一种文心兰精油的制备方法、组合物及应用

技术领域

本申请涉及烟用香精领域，尤其涉及一种文心兰精油的制备方法、组合物及应用。

背景技术

随着人们对吸烟与健康关系的愈发关注，卷烟降焦逐渐走进了消费者的视线。目前国内外已采取了多样的降焦措施，但同时也带来了一些新的问题，如烟气变淡、香气缺乏等导致消费者抽吸体验较差。

为改善低焦油卷烟的抽吸体验，常采用在卷烟中加香的方式增加烟气香味。传统的香烟加香方式都是在卷烟烟丝中加入香料添加剂，从而达到提升烟气吸食品质的目的，但由于卷烟烟气的复杂性，高温下复杂物质体系发生的反应难以预期，部分香料甚至对卷烟感官质量产生负面影响。因此，亟待找到一种能够用于低焦油卷烟的无刺激，无杂气，谐调性好，余味尚净的烟用香精。

文心兰，属复茎性气生兰类，是世界上重要的切花花卉之一，分布于墨西哥、巴西、牙买加等中南美热带地区。目前国内外对文心兰的研究多为其挥发性成分鉴定及组织培养研究。张莹等采用固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术分别测定香水文心兰不同花期和花朵不同部位的挥发性香气成分及其相对含量，并对其中的变化进行探讨。崔广荣等以文心兰不同发育时期的花蕾为外植体，研究了影响丛芽诱导、增殖、生根壮苗的主要因素。（参考文献：[1]张莹,李辛雷,王雁,等.文心兰不同花期及花朵不同部位香气成分的变化[J].中国农业科学,2011,44(001):110-117. [2]崔广荣,刘云兵,张俊长,等.文心兰组织培养的研究[J].园艺学报,2004,31(2):253-255.）

目前尚未出现适用于卷烟的文心兰精油及其提取方法的相关报道。

发明内容

本发明中首次将酶解处理与闪式提取技术和超临界流体萃取技术联用，目的是提供一种适用于卷烟的高品质文心兰精油。

一方面，本申请中提供了一种文心兰精油的制备方法，所述方法包括：

步骤一、将文心兰花瓣干燥粉碎至40-100目，获得文心兰粉；

步骤二、将所述文心兰粉和水按质量比1:（1-5）混合，搅拌至浆状，加入酶制剂，所述酶制剂为含有酶活比例为(1-9):(2-6):(2-5):(2-5):(1-5)的纤维素酶、果胶酶、无花果蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，在温度为30℃-60℃、pH为4-7的条件下，酶解反应1-5 h，获得酶解物；

步骤三、将所述酶解物进行闪式提取，提取温度为10℃-40℃，转速为1000-10000r/min，提取1-5 min，获得提取液；

步骤四、将所述提取液进行超临界流体萃取，获得萃取液，浓缩灭活，即得文心兰精油。

优选的，所述酶制剂为含有酶活比例为5：4：4：2：3的纤维素酶、果胶酶、无花果蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶。

