摘要：為了分析新型天然煙用香精在卷煙中的應(yīng)用效果，將自制的刺五加[Acanthopanax senticosus（Rupr. Maxim.） Harms]浸膏進(jìn)行卷煙加香試驗(yàn)，并利用（Py）-GC/MS法測(cè)定了浸膏在300、600、900 ℃條件下的裂解產(chǎn)物，以及添加了刺五加浸膏后卷煙主流煙氣中致香成分的種類和含量。結(jié)果表明，刺五加浸膏具有增補(bǔ)煙草清香，細(xì)膩柔滑煙氣，提升煙香協(xié)調(diào)性，改善余味的作用；刺五加浸膏在300、600、900 ℃的條件下分別檢測(cè)出13、64、83種產(chǎn)物，隨著裂解溫度的升高，裂解產(chǎn)物逐漸復(fù)雜；加入適量刺五加浸膏后的卷煙主流煙氣中檢測(cè)到的致香成分和浸膏的熱裂解成分幾乎完全不同。浸膏對(duì)卷煙主流煙氣致香成分的影響較為明顯，特別是對(duì)酮類、醇類、酯類的影響最大。

關(guān)鍵詞：刺五加[Acanthopanax senticosus（Rupr. Maxim.） Harms]浸膏；加香；熱裂解；主流煙氣；致香成分

中圖分類號(hào)：TS426；TS44+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）19-5151-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.19.067

Abstract：In order to analyze the application effects of new natural tobacco flavor，the extractum was evaluated as a cigarettes flavoring，and extractum was pyrolyzed at 300，600，900 ℃ separately，pyrolyzates and aromatic components of mainstream smoke were analyzed by on-line（Py）-GC/MS. The results showed that，the extractum enhanced smoke flavor，improved and modified the smoking taste of cigarette；13，63，84 constituents were identified in pyrolyzates at 300，600，900 ℃ respectively，and pyrolyzates increased with temperature raising. Pyrolyzates and aromatic components of mainstream smoke were almost entirely different after adding moderate extractum. Extractum had a strong influence on aromatic components of mainstream smoke，especially on ketones，alcohols and esters.

Key words： Acanthopanacis semticosi extractum； flavoring； pyrolysis； mainstream smoke； aromatic components

刺五加[Acanthopanax senticosus（Rupr. Maxim.） Harms]始見于《神農(nóng)本草經(jīng)》，其中的活性成分刺五加苷具有明顯的抗疲勞、抗腫瘤、耐缺氧、改善心腦血管活性的作用[1-3]。對(duì)于刺五加的研究現(xiàn)多集中于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[4-12]，尚未見其在卷煙應(yīng)用中的報(bào)道。為此，本研究對(duì)刺五加浸膏進(jìn)行了卷煙加香試驗(yàn)，并采用（Py）-GC/MS法對(duì)刺五加浸膏的熱裂解產(chǎn)物，及其在卷煙應(yīng)用中主流煙氣的致香成分進(jìn)行了測(cè)定，旨在為天然煙用香料的開發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料：刺五加根莖購于云南昆明菊花村藥材市場(chǎng)；軟玉溪空白葉組煙絲由云南中煙紅塔技術(shù)中心提供，煙支空筒由軟玉溪成品煙吹制。

試驗(yàn)儀器：Clarus500氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；CDS5200熱裂解儀（美國CDS公司）；RM200吸煙機(jī)（德國BORGWAIDT公司）；直徑50 mm劍橋?yàn)V片（0.45 μm）；傾斜式高速萬能粉碎機(jī)FW-200A（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；HH-S8數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市醫(yī)療儀器廠）；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；SHZ-DIII循環(huán)式真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；電子天平PG203-S（感量0.001 g，德國Mettler-Toledo公司）。

1.2 方法

1.2.1 刺五加浸膏的制備及Py-GC/MS分析 將刺五加根莖洗凈、晾干、粉碎，稱取100 g刺五加根莖粉末，于50 ℃水浴條件下，加入50%的乙醇500 mL回流提取2 h，重復(fù)1次。將提取液合并，60 ℃下減壓濃縮至黑褐色粘稠狀，得約45 g刺五加浸膏。

稱取5份刺五加浸膏，每份2 mg于熱裂解儀的石英管中，用石英棉堵塞管子的兩端，然后將石英管裝入熱裂解儀進(jìn)行熱裂解。

熱裂解條件：裂解器附件初始溫度50 ℃，保持0 s；終溫250 ℃，保持4 min。裂解絲初始溫度50 ℃，保持20 s；而后分別升至600、900 ℃，并保持20 s。吸附阱條件：吸附溫度35 ℃，脫附溫度280 ℃，脫附及進(jìn)樣時(shí)間4 min。裂解環(huán)境：9%的氧氣，流速20 mL/min。

