專利名稱：利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙用香料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種利用水解天然植物經(jīng)提取殘 渣獲取氮源和糖源，再通過Maillard反應(yīng)制備煙用香料的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，卷煙的安全性受到人們越來越高的重視，降低卷煙中的焦油已成為 一種必然趨勢，伴隨著焦油量的降低，煙味變淡，香氣減弱，難以被消費者接受。因而，為 了增進(jìn)和提高卷煙的煙氣濃度和香味，加香加料成為了一條有效的途徑。Maillard反應(yīng) 是氨基酸和還原糖之間的反應(yīng)，現(xiàn)已證實，煙草在調(diào)制、陳化、加工和燃吸期間都發(fā)生了 Maillard反應(yīng)，并且是煙草制品的香氣、香味的主要來源之一。因此Maillard反應(yīng)產(chǎn)物已 成為卷煙加香、加料的重要原料，添加在煙草中能烘托煙草的生動美好的自然煙香和吸味， 增強煙草的特征性、豐滿度和濃度，緩和主流煙氣的刺激性，掩蓋雜氣，被國際上公認(rèn)為是 天然添加劑。目前，國內(nèi)外利用Maillard反應(yīng)制備煙用香料的研究很多，如專利文獻(xiàn) CN101411543公開了一種煙用香料的制備方法與應(yīng)用。煙用香料的制備方法為選擇一種 單一氨基酸，或者將幾種單一氨基酸復(fù)配，按一定比例與糖類物質(zhì)混合后，在一定條件下反 應(yīng)獲得美拉德反應(yīng)液態(tài)產(chǎn)物，即為煙用香料。用該法制備的煙用香料雖然對卷煙的吸味有 一定改善，采用葡萄糖等糖類物質(zhì)和單一或復(fù)配氨基酸進(jìn)行反應(yīng)得到的Maillard反應(yīng)產(chǎn) 物，成本較高，且單一氨基酸參與反應(yīng)存在香味單一的缺點。專利CN101134924介紹了一種利用水解植物蛋白制備煙用香料的方法，該方法是 按以下方法制取以植物蛋白為原料，加水配制成一定濃度的蛋白溶液，加入蛋白酶后在其 最適溫度、PH等條件下水解，有目的地控制蛋白的水解程度，滅酶后經(jīng)過濾、減壓濃縮得到 一定水解度的水解蛋白；將得到的水解蛋白和糖類化合物混合后，加入溶劑及催化劑，調(diào)節(jié) PH值，常壓加熱回流反應(yīng)得棕化反應(yīng)產(chǎn)物。目前天然植物資源被廣泛應(yīng)用于食品、藥物、香料等領(lǐng)域。通常采用溶劑提取的手 段，得到含有目標(biāo)成分的提取物、油類等，余下的物料殘渣直接丟棄或出錢請人拖運到垃圾 場。這些被提取后的植物物料殘渣富含纖維素、或蛋白質(zhì)等，直接丟棄不僅污染環(huán)境，不利 于環(huán)保，同時浪費了植物殘渣中的纖維素、或蛋白質(zhì)等成分。許多天然植物如堅果殼、谷殼、 秸稈、果實、煙葉等提取后，植物殘渣的主要成分是纖維素和半纖維素、多糖、蛋白質(zhì)等，可 被酸水解成葡萄糖、木糖等單糖還原糖及氨基酸或氨基酸復(fù)合物，再次被利用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用提取殘渣制 備反應(yīng)類香原料的方法，充分利用了廢棄物并制得了優(yōu)質(zhì)的卷煙用香原料，變廢為寶，成本 低廉。本發(fā)明的技術(shù)方案是利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法依以下步驟進(jìn)行
(1)、在含豐富纖維素、半纖維素的提取殘渣中加水并進(jìn)行攪拌，使其中固形物占 40-60%，加入上述體系總質(zhì)量15-30%的酸；在60-80°C的水浴中加溫并攪拌使體系進(jìn)行 水解反應(yīng)，水解反應(yīng)時間為2-8小時；過濾，去除少量不溶物，所得纖維素水解液即為糖原 料；(2)、以含氮豐富的植物殘渣為原料，加水后攪拌均勻，使其中固形物占70-90%， 加入20-45%的酸；在100-105°C的條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，水解時間為4_12小時；過濾，去 少量不溶物，所得到植物蛋白水解液即為氮原料。(3)、將步驟(1)的纖維素水解液和步驟(2)的植物蛋白水解液以(1-1.5) 1 的比例混合，并攪拌均勻，調(diào)節(jié)PH值在5-10，加入催化劑1-10 %，常壓下，在100°C _120°C 溫度下加熱回流反應(yīng)3-8小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下，所得反應(yīng)液即為煙用香 料。所述的含豐富纖維素、半纖維素的提取殘渣是堅果殼的提取殘渣、或谷殼的提取 殘渣、或玉米芯的提取殘渣，或它們的混合物。所述的含氮豐富的植物殘渣是豆粕的提取殘渣、或低次煙葉殘渣，或它們的混合 物。所述的酸是濃度為30-80%的磷酸、或濃度為50-80%的酒石酸，或它們的混合酸。所述的催化劑是抗壞血酸、或丙二酸，或它們的混合物。本發(fā)明的方法分別對含纖維素豐富的植物殘渣和含蛋白豐富的殘渣進(jìn)行水解處 理，通過控制促使水解的酸的含量從而控制纖維素和蛋白的水解度，得到一系列還原糖和 氨基酸，水解后的兩種體系混合加熱發(fā)生Maillard反應(yīng)。本發(fā)明可得到一系列優(yōu)異的具有 風(fēng)格特色且成本低廉的煙用香料，同時解決了提取物殘渣的處理問題，避免污染環(huán)境。該反 應(yīng)類香料用在卷煙中可豐富煙香、增強煙氣、改善口感。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明以廢棄的植物提取殘渣為原料，成本低廉，充分利用廢棄資源，有利于環(huán) 境保護(hù)。