废次烟叶生物发酵香料中挥发性香气成分的研究

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生物催化提制废次烟草中烟碱的最佳工艺研究

生物催化提制废次烟草中烟碱的最佳工艺研究中文摘要：烟碱无论是在农业、医药、烟草行业还是在化工行业都有其重要作用。

本文综述了废次烟叶成分和烟碱的主要用途，介绍了国内外烟碱提取的现有方法，通过不同菌种的筛选,优选出黄毛菌种作为发酵菌种;并通过对比不同发酵方法，确定采用生物酶化法发酵处理烟草废渣提取烟叶中高附加值成分烟碱。

本实验主要探讨了发酵时间、发酵温度、菌种、微波及超声时间、接种量、固液比、以及pH值等因素对烟碱提取的影响，采用分光光度法测定烟碱含量，优化得出最佳工艺条件，并通过萃取、减压蒸馏获得烟碱粗品。

实验结果表明：选用黄毛诱导菌为发酵菌种，在发酵时间为24h，发酵温度为30℃，接种量为10%，固液比为1：20，辅料比为4%，pH值为6.00，超声时间15min的条件下具有提制药草中烟碱的最佳效果,为废弃烟草资源化利用提供实验理论基础。

关键词：烟草烟碱发酵工艺Abstract:Nicotine, whether in agriculture, medicine, chemical industry or the tobacco industry has its own important role. In this paper, discard the major tobacco ingredients and nicotine use, introduced the current domestic and international nicotine extraction method, the screening of different strains, optimized Huangmaodoufuchai bacteria as fermentation bacteria; and by comparing the different fermentation determined by enzyme method fermented tobacco waste extract high value-added component of nicotine in tobacco leaves. This experiment focuses on the fermentation time, fermentation temperature, strain, microwave and ultrasonic time, inoculum size, solid-liquid ratio, and pH value on the extraction of nicotine, the nicotine content measured by spectrophotometry, is optimized optimal conditions, and by extraction, vacuum distillation of crude was nicotine. The results show that: use Herba induced bacteria strains for the fermentation, the fermentation time of 24h, the fermentation temperature is 30 ℃, inoculum 10%, the ratio of 1:20, accessories ratio 4%, pH value of 6.00 , under the conditions of ultrasonic time of 15min have put grass in the pharmaceutical nicotine best results.Keywords:tobacco nicotine ferment technology目录1前言 (3)1.1本课题提出的背景 (3)1.1.1烟草研究 (3)1.1.2烟草产业现状 (4)1.1.3烟草主要成分 (4)1.2本课题研究的目的与意义 (4)1.2.1废次烟草对生态环境的危害 (4)1.2.2废次烟草的资源化利用 (5)1.2.3低碳环保经济 (7)1.2.4经济效益 (8)1.3烟碱的国内外研究现状 (8)1.3.1烟碱的提取方法 (8)1.3.2烟碱含量分析方法及优缺点 (11)1.4本课题的提出 (12)2 实验部分 (13)2.1烟碱的性质 (13)2.2实验原理 (14)2.2.2 生化酶促法发酵废次烟叶原理 (14)2.2.3紫外分光光度计法的原理 (14)2.3 仪器与药品 (15)2.3.1 药品与试剂 (15)2.3.2 主要实验仪器 (15)2.4实验装置图 (16)2.4.1发酵装置图 (16)2.4.2减压蒸馏装置图 (17)2.5实验的工艺流程 (17)2.6实验方法 (17)2.6.1烟碱标准曲线的绘制 (17)2.6.2 废次烟草的发酵 (18)2.6.3 烟碱的测定 (18)2.6.4 计算公式 (19)2.7 实验步骤 (19)2.7.1 溶液的配制 (19)2.7.2 培养基的制作 (20)2.7.3 菌种的培育 (20)2.7.4菌种的诱导 (20)2.7.5烟叶预处理 (21)2.7.6烟叶的发酵 (21)2.7.7烟碱含量分析 (21)2.7.8烟碱的提取 (21)3 实验结果与讨论 (21)3.1不同菌种对烟碱含量浸出的影响 (21)3.2菌种诱导对烟碱含量的影响 (23)3.3不同底物条件的影响 (25)3.3.1探讨辅料比对烟碱含量的影响 (25)3.3.2探讨固液比对烟碱含量的影响 (26)3.4发酵工艺条件的影响 (27)3.4.1探讨接种量对烟碱含量的影响 (27)3.4.2探讨PH值对烟碱含量的影响 (28)3.5超声波对烟碱含量的影响 (29)3.6重现最佳工艺条件实验 (30)3.6.1烟碱的浸出 (30)3.6.2最佳工艺条件实验下提取烟碱粗品 (31)4结论与展望 (32)4.1 结论 (32)4.1.1不同方法对比的实验结果 (32)4.1.2单因素探讨的实验结果 (32)4.1.3最佳工艺条件 (32)4.2实验存在的不足 (33)4.2.1取样的不均匀性 (33)4.2.2萃取剂的挥发性 (33)4.2.3仪器的不稳定性 (33)4.3展望 (33)4.3.1实验展望 (33)4.3.2应用前景展望 (33)参考文献 (33)致谢 (36)1前言1.1本课题提出的背景1.1.1烟草研究烟草是重要的经济作物，在世界经济及许多国家的国民经济中占有重要的地位。

