为实现配方烟草样品等温吸湿曲线、水活度的预测,对Smith模型、DLP模型在描述不同类型样品等温吸湿曲线的适用性方面进行了考察,根据质量平衡方程构建了配方烟草样品等温吸湿的预测模型,对模型预测配方烟草样品等温吸湿曲线、水活度的效果进行了验证。结果表明:在描述不同类型烟草样品等温吸湿特性上,DLP模型的拟合精度高于Smith模型,并有较宽的水活度适用范围;6种样品(再造烟叶丝、梗丝、叶丝、烟支、烟支烟丝段、烟支滤嘴段)的等温吸湿曲线预测模型的最大平均相对误差为4.51%;18个配方烟草样品水活度预测值的最大相对偏差为6.33%,最小相对偏差为0.58%,平均相对偏差为1.90%,预测值与实验值的决定系数R2为0.9939。因此,该模型在预测配方烟草样品等温吸湿曲线和水活度方面有较高的准确性。      

月桂叶精油的3种制备方法比较及应用

采用超临界CO₂萃取、亚临界CO₂萃取和水蒸气蒸馏法分别制备月桂叶精油,采用正交试验分别优化超临界CO₂和亚临界CO₂萃取月桂叶精油工艺条件,采用GC/MS法分析3种精油的化学成分,并进行卷烟加香试验。结果表明:①超临界CO₂萃取最佳条件为萃取压力30 MPa、萃取时间1h、萃取温度55℃,月桂叶精油得率为2.37%;亚临界CO₂萃取最佳条件为萃取压力20 MPa、萃取时间1 h、萃取温度15℃,月桂叶精油得率为2.16%;二者得率均明显高于水蒸气蒸馏法(1.25%)。②超临界CO₂萃取月桂叶精油共检测出66种致香成分,主要为1,8-桉叶油素(16.43%)、a-乙酸松油酯(15.68%)、芳樟醇(12.84%)等;亚临界CO₂萃取月桂叶精油共检测出62种致香成分,主要为1,8-桉叶油素(17.22%)、a-乙酸松油酯(16.11%)、芳樟醇(11.84%)等;水蒸气蒸馏月桂叶精油检测出49种致香成分,主要为1,8-桉叶油素(18.39%)、a-乙酸松油酯(15.60%)、芳樟醇(9.60%)等。③超临界CO₂和亚临界CO₂萃取月桂叶精油在改善香气质、刺激性、余味方面效果相当,且均优于水蒸气蒸馏月桂叶精油。      

卷烟烟气重要中性香气成分的活性阈值

为探索卷烟烟气中彰显香气风格的关键中性香气成分,采用烟用香料作用阈值感官评价方法,评定了32种重要中性香气成分(中性成分)的作用阈值,同时以GC-MS技术测定了其在卷烟烟气中的释放量,获得活性阈值并进行数据分析。结果表明:(1)32种中性成分的作用阈值介于7.04×10~(-14)和6.76×10~(-7)μg/支之间,戊酸乙酯和β-二氢大马酮的作用阈值最小,糠酸甲酯等6种中性成分的作用阈值较大,作用阈值最高相差约7个数量级。(2)主流烟气中32种中性成分的总质量分数为11.320μg/支;其中,5-甲基糠醛的质量分数最高(5.881μg/支),占总量的52.0%;β-大马酮和苯乙醇的质量分数较高,其值之和占总量的14.5%。(3)32种中性成分的活性阈值范围为2.45×10~4~2.77×10~(12),总活性阈值为6.38×10~(12);戊酸乙酯等7种中性成分活性阈值之和占总活性阈值的96.5%,表明在彰显卷烟香气风格时此7种成分作为关键香气成分起着决定性作用。     

2-L-丙氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖的合成、热裂解及保润性能研究

L-丙氨酸(Ala)和D-果糖(Fru)经缩合、脱水和重排反应合成了一种美拉德反应中间体2-L-丙氨酸-2-脱氧-D-葡萄糖(Ala-Glu);采用热重-微商热重(TG-DTG)和在线裂解气相色谱/质谱联用法(Py-GC/MS)对化合物热失重和热解行为进行研究;以烟丝干基含水率为指标,对化合物物理保润性能进行测试,并考察其对卷烟感官舒适度的影响。结果表明:产物为目标化合物;Ala-Glu初始裂解温度为178.9℃,800℃时总失重达到90%;裂解产物数量随温度的升高而增多,裂解产物主要为吡嗪类、吡啶类、吡咯类、呋喃类和吡喃酮类等化合物;Ala-Glu保湿性能优于丙二醇和甘油;AlaGlu具有使烟气圆润、柔和,减少刺激性和杂气,提升口感舒适性的作用。     

1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖的合成及其热裂解

为探索以D-甘露糖与氨基酸的美拉德反应制备Amadori化合物的可行性问题,以D-甘露糖和L-色氨酸为原料合成了1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖,利用IR、NMR和HR-MS对产物进行了结构表征,采用单因素试验和正交试验优化了合成工艺,利用在线裂解气相色谱/质谱联用（Py-GC/MS）法研究了产物的热裂解行为。结果表明:①最佳合成条件为:当L-色氨酸投料量为30 mmol时,反应温度65℃、反应时间6.0 h、物料比1:1（D-甘露糖与L-色氨酸的物质的量比）、催化剂用量0.5 mmol及溶剂用量80 mL,此条件下产率达到45.2%;②无论有氧或无氧条件下裂解,产物种类均随温度升高而增加,有氧条件裂解产物种类多于无氧条件;在600℃有氧条件下,1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖裂解生成具有花香、烘烤香、坚果香、焦糖香等香韵的产物;③以D-甘露糖和L-色氨酸为原料合成1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖的技术方法可行,产品收率较高。