2、本發(fā)明水解采用磷酸或酒石酸，水解過程溫和易控制，產(chǎn)物中含磷酸和酒石酸， 不會給吸味帶來不良影響。3、本發(fā)明利用梅拉德反應(yīng)制備了煙用香料產(chǎn)生的香味物質(zhì)，對煙草制品的吸味和 香味有促進(jìn)和改善作用，香氣更加豐滿，減少雜氣，煙氣的刺激性減小，可以提高舒適感，改 善吸味。4、本發(fā)明生成的產(chǎn)物與水或乙醇的混溶性好，可直接用于卷煙加料，應(yīng)用方便。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實施例1 1、以堅果殼提取殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占60%，加入總質(zhì)量25% 的濃度為60%的磷酸，在80°C的條件下水浴攪拌進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去少量 不溶物，得到纖維素水解液，主要是葡萄糖、木糖的混合物。
2、以豆粕為原料，加水后攪拌均勻，固形物占70%，加入總質(zhì)量20%的濃度為 60%磷酸，在100°C的條件下進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去少量不溶物，得到蛋白水
解液，主要是氨基酸的混合物。3、將堅果殼殘渣水解液和豆粕水解液按1 1.2的比例混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值 為7. 5，加入2%的抗壞血酸，常壓加熱回流反應(yīng)4小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下， 得到可用作煙用香料的反應(yīng)產(chǎn)物。本反應(yīng)產(chǎn)物是紅棕色粘稠液體，具有堅果香、焦香、烤香香味。依據(jù)卷煙國家標(biāo)準(zhǔn)GB5606. 4-1996,經(jīng)5_7人組成的煙草行業(yè)技術(shù)專家小組評吸， 結(jié)果見表1，以下同。實施例2 1、以谷殼殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占55%，加入總質(zhì)量15%的濃度 為55%的磷酸，在75°C的條件下水浴攪拌進(jìn)行水解，水解時間為6小時，過濾去少量不溶 物，得到纖維素水解液，主要是葡萄糖、木糖、果糖等還原糖。2、以豆粕為原料，加水后攪拌均勻，固形物占70%，加入總質(zhì)量20%的濃度為 55%磷酸，在100°C的條件下進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去少量不溶物，得到豆粕蛋 白水解液，主要是氨基酸的混合物。3、將谷殼水解液和豆粕蛋白水解液按1 1.2的比例混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值為 8，加入2%的抗壞血酸，常壓加熱回流反應(yīng)4小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下，得到 可用作煙用香料的反應(yīng)產(chǎn)物。本反應(yīng)產(chǎn)物是紅棕色液體，具有烤香、焦香、略帶咖啡香氣。實施例3 1、以紅棗提取殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占60%，加入總質(zhì)量25%的 濃度為65%的磷酸，在80°C的條件下水浴攪拌進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去除少量 不溶物，得到纖維素水解液，主要是葡萄糖、木糖、果糖的混合物。2、以豆粕為原料，加水后攪拌均勻，固形物占70%，加入總質(zhì)量20%的濃度為 65%的磷酸，在100°C的條件下進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去少量不溶物，得到豆粕
蛋白水解液，主要是氨基酸的混合物。3、將紅棗殘渣水解液和豆粕蛋白水解液按1 1的比例混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值 為8，加入1 %的丙二酸，常壓加熱回流反應(yīng)4小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下，得到 可用作煙用香料的反應(yīng)產(chǎn)物。本反應(yīng)產(chǎn)物是深紅棕色粘稠液體，具有烤甜香、淡淡的紅棗香氣。實施例4 堅果殼和低次煙葉1、以堅果殼提取殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占60%，加入總質(zhì)量25% 的濃度為60%的磷酸，在80°C的條件下水浴攪拌進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去少量 不溶物，得到纖維素水解液，主要是葡萄糖、木糖的混合物。2、以低次煙葉殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占75%，加入總質(zhì)量20%的 濃度為60%的磷酸，在105°C的條件下進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去不溶物，得到煙 葉蛋白水解液，主要是氨基酸的混合物。3、將堅果殼水解液和煙葉蛋白水解液按1.5 1的比例混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值在8. 5，加入3%的丙二酸，常壓加熱回流反應(yīng)6小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下，得 到可用作煙用香料的反應(yīng)產(chǎn)物。本反應(yīng)產(chǎn)物是棕紅色液體，具有烤香、焦香香氣。