植物挥发性成分提取及分析方法研究进展

植物挥发性成分提取及分析方法研究进展作者：何东王敏来源：《现代食品·上》2019年第01期摘要：植物挥发性成分属于植物次生代谢产物，也是香气的主要来源，植物挥发性成分在食品产品、医药研发、日化产品具有广阔的应用前景。

本文概述了植物挥发性成分分离提取方法的原理，并对成分分析方法作了简要介绍，旨在为后续植物挥发性成分应用研究及开发推广提供一定的参考价值。

关键词：植物：挥发性成分：提取分析：研究进展中图分类号：Q946植物挥发性成分是植物的次生代谢产物，主要分布于芳香植物的花、叶、茎、果皮、根等部位，主要存在于芳香植物的腺毛、油室、油管中，通过蒸馏、压榨、萃取和吸附等方式富集提取出来的一类具有挥发性芳香气味物质。

常用来研究挥发性成分植物有薄荷、玫瑰、柑橘、薰衣草、樟树、菊、柠檬和紫苏等。

1植物挥发性成分的提取目前，植物中挥发性成分的提取方法有水蒸气蒸馏法、分子蒸馏法、搅拌棒吸附萃取技术、微胶囊一双水相萃取法、微波水扩散重力法提取等。

随着科学的进步，提取所得的植物挥发性成分种类越来越多，不同组分含量差异大，因此需根据被提取植物的特点，因地制宜地选择合适的提取方法。

1.1水蒸气蒸馏法根据水蒸气与原料接触方式的不同，水蒸气蒸馏法又分为水上蒸馏、水中蒸馏和水气蒸馏。

水中蒸馏是将原料与水在同一容器中进行加热，在物理破碎植物完整细胞结构的同时，水分子进入植物细胞间隙，通过渗透作用与植物的挥发性化合物发生置换，待植物挥发性化合物与水的混合物的蒸汽压与外界大气压相等时，液体发生沸腾，植物挥发性化合物随着水蒸气一起蒸馏出来。

蒸馏出来后通过冷凝管的冷凝作用进行收集，并根据挥发性成分与水密度的差别，可分为p挥>p水和p挥1.2分子蒸馏法分子蒸馏法是利用混合物中各物质的分子自由程不同的原理进行分离。

