摘要：采用熱裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（Py-GC/MS）分析方法對(duì)藍(lán)莓（Vaccinium spp.）提取物的熱裂解產(chǎn)物進(jìn)行成分分析，并對(duì)其開展了卷煙加香試驗(yàn)。結(jié)果表明，從300、450、600、750、900 ℃的熱裂解產(chǎn)物中分別鑒定出14、34、76、83、87種化學(xué)成分，并且熱裂解溫度不同，其產(chǎn)物成分的種類和含量亦不同；如在450～900 ℃，5-羥甲基糠醛是主要的熱裂解產(chǎn)物，而糠醛含量隨著溫度的升高從最初的54.69%降至4.62%，變化尤為明顯。藍(lán)莓提取物作為加香成分能明顯增加煙氣甜潤(rùn)感及煙香清晰度、減小煙氣的刺激性、強(qiáng)化果香香韻、提升膏香與甜香香韻，對(duì)煙草香氣香型及香韻表達(dá)具有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓（Vaccinium spp.）；提取物；熱裂解；氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用；卷煙加香

中圖分類號(hào)：S663.9；O657.63；TS41+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）14-3333-05

藍(lán)莓（Vaccinium spp.）又名越橘，其富含花青素（Anthocyanidin），而且種類豐富[1]。野生種藍(lán)莓花青素的含量高達(dá)每100 g鮮果0.33～3.38 g，栽培種的含量一般為每100 g鮮果0.07～0.15 g[2]?；ㄇ嗨赜址Q花色素，是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬黃酮類化合物，多以糖苷的形式存在，也稱花色苷[3，4]。花青素作為一種天然食用色素具有安全、無(wú)毒、資源豐富等特點(diǎn)；并且花青素具有很強(qiáng)的抗氧化能力，可消除人體內(nèi)的自由基、保護(hù)健康細(xì)胞、激活衰老細(xì)胞、提高人體免疫力、增強(qiáng)防癌抗癌能力，因此在食品、化妝品、醫(yī)藥等方面有著巨大的應(yīng)用前景[3，4]。研究表明[5-7]：在卷煙復(fù)合濾嘴中添加含有花青素的提取物，可以有效吸附焦油，降低煙氣中的自由基、NO等有害物質(zhì)，如葡萄子花青素加入到煙絲中能有效降低刺激性、增加透發(fā)性及掩蓋雜氣，強(qiáng)化藥草香風(fēng)格、提升辛甜和果香香韻、提高香韻的層次感等[8]。但是迄今為止，鮮見將藍(lán)莓花青素應(yīng)用于煙草方面的報(bào)道。為此參考相關(guān)文獻(xiàn)[9，10]提供的方法，用乙醇-超聲法提取藍(lán)莓內(nèi)含物，并模擬卷煙燃燒的條件對(duì)藍(lán)莓提取物進(jìn)行了熱裂解成分分析，檢測(cè)其裂解產(chǎn)物種類并計(jì)算各成分的相對(duì)含量，尋找其致香成分；再通過嗅香評(píng)價(jià)確定其香型及香韻程度，同時(shí)將藍(lán)莓提取物在卷煙中添加后對(duì)感官質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，為其在卷煙中的添加量確定比例、并為煙用香料的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

藍(lán)莓果實(shí)購(gòu)于南寧市某超市，產(chǎn)地為美國(guó)；試劑有無(wú)水乙醇、95%乙醇，為廣東光華科技股份有限公司產(chǎn)品；儀器主要有6890N/5973N氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司）、PYROPROBE 2000熱裂解儀（美國(guó)CDS公司）、AB204-S型電子天平（瑞士Mettler Toledo公司）；熱裂解專用石英管（美國(guó)CDS公司）、SPME萃取裝置（美國(guó)Supelco公司）、75 μm Carboxen-PDMS固相微萃的萃取頭（美國(guó)Supelco公司）、HP-5MS毛細(xì)管柱（美國(guó)Agilent公司）、HF-2.5B超聲循環(huán)提取機(jī)（北京弘祥隆生物技術(shù)開發(fā)有限公司）、單手式雙管喉頭微量噴霧器（泰興市輝春醫(yī)療器械有限公司）、金字塔填煙器（德國(guó)Gizeh公司）。

