香烟中香精香料的研究

香烟中香精香料的研究叶清（芜湖职业技术学院材料工程学院芜湖241000）摘要：烟草是重要的经济作物。烟是亿万烟民生活中不可缺少的一部分，更是国家和地方财税的重要经济来源，受到有关部门的高度重视。随着社会和科技的发展，烟草工业的生产技术改进和香烟中香料香精等添加物的运用技术也不断发展。本文旨在探索烟用香精香料化学成分分析极其应用新方法，拓展分析化学在烟用香精香料开发和品质控制方面的应用研究。关键词：烟草；香料；香精；天然；人工合成烟用香料是伴随卷烟工业发展而出现的产物，是高、精、新技术的结晶。二十世纪五十年代以后，“吸烟与健康”问题得到普遍重视，反吸烟浪潮日益高涨，这就给烟用添加剂提出了新的课题；减轻吸烟对人体的危害，同时保证或提高卷烟的吸食品质，这是因为降低烟气中对人体有害物质的同时，经常伴随着降低烟气中的香味物质。只有充分了解香精香料化学成份及其在吸食过程中的化学和生物行为，才能有效的利用物理、化学或生物等方法，对卷烟生产的原辅材料及工艺过程进行改良，降低烟气焦油量和烟气中其它有害成分是中式卷烟研究的一个重要方向。然而，烟草中的许多香味物质却存在于焦油之中，伴随着焦油量的降低，烟味变淡，香气减弱，卷烟产品失去原有的风格，难以被消费者所接受。因此，在降低卷烟焦油的同时，增进和提高烟气浓度和香味、稳定卷烟质量，满足个性化需要，提高安全性等诸多方面，加香加料都具重要作用。烟草香精是卷烟生产中必不可少的物质，其配方更是卷烟企业的核心技术，在改善卷烟的口感，突出烟草风格方面具有重要的作用。随着中式卷烟降焦减害工作的深入，烟草加香加料愈加显示出其重要性。1.烟草中添加香料香精的原因烟叶经过调制和自然发酵,虽然吸食品质有很大改善,但是香味或多或少存在一些缺陷。为了保持卷烟产品质量的相对稳定,在合理设计叶组配方的同时,也通过加烟用香精香料物质来克服香味缺陷,即加香也是提高产品质量的一个重要措施。烟用香精香料的选用通常是施加于卷烟中进行评吸,香精香料在卷烟燃烧前后会发生很大的变化,同时会和烟草中的致香成分混合后发生相长、相消作用[2]。卷烟加香可以补充优美的香气,赋予卷烟独特的特征香味,并能协调香味,使不同类型、不同等级烟叶香气有机组合并相互协调,掩盖或冲淡杂气。卷烟通过加香也可以增加甜润度,改善吸味,减轻烟气的刺激性,减弱一些杂气,从而改善品质。烟草香精是卷烟生产中必不可少的物质，其配方更是卷烟企业的核心技术，在改善卷烟的口感，突出烟草风格方面具有重要的作用。另外，随着人民生活水平的不断提高，人们对吸烟与健康的问题越来越重视。因此，开发低焦油低危害卷烟，在满足烟草消费者需求的同时，关注消费者健康，是烟草行业一项长期的任务，而烟草香精香料在解决卷烟因焦油降低导致香气成分减少的问题上发挥着重要的作用[1-2]2.香烟添加物中常见的香精香料2.1香烟中常见的天然香料烟草类天然香料为植物类天然香料中特殊的一种，是由烟草的花、叶、茎、根和果实中提取的易挥发芳香组分的混合物。根据制取的方法不同，可以得到精油、浸膏、净油、酊剂、等不同产品。由于来源于烟草，可直接用于卷烟和烟草薄片加香，香气逼真、自然，增强烟香，减除杂气，提高卷烟质量，不仅能增补各类烟草的特征香气，而且具有透发烟草本香的功效，其作用大大地超过地以往调香使用的各种烟用香料。因此近年来受到更多得关注。最常用的商品化品种有烟草浸膏、烟草花浸膏、烟草净油等3种。[3]2.1.1烟草浸膏用任何类型的烟草制取，烟草质量等级高者香气亦优。烟草浸膏的主要类型有六种类型，即：烤烟清香型、浓香型和中间香型；晒烟型、白肋烟型和香料烟型。香气逼真、自然、香强度高，可用于烟草中作天然香料使用。将它添加于烟草中，可以增强烟香和谐调烟香，柔和、细腻烟气，掩盖木质气和减少杂气，改善烟草的吸味，余味舒适，提高卷烟的内在质量。[4]2.1.2烟草花浸膏用普通烟草花为原料，经提取、浓缩而制得浸膏。产品有柔和的烟草花清甜香，带些脂腊和木质韵，以及开始似甜奶，又爽口的微苦后味。产品可用于烤烟清香型中，对提高烟香、改进品质，矫正吸味效果明显。