当物质处于真空条件下，分子受热后运动加剧加速从物料液相表面溢出，轻分子的平均自由程大于重分子的平均自由程，故可以调节冷凝面与加热板的间距使轻重组分得到有效分离。

不同生物制剂处理对发酵烤烟香气物质含量的影响研究

摘要：在恒温恒湿发酵条件下研究了不同生物制剂处理对发酵烤烟烟叶中香气物质含量的影响。结果表明，经生
物制剂处理后的发酵烟叶中大多数香气成分含量表现为增加，如大马酮、二氢大马酮、紫罗兰酮、巨豆三烯酮、二氢
猕猴桃内酯、甲醛、苯苯乙醇、新植二烯、茄酮等；但也有些香气成分表现为含量下降，如香叶基丙酮、乙醛、例苯芳
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第２２卷２００７年
第４期７月
云南农业大学学报
ＪｕｎｌｆＹｎａｒｃｌｒｌＵｎｖｒｉｏｒａｕｎｎＡｇｉｕｔａｉｅｓｔｏｕｙ
Ｖ０．２Ｎｏ４１２．
பைடு நூலகம்
Ｊ１０７ｕ．２０
Ａｂｓｒｃ：Ｓｕｙｏｈｎｕｎｅｏｈｒｍａｓｓａｃｎｔｅｆｒｎａｉｎｆ — ｕｅｏａｃｔｈｔａｔｔｄｎｔｅｉｆｅｃｆｔｅａｏｕｂｔｎｅｉｈｅｍｅｔｔｏｕｅｃｒｄｔｂｃｏｗｉｈｔｅｌｌｄｆｅｅｔｂｏｏｉａｇｎｎｔｅｃｎｉｉｎｏｏｔｎｅｉｒｎｉｌｇｃａｅｔｏｈｏｄｔｏｆｃｎｓａｔｔｍｐｅａｕｒｌｒｔｅ＆ｈｍｉｉｕｄｔｙ．Ｔｈｓｔｌｒｆｅｅｒｕｌｃａｉｄ：ｔｅｅｓｉｈａｏｏｒｍａｃｍｐｏｅｔ’ｃｎｅｔｉｈｓｆｐｒｃｓｅｏａｃｒｓｎｓｉｃｅｓｄｃｍｐｒｎｔｔｏ — ｎｎｓｏｔｎｎｔｅｍｏｔｏｏｅｓｄｔｂｃｏｐｅｅｔｎｒａｅｏａｉｇｗｈｉｓｃｎｉｔａｔｓｃａｄｍａｃｎｎｒ，ｕｈｓａｓｅｏｅ，Ｄｉｙｒｄａｓｃｎｎｉｎｎｍｅａｔｍａｆｅｏｅ，ｄｈｄａｔｎｌｄｓｈｄｏｍａｅｏｅ，ｏｏｅ，ｇｉｓｇｔｎｎｉｉｙｒｃｉｏｉｅ，ｏｂｎａｄｄｙｅ，Ｂｅｅｔｙｃｈｌｅｐｙａｉｎｅｚｌｈｄｎｅｈｌａｏｏ，ｎｏｈｔｄｅｅ，ｓｌｎｎｄＳｎ；ａｄａｆｗｆｔｅａｏｏｏｏａｏｅａＯｏｎｎｅｏｈｒｍａｃｍｐ — ｎｎｓ’ｃｎｅｔｐｅｅｔｄｃｄ，ｓｃｅａｙｃｔｎｅｔｏｔｎｒｓｎｓｒｕｅｅｕｈａｇｒｎｌａｅｏｅ，ｂｎｅｔｙｄｅｙｅ，ｌｎｏｌａｄＳｎ．Ｄｉ－ｓｅｅｅｈｌａｈｄｌｉａｏｎＯｏｌｆｆｒｎｒｃｓｅｏａｓｈｒｃｓｆｓｒｙｎｈｃｒｚｍｅａｄｍｉｒｏｇｎｓｇｖｈｅｍｏｔｏ — ｅｅｔｐｅｓｓｃｍｐｒ，ｔｅｐｏｅｓｏｐａｉｇｔｅｍａｅｙｃｏｒａｉｍａｅｔｓｂｏｅｏｎｖｏｓｅｆｃｎｈｏｔｎｆａｏｕｓａｃｎｒａｅｂｉｕｌｈｅｅｅｔｏｐａｉｇｔｅｍａｅ－ｉｕｆｅｔａｄｔｅｃｎｅｔｏｒｍａｓｂｔｎｅｉｃｅｄｏｖｏｓｙ．Ｔｆｃｆｓｒｙｎｈｃｒｓｏｙｓｈ’ｔｚｍｅＷａｍａｋｄｃｏｄｎｏｔｅｒｃｓｏｐａｉｇｔｅｒｅａｃｒｉｇｔｈｐｏｅｓｆｓｒｙｎｈｍａｅｏｙｎｍｉｒｏｇｎｓｈｅｃｒｚｍｅａｄｃｏｒａｉｍ．Ｔｐｃｓｆｓｒｙｎｈｃｏｒａｉｍｓｎｔｏｖｏ，ｈｗｅｅ，ｉｄｄｇｔａｃｒａｎｉｒｖｍｅｔｏｒｅｓｏｐａｉｇｔｅｍｉｒｏｇｓｗａｏｂｉｕｓｏｖｒｔｉｅｅｔｉｍｐｅｎ．ｎｏＫｅｒｓ：ｂｏｏｉａｇｎ；ｆ — ｕｒｄａｏｏｏｅｔｎｙｙｗｏｄｉｌｇｃａｅｔｌｌｕｅｃｅｒｍａｃｍｐｎｎ；ｅｚｍｅ；ｍｉｒｏｇｎｓｃｒａｉｍｏ

废烟丝发酵溢出液成份分析

废烟丝发酵溢出液成份分析废烟叶提取液(tobaccowasteextract,简称TWE),是再造烟叶生产工艺中最主要的原料,是尼古丁的水体排放形式,也是现代烟草生产工业中尼古丁污染的直接来源。