更优选的，所述酶制剂是酶活为5万-20万u/g的食品级液体酶制剂。

优选的，所述闪式提取，提取温度为25℃，转速为6000 r/min，提取2 min。

优选的，所述浓缩为50℃浓缩，灭活为100℃下灭活5分钟。

进一步的，以质量百分比计，所述酶制剂的加入量为文心兰粉质量的1％-1.5％。

优选的，所述酶制剂的加入量为文心兰粉质量的1.2％。

进一步的，所述闪式提取的提取剂为50％-75％乙醇，所述提取剂与酶解物的质量比为（1-10）：1。

优选的，所述闪式提取的提取剂为70％乙醇，所述提取剂与酶解物的质量比为5：1。

进一步的，所述超临界流体萃取萃取温度为30℃-60℃，萃取压力为20-35 MPa，二氧化碳流量为15-25 kg/h，萃取1-5 h。

优选的，所述超临界流体萃取萃取温度为45℃，萃取压力为30 MPa，二氧化碳流量为20 kg/h，萃取2 h。

进一步的，所述超临界流体萃取还包括分离釜分离的步骤，分离釜压力为5-10MPa，分离温度50℃-60℃。

优选的，分离釜压力为6 MPa，分离温度55℃。

在一种优选的实施方式中，所述文心兰精油的制备方法包括如下步骤：

步骤一、将文心兰盛花期花瓣干燥粉碎至40-100目，获得文心兰粉；

步骤二、将所述文心兰粉和水按质量比1:（1-5）混合，搅拌至浆状，加入文心兰粉质量1％-1.5％的酶制剂，所述酶制剂为含有酶活比例为(1-9):(2-6):(2-5):(2-5):(1-5)的纤维素酶、果胶酶、无花果蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，在温度为30℃-60℃、pH为4-7的条件下，酶解反应1-5 h，获得酶解物；

步骤三、将酶解物置于闪式提取器中并加入酶解物质量1-10倍的50％-75％乙醇进行闪式提取，提取温度为10℃-40℃，转速为1000-10000 r/min，提取1-5 min，获得提取液；

步骤四、将所述提取液置于超临界流体萃取釜中，萃取温度为30℃-60℃，萃取压力为20-35 MPa，二氧化碳流量为15-25 kg/h进行萃取，再经分离釜分离，分离釜压力为5-10 MPa，分离温度50℃-60℃，萃取1-5 h获得萃取液，浓缩后于100℃下灭活5分钟，即得文心兰精油。

另一方面，本申请中还提供了如上述方法制备获得的文心兰精油。

另一方面，本申请还提供了一种精油组合物，所述精油组合物包括如上述的文心兰精油。

优选的，按质量百分比计，所述文心兰精油在精油组合物中的质量占比为50%-90%；更优选的，80%-85%。

进一步的，所述精油组合物还包括以下成分中的任意一种或几种：芳樟醇、二氢月桂烯醇、苯乙醇、松油醇、桂醇、乙酸苄酯、茉莉酯、丁香酚、邻氨基苯甲酸甲酯、二氢茉莉酮酸甲酯、甲基紫罗兰酮、异丁香酚、洋茉莉醛、二氢茉莉酮，乙酸芳樟醇、乙酸苄酯、香兰素、乙基香兰素、丙二醇、丙三醇、辛癸酸甘油酯。

在一种优选的实施方式中，按质量百分比计，上述组合物为如下组分及配比：

80%-85%文心兰精油、0.1%-1.5%芳樟醇，0.1%-3.0%二氢月桂烯醇，0.05%-0.2%苯乙醇，0.1%-2.5% 松油醇，0.05%-0.6% 桂醇，0.1%-3.5%乙酸苄酯，0.1%-2.2%茉莉酯，0.1%-4.5%丁香酚，0.1%-5.5%邻氨基苯甲酸甲酯，0.05%-0.4%二氢茉莉酮酸甲酯，0.05%-0.5%甲基紫罗兰酮，0.1%-1.5%异丁香酚，0.1%-1.5%洋茉莉醛，0.1%-1.5%二氢茉莉酮，0.1%-1.5%乙酸芳樟醇，0.1%-1.5%乙酸苄酯，0.01%-0.05%香兰素，0.01%-0.05%乙基香兰素，0.1%-10.0%丙二醇，0.1%-15.0%丙三醇，0.1%-10%辛癸酸甘油酯。

另一方面，本申请中还提供了如上述的文心兰精油，或如上述的精油组合物在卷烟中的应用。

在一种优选的实施方式中，使用上述方法制备获得的文心兰精油，和/或上述组合物，可以直接添加在烟丝、滤棒、卷烟纸、成形纸和/或接嘴胶中。

更优选的，所述文心兰精油和/或上述组合物注入爆珠中，再添加到卷烟的滤棒中。

此处所述爆珠，又称香味滴丸、脆性胶囊等，是指嵌在卷烟滤嘴内的一颗液体小胶珠，内部包裹了不同类型香料的液体，是卷烟中一种新兴的材料。吸烟者在抽吸前可以将其捏爆，使珠内液体流出，丰富卷烟口感，提升卷烟吸食品质。虽然目前，市场上已存在一定数量和种类的爆珠卷烟，但这些爆珠中的香味物质往往缺乏针对性设计，与烟气谐调性较差，且对卷烟本身的香气特征影响较大，因而实际应用时受限。

