Maillard反应香料的制备工艺优化及加香应用研究

以高粱酒基和丙二醇为反应底液,以葡萄糖和天冬氨酸为原料通过Maillard反应制备烟用香料,利用正交设计优化Maillard反应工艺,剖析Maillard反应产物香味成分,考察其在卷烟加香中的应用效果。结果表明,Maillard反应最优工艺条件为n(葡萄糖)∶n(天冬氨酸)=2∶1、反应体系pH 10.5、反应温度95℃、反应时间6 h,糖氨物质的量比对Maillard反应产物的影响最大,反应体系pH、反应时间次之,反应温度对Maillard反应产物的影响相对较小。Maillard反应香料中检出的香味成分主要有12种吡嗪、3种呋喃类化合物及呋喃酮、吡嗪酮类化合物各4种。葡萄糖和天冬氨酸制备的Maillard反应产物以烟丝质量1.0‰的比例添加到卷烟中,可改善卷烟的香气质、香气量,增补甜感,抑杂降刺,提升卷烟吸食品质。     

葡萄糖／脯氨酸Maillard反应模型及其产物的烟草加香评价

为开发特色烟用香原料,针对葡萄糖／脯氨酸Maillard反应模型体系,通过正交试验考察了反应时间、反应温度、体系pH和溶刹中乙醇体积分数对产物的紫外可见吸收、挥发性成分及烟草加香效果的影响,确定了适宜的反应条件。结果表明：各因素对产物紫外可见l吸收的影响大小依次为pH〉反应时间〉反应温度〉乙醇体积分数;GC—MS鉴定出33种挥发性成分,多种成分对香气有重要贡献;感官评价表明反应温度105℃、反应时间4h、pH10、乙醇体积分数40％的条件下生成的产物具有良好的烟草加香效果,香气量、香气质较好,杂气、刺激性小。研究表明,葡萄糖／脯氨酸Maillard反应产物具有良好的烟草加香应用价值。     

K326烤烟花蕾Maillard反应烟用香料GC-MS分析及卷烟加香应用研究

收集K326烤烟花蕾美拉德(Maillard)反应产物,采用同时蒸馏萃取方法获取香味成分,并利用GC-MS方法分析香味成分。GC-MS分析结果表明:Maillard反应物中的香味成分主要含有挥发性成分38种,其中烷基吡嗪占比最大;同时,挥发性成分中含量较高的还有3-氧代-α-紫罗兰醇、苯乙醇和二氢猕猴桃内酯等重要致香物质。对Maillard反应物进行不同用量卷烟加香试验,评吸结果表明:经Maillard反应制备的烟用香料能够改善卷烟风味,提升抽吸品质,其在单料烟丝中的最适宜添加质量分数为0.3%。     

2,6-脱氧果糖嗪合成、提纯及其向卷烟烟气释放香气成分的研究

以甲酸铵和葡萄糖为原料合成了2,6-脱氧果糖嗪,并用膜技术分离方法提纯了产物,用HRMS,1HNMR,13CNMR等进行表征,证实了其结构。在热分析仪上进行了热重分析和差热分析,发现该化合物从约220℃开始失重,至约320℃时,失重率约为50%。将该化合物加入卷烟,发现该化合物在卷烟燃吸时发生裂解,向烟气释放2-甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪和2-乙基-6-甲基吡嗪等致香成分。     

异麦芽酮糖醇在卷烟增香保润中的应用

为了考察异麦芽酮糖及异麦芽酮糖醇(食品级)对卷烟感官质量的影响,对其在卷烟叶组配方和卷烟纸上添加,卷烟的增香保润效果进行了感官评价和常规烟气化学指标测定,并采用GC/MS法对其在空气氛围下200～900℃升温过程中的热裂解产物进行了分析。结果显示:在叶组配方和卷烟纸上添加时,异麦芽酮糖醇在卷烟增香保润方面有优势,样品香气细腻,清晰,甜润,掩盖杂气,谐调烟香。卷烟中添加异麦芽酮糖醇对卷烟常规烟气化学指标产生影响小,在卷烟抽吸过程的温度条件下,异麦芽酮糖醇裂解产物成分安全,主要为呋喃衍生物,其中含有多种烟草致香物成分,包括糠醛、5-甲基糠醛和5-羟甲基糠醛等物质,对卷烟起到增香保润的作用。     

改性阳离子交换树脂催化转化葡萄糖制备5-羟甲基糠醛

以二甲亚砜做溶剂,用改性的732阳离子交换树脂为催化剂,以葡萄糖为原料,制备了5-羟甲基糠醛(5-HMF)。考察了改性离子种类、催化剂用量、葡萄糖浓度、反应温度、反应时间等因素对葡萄糖转化5-羟甲基糠醛的影响,用高效液相色谱对产物中5-羟甲基糠醛的含量进行分析。结果表明:在相同条件下,Sn2+改性后的阳离子交换树脂的催化活性最高。反应温度为160℃,催化剂、葡萄糖、溶剂的质量比为1∶5∶10,反应时间4 h,5-羟甲基糠醛的收率最高,可达到46.6%。     