考虑到烟草表面类脂物质能促进芳烃的形成，故在使用前用选择性溶剂分离出去类脂物较好。金合欢清甜香气。提调烟香、矫正吸味。2.1.3烟草净油是一种与天然原材料相近高品质的烟用香料，烟草净油是从烟草类植物（烤烟、白肋烟、香料烟）中提取的具有烟草特征香气的一类致香化合物，它能增进烟草的特征香气，使烟气饱满和改善烟香透发性，并能减少刺激，去除杂气，提高卷烟的档次。被认为是烟草制品的最理想的添加剂。具有纯正的香料烟草特征香气。烟草净油能明显提高卷烟的抽吸品质，具有增加烟香、谐调烟气，使烟气细腻柔和，增加甜润感，并能减小刺激，掩盖杂气，是一种高品质理想的烟用香料。[5][2.2香烟中常见人工合成香料在烟草领域,研究烟用人工合成香料的有效化合物,是烟草化学中一个重要的方向。烟用人工合成香料主要包括醇类、羧酸类、羰基类、杂环类香料等。[6]2.2.1醇类香料醇类对烟制品的香气具有特定影响。芳樟醇又名里哪醇,具有浓清香、带甜味的木香气息,香气柔和,但不持久,能与烟香协调,增加清香,改善吃味。薄荷醇又名薄荷脑,具有清凉的、愉快的薄荷香味。适量醇类香料可以除去辛辣杂味,多用于薄荷型卷烟中。苯乙醇具有清甜玫瑰气息,柔和但不持久,可改善烟草吃味[7]。烟草中常用的醇类香料有异戊醇、叶醇、苯甲醇、肉桂醇、玫瑰醇等。2.2.2羧酸类香料羧酸类香料分挥发酸和非挥发酸两类。挥发酸为C12以下小分子羧酸和部分芳香族酸,对烟气影响很大。苯乙酸具有甜带酸气,有酸败蜜气息,与烟能去除杂气,改善吃味。A-甲基焦炔庚酸又名麦芽酚,具有焦糖甜香和温和果香,其稀释液具有菠萝、草莓、果酱样香气。在丙三醇中多偏草莓香,在苯乙醇溶液中呈青香带果香,香气持久。A-甲基焦炔庚酸能与烟香协调,改善吃味[8]。烟草中常用羧酸类香料有冰乙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸、苯甲酸等。2.2.3.羰基类香料羰基类香料包括醛类和酮类等化合物。常用的#17#有异丁醛、异戊醛、苯甲醛、苯乙醛、丙酮、茄酮,茄尼酮、法尼酮等。醛类香料一般具有青草味,可以改善卷烟的口腔舒适度,赋予卷烟清新、明润的感官品质,主要用来调配一些果香和花香香精,而后以加香的形式应用于卷烟制品中改善卷烟的余味和测流烟气的质量。研究了2,4-癸二烯醛乙二醇缩醛在卷烟中的应用效果,结果表明,该物质可以改善烟香,提高协调性,降低刺激,改善余味。香草醛即香兰素,具有甜青带粉气的豆香,有香荚兰豆香气,微辛,香气浓郁而持久,协调烟香,常做定香剂在烟草制品中应用。大茴香醛具有茴香香气,似山楂花香,还有药草辛香甜味。与烟香能较好协调,使烟味增浓,吃味改善。酮类中的丁二酮具有非常强烈的奶油香气,稀释后有黄油风味,浓时具有氯醌样的气味。在卷烟加香时应用,可以加强焦香、鲜果香、坚果香等风味,使烟的吸味醇和。在混合型卷烟中应用较多[9]。2.2.4.酯类和内酯类香料酯类香料化合物对卷烟香味都有非常好的作用。烟草中常用的酯类和内酯类香料有甲酸乙酯、甲酸戊酯、乙酸丁酯、乙酸柏木酯、丙酸苯乙酯、C-丁内酯、C-己内酯、C-辛内酯等。杨述元[17]研究表明,以环己酮、环戊酮、过氧化氢和高氯酸等为原料进行了合成环十六内酯、环十五内酯、环十四内酯和环十三内酯的前体试验,其热解产物也是相应的大环内酯,这些合成前体用于混合型卷烟加香,可增加烟香,尤其是动物香和厚实感。郑庚修等[18]研究表明,乳酸薄荷酯具有浓郁的甜香和清凉香气,可使香烟加香产品增添清甜特色,并延长保质期。程传玲等[19]研究表明,以薄荷醇为原料,合成了烟用潜香物质碳酸薄荷酯。将其加入卷烟中,经评吸表明:气味阈值与薄荷醇的气味阈值相差较小的香味物质能够与薄荷醇拟合成效果较好的碳酸薄荷酯[10]。2.2.5.杂环类香料环上含有氮、氧和硫等原子的环状香料物质为杂环类香料。杂环类香料由于环上氮、氧和硫等原子的存在,而且有很强的气味和较低的阈值,使它们可以给予人们嗅觉器官刺激,产生不同的香味。杂环类香料主要包括吡嗪类、呋喃类和其他杂环类(吡咯、吡啶、噻唑、嘧啶等)香料。