本申请中首次将文心兰精油与多种香味物质组合成可用于卷烟爆珠的精油组合物，解决了现有爆珠缺乏针对性设计、与烟气谐调性较差的问题。应用于卷烟中时，含有该精油组合物的爆珠显示出了浓郁而独特的花香和甜香，且具有无刺激、无杂气、谐调性好、烟气细腻、入口柔顺、回甜感明显、余味尚净等优点。由此可见，本申请中提供了一种可用于高品质卷烟中的具有增香降害功效的新型精油组合物。

另一方面，本申请中还提供了一种爆珠，所述爆珠含有上述组合物；优选的，所述爆珠含有10-30 μL的组合物；更优选的，所述爆珠的直径为2-4 mm，重量为10-25 mg/粒，圆度小于0.15 mm，破碎压力值为1-1.5 kgf。

在一种优选的实施方式中，上述爆珠中组合物的含量为10-25 μL/粒；所述爆珠的直径为2.5-3.5 mm，更优选2.5 mm、2.6 mm、3.0 mm、3.45 mm、3.5 mm，重量优选为10.5-24.2 mg/粒，破碎压力值优选为1.3 kgf。

在实际的生产操作中，爆珠的形状、尺寸、规格、破碎压力值等具体参数，可依据要添加该爆珠的卷烟滤棒的规格尺寸加以调整，并且还可以使用生产相应规格的工装、设备或机器等制备。

另一方面，本申请中还提供了一种卷烟，所述卷烟含有如上述的文心兰精油或如上述的精油组合物。

优选的，所述文心兰精油和/或所述精油组合物施加于所述卷烟的烟丝、滤棒和/或卷烟用纸中；或，所述卷烟的滤棒中含有至少一粒含有所述文心兰精油和/或所述精油组合物的爆珠。

在一种优选的实施方式中，所述爆珠可添加在普通卷烟、二元复合卷烟和/或三元复合卷烟中；所述爆珠在卷烟滤棒中的位置不限，优选为距离唇端12-16 mm，更优选15 mm；每支卷烟可添加一粒或多粒爆珠。

优选的，所述卷烟的规格不限，可以是细支、中支或常规支，也可以是普通卷烟、二元复合卷烟和/或三元复合卷烟，所述卷烟的圆周优选15-30 mm，更优选17 mm、20 mm、24mm、24.3 mm、27 mm。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的文心兰精油的制备方法，首次通过使用适当配比的复合酶制剂对文心兰进行酶解处理，再结合闪式提取技术和超临界流体萃取技术，获得了适用于卷烟的高品质文心兰精油；

2、本发明中提供的文心兰精油组合物，有效提升了文心兰精油的稳定性，并将其应用于卷烟爆珠中可以有效提升卷烟香气、降低烟气中危害组分，适用于高品质卷烟。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面以实施例的方式进行详细说明。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

其中：酶制剂中的纤维素酶、果胶酶、无花果蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶均购自诺维信（中国）生物技术有限公司；采用烟台博鑫制药机械有限公司提供的型号为DWJJ的烟用胶囊滴丸机，制得爆珠；采用韩国正光实业株式会社公司提供的型号为JK-S1香味胶囊投入装置，将爆珠置入卷烟滤棒中；采用常德烟草机械有限责任公司提供的型号为ZJ17的卷接机，制备卷烟。

如未特殊说明，在以下实施方式中，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在下述实施例中，所述卷烟爆珠优选采用分流-液中点滴法进行制备，包括利用冷却油对冲的剪切力切断胶柱后滴制的步骤，具体可以是：利用两条入射角度不同的冷却油在螺线管中形成剪切力，将下滴过程中的壁材和芯液切断，并在冷却油中依靠表面张力的作用凝结成球，再经去油、干燥、筛分等程序后制成爆珠成品。