1.2 方法

1.2.1 藍(lán)莓提取物的制備 準(zhǔn)確稱取藍(lán)莓鮮果10 g，按料液比1∶18加入95%乙醇后，放入超聲波清洗器中，設(shè)定超聲功率730 W、溫度55 ℃，超聲提取40 min，共提取2次，合并提取液并減壓濃縮至干燥后得藍(lán)莓提取物干品。

1.2.2 在線熱裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（Py-GC/MS）分析 稱取4 mg藍(lán)莓提取物，放入熱裂解儀的裂解專用石英管中，并置于熱裂解儀的加熱絲中，以20 ℃/ms的升溫速率分別從30 ℃的初始溫度升至300、450、600、750、900 ℃，并在此溫度下各保持10 s，熱裂解產(chǎn)物收集在自行設(shè)計(jì)的玻璃瓶中。將固相微萃取頭插入收集熱裂解產(chǎn)物的玻璃瓶中，在70 ℃時(shí)萃取富集熱裂解產(chǎn)物20 mim后，將固相微萃取頭插入240 ℃的GC/MS進(jìn)樣口進(jìn)行解吸附，產(chǎn)物進(jìn)入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS）進(jìn)行分離和鑒定。GC/MS分析條件：進(jìn)樣口溫度240 ℃，載氣為He、流量為1mL/min。升溫程序：50℃保持1 min、3 ℃/min升到100 ℃并保持1min、8 ℃/min升到260 ℃并保持10 min。GC/MS接口溫度280 ℃，離子源溫度250 ℃，電離能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍在35～455 amu，EM Volts為1 350。采用Wiley275、Nist05標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)對(duì)不同溫度下的熱裂解產(chǎn)物揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析，并用面積歸一法測(cè)定熱裂解產(chǎn)物揮發(fā)性成分的百分含量。

1.2.3 嗅香評(píng)價(jià) 準(zhǔn)確稱取9 mg藍(lán)莓提取物，用3 mL 95%乙醇溶解，溶解后放置于密閉的磨口瓶中，由桂、滇兩地的卷煙評(píng)吸專家組成的專家小組進(jìn)行嗅香評(píng)價(jià)，嗅其揮發(fā)性香氣，分辨其香氣特色，評(píng)定其類型、風(fēng)格及其典型性的強(qiáng)弱程度，評(píng)價(jià)結(jié)果用雷達(dá)圖表示。

1.2.4 加香試驗(yàn) 分別稱取1、2、3 mg藍(lán)莓提取物，都用1 mL 95%的乙醇溶解，制成1、2、3 mg/ mL的藍(lán)莓提取物溶液。將成品卷煙里的煙絲吹出，置于溫度22 ℃±1 ℃、空氣相對(duì)濕度60%±2%條件下平衡48 h；取平衡好的煙絲30 g平均分成3份，用微量噴霧器分別噴灑1、2、3 mg/mL的藍(lán)莓提取物溶液，于22 ℃、空氣相對(duì)濕度60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h。取相同牌號(hào)煙管，用填煙器分別再將加香的煙絲制成卷煙煙支，交由卷煙評(píng)吸專家小組進(jìn)行評(píng)吸。對(duì)照為噴灑同量無(wú)水乙醇的煙絲卷制的在相同條件下處理的卷煙煙支。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)莓提取物熱裂解產(chǎn)物分析結(jié)果

試驗(yàn)范圍內(nèi)的卷煙熱裂解區(qū)的溫度大約在200～900 ℃，煙氣的大部分成分也主要在這個(gè)區(qū)間產(chǎn)生。因此考察藍(lán)莓提取物在300、450、600、750、

