一种用于卷烟的文心兰精油及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及烟用香精领域，尤其涉及一种用于卷烟的文心兰精油及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们对吸烟与健康关系的愈发关注，国内外已采取了一系列降焦措施，可以降低消费者健康风险，但同时也带来了一些新的问题，如烟气变淡、香气缺乏等。

文心兰，属复茎性气生兰类，其花形独特，具有较高的观赏价值，花朵颜色有纯黄、洋红、粉红，或具茶褐色花纹、斑点，花序更是变化多端，有竖立开一两朵、十朵、数百朵，不一而足。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。而对文心兰香精提取方面研究较少，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

本发明旨在提供一种用于卷烟的文心兰精油及其制备方法和应用。本发明提供的文心兰精油的制备工艺不仅可以提高文心兰精油的提取率还可以有效降低烟气中有害物质含量，适当调香后以爆珠形式应用于卷烟中可以显著降低烟气刺激性、提升卷烟感官质量和品质。

一方面，本申请提供了一种文心兰精油的制备方法，所述方法包括：

步骤一、将文心兰花瓣粉碎至40-100目，获得文心兰粉末；

步骤二、将所述文心兰粉末和水混合，加入酶制剂和枯草芽孢杆菌菌液，在温度为30℃-60℃、pH为4-7的条件下，处理2-8 h，获得文心兰处理液；所述酶制剂选自半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶和β-葡聚糖酶中的一种或多种；

步骤三、将所述文心兰处理液进行微波辅助水蒸气蒸馏，微波提取功率为250 W，加热至80℃-100℃，蒸馏提取30-90 min，收集馏出物进行分液，保留上层馏分即得文心兰粗提物；

步骤四、将所述文心兰粗提物进行一级和二级分子蒸馏，将一级分子蒸馏轻组分和二级分子蒸馏轻组分合并后，即得文心兰精油。

优选的，所述微波辅助水蒸气蒸馏，加热至100℃，蒸馏提取70 min。

优选的，所述步骤四中还包括灭活的步骤，所述灭活为100℃下灭活5分钟。

进一步的，所述酶制剂为酶活比例为(1-9):(2-6):(2-5):(2-5):(1-5)的半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶、β-葡聚糖酶。

优选的，所述酶制剂为酶活比例为5:3:3:2:4的半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶、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。

进一步的，以质量百分比计，所述酶制剂加入量为文心兰粉末质量的1％-1.5％，所述枯草芽孢杆菌菌液的加入量为文心兰粉末质量的0.1％-0.5％。

优选的，所述所述酶制剂加入量为文心兰粉末质量的1％，所述枯草芽孢杆菌菌液的加入量为文心兰粉末质量的0.1％。

进一步的，所述枯草芽孢杆菌菌液中枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌CICC24406，枯草芽孢杆菌菌液OD

优选的，所述枯草芽孢杆菌菌液中枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌CICC24406，枯草芽孢杆菌菌液OD

所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌（

进一步的，所述文心兰粉末和水的质量比为1:（8-20）。

优选的，所述文心兰粉末和水的质量比为1:10。

进一步的，所述一级分子蒸馏的蒸馏压力为0.1-10 Pa，进样温度为60℃-70℃，蒸馏温度为100℃-130℃，冷凝温度为20℃-40℃，所述二级分子蒸馏的蒸馏压力为0.1-10Pa，进样温度为50℃-70℃，蒸馏温度为150℃-170℃，冷凝温度为60℃-70℃。

优选的，所述一级分子蒸馏的蒸馏压力为5 Pa，进样温度为60℃，蒸馏温度为130℃，冷凝温度为25℃，所述二级分子蒸馏的蒸馏压力为5 Pa，进样温度为50℃，蒸馏温度为160℃，冷凝温度为60℃。

本申请中首次采用酶菌复合制剂联合微波辅助水汽蒸馏的方法提取文心兰精油，有效提高了文心兰精油的提取效率，并且先采用酶菌对文心兰粉末进行处理克服了微波辅助水蒸气蒸馏提取时间过长的问题。并且，采用该方法提取的文心兰精油具有特殊的奶油味香气，香气芬芳。本申请中还采用分子蒸馏进一步处理获得高品质文心兰精油。所述高品质文心兰精油具有稳定性好、香气浓郁的特点，适用于卷烟爆珠的制作过程，并且在改善使用者抽吸体验的同时还可以降低烟气中有害物质的含量。