废烟叶提取液的醇化处理是再造烟叶生产工艺中的重要环节,可以明显提高再造烟叶的品质,且微生物在此过程可能发挥了重要的作用。

国内外关于废烟叶提取液醇化过程中微生物多样性的研究鲜有报道。

本研究首先利用MiSeq高通量测序技术对TWE浓缩液醇化过程中微生物多样性进行了分析。

各个样品中,乳杆菌属(Lactobacillus)是最主要的细菌优势菌,而能够耐受高糖浓度的假丝酵母(Candida)成为了最主要的真菌优势菌。

此外,能够耐受恶劣环境的芽孢杆菌属(Bacillus)和能够利用尼古丁的假单胞菌属(Pseudomonas)在5天的醇化处理过程中明显增多。

因此醇化处理对于TWE浓缩液中微生物的群落结构多样性有着重要的影响。

随后,从TWE浓缩液样品中筛选分离得到多株具有增香或尼古丁降解功能的微生物,并对其中一株增香效果较好的菌株进行菌种鉴定,确定了该菌属于枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis),并将其命名为BacillussubtilisSM。

考察了其在TWE浓缩液中的增香效果,并在2m~3工业生化反应罐中进行应用试验,达到了改善烟草薄片口感的效果。

同时对一株从TWE样品中筛选得到的具有最强尼古丁降解能力的菌株Pseudomonassp.JY-Q进行了TWE中的尼古丁降解条件优化,且将该菌应用于再造烟叶生产工艺中尼古丁降解研究。

通过条件优化,Pseudomonassp.JY-Q在30L发酵罐中可在9小时内完全降解10%TWE中约1.5g/L的尼古丁。

在2m~3工业生化反应罐中进行100L10%TWE的降解试验,在30℃、45rpm/min的条件下,经过24小时发酵,Pseudomonassp.JY-Q对其中尼古丁的降解率达到了17%,尼古丁降解量达到了25g。

烟叶中香气物质相关资料的初步总结

关于烟叶中香气物质相关资料的初步总结陈鸿锐一、香气物质产生过程大多数文献资料认为烟叶中香气物质是烟叶发酵过程中产生的。

烟叶发酵是一个与物理变化相伴随的复杂的生理生化和化学反应过程，在这个过程中，伴随着干物质重量的下降和大量的CO2 等气体的产生，烟叶内大分子有机物质和化学成分在氧化反应、酶促反应的作用下不断分解、转化和消耗，小分子有机物不断形成，促进了烟叶香吃味质量的变化。

这一程经过人工发酵，不仅大大缩短了发酵时间，并能明显提高烟叶香气的品质。

二、致香的原理致香成分的组成比例不同是导致产区间烟叶香气风格差异的重要原因，也就是说烟叶的香气是多组分协同作用的结果，除了考虑重要的化学成分外，更要考虑整体化学组分间的相似性。

三、烟叶中香气物质的种类1、赖百当（Citrusladanifer L.）是香料烟独有的特征成分，其含量高低是构成香料烟香气的重要来源。

赖百当类的物质主要有：降龙涎香内酯、硬尾醛、硬尾内酯(1)、硬尾内酯(2)、8-15－赖百当醇、8-12－外氧赖百当－14－烯－13－醇（1）、8－12－外氧赖百当－14－烯－13－醇(2)、8－13－外氧赖百当－14－烯－2－酮(2)、8－13－外氧赖百当－14－烯－2－酮(4)、8－12－外氧赖百当－14－烯－13－醇(3)、8－12－外氧赖百当－14－烯－13－醇(4)、8－12－外氧赖百当－14－烯－13－酮（1）、8－12－外氧赖百当－14－烯－13－酮(3)。

发酵过程中烟叶内赖百当含量的增加有利于烟叶香气质量的提高和香料烟特征风格的发挥。

２、类胡萝卜素是烟叶中许多致香成分的前提物，类胡萝卜素属高分子萜烯化合物，本身无特殊香味，但在烟叶发酵过程中发生氧化降解、裂解而形成许多香味成份，其降解产物对烟叶的香味品质的形成有着重要的作用。

其中C13化合物就有37种。

类胡萝卜素类香气成分主要是：二氢猕猴桃内酯、5－乙基－6－甲基－3－庚烯－2－酮、环戊－2－烯－1－4二酮、6－10－14－三甲基十五酮、2－3－二氢－3－5二羟基－6－甲基－四氢吡喃－4－酮、β–紫罗兰酮、β–大马酮、巨豆三烯酮和氧化异佛尔酮是重要的烟草特征香气物质，能赋于烟气清甜香、花香气息。

