[发明专利]半胱氨酸示踪法水相制备烟用香料前体的方法及其产品和应用

说明书

技术领域

本发明属于食品化学和食品加工领域，具体涉及一种半胱氨酸示踪法水相制备烟用香料前体的方法及其产品和应用。

背景技术

美拉德反应(Maillard Reaction)，又称非酶褐变或羰氨反应，是还原糖 (碳水化合物)与氨基酸/蛋白质在常温或加热时发生的一系列复杂的反应，最终生成棕色甚至黑色的高分子类黑精(或称拟黑素)。美拉德反应过程一般可归纳为初始阶段、中间阶段和高级阶段3个阶段。在初始阶段，酮糖可与氨基化合物生成酮糖基胺，而酮糖基胺可以经过海恩氏(Heyns)分子重排异构成2-氨基-2-脱氧葡萄糖，也被称作Heyns重排产物(HRP)。

在醇化后的烟草中已发现多种HRP，其总含量占烤烟干重的2％左右，并且被证实为烟草香气重要的贡献者。烟叶在自然醇化过程中，氨基糖类先增加，约2年时间达到最高，然后开始下降，氨基糖类的变化趋势与烤烟感官品质变化趋势比较吻合，积累水平达到最高时，烟叶品质最好，因而是烟叶自然醇化进程的一个重要指标。大量研究证明HRP是重要的香味中间体，可改善吸味，圆和烟气，增加甜香和烘烤香，极具在卷烟加香中的应用潜能。

HRP不仅具有完全美拉德反应产物(MRPs)在卷烟中的加香效果，而且稳定性较强，使其有望以独特的优势代替部分MRPs添加至卷烟产品中。据现有的报道，由于美拉德反应十分复杂，产物繁多，反应过程不好控制，造成部分产品加香效果不理想。影响美拉德反应的因素有温度、时间、溶剂、pH值、湿度等，也和参与反应的糖和氨基酸等有很大关系。由于烟草加香所用香料正常使用的温度较高，所需香气并非是常温时具有的香气。在卷烟的燃吸过程中烟头最高温度可达700～800℃，在这样的高温下，完全美拉德反应产物MRPs将分解，自身香气已不易被闻到。因此，加香的作用是使其裂解的产物能起到消除烟杂气，增加香烟吸味，从而达到提高烟叶质量的目的。完全美拉德反应产物在卷烟生产和储存过程中极易发生挥发性香气物质的损失，导致加香作用不能达到预期目标。针对性地制备某些HRP中间体，作为外源香味前体补充添加到烟丝中，能够提高烟叶可用性、方便叶组配方、改善卷烟评吸品质。

国内外许多烟草企业和科研机构都积极开展了HRP的合成研究以及在卷烟加香方面的应用研究。在目前已有技术中，HRP主要在有机溶剂中加热回流制备，通常选择甲醇作为有效的反应溶剂。甲醇作为反应溶剂应用于工业化生产具有较高的生产成本且不安全。甲醇易燃易爆且具有较强的毒性，完全不适用于HRP的工业化生产。工业化的美拉德反应过程一般在高温水相体系下进行，该条件下HRP一旦形成迅速发生脱水、降解等重重叠叠的次级反应，根本不可能稳定制备到目标HRP，即使是实验室水平的微量分析都很难捕获到这些反应中间体。因此有待出现一种水相合成HRP的工艺，实现其安全制备。

发明内容

针对上述现有技术的缺点和不足，本发明提供了半胱氨酸示踪法水相制备烟用香料前体的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

半胱氨酸示踪法水相制备烟用香料前体的方法，将1～10重量份的氨基酸和10重量份的酮糖溶解于100～500重量份的水中，调整该混合溶液的pH至6.5～8.5，在70～140℃下进行低温美拉德反应，采用冰浴冷却终止反应，经低温浓缩得到所述烟用香料前体；其中，选定条件下最适反应时间的确定采用半胱氨酸示踪法，具体步骤如下：

(1)按选定比例将氨基酸和酮糖溶解于水中，调整该混合溶液的pH，将所得溶液平均分为5～10份，分别倒入美拉德反应瓶中，在相同的选定温度下进行第一阶段低温美拉德反应，在15～130min内反应不同时间后采用冰浴冷却终止反应；

(2)分别在步骤(1)所得到的各份反应液中加入等量的示踪剂半胱氨酸，各份反应液在相同条件下进行第二阶段高温美拉德反应，采用冰浴冷却终止反应，得到变温美拉德反应液；

(3)分别测定步骤(2)所得到的各份变温美拉德反应溶液在波长420 nm下的吸光度值，描绘所得吸光度值与步骤(1)中相应反应时间的关系曲线，根据吸光度值最低点对应的反应时间，确定相应条件下的最适反应时间。

本方法基于半胱氨酸作用于Heyns重排产物可以有效阻止其进一步反应形成呈色物质的机理，在低温美拉德反应过程中的不同反应时间添加半胱氨酸示踪剂，接着发生高温美拉德反应，比较其在高温美拉德反应中的色泽抑制效果，从而确定Heyns重排产物形成的临界反应时间，在该临界条件下低温水相制备中间体，所得中间体即为所述烟用香料前体。