研究表明,呋喃类香料对烤烟和混合型卷烟均有增香、除杂及增加烟味浓度的作用,能显著增加烤烟浓香,使吃味和顺,对混合型卷烟起着协调香味、改善吃味、掩盖杂气的作用。研究表明,吡嗪类香料(2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪)对卷烟具有明显的降低刺激、改善烟气质的功效,同时香气中2,5-二甲基-3-烯丙基吡嗪透发,留香时间较长,赋予卷烟果香的特征更加明显,同时可以达到延长卷烟货架期的效果。[11]研究表明,2,6-脱氧果糖嗪作为美拉德反应的产物之一,在常温下很稳定,在卷烟燃烧时可分解产生多种吡嗪类致香成分,能克服挥发性致香成分的不足,因而成为烟草行业一种很好的香气前体物。3.烟草中香料香精的特点和要求烟用香精除了应使卷烟具有优美和令人愉快的嗅香外，还要经过燃烧后在主流烟气和侧流烟气中体现出良好的加香效果。烟用香精的调配是技术与艺术的结合，是在一定科学理论的基础上综合经验和个人的调香才能，通过不断的试验和实践的结晶。因此，嗅觉评定仍然是调配烟用香精的重要手段。由于烟用香精的特殊性，质量控制始终以感官评价为主。一般的，国际上总是将烟用香精的感官评估放在首位，只有通过了感官评价，才有可能进行理化指标的检测.烟用香精的适用性：即烟用香精对卷烟能够起到增香调味的作用，并赋以卷烟一定的特征香味.烟用香精的稳定性：即烟用香精本身质量的稳定性和加入介质后效果的稳定性，以保持卷烟香味特征、香味品质的一致性。烟用香精的安全性：即烟用香精所用的香原料和辅料必须符合国际和国家的法律法规和有关规定[12]。4.展望烟用香精香料的研究一直是香精香料、卷烟生产企业高度关注的问题。烟用香精香料大多取材于天然香料,受产地、加工工艺等多种因素的影响,产品的质量可能有一定的波动性,难以从其物性指标或感官对其内在质量进行有效的控制感官检验(香气、香味和外观检验)人为的不确定因素和理化指标(相对密度、折射率、醇值、酯值等)的允许范围相对较大,致使检验结果的重复性和可比性较差[如何应用现代分析技术对香精香料进行质量监控引起了广大分析人员的关注[14]。随着中国烟草工业的快速发展,大品牌的形成,卷烟降焦减害的要求,以及烟草品类的进一步完善,对高品质烟用香精香料的需求也在与日俱增。[15]因此,应该加强对香精香料植物资源的发掘,品种选育,标准化种植工作;要加强香精原料尤其是重要高档合成香料的研究开发工作,开发利用新设备、新技术;重视香精香料技术人才的培养,加强香精香料研发技术的交流,建立联合研发基地,避免重复研究;进一步完善和发展中式卷烟具有独特的香气风格和口味特征,建立具有自主知识产权的中式卷烟的香精香料核心技术体系,提高香精香料的自我调制和自控供应的能力,满足中式卷烟快速发展的需求。参考文献：[1]夏平宇.烟用香精香料前体的合成与应用[D].长沙:湖南师范大学,2003.[2]黄映凤.烟用香精香料的分析研究[D].杭州:浙江大学,2007.[3]王彦亭.依靠科技进步促进中式卷烟发展[J].中国烟草学报，2005，11（01）：8-12.[4]谢剑平.烟草香料技术原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2009.[5]李峰.烟用香精中致香成分的气质联用定性定量分析[J].应用化工，2006，35（03）：232-239.[6]张悠金,金闻博.烟用香精香料[M].合肥:中国科学技术出版社,1996.[7]毛多斌,张槐岭,贾春晓.卷烟香味化学[M].郑州:河南科学技术出版社,1994.[8]于建军.卷烟工艺学[M].北京:中国农业出版社,2003.[9]罗浪锋.烯醛乙二醇缩醛的合成及其在卷烟中的应用[D].无锡:江南大学,2008.[10]杨述元.大环内酯类前体的合成及在卷烟加香中的应用[J].烟草科技,2004(2):26-28.[11]李广良.含呋喃环醇酯类的合成[J].河南科技,1997(2):20.[12]何坚,孙宝国.香料化学与工艺[M].北京:化学工业出版社,1