不同产区烤烟主要挥发性香气物质的研究

不同产区烤烟主要挥发性香气物质的研究作者：许继恒来源：《农家科技下旬刊》2017年第07期摘要：研究了不同烤烟种植区及不同等级间的香气质量与挥发性香气物质含量。

结果表明，和平镇样品比洋市镇样品整体质量要好。

湖南桂阳县烟叶样品在香气物质种类和含量上要好于津巴布韦的烟叶样品。

这为建立化学评价烟草香气质量的方法提供参考。

关键词：烤烟；挥发性香气成分；香气质量长期以来，对烟草香气质量的评价，一直建立在评吸人员对烟叶燃烧所形成的烟气的感官评价上。

而烟草及其制品的品质主要是由烟叶内在化学成分决定的，原料烟叶化学成分的组成和含量直接影响卷烟产品的香味、风格、质量和安全性。

本文旨在通过研究烟叶中挥发性香气物质含量的差异来比较不同种植生态区及不同等级间烟叶的香气质量的差异，进而为建立化学评价烟草香气质量的方法提供参考。

一、材料与方法1.材料湖南省桂阳县和平镇供试样品C3F、B2F（品种：K326），湖南省桂阳县洋市镇C3F（品种：K326）和津巴布韦GL1MT2.试剂萃取液：二氯甲烷（分析纯）内标：硝基苯配置方法：称取0.7000g硝基苯（分析纯）定容于100mL容量瓶中，从中取5mL用二氯甲烷定容于100mL容量瓶中即可。

柠檬酸（分析纯）3.仪器同时蒸馏萃取仪，HP5890II-5972气质联用仪4.香气物质测定方法将烟样粉碎，在500mL圆底烧瓶中加入10g烟样，1g柠檬酸，然后加入350mL蒸馏水。

另取一个250mL圆底烧瓶，将两个烧瓶连接在同时蒸馏萃取仪上，加入40mL二氯甲烷，萃取2.5个小时。

然后将萃取液在60℃水浴中浓缩至1mL左右即可进样测定。

二、结果与分析1.叶绿素降解产物新植二烯含量的差异烟叶内含有的叶绿素在成熟和调制过程大量降解，形成新植二烯和植物呋喃等降解产物。

新植二烯是烟草中性挥发物中含量最高的成分，在烟草燃烧时可直接进入烟气，具有减轻刺激性、醇和烟气的作用。

是烟叶的重要增香剂。

新植二烯可进一步分解转化为植物呋喃。

一种烟草挥发、半挥发香味成分的提取方法[发明专利]

专利名称：一种烟草挥发、半挥发香味成分的提取方法专利类型：发明专利
发明人：顾文博,邬帅帆,谢雯燕,刘百战
申请号：CN201510117465.X
申请日：20150317
公开号：CN104713965A
公开日：
20150617
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种烟草挥发、半挥发香味成分的提取方法，包括如下步骤：将卷烟去除滤嘴和卷烟纸后，获得烟丝样品，装入样品瓶中进行加热平衡；平衡后，将样品瓶持续加热，并使用气泵制备空气对样品瓶中的烟丝样品进行吹扫；使用捕集管捕集吹扫所得空气，且捕集管与样品瓶和气泵连接为闭环回路；捕集完成后，取下捕集管并加入有机溶剂分次洗脱至收集瓶中，即得烟草挥发、半挥发香味成分。

本发明还进一步提供了一种烟草挥发、半挥发香味成分的提取装置。

本发明所提供的烟草挥发、半挥发香味成分的提取方法，通过采用闭环回路气体提取制备卷烟烟丝中挥发、半挥发香味成分，是一种简单、易行、高效的烟草中挥发、半挥发香味成分的提取方法。

申请人：上海烟草集团有限责任公司
地址：200082 上海市杨浦区长阳路717号
国籍：CN
代理机构：上海光华专利事务所
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关于打叶复烤过程中烟草逸出香味成分的捕集与探讨