GC/MS條件：Ultra2（50 m×0.32 mm×0.53 μm）毛細(xì)管柱。分流比進(jìn)樣10∶1；2 ℃/min進(jìn)樣口溫度250 ℃；氦氣流速1 mL/min；程序升溫：50 ℃（10 min）→150 ℃（15 min）→2 ℃/min→270 ℃（10 min）（總運(yùn)行時(shí)間為145 min）。接口（AUX）溫度280 ℃；電子轟擊離子源（EI）溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電離能70 eV；質(zhì)量掃描范圍35～350 amu。采用Nist05.d標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索定性。

1.2.2 卷煙加香試驗(yàn)及GC/MS分析 按煙絲質(zhì)量的0.01%、0.02%、0.03%、0.05%將刺五加浸膏用水溶解后均勻噴灑在煙絲上，室溫下平衡3 h，然后將煙絲烘干至含水量12%，卷制成煙支，另用等量清水添加到煙絲中，按相同步驟操作，制得空白對(duì)照煙支。請(qǐng)10位專家進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸。

選取加香0.02%及空白對(duì)照煙支（0.92 g）各200支，在22 ℃、相對(duì)濕度60%的環(huán)境中平衡48 h，然后上吸煙機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)國標(biāo)GB/T 19609-2004[13]的要求對(duì)樣品主流煙氣中的粒相物進(jìn)行捕集，然后按上述條件進(jìn)行GC/MS分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺五加浸膏的加香效果

評(píng)吸結(jié)果（表1）表明，刺五加浸膏在軟玉溪空白葉組上的最適添加量為0.02%。浸膏的香氣主要為清香和干草香，略帶一點(diǎn)藥草香，與煙香的協(xié)調(diào)性好，可明顯增加葉組的香氣量，細(xì)膩柔滑煙氣，改善葉組的香氣質(zhì)，另外對(duì)卷煙雜氣的掩蓋和余味的改善也有一定作用。浸膏添加量加大后，對(duì)葉組煙香香氣質(zhì)和協(xié)調(diào)性的正面影響會(huì)逐漸減弱，同時(shí)對(duì)卷煙的雜氣和余味帶來一定的負(fù)面作用。

2.2 刺五加浸膏的熱裂解成分分析

由表2可知，在300 ℃的裂解條件下，共檢測(cè)出13種裂解產(chǎn)物，包括醛類、酮類、呋喃類、醇類、烷烴，其中相對(duì)含量最多的為醛類，主要有糠醛（47.50%）、5-羥甲基糠醛（15.61%）、5-甲基-2-糠醛（6.72%）；其次為糠醇（3.60%）和環(huán)十二烷（3.46%）；酮類的種類和含量都較少，分別為1-（2-呋喃基）-乙酮（2.35%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮（2.06%）、2-環(huán)戊烯-1，4-二酮（0.74%）；呋喃類最少，只有2-甲基-呋喃（0.18%）。

在600 ℃的裂解條件下，共檢測(cè)出64種裂解產(chǎn)物，除醛類、酮類、呋喃類、醇類、烷烴外，酚類和酯類也有產(chǎn)生。在裂解產(chǎn)物中總含量最高的仍然是醛類，但與300 ℃產(chǎn)物裂解相比，檢出的種類和含量都有所下降，其中糠醛含量仍最高，但已由47.50%降為13.18%。其他幾種醛類含量也有所降低，但變化不大，5-羥甲基糠醛和5-甲基-2-糠醛分別占14.53%和5.86%。酮類種類明顯增加，由300 ℃時(shí)的3種增加到22種，呋喃類明顯增加，由之前的1種增加到10種，其中含量超過1%的僅有2-乙?；?5-甲基呋喃（1.22%）。酚類有11種，其中2-甲基-苯酚、苯酚、3-甲基-苯酚的含量最高，分別為1.20%、1.11%、1.11%。酯類只有2種，分別為糠基甲酸酯（0.05%）和十六酸乙酯（0.04%）。

在900 ℃的裂解條件下，共檢測(cè)到83種裂解產(chǎn)物，醛類有7種，其中含量最高的仍然是糠醛，為12.02%；酮類有15種，總含量為6.04%；呋喃類有10種；酚類有10種；苯及其衍生物有11種；稠環(huán)芳香烴有22種；另外還有少量的酸、酯、烷烴和烯烴。

以上結(jié)果說明裂解溫度越高，裂解產(chǎn)物越復(fù)雜，醛類隨著溫度的升高含量逐漸減少，酮類的種類和含量隨溫度的升高先增加后減少，呋喃類、酚類、苯及其衍生物、稠環(huán)芳香烴等物質(zhì)都隨溫度的升高而增加。