本发明所述卷烟的感官品质参考《GB 5606.4-2005 卷烟 第4部分：感官技术要求》中的卷烟感官质量评判标准，包括：光泽、香气、谐调、杂气、刺激性和余味。

实施例1文心兰精油提取实验

本实施例中采用酶解联合超临界流体萃取法提取文心兰精油。具体提取方法包括如下步骤：

将文心兰盛花期花瓣干燥粉碎至80目，获得文心兰粉；将文心兰粉和水按质量比1:1混合，搅拌至浆状，加入酶制剂进行酶解，在温度为45℃、pH为5的条件下，酶解反应2 h，获得酶解物；将酶解物置于超临界流体萃取釜中，二氧化碳流量为15-25 kg/h萃取，再经分离釜分离，萃取2 h获得萃取液，浓缩后于100℃下灭活5分钟，即得文心兰精油，其余条件见表1。

计算文心兰精油的提取率，文心兰精油提取率的计算方法如下所示，提取率如表1结果所示。

式中：y为文心兰精油提取率，%；m为干燥文心兰质量，g；m

表1

注：酶制剂比例为酶活比；酶制剂加入量为基于文心兰质量的百分比。

由表1结果可见，文心兰精油提取过程中酶制剂的种类、比例及其加入量均对文心兰精油的提取效率有所影响。而在超临界流体萃取过程中，萃取温度、萃取压力、分离温度、分离压力也与文心兰精油的提取效率有关。

优选的，选择酶活比例为5：4：4：2：3的纤维素酶、果胶酶、无花果蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶作为酶制剂成分，其加入量为文心兰粉质量的1.2％，选择萃取温度为45℃，萃取压力为30 MPa，分离釜压力为6 MPa，分离温度55℃时获得的文心兰精油提取率最高。

实施例2文心兰精油提取方法优化实验

在实施例1优选的提取率最高时的条件下进行文心兰精油提取，在实际操作过程中发现，该方法提取的文心兰精油显示出了独特的花香和甜香，但该精油应用于卷烟时经过高温加热后的香气略淡，抽吸时香气不明显。

因此，为了增加文心兰精油中的香气物质成分，改善其香气，本实施例在实施例1优选条件的基础上，采用闪式提取处理文心兰酶解物。

具体处理方法包括如下步骤：将酶解物置于闪式提取器中进行闪式提取，获得提取液，再将所述提取液按实施例1优选条件进行超临界流体萃取获得文心兰精油。

由10位评价员在嗅闻仪的检测口进行文心兰精油香气评价，记录香味强度，具体将强度分为0-3四个等级，最终评分由评价员综合评分所得，具体强度级别表示见表2，测试结果如表3所示。

表2

表3

注：倍数为提取剂：酶解物质量，所述70％乙醇指浓度为70％的乙醇水溶液。

由表3结果可见，酶解联合闪式提取技术和超临界流体萃取技术可以在保证高提取率的同时获得香味浓郁，适用于卷烟的文心兰精油。其中，闪式提取过程中的提取剂种类、提取剂加入量、提取温度、提取时间、转速等均对最终获得的文心兰精油的香气质量有所影响。具体的，在闪式提取过程中，提取剂为酶解物质量5倍的70％乙醇，提取温度为25℃，转速为6000 r/min，提取2 min时，文心兰精油香气浓郁且提取率最高，最高可达8.26％。

实施例3精油组合物

本实施例中提供了包含实施例2优选后方法制备的文心兰精油的精油组合物，组合物具体成分如下，将组合物静置1周后观察其体系稳定性，具体观察结果如表4所示。

组合物1：

85%文心兰精油、0.5%芳樟醇，0.5%二氢月桂烯醇，0.1%苯乙醇，0.5% 松油醇，0.1%桂醇，0.5%乙酸苄酯，0.5%茉莉酯，0.5%丁香酚，0.5%邻氨基苯甲酸甲酯，0.1%二氢茉莉酮酸甲酯，0.1%甲基紫罗兰酮，0.1%异丁香酚，0.1%洋茉莉醛，0.1%二氢茉莉酮，0.1%乙酸芳樟醇，0.1%%乙酸苄酯，0.05%香兰素，0.01%%乙基香兰素，0.2%丙二醇，5.17%丙三醇，5.17%辛癸酸甘油酯。