关于打叶复烤过程中烟草逸出香味成分的捕集与探讨打叶复烤是一种传统的烟叶加工工艺，广泛应用于烟草加工行业。

在打叶复烤的过程中，烟草中的香味成分会逸出并被捕集，用于烟草制品的调配和调味。

本文将针对打叶复烤过程中烟草逸出香味成分的捕集与探讨进行详细介绍。

在烟草中存在着众多的芳香性物质，如挥发油、酮类、醛类、酚类、有机酸等。

这些物质在打叶复烤的过程中会逸出并散发出独特的香味。

而为了能够捕集这些香味成分，烟草加工企业采用了一系列的技术手段和设备。

在打叶复烤之前，烟草需要经过脱水和烟碱浸渍处理。

这样可以使烟草中的挥发性物质得到激发和释放。

然后，将处理好的烟草放入打叶复烤机中进行烤制。

在烤制的过程中，烟草中的香味成分会逸出并被周围的空气带走。

在打叶复烤机的排出口处设置了一套专门的捕集系统。

这个系统主要由味道捕集器和过滤装置组成。

味道捕集器通常采用活性炭或吸附树脂作为捕集介质，能够有效地吸附和捕集空气中的香味成分。

而过滤装置则起到过滤和净化空气的作用，保证捕集到的香味成分的纯度和质量。

然后，将捕集到的香味成分进行分离和提纯。

这一步骤通常通过蒸馏、萃取、浓缩等方法来实现。

蒸馏是将捕集到的香味成分加热并使其蒸发，然后通过冷凝和收集，得到纯净的香味成分。

萃取是利用溶剂将香味成分从捕集介质中提取出来，然后通过蒸发溶剂得到纯净的香味成分。

浓缩是利用高温和真空将香味成分浓缩，得到浓缩的香味成分。

捕集到的纯净香味成分可以用于烟草制品的调配和调味。

烟草制品的调配是指将捕集到的香味成分按一定比例添加到烟草中，使其具有特定的香味。

烟草制品的调味是指将捕集到的香味成分直接添加到烟草中，使其具有丰富的味道和特色。

打叶复烤过程中烟草逸出香味成分的捕集与探讨是烟草加工行业中非常重要的环节。

通过合理的工艺和设备，可以有效地捕集到烟草中的香味成分，并用于烟草制品的调配和调味。

这也为烟草制品的品质提升和市场竞争力的增强提供了有力的支持。

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分析测试2009,Vol.26No.11化学与生物工程Chem istry &Bioen gineering76基金项目:河南省烟草专卖局重点科技攻关项目(H YK J200824)收稿日期:2009-08-12作者简介:郭灵燕(1982-),男,江西南康人,硕士研究生,研究方向:烟草生物工程;通讯联系人:朱大恒,博士,教授。

E ma il:zhudaheng2000@y aho o.co 。

废次烟叶生物发酵香料中挥发性香气成分的研究郭灵燕1,海洋2,杜阅光2,席宇1,张志坚2,朱大恒1(1.郑州大学生物工程系,河南郑州450001;2 天昌国际烟草有限公司,河南许昌461000)摘要:采用气相色谱-质谱(GC M S)联用分析技术对废次烟叶生物发酵香料中香气成分进行了定性定量研究。

结果表明,废次烟叶生物发酵香料中鉴定出香气成分共63种,合计含量为83 43 g mL -1,主要包括醇类(40 92 g mL -1)、酮类(9 72 g mL -1)、酯类(6 13 g mL -1)、醛类(3 24 g mL -1)和烃类(17 69 g mL -1)。

重要香气成分有苯乙醇、2 甲基 1 丁醇、苯甲醇、芳樟醇、香茅醇、松油醇、大马酮、茄酮、紫罗兰酮、香叶基丙酮、巨豆三烯酮B 、愈创木酚、新植二烯、十七烷、正十六酸、十六碳烯酸乙酯、叶醇等。

关键词:废次烟叶;发酵;香气成分;GC M S 分析中图分类号:O 657 63 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2009)11-0076-04已知烟叶废料中含有3000多种化合物,包括糖类、蛋白质、氨基酸、木质素、有机酸等物质。

随着烟草行业的发展,如何发挥这些废弃物的潜在价值,对废弃烟叶进行综合利用,已成为医药、化工、食品等行业科研工作者研究的热点[1,2],但主要集中于从废次烟叶中直接提取价值较高化学成分的研究上,如提取烟碱和茄尼醇[3,4],或采用各种提取技术制备烟草香料,而对烟草发酵产香的开发利用研究报道较少[5,6]。

以生物质为原料的生物合成香料开发是目前香料工业的研究热点之一[7],也是实现香料工业可持续发展的一条重要途径。

如以阿魏酸为原料生物转化为香兰素[8],以苯丙氨酸为原料生物转化为苯乙醇[9,10],以胡萝卜素为原料生物合成紫罗兰酮、环柠檬醛、二氢猕猴桃内酯[11],以异戊醇为原料生物合成香蕉香精[12]等,其中部分产品已实现工业化生产。

烟叶中含有大量的蛋白质、还原糖和木质素,可作为优良的发酵培养基。

利用微生物发酵废次烟叶来生产香料物质具有原料易得、成本低、反应简捷、条件温和、香料的风格独特且香料风格可定向调控等优点[5]。

作者在此采用气相色谱-质谱联用技术对废次烟叶生物发酵香料中的香气成分进行了分析,旨在为利用微生物转化产香制备生物香料和相关化工产品以及废次烟叶综合利用开辟新的途径。

1 实验1 1 原料和仪器废次烟叶,取自天昌国际烟草有限公司。

水蒸气蒸馏装置,肯堡博美(北京)实验器皿有限公司;GC/M S QP5050A 型气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司。