在一种优选的实施方式中文心兰精油的制备方法包括如下步骤：

步骤一、将文心兰花瓣粉碎至40-100目，获得文心兰粉末；

步骤二、将所述文心兰粉末和水按质量比1:（8-20）混合，以质量百分比计，加入文心兰粉末质量1％-1.5％的酶制剂和0.1％-0.5％枯草芽孢杆菌菌液，所述酶制剂为含有酶活比例为(1-9):(2-6):(2-5):(2-5):(1-5)的半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶和β-葡聚糖酶，在温度为30℃-60℃、pH为4-7的条件下，处理2-8 h，获得文心兰处理液；

步骤三、将所述文心兰处理液在常压条件下进行微波辅助水蒸气蒸馏，微波提取功率为250 W，加热至80℃-100℃，蒸馏提取30-90 min后收集馏出物进行分液，保留上层馏分即得文心兰粗提物；

步骤四、将所述文心兰粗提物进行一级和二级分子蒸馏，所述一级分子蒸馏的蒸馏压力为0.1-10 Pa，进样温度为60℃-70℃，蒸馏温度为100℃-130℃，冷凝温度为20℃-40℃，所述二级分子蒸馏的蒸馏压力为0.1-10 Pa，进样温度为50℃-70℃，蒸馏温度为150℃-170℃，冷凝温度为60℃-70℃，将一级分子蒸馏轻组分和二级分子蒸馏轻组分合并后，于100℃灭活5 min即得高品质文心兰精油。

所述枯草芽孢杆菌菌液的制备方法，包括如下步骤：将枯草芽胞杆菌CICC24406接种于50 mL LB液体培养基，20℃-40℃，100-200 r/min，培养24-72 h，OD

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

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。

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、本发明提供了一种适用于卷烟的文心兰精油制备方法，首次通过将酶菌复合处理与微波辅助水蒸气蒸馏以及分子蒸馏联用，该方法能够高效率提取文心兰精油，且获得了适用于卷烟的高品质文心兰精油；

2、本发明提供的文心兰精油可长期保存，稳定性优异，并且该文心兰精油制成爆珠使用于卷烟中可以有效提升卷烟香气、降低烟气刺激性、丰富和提高吸食感受、显著提升卷烟的感官品质、降低卷烟危害，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，酶制剂中的半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶和β-葡聚糖酶均购自诺维信（中国）生物技术有限公司；枯草芽孢杆菌（

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酶菌复合制剂提取文心兰精油单因素实验

本实施例中首次采用酶菌复合制剂处理联合微波辅助水蒸气蒸馏法提取文心兰精油。具体提取方法包括如下步骤：

将文心兰花瓣洗涤、去除杂质、晾晒，在液氮中粉碎至60目，获得文心兰粉末；将文心兰粉末和蒸馏水混合，加入酶制剂和枯草芽孢杆菌发酵菌液，在温度为35℃、pH为4的条件下，处理5 h，获得文心兰处理液；将文心兰处理液置于圆底烧瓶中，连接冷凝装置和收集装置，常压条件下进行微波辅助水蒸气蒸馏，设定微波提取功率为250 W，蒸馏提取70 min后收集馏出物于分液漏斗中进行分液，保留上层馏分即得文心兰精油，提取时间按文心兰精油含量不再增加的时间进行计算，其余条件见表2。

所述枯草芽孢杆菌菌液的制备方法，包括如下步骤：将枯草芽胞杆菌CICC24406接种于50 mL LB液体培养基，37℃，150 r/min培养至OD

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2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

并且，由10位评价员在嗅闻仪的检测口对上述方法制备的文心兰精油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1，测试结果如表2所示。

表1

表2

注：酶制剂比例为酶活比；酶制剂加入量和菌液加入量为每100g文心兰加入的量。

由表2结果可见，本实施例中证明了能够采用酶菌复合制剂处理联合微波辅助水蒸气蒸馏法提取文心兰精油。

优选的，选择酶活比例为5:3:3:2:4的半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶和β-葡聚糖酶作为酶制剂，其加入量为文心兰粉末质量的1％，枯草芽孢杆菌发酵菌液的加入量为文心兰粉末质量的0.1％，微波辅助水蒸气蒸馏收集温度为100℃时，文心兰精油提取率最高，提取时间相对较短，气味强度较高。