组合物2：

84%文心兰精油、0.5%芳樟醇，0.5%二氢月桂烯醇，0.1%苯乙醇，0.5% 松油醇，0.1%桂醇，0.5%乙酸苄酯，0.5%茉莉酯，0.5%丁香酚，0.5%邻氨基苯甲酸甲酯，0.1%二氢茉莉酮酸甲酯，0.1%甲基紫罗兰酮，0.1%异丁香酚，0.1%洋茉莉醛，0.1%二氢茉莉酮，0.1%乙酸芳樟醇，0.1%%乙酸苄酯，0.05%香兰素，0.01%%乙基香兰素，1.2%丙二醇，5.17%丙三醇，5.17%辛癸酸甘油酯。

组合物3：

85.2%文心兰精油、0.5%芳樟醇，0.5%二氢月桂烯醇，0.1%苯乙醇，0.5% 松油醇，0.1% 桂醇，0.5%乙酸苄酯，0.5%茉莉酯，0.5%丁香酚，0.5%邻氨基苯甲酸甲酯，0.1%二氢茉莉酮酸甲酯，0.1%甲基紫罗兰酮，0.1%异丁香酚，0.1%洋茉莉醛，0.1%二氢茉莉酮，0.1%乙酸芳樟醇，0.1%%乙酸苄酯，0.05%香兰素，0.01%%乙基香兰素，5.17%丙三醇，5.17%辛癸酸甘油酯。

组合物4：

85%文心兰精油、0.5%芳樟醇，0.5%二氢月桂烯醇，0.1%苯乙醇，0.5% 松油醇，0.1%桂醇，0.5%乙酸苄酯，0.5%茉莉酯，0.5%丁香酚，0.5%邻氨基苯甲酸甲酯，0.1%二氢茉莉酮酸甲酯，0.1%甲基紫罗兰酮，0.1%异丁香酚，0.1%洋茉莉醛，0.1%二氢茉莉酮，0.1%乙酸芳樟醇，0.1%%乙酸苄酯，0.05%香兰素，0.01%%乙基香兰素，0.2%丙二醇，5.17%丙三醇，5.17%β-大马酮。

空白对照组：仅包含文心兰精油。

表4

由表4结果可见，组合物1具有较好的稳定性。

实施例4感官评价和质量评价

试验例1

本实施例中提供了一种文心兰精油的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、将文心兰盛花期花瓣洗涤、去除杂质、晾晒干燥，粉碎至80目，获得文心兰粉；

步骤二、将所述文心兰粉和水按质量比1:1混合，搅拌至浆状，每100 g文心兰粉末中加入1.2 g酶制剂，所述酶制剂为含有酶活比例为5：4：4：2：3的纤维素酶、果胶酶、无花果蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，在温度为45℃、pH为5的条件下，酶解反应2 h，获得酶解物；

步骤三、将所述酶解物置于闪式提取器中并加入酶解物质量5倍的70％乙醇进行闪式提取，提取温度为25℃，转速为6000 r/min，提取2 min，获得提取液；

步骤四、将所述提取液置于超临界流体萃取釜中，萃取温度为45℃，萃取压力为30MPa，二氧化碳流量为20 kg/h进行萃取，再经分离釜分离，分离釜压力为6 MPa，分离温度55℃，萃取2 h获得萃取液，50℃浓缩后于100℃下灭活5分钟，即得文心兰精油。