1 2 方法1 2 1 烟叶生物发酵香料的制备采用朱大恒等[5,6]的方法自制。

1 2 2 挥发性香味成分的分析采用GC M S 法。

取20m L 烟叶生物发酵香料放入同时蒸馏萃取装置,同时蒸馏萃取3h,得到40mL 二氯甲烷萃取液。

干燥、浓缩至约1mL,用于GC M S 分析。

GC M S 分析条件为:毛细管柱DB 5MS (50m 0 25 m 0 25 m),进样温度270!,载气H e,流速1m L min -1,GC M S 接口温度230!,分流比1∀20,离子源温度230!,电子能量70eV ,质谱扫描范围50~350amu 。

1 2 3 数据处理方法对各色谱峰对应的质谱图进行人工解析及计算机检索(NIST),确定其化学成分。

按峰面积归一化法求得各成分相对质量百分含量。

采用内标法(乙酸苯乙酯)进行定量分析,即通过比较待测组分与内标物峰面积的比值,测定待测组分的含量。

待测组分的含量=各组分的峰面积内标物浓度( g L -1) f/内标物峰面积式中:f 为各组分对内标物的校正因子。

2 结果与讨论2 1 烟叶生物发酵香料挥发性香气成分GC MS 分析的总离子流图烟叶生物发酵香料中挥发性香气成分GC M S 分析的总离子流图见图1,各组分经过计算机检索(NIST)及资料分析,鉴定出废次烟叶发酵后提取液香气成分达63种。

图1 废次烟叶发酵提取液香气成分GC MS 总离子流图Fig.1 GC MS total ion chromatogram of aroma components inflavor extract of fermented waste tobacco2 2 烟叶生物发酵香料挥发性香气成分的定性定量分析烟叶生物发酵香料挥发性香气成分的定性定量分析结果见表1。

由表1可知,烟叶生物发酵香料挥发性香气成分种类主要为醇类、酮类、酯类、醛类、烃类。

挥发性香气成分种数由多到少的顺序是醇类>烃类>酮类>酯类>醛类。

此外,还发现了多种酚类、酸类、杂环类等成分。

其中醇类是废次烟叶发酵提取液的主要成分,共有15种,合计含量40 92 g m L -1;烃类有14种,合计含量17 69 g m L -1;酮类有10种,合计含量9 72 g mL -1;酯类有9种,合计含量6 13 g mL -1;醛类有5种,合计含量3 24 gmL -1。

挥发性香气成分的合计含量为83 43 gmL-1。

烟叶生物发酵香料挥发性香气成分中,含量较高的醇类物质主要有苯乙醇(17 48 g mL -1)、2 甲基 1 丁醇(12 69 g mL -1)、苯甲醇(4 83 g mL -1)、叶醇(1 52 g mL -1);含量较高的酯类物质主要有十六碳烯酸乙酯(1 60 g mL-1)、棕榈酸乙酯(1 03g mL-1)、1,2 苯二甲酸双(2 甲基丙基)酯(0 80g mL -1)、水杨酸甲酯(0 67 g m L -1)、油酸乙酯(0 62 g m L -1);含量较高的烃类物质主要有新植二烯(5 89 g mL -1)、十七烷(4 16 g m L -1)、2 甲基十七烷(1 08 g mL -1)、十五烷(1 04 g mL -1)、三十四烷(0 94 g m L -1);含量较高的醛类物质主要有糠醛(1 30 g m L -1)、苯乙醛(1 04 g mL -1);含量较高的酮类物质主要包括大马酮(3 50 g mL -1)、(E) 8 甲基 5 (1 甲基乙基) 6,8 壬二烯醛 2 酮(2 26 g m L -1)、巨豆三烯酮B(1 74 g mL -1)、二氢 5 戊基 2(3H ) 呋喃酮(0 58 g mL -1)等。

在烟叶生物发酵香料挥发性香气成分中,鉴定出多种具有突出香气特征的重要香气成分。

如苯乙醇具有玫瑰花样的香气,广泛应用于日化和食化中玫瑰香型和其它类型的香精配方;2 甲基 1 丁醇具有威士忌样、朗姆酒样、香蕉样的香气,天然存在于苹果、杏子、香蕉、橘子、红莓子和葡萄酒中;1 (2 呋喃基) 乙酮呈杏仁、坚果、酵香、牛奶和甜的焦糖样香气,天然存在于咖啡、西红柿、啤酒、绿茶、葡萄干和马铃薯片的挥发性香气成分中;乙酸异戊酯具有香蕉、苹果样香气,天然存在于各种水果中;6 甲基 5 庚烯 2 酮和6 甲基 5 庚烯 2 醇具有水果香气和新鲜清香香气,天然存在于香蕉、梨、柑橘中;芳樟醇具有百合花香、樟木香和熏衣草香,为天然芳樟油、熏衣草油、伽罗木油、玫瑰油等的主成分;4 乙基苯酚和愈创木酚具有烤香、烟熏香、酚香,天然存在于鸡蛋果、欧洲酸蔓果、猪肉、朗姆酒、威士忌、咖啡中;水杨酸甲酯具有冬青叶、鹿蹄草香气,天然存在于鹿蹄草、小当药油、晚香玉、丁香、茶等的精油中;藏红花醛具有木香、辛香、药香、粉香和特殊的藏红花样香气,天然存在于园柚、绿茶、藏红花油中。