葡萄糖和丙氨酸的美拉德反应及其在烟草中的应用研究

为加大美拉德反应产物(MRPs)在卷烟加香中的开发和应用,以葡萄糖和丙氨酸为原料,通过单因素实验和正交试验考察了反应时间、体系初始p H、反应温度、糖氨物质的量比对MRPs的影响,并对MRPs进行GC-MS成分分析及感官评价。结果表明,最佳反应条件为:反应时间为6 h,体系初始p H 10. 0,反应温度为95℃,糖氨物质的量比为2∶1。反应产物中挥发性香味成分主要有呋喃类成分2种、呋喃酮类3种、吡喃酮类3种。感官评价结果表明,葡萄糖和丙氨酸的MRPs加入卷烟中可以降低杂气和刺激性、增加回甜感、提高烟气轻松感,最佳添加量为0. 10%。     

葡萄糖制备5-羟甲基糠醛工艺研究

为实现5-羟甲基糠醛绿色化、低成本制备,以可再生资源葡萄糖为原料,固体酸为催化剂,在水-γ-戊内酯双相介质中经酸化水解制备出5-羟甲基糠醛。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、葡萄糖用量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明,最佳工艺条件:反应温度190℃,反应时间43 min,催化剂用量0. 3 g,葡萄糖用量0. 15 g,在此条件下,5-羟甲基糠醛的收率44. 7%。     

葡萄糖制备5-羟甲基糠醛工艺研究

为实现5-羟甲基糠醛绿色化、低成本制备,以可再生资源葡萄糖为原料,固体酸为催化剂,在水-γ-戊内酯双相介质中经酸化水解制备出5-羟甲基糠醛。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、葡萄糖用量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明,最佳工艺条件:反应温度190℃,反应时间43 min,催化剂用量0. 3 g,葡萄糖用量0. 15 g,在此条件下,5-羟甲基糠醛的收率44. 7%。     

1-L-丙氨酸-1-脱氧-D-果糖的合成及在卷烟中的应用

为进一步研究Maillard反应,以丙氨酸、葡萄糖为原料,在甲醇甘油体系中加入一定催化剂进行反应,经分离纯化得到Maillard反应中间体,再运用IR、MS、NMR进行了结构表征,并将这一产物加入卷烟中进行评吸.结果表明:这一单一产物为目标化合物,即1-L-丙氨酸-1-脱氧D-果糖(ADF),其产率为62.7％;ADF在卷烟中具有增浓、增香、减少杂气、改善余味等作用,可以提高卷烟感官质量.     

蜂蜜的热裂解产物分析

为了研究卷烟添加剂蜂蜜的热裂解产物对卷烟烟气成分的影响,应用热裂解-气相色谱/质谱（Py-GC/MS）联用技术,模拟卷烟燃烧的环境,对蜂蜜在不同裂解温度（300℃、600℃、900℃）和不同氧气浓度（大气环境、10%O2）下的裂解产物进行成分分析。结果表明,在相同裂解氛围和不同裂解温度中,高温时蜂蜜的裂解产物种类多于低温时的;在相同裂解温度和不同裂解氛围中,蜂蜜裂解产物的质量分数不同;蜂蜜在各种不同裂解条件下的主要产物是糠醛、5-甲基糠醛及5-羟甲基糠醛等醛类物质,还产生多种酮类和呋喃类等物质;蜂蜜的大部分热裂解产物是构成卷烟烟气香味的重要成分。     

l—L-丙氨酸-l-脱氧-D-果糖的合成及在卷烟中的应用

为进一步研究Maillard反应,以丙氨酸、葡萄糖为原料．在甲醇甘油体系中加入一定催化剂进行反应．经分离纯化得到Maillard反应中间体。再运用IR、MS、NMR进行了结构表征,并将这一产物加入卷烟中进行评吸。结果表明：这一单一产物为目标化合物,即1-L-丙氨酸-1-脱氧-D果糖（ADF）,其产率为62．7％;ADF在卷烟中具有增浓、增香、减少杂气、改善余味等作用．可以提高卷烟感官质量。     

葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究

研究了Br（o）nsted-Lewis复合催化体系催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛,详细考察了溶剂种类和用量、催化体系种类和用量、反应时间和反应温度等因素对5-羟甲基糠醛收率的影响,得到最佳工艺条件：葡萄糖2.0g,复合催化体系HCl-CrCl3[m（HCl）∶m（CrCl3·6H2O）=5∶1]0.6 g,正丁醇20 mL,反应时间15 min,反应温度200℃.在该反应条件下,5-羟甲基糠醛的收率达42.5％.结果表明,同单酸型的催化剂相比,复合催化体系更有利于葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛.     