2.3 卷煙主流煙氣致香成分分析

由表3可看出，對(duì)照卷煙的主流煙氣中共檢測(cè)到65種致香成分，添加了刺五加浸膏（0.02%）的樣品煙（以下簡(jiǎn)稱樣品煙）的主流煙氣中共檢測(cè)到74種致香成分。其中有44種致香成分是兩種卷煙所共有的，有21種致香成分僅在對(duì)照煙中檢測(cè)到，樣品煙未檢出；有30種致香成分僅在樣品煙中檢測(cè)到，對(duì)照煙中未檢出。兩種卷煙的主流煙氣中各類化合物的數(shù)量和含量差別都較大。其中酮類的差別最大，然后依次是醇類、酸類、呋喃類，對(duì)照煙特有的酮類6種、醇類6種、酸類4種、呋喃類1種；樣品煙中特有的酮類6種、醇類5種、酸類2種、呋喃類2種。另外還有4種吡啶、1種烷烴、4種酯類、3種酚類、1種醛類，僅在樣品煙中檢測(cè)到，對(duì)照煙中沒有。僅在對(duì)照煙中檢測(cè)到的酮類中含量較高的有2，3，4-三甲基環(huán)戊烯-1-酮、3，5-二甲基環(huán)戊烯酮、2-羥基-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、3-甲基-2，5-哌嗪二酮；僅在樣品煙中檢測(cè)到的酮類含量較高的有3-甲基環(huán)戊烷-1，2-二酮、3，5-二羥基-6-甲基-2，3-二氫吡喃-4-酮。僅在對(duì)照煙中檢測(cè)到的醇類含量較高的有茄尼醇、植醇、3-氧代-α-紫羅蘭醇。另外，在對(duì)照煙和樣品煙共有的致香成分中，一些重要的致香成分如茄酮、新植二烯、降茄二酮、巨豆三烯酮、3-羥基-β-大馬酮，在樣品煙中含量更高。

3 小結(jié)與討論

刺五加浸膏具有增補(bǔ)煙草清香、細(xì)膩柔滑煙氣、提升煙香協(xié)調(diào)性、改善余味的作用。刺五加浸膏在300、600、900 ℃的條件下分別檢測(cè)出13、64、83種產(chǎn)物，隨著裂解溫度的升高，裂解產(chǎn)物逐漸復(fù)雜，醛類的含量隨著溫度的升高逐漸降低，酮類的種類和含量隨溫度的升高先增加后減少，呋喃類、酚類、苯及其衍生物、稠環(huán)芳香烴等物質(zhì)都隨溫度的升高而不斷增加。刺五加浸膏添加到卷煙中后，對(duì)主流煙氣致香成分的影響較為明顯，酮類、醇類、酯類、呋喃類、含氮化合物的種類和含量與對(duì)照相比，差異都比較大。這些化學(xué)成分具有果香、膏香、清香、烤香等各類香味特征，對(duì)卷煙煙香的表達(dá)可起到促進(jìn)作用。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在主流煙氣中檢測(cè)到的致香成分和浸膏的熱裂解成分幾乎完全不同，只有浸膏熱裂解成分中含量最高的糠醛、5-甲基糠醛在主流煙氣中被檢出，其他裂解成分均未檢測(cè)到。分析其原因之一可能是因?yàn)闊煵菰谌紵龝r(shí)，本身就會(huì)產(chǎn)生大量的致香物質(zhì)，而這些致香成分自然會(huì)掩蓋、干擾卷煙中浸膏裂解產(chǎn)物的測(cè)定。雖然在主流煙氣中沒有檢測(cè)到浸膏直接裂解的致香成分，但從樣品煙和對(duì)照煙主流煙氣致香成分差異較大的結(jié)果可知，浸膏加入到煙絲中，確實(shí)對(duì)卷煙的主流煙氣的致香成分的構(gòu)成產(chǎn)生了較大影響。單純從檢測(cè)到的數(shù)據(jù)上來推測(cè)，浸膏加入卷煙后，在卷煙的燃燒過程中，單獨(dú)熱裂解出的成分并不多，大多與煙絲發(fā)生了反應(yīng)，或者在卷煙燃燒過程中，其裂解成分與煙絲燃燒產(chǎn)生的成分發(fā)生了反應(yīng)，從而生成了新的物質(zhì)。從浸膏添加量的角度考慮，由于試驗(yàn)為了考察刺五加浸膏在最適添加量下對(duì)主流煙氣的影響，因此浸膏的添加量非常小，同時(shí)煙草本身燃燒產(chǎn)生大量的致香物質(zhì)，這就可能導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果受到試驗(yàn)條件的限制，致使很多微量的致香成分沒有檢測(cè)到。浸膏在加入卷煙后是如何參與卷煙的燃燒，需要加多大的添加量，還需要進(jìn)一步的研究。

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