900 ℃下的熱裂解產(chǎn)物。試驗(yàn)采用Wiley275、Nist05標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)對(duì)不同溫度下的熱裂解產(chǎn)物揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析后，再用面積歸一法測(cè)定熱裂解產(chǎn)物揮發(fā)性成分的百分含量，結(jié)果見表1。由表1可以看出，藍(lán)莓提取物在熱裂解過程中可以釋放出糠醛、5-羥甲基糠醛、5-甲基-2-糠醛、苯乙烯、α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮等具有特殊香味的化合物，這些香氣物質(zhì)已被證實(shí)能影響卷煙的風(fēng)味特征和品質(zhì)[11]，如糠醛能產(chǎn)生似焦糖、谷物烘烤的氣味及果香和面包香氣味，可賦予卷煙木香、花香、果香與甜香氣味；5-甲基-2-糠醛具有濃甜香、辛香氣味及甜似焦糖的氣味；5-羥甲基糠醛具有甜香、花香氣味，可產(chǎn)生特別的烤煙香韻；苯乙烯具有特殊的芳香、香脂香和接近花香的香氣；α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮可產(chǎn)生木香、花香，使人聯(lián)想起柏木香味，稀釋后可使人聯(lián)想起紫羅蘭香味，而且是煙草中重要的香味成分，并且也是類胡蘿卜素的重要降解產(chǎn)物，有增強(qiáng)煙氣豐滿度、襯托煙香的作用[12]。

由表1分析可見，在300 ℃熱裂解溫度下，檢測(cè)到了14種熱裂解產(chǎn)物，包括醛類、呋喃類、酮類、酯類和醇類，其中以醛類和呋喃類為主，含量最高的成分為糠醛（54.69%），其次是5-甲基-2-糠醛（4.50%）、1-（2-呋喃基）-2-羥基乙酮（1.96%）和4-氧代-戊酸乙酯（1.41%）；在450 ℃熱裂解溫度下，檢測(cè)到了34種熱裂解產(chǎn)物，除了以上的醛類、呋喃類、酮類、酯類和醇類外，新增了烴類，其中含量最高的是5-羥甲基糠醛（40.40%），其次是糠醛（9.90%）、5-甲基-2-糠醛（3.42%）和1-（2-呋喃基）-2-羥基乙酮（2.35%）；在600 ℃熱裂解溫度下，檢測(cè)到了76種熱裂解產(chǎn)物，除了以上的醛類、呋喃類、酮類、酯類、醇類和烴類外，又增加了酚類和含氮雜環(huán)類，含量最高的是5-羥甲基糠醛（18.82%），其次是糠醛（8.99%）、5-甲基-2-糠醛（4.83%）和2，5-呋喃二甲醛（2.98%）；在750 ℃和900 ℃熱裂解溫度下，熱裂解產(chǎn)物的種類不再變化，但熱裂解產(chǎn)物的數(shù)量仍有增加，分別檢測(cè)出了熱裂解產(chǎn)物83種和87種，其中在750 ℃熱裂解溫度下含量最高的是5-羥甲基糠醛（8.54%），其次是糠醛（5.19%）、5-甲基-2-糠醛（3.41%）和2，5-呋喃二甲醛（2.53%），在900 ℃熱裂解溫度下含量最高的是5-羥甲基-糠醛（20.41%），其次是糠醛（4.62%）、5-甲基-2-糠醛（2.99%）。這個(gè)結(jié)果說明隨著熱裂解溫度的升高，熱裂解產(chǎn)物成分越來(lái)越復(fù)雜，特別是450 ℃以后這種變化更明顯。從含量角度來(lái)看，從450 ℃起，5-羥甲基糠醛是主要的熱裂解產(chǎn)物，糠醛隨著溫度的升高從最初的54.69%降至4.62%，變化起伏尤為明顯。此外，在600 ℃的熱裂解產(chǎn)物中，苯及其衍生物的相對(duì)含量和種類持續(xù)增加，特別是在900 ℃的熱裂解產(chǎn)物中新增了2，3-二氫-3，3-二甲基-1H-茚-1-酮、聯(lián)苯、芴、氧芴等基本上無(wú)致香作用的成分，說明高溫下熱裂解產(chǎn)物發(fā)生了芳香化反應(yīng)和稠化反應(yīng)。

2.2 嗅香評(píng)價(jià)效果

藍(lán)莓提取物嗅香評(píng)價(jià)結(jié)果見圖1。由圖1可知，藍(lán)莓提取物在果香方面表現(xiàn)突出，達(dá)到3分；膏香、清滋香為2分；奶香、甜香僅為1分；通常在中式卷煙中這幾種香型添加劑的使用都較為廣泛。根據(jù)煙草行業(yè)專家的嗅香評(píng)價(jià)結(jié)果，藍(lán)莓提取物具有比較理想的香型及香韻表現(xiàn)形式，具有在卷煙中添加的應(yīng)用前景。