Cu/Ni超细混合催化糠醛加氢合成2-甲基四氢呋喃的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Cu/Ni超细混合催化剂,并用于糠醛液相加氢制2-甲基四氢呋喃反应。考察了Cu/Ni摩尔比,Na2CO3溶液浓度等催化剂制备条件,以及合成反应中反应压力、反应时间、反应温度等反应条件对糠醛转化率和2-甲基四氢呋喃选择性的影响。结果表明：催化剂制备条件为Cu/Ni摩尔比为5/5,Na2CO3溶液浓度为1.0 mol/l;合成反应条件为反应压力8 MPa,反应时间3.5 h,反应温度180 ℃;产品经气相色谱检测分析,糠醛的转化率为100%,2-甲基四氢呋喃的选择性为64.52%。     

金莲花糖苷的热裂解行为及卷烟加香应用研究

为开发新型的天然烟用香料,利用甲醇提取了金莲花糖苷,对其在300、600和900℃下的热裂解行为进行了PyGC/MS研究,并进行了金莲花糖苷的卷烟加香试验。结果表明:(1)在3个温度下分别鉴定出29、26和28种挥发性热裂解产物,主要有2,3-丁二酮、糠醛、2-甲基丁酸、愈创木酚、对乙烯基愈创木酚、二氢猕猴桃内酯、肉豆蔻酸、棕榈酸、亚油酸、麦芽酚、紫丁香醇等致香成分;(2)金莲花糖苷具有改善和修饰卷烟烟气、减轻刺激性的作用。     

绿色溶剂γ-戊内酯中果糖催化转化为5-羟甲基糠醛

通过生物质衍生糖的酸催化转化制备生物质基平台化合物5-羟甲基糠醛受到关注。常用又有效的溶剂包括离子液体和二甲基亚砜等,但这些溶剂黏度高,易造成空气污染。以γ-戊内酯作为溶剂,研究果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的绿色过程,系统研究酸催化剂种类、反应温度、催化剂用量、果糖初始浓度及底物种类等对5-羟甲基糠醛产率的影响。通过反应条件的优化,以HCl溶液为催化剂,在果糖初始质量浓度2%、反应温度100℃和反应时间30 min条件下,5-羟甲基糠醛产率为93.5%。5-羟甲基糠醛产率随果糖初始添加量的增加而呈下降趋势,但果糖初始质量浓度为10%时,5-羟甲基糠醛产率仍保持约90%,表明γ-戊内酯是一种将果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的优良绿色溶剂。     

烟用酸豆果实(酸角)浸膏的工艺改进、分析及应用

以云南酸豆为原料通过工艺改进制得一具有酸豆特征甜香和酸香的烟用香料,采用同时蒸馏萃取(SDE)装置收集其挥发性成分,并以气相色谱-质谱法(GC-MS)对其挥发性成分进行分离和鉴定,共检出28种化合物,其中主要含丁二酸二乙酯、5-甲基糠醛、亚油酸、苯乙醇、5-羟甲基糠醛、6,8-二-C葡萄糖基木犀草素、R1-玉蕊醇、α-羟基妊娠烯醇酮等。将该香料用于卷烟加料,能够明显丰富烟香,减轻刺激性,圆和烟气,改善卷烟余味。     

黄芩根提取物的制备及其在烟草香气中的作用研究

以黄芩苷为目标制备了黄芩提取物,分析其有效成分并研究了烟用效果.采用裂解气相色谱-质谱联用(PyGC-MS)法,模拟卷烟典型燃烧环境,研究了黄芩苷在不同气氛中的裂解产物,探讨其在卷烟中的致香机理.结果表明,所制备的黄芩提取物含有22.11％的黄芩苷,在卷烟中的作用为增加香气、柔和烟气、改善余味.裂解试验发现,黄芩苷在不同温度和不同环境中发生裂解,生成烃类、酮类、醛类、呋喃类及其衍生物等致香成分,含量最高的为糠醛和苯乙酮.不同温度和不同气氛条件下裂解,产物及含量均有差别.以上结果表明,黄芩提取物可作为潜在的烟用香料.     

高温液态水中葡萄糖分解反应动力学

研究了压力10 MPa,温度453.15～493.15 K下葡萄糖在高温液态水中分解反应动力学,考察了不同温度下反应时间对葡萄糖异构化产物果糖和进一步分解的主要产物5-羟甲基糠醛收率的影响.实验结果表明,在无外加催化剂情况下,葡萄糖能顺利进行分解反应,实验数据与2级反应动力学方程吻合较好.随着温度的升高,分解反应速率常数显著增大,葡萄糖分解反应的活化能为140.97 kJ/mol.     

3-羟基-2-丁酮合成2,3,5,6-四甲基吡嗪的研究

对利用3-羟基-2-丁酮合成2,3,5,6-四甲基吡嗪的过程进行了研究,考察了不同反应温度、时间、真空度、3-羟基-2-丁酮与铵盐物质的量比和pH值的影响规律。结果表明：3-羟基-2-丁酮、乙酸铵物质的量比在1∶1.4,pH值为6,反应初期温度40℃,反应时间1h,后期温度90℃,真空度（绝对压力）3000Pa,反应时间控制在2h时,2,3,5,6-四甲基吡嗪总收率可达到87.5%以上。