一种包含上述文心兰精油的组合物，以质量分数计，由以下组分组成：

85%文心兰精油、0.5%芳樟醇，0.5%二氢月桂烯醇，0.1%苯乙醇，0.5% 松油醇，0.1%桂醇，0.5%乙酸苄酯，0.5%茉莉酯，0.5%丁香酚，0.5%邻氨基苯甲酸甲酯，0.1%二氢茉莉酮酸甲酯，0.1%甲基紫罗兰酮，0.1%异丁香酚，0.1%洋茉莉醛，0.1%二氢茉莉酮，0.1%乙酸芳樟醇，0.1%%乙酸苄酯，0.05%香兰素，0.01%%乙基香兰素，0.2%丙二醇，5.17%丙三醇，5.17%辛癸酸甘油酯。

一种包含上述组合物的爆珠，使用上述分流-液中点滴法制备获得。其中，上述组合物在爆珠中的含量为15 μL/粒，爆珠的直径为3 mm，重量为20 mg/粒，圆度小于0.15 mm，破碎压力值为1.3 kgf。

一种包含上述爆珠的卷烟，按照现有卷烟生产工艺制备获得。其中，所述卷烟为普通型卷烟，圆周17 mm，卷烟滤棒中放置一粒爆珠，该爆珠置入该卷烟滤棒的中段位置，具体为距离唇端15.0 mm。

试验例2

本试验例与试验例1的区别仅在于不进行酶解处理。

试验例3

本试验例与试验例1的区别仅在于以超声提取法替换闪式提取技术。

试验例4

本试验例与试验例1的区别仅在于以分子蒸馏法替换超临界流体萃取技术。

试验例5

本试验例与试验例1的区别仅在于组合物不制备成爆珠。

对比例1

本对比例与试验例1的区别仅在于组合物中不加入文心兰精油。

卷烟理化性质检测实验

分别测定上述试验例1-5及对比例1卷烟在未捏破爆珠前以及捏破爆珠后的情况下，其主流烟气中的危害成分的含量，并计算卷烟危害性评价指数即H值（取小数点后两位），所得具体结果如表5所示。

其中，卷烟危害性评价指数（H值）的计算方法如下式所示。

式中：H为卷烟危害性评价指数；X

表5 各示例的卷烟危害性评价

由表5中的数据可知，试验例1的卷烟在爆珠捏破前后，烟气中的七种有害成分均有所降低。

上述结论表明，含有以本发明提供的文心兰精油为主要成分的组合物的卷烟，在抽吸时可有效降低烟草燃烧主流烟气的危害组分，提升卷烟品质，降低对人体健康的危害。

感官质量评价实验

随机抽选33位专业感官评价人员，对各示例所获得的卷烟进行感官质量评价。其中，本发明所述卷烟的感官品质参考《GB 5606.4-2005 卷烟 第4部分：感官技术要求》中的卷烟感官质量评判标准，包括：光泽、香气、谐调、杂气、刺激性和余味，具体评判标准如表6所示。

表6 卷烟感官质量评判标准

依据表6中的卷烟感官质量评判标准，由专业感官评价人员对各示例卷烟的感官质量打分，再取平均值作为最后得分，所得各示例卷烟的感官质量评价评分结果如表7所示。

表7 各示例所得卷烟的感官质量评价

由表7中的数据可得，试验例1所得卷烟在感官质量评价中多项得分高于对比例1，说明本发明实施例卷烟的感官质量得到了显著提升。通过专业感官评价人员的具体反馈描述可知，试验例1所得的卷烟在抽吸时的感官感受，主要体现在：烟气的丰富性、细腻感、厚实感具有显著的提升，烟香更加浓郁、透发，融合度更好，花香、甜香和果香的香韵突出，无刺激、无杂气、谐调性好、烟气细腻感高、入口柔顺、回甜感明显增强、余味尚净。

上述结论表明，以本发明提供的文心兰精油为主要成分的组合物制备的爆珠应用于卷烟中时，能够显著改善卷烟的感官品质，提升香气，改善余味，显著降低烟草的刺激性和杂气，并且显示出了浓郁而独特的文心兰花香和甜香，这是含有其他添加剂的卷烟所不具备的。

综上所述，本发明提供的文心兰精油的制备方法，通过使用适当配比的复合酶制剂对文心兰酶解处理，再结合闪式提取技术和超临界流体萃取技术可以获得适用于卷烟的高品质文心兰精油。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。