實施例5 谷殼和低次煙葉1、以谷殼殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占55%，加入總質(zhì)量15%的濃度 為55%的磷酸，在75°C的條件下水浴攪拌進(jìn)行水解，水解時間為6小時，過濾去少量不溶 物，得到纖維素水解液，主要是葡萄糖、木糖、果糖等還原糖。2、以低次煙葉殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占75%，加入總質(zhì)量20%的 濃度為55%的磷酸，在105°C的條件下進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去不溶物，得到煙 葉蛋白水解液，主要是氨基酸的混合物。3、將谷殼水解液和煙葉蛋白水解液按1.5 1的比例混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值為 6. 5，加入5%丙二酸，常壓加熱回流反應(yīng)6小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下，得到可 用作煙用香料的反應(yīng)產(chǎn)物。本反應(yīng)產(chǎn)物深棕色液體，具有焦香、烤香香氣。實施例6 1、以紅棗提取殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占60%，加入總質(zhì)量25%的 濃度為60%的磷酸，在80°C的條件下水浴攪拌進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去少量不 溶物，得到纖維素水解液，主要是葡萄糖、木糖的混合物。2、以低次煙葉殘渣為原料，加水后攪拌均勻，固形物占75%，加入總質(zhì)量20%的 濃度為60%的磷酸，在105°C的條件下進(jìn)行水解，水解時間為4小時，過濾去不溶物，得到煙 葉蛋白水解液，主要是氨基酸的混合物。3、將紅棗殘渣水解液和煙葉蛋白水解液按1.2 1的比例混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH 值為6. 5，加入1 %的丙二酸，常壓加熱回流反應(yīng)4小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下， 得到可用作煙用香料的反應(yīng)產(chǎn)物。本反應(yīng)產(chǎn)物是深紅棕色液體，具有果香、焙烤香、焦烤香香氣。表1 具體實施例所得煙用香料在卷煙中的評價效果
權(quán)利要求
1.一種利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法，其特征在于所述的方法依以下步驟進(jìn)行(1)、在含豐富纖維素、半纖維素的提取殘渣中加水并進(jìn)行攪拌，使其中固形物占 40-60%，加入上述體系總質(zhì)量15-30%的酸；在60-80°C的水浴中加溫并攪拌使體系進(jìn)行 水解反應(yīng)，水解反應(yīng)時間為2-8小時；過濾，去除少量不溶物，所得纖維素水解液即為糖原 料；(2)、以含氮豐富的植物殘渣為原料，加水后攪拌均勻，使其中固形物占70-90%，加入 20-45%的酸；在100-105°C的條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，水解時間為4-12小時；過濾，去少量不 溶物，所得到植物蛋白水解液即為氮原料。(3)、將步驟(1)的纖維素水解液和步驟(2)的植物蛋白水解液以(1-1.5) 1的比例 混合，并攪拌均勻，調(diào)節(jié)PH值在5-10，加入催化劑1-10%，常壓下，在100°C -120°C溫度下 加熱回流反應(yīng)3-8小時，反應(yīng)完畢后，迅速冷卻至30°C以下，所得反應(yīng)液即為煙用香料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法，其特征在于所述 的含豐富纖維素、半纖維素的提取殘渣是堅果殼的提取殘渣、或谷殼的提取殘渣、或玉米芯 的提取殘渣，或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法，其特征在于所述 的含氮豐富的植物殘渣是豆粕的提取殘渣、或低次煙葉殘渣，或它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法，其特征在于所述 的酸是濃度為30-80%的磷酸、或濃度為50-80%的酒石酸，或它們的混合酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法，其特征在于所述 的催化劑是抗壞血酸、或丙二酸，或它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用提取殘渣制備反應(yīng)類香原料的方法，屬于煙用香料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的方法分別對含纖維素豐富的植物殘渣和含蛋白豐富的殘渣進(jìn)行水解處理，通過控制促使水解的酸的含量從而控制纖維素和蛋白的水解度，得到一系列還原糖和氨基酸，水解后的兩種體系混合加熱發(fā)生Maillard反應(yīng)。本發(fā)明可得到一系列優(yōu)異的具有風(fēng)格特色且成本低廉的煙用香料，同時解決了提取物殘渣的處理問題，避免污染環(huán)境。該反應(yīng)類香料用在卷煙中可豐富煙香、增強煙氣、改善口感。
文檔編號A24B15/30GK102002436SQ20091006379
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者吳昭, 張敦鐵, 肜霖, 黃龍 申請人:武漢市黃鶴樓科技園有限公司, 湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司