2.3 加香試驗(yàn)結(jié)果

藍(lán)莓提取物在卷煙中的加香試驗(yàn)評(píng)吸結(jié)果見表2。綜合表2評(píng)語(yǔ)，表明藍(lán)莓提取物能明顯改善和修飾卷煙的煙氣，增加甜潤(rùn)感和煙香清晰度，并能減輕刺激性，特別是能賦予卷煙煙支一種自然的香韻。在用量方面，評(píng)吸專家小組綜合評(píng)價(jià)后，認(rèn)為添加2 mg/mL的最好。

3 小結(jié)

試驗(yàn)采用熱裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（Py-GC/MS）分析方法（模擬卷煙燃燒的條件），對(duì)藍(lán)莓提取物進(jìn)行了熱裂解成分分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著熱裂解溫度的升高，在300、450、600、750、900 ℃的熱裂解產(chǎn)物中分別鑒定出14、34、76、83、87種化學(xué)成分，并且熱裂解溫度不同，其產(chǎn)物成分的含量亦不同，如從450 ℃起，5-羥甲基糠醛是主要的熱裂解產(chǎn)物，而糠醛含量隨著溫度的升高從最初的54.69%降至4.62%，變化非常明顯；同時(shí)熱裂解產(chǎn)物越來(lái)越復(fù)雜，熱裂解成分的化學(xué)類別包括醛類、呋喃類、酮類、酯類、醇類、烴類、酚類和含氮雜環(huán)類，這些化學(xué)成分具有果香、膏香、清滋香、奶香、甜香等各類香味特征，對(duì)煙草香氣香型及香韻表達(dá)可起到促進(jìn)作用。

試驗(yàn)還把藍(lán)莓提取物加入到卷煙煙支中，結(jié)果明顯地改善和修飾了卷煙的煙氣特性，增加了甜潤(rùn)感和煙香清晰度、減小了煙氣的刺激性，特別是能賦予卷煙煙支一種自然的香韻。因此，從試驗(yàn)效果來(lái)看，藍(lán)莓提取物在卷煙加香中具有可觀的開發(fā)應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 焦 龍，李玉偉.藍(lán)莓果實(shí)中花青素提取方法的研究進(jìn)展[J].北京農(nóng)業(yè)，2011（3）：10-11.

[2] 楊桂霞，范海棒，李亞東，等.RP-HPLC法測(cè)定栽培種越橘果中花色素苷的含量[J].藥物分析雜志，2005，25（10）：1222-1224.

[3] ARACELI C O， MA DE LOURDES P H， MA ELENA P H， et al. Chemical studies of anthocyanins： A review[J]. Food Chemistry，2009，113（4）：859-871.

[4] 曹雪丹，方修貴，趙 凱，等.藍(lán)莓花色苷研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（15）：221-226.

[5] 高文全，金承紅，鄭瑩光，等.降低吸煙過程中焦油及自由基成分的ESR研究[J].煙草科技，1999（2）：25-26.

[6] 楊良駒，張龍根，王金康，等.降低卷煙煙氣有害成分的卷煙濾嘴[P].中國(guó)專利：CN l356072，2002-07-03.

[7] 梅建華.抑制氮氧自由基卷煙濾嘴及其制備方法[P].中國(guó)專利：CN 1314117，2001-09-26.

[8] 劉思奎，王建兵，羅海濤，等.葡萄子中花青素的微波提取工藝優(yōu)化及其在卷煙中的應(yīng)用研究[J].食品工業(yè)，2011，32（4）：60-64.

[9] 馬養(yǎng)民，逯文靜.藍(lán)莓果中花青素的乙醇提取工藝研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（35）：21768-21769，21958.

[10] 趙爾豐，高 暢，高 欣，等.酶-超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花青素的工藝研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41（4）：98-102.

[11] 謝劍平.煙草香料技術(shù)原理與應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.217-246.

[12] 王瑞新.煙草化學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.84-98.