3 结论从烟叶生物发酵香料中定性定量鉴定出挥发性香气成分63种,合计含量为83 43 g m L -1,主要为醇类、酮类、酯类、醛类、烃类,含量较高的成分有苯乙醇、2 甲基 1 丁醇、苯甲醇、大马酮、(E) 8 甲基 5 (1 甲基乙基) 6,8 壬二烯醛 2 酮、十七烷、巨豆三烯酮B 、正十六酸、十六碳烯酸乙酯、叶醇。

同时,发现了多种具有突出香气特征的重要香气成分,如苯乙醇、2 甲基 1 丁醇、1 (2 呋喃基) 乙酮、大马酮、紫罗兰酮、香叶基丙酮、乙酸异戊酯、肉桂醛、6 甲基 5 庚烯 2 酮、甲基 5 庚烯 2 醇、芳樟醇、松油醇、4 乙基苯酚、愈创木酚、表1烟叶生物发酵香料挥发性香气成分的定性定量分析结果Tab.1GC MS analysis results of volatile aroma com ponents in f lavor extract of ferm ented waste tobacco序号保留时间min化合物名称含量g m L-11 4.322 甲基 1 丁醇12 692 4.43吡啶0 663 4.541 戊醇0.314 4.623 甲基 2 丁烯 1 醇0.535 5.37糠醛 1.306 5.59糠醇0.887 5.65叶醇 1.528 5.92乙酸异戊酯0.609 6.24环己醇0.1110 6.571 (2 呋喃基) 乙酮0.28 117.14(S) 4 甲基 1 己醇0.13 127.72苯甲醛0.48 137.79苯酚0.18 148.026 甲基 5 庚烯 2 酮0.13 158.196 甲基 5 庚烯 2 醇0.54 169.35苯甲醇 4.83 179.66苯乙醛 1.04 1810.05 甲基苯甲醇0.40 1910.772 甲氧基苯酚(愈创木酚)0.22 2011.093,7 二甲基 1,6 辛二烯 3 醇(芳樟醇)0.57 2111.72苯乙醇17.48 2213.074 乙基苯酚 1.26 2313.15乙酸苯甲基酯0.19 2414.33水杨酸甲酯0.672514.41(S) , 4 三甲基 3 环己烯 1 甲醇(松油醇)0.182614.592,6,6 三甲基 1,3 环己二烯 1 噻吩甲醛(藏红花醛)0.252715.29香茅醇0.33 2815.67苯并噻唑0.34 2917.25(E) 肉桂醛0.17 3018.83N 苯基甲酰胺0.223120.39(E) 8 甲基 5 (1 甲基乙基) 6,8 壬二烯醛 2 酮(茄酮)2.26序号保留时间min化合物名称含量g mL-13220.51二氢 5 戊基 2(3H) 呋喃酮0.583321.33大马酮 3.503422.101 氰乙基 2 乙基 4 甲基咪唑0.833522.484 [2,6,6 三甲基 1(或2) 环己烯醇 1基] 3 丁烯 1 酮( 紫罗兰酮)0.473623.87(E) 6,10 二甲基 5,9 十一双烯 2 酮(香叶基丙酮)0.263724.006,10 二甲基 5,9 十一双烯 2 醇0.423828.31巨豆三烯酮A0.253929.03巨豆三烯酮B 1.744029.79十六烷0.344130.112 (甲巯基) 苯并噻唑0.204230.29巨豆三烯酮C0.254332.162 甲基十六烷0.644432.433 甲基十六烷0.214533.72十四烷0.624635.04十五烷 1.044735.183 甲基十四烷0.234835.56十八烷0.874935.792 甲基十七烷 1.085036.063 甲基十七烷0.415137.28三十四烷0 945238.35新植二烯 5.895338.50十七烷 4.165439.091,2 苯二甲酸双(2 甲基丙基)酯0.805542.23邻苯二甲酸二丁酯0.345642.42正十六酸 1.675742.78十六碳烯酸乙酯 1.605843.40棕榈酸乙酯 1.035943.63二十烷0.746046.16二十一烷0.526146.92(E) 9 十八碳烯酸0.156247.449,12 十八碳二烯酸乙酯0.286347.58油酸乙酯0.62水杨酸甲酯、2 甲基十七烷、藏红花醛等。