实施例2分子蒸馏法提取文心兰精油单因素实验

但是在实际操作过程中发现实施例1制备的精油香气应用于卷烟中仍难以掩盖烟气，香气尚不够浓郁。并且，文心兰精油长期存放时存在稳定性不好的问题，没办法制备成长期稳定存放的爆珠产品。

本实施例中选择分子蒸馏法解决上述问题。在实施例1优选条件的基础上继续进行分子蒸馏法处理获得高品质文心兰精油，具体操作包括如下步骤：

将实施例1优选条件下的产物加入分子蒸馏设备中进行一级和二级分子蒸馏，一级分子蒸馏是在不同蒸馏压力和蒸馏温度，进样温度60℃，冷凝温度25℃条件下进行，二级分子蒸馏是在不同蒸馏压力和蒸馏温度，进样温度50℃，冷凝温度60℃条件下进行，将一级分子蒸馏轻组分和二级分子蒸馏轻组分合并，即得高品质文心兰精油。气味强度以实施例1所述方法测定。文心兰稳定性的测定方法为将文心兰精油于常温常压下放置1个月后观察其体系稳定性，观察结果如表3所示。

表3

由表3结果可见，本实施例中证明了在采用酶菌复合制剂处理联合微波辅助水蒸气蒸馏法和分子蒸馏法提取文心兰精油的过程中，分子蒸馏法中最优的制作条件为一级分子蒸馏在蒸馏压力5 Pa，进样温度60℃，蒸馏温度130℃，冷凝温度25℃条件下进行，二级分子蒸馏在蒸馏压力5 Pa，进样温度50℃，蒸馏温度160℃，冷凝温度60℃条件下进行。在该优选条件下提取获得的文心兰精油稳定性好，并且香气浓郁，具有明显的奶油甜香，适用于卷烟爆珠的制作。

实施例3卷烟理化性质检测及感官质量评价实验

试验例1

本试验例中提供了一种文心兰精油的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一、将文心兰花瓣洗涤、去除杂质、晾晒，在液氮中粉碎至60目，获得文心兰粉末；

步骤二、将所述文心兰粉末和蒸馏水按质量比1:10混合，搅拌至浆状，每100 g文心兰粉末中加入1 g酶制剂和100 μL枯草芽孢杆菌菌液，所述酶制剂为含有酶活比例为5:3:3:2:4的半纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶、酸性木聚糖酶和β-葡聚糖酶的复合酶，在温度为35℃、pH为4的条件下，处理5 h，获得文心兰处理液；

步骤三、将所述文心兰处理液置于圆底烧瓶中，连接冷凝装置和收集装置，常压条件下进行微波辅助水蒸气蒸馏，设定微波提取功率为250 W，加热至100℃时可以观察到有油状馏分馏出，蒸馏提取70 min后收集馏出物于分液漏斗中进行分液，保留上层馏分即得文心兰粗提物；

步骤四、将所述文心兰粗提物中加入分子蒸馏设备中进行一级和二级分子蒸馏，一级分子蒸馏是在蒸馏压力5 Pa，进样温度60℃，蒸馏温度130℃，冷凝温度25℃条件下进行，二级分子蒸馏是在蒸馏压力5 Pa，进样温度50℃，蒸馏温度160℃，冷凝温度60℃条件下进行，将一级分子蒸馏轻组分和二级分子蒸馏轻组分合并，于100℃灭活5 min即得高品质文心兰精油。

所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌（

所述枯草芽孢杆菌菌液的制备方法，包括如下步骤：将枯草芽胞杆菌CICC24406接种于50 mL LB液体培养基，37℃，150 r/min，培养48 h，OD

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的区别仅在于不加入菌液。

试验例4

本试验例与试验例1的区别仅在于以分子超声辅助水蒸气蒸馏替换微波辅助水蒸气蒸馏。

试验例5

本试验例与试验例1的区别仅在于以分子石油醚浸提替换分子蒸馏。

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4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4 各示例的卷烟危害性评价

由表4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明显降低。

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5所示。

表5 卷烟感官质量评判标准

依据表5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6所示。

表6 各示例所得卷烟的感官质量评价

由表6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。

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。