文豪 柯松芳 周葉蕾 陸乃彥
摘? 要:以電子煙為代表的新型煙草是煙草行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向之一,然而對(duì)功能性電子煙油的研究和開(kāi)發(fā)不足以滿足市場(chǎng)發(fā)展的需求。本文以具有鎮(zhèn)咳、祛痰、抗炎、清熱解毒等作用的羅漢果、胖大海、金銀花提取物為研究對(duì)象,探討其在不同丙二醇-甘油配比溶劑中的抗氧化性及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了感官評(píng)吸。結(jié)果表明,含有較高比例金銀花提取物的混合物煙油具有較強(qiáng)的抗氧化性,在加速儲(chǔ)藏后依然保持在較高水平,并且在丙二醇、甘油比例為1:1的混合溶劑中具有最高的抗氧化性水平。從風(fēng)味感官角度,含有較高比例金銀花提取物的混合物煙油具有更濃郁中草藥清香和微苦味,更適宜制備特色功能性電子煙煙油。配比為1%的羅漢果甜苷、0.5%的胖大海提取物、2%的金銀花提取物的煙油整體口味更加協(xié)調(diào),刺激性更小,口感最佳。
關(guān)鍵詞:電子煙? 羅漢果? 胖大海? 金銀花? 提取物? 抗氧化
中圖分類(lèi)號(hào):TS45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2021)05(b)-0235-06
Study on Compound Functional Electronic Cigarette Oil with Extracts of Mogroside, Sterculia Scaphigera and Honeysuckle
WEN Hao1? ?KE Songfang1? ZHOU Yelei2? LU Naiyan2*
(1. KTK Technology Co. Ltd, Shenzhen, Guangdong Province, 518108 China; 2. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu Province, 214122 China)
Abstract: The new type of tobacco represented by e-cigarettes is one of the future development directions of the tobacco industry, but the research of functional e-cigarette oil is not enough to meet the needs of market development. In this paper, the extracts of mogroside, sterculia scaphigera and honeysuckle are used as functional substances to provide activation and improve sensory flavor. The antioxidation and storage stability of these three extracts are studied in different propylene glycol-glycerin ratio solvents. The results show that the mixture of e-cigarette oil containing a higher proportion of honeysuckle extract has stronger antioxidant properties, which remains at a higher level after accelerated storage. It also has stronger antioxidant activity in 1:1 mixed solvent of propylene glycol and glycerol than other proportions. From the perspective of flavor and sensory, the e-cigarette oil containing a higher proportion of honeysuckle extract has stronger Chinese herbal fragrance and slightly bitter taste, which is more suitable for preparing characteristic and functional e-cigarette oil. The sample containing mogroside extract 1%, sterculia scaphigera extract 0.5% and honeysuckle extract 2% gives a more harmonious overall taste with less irritation and better texture of the e-cigarette oil.
Key Words: E-cigarette; Mogroside; Sterculia; Scaphigera; Honeysuckle; Extract; Antioxidant
傳統(tǒng)的煙草制品通過(guò)煙草燃燒,釋放出各類(lèi)化學(xué)物質(zhì)供消費(fèi)者吸食。在煙支的燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種揮發(fā)性香味成分,但與此同時(shí)煙草成分的裂解也帶來(lái)了絕大多數(shù)的有害成分。隨著社會(huì)發(fā)展,人們對(duì)健康需求的日益增長(zhǎng),新型煙草正逐漸成為煙草行業(yè)重要的未來(lái)發(fā)展方向之一,如加熱非燃燒煙草、電子煙等。
電子煙萌芽于20世紀(jì)初。和傳統(tǒng)煙草制品不同,電子煙是通過(guò)霧化器霧化電子煙煙液形成氣溶膠,將尼古丁以及致香物質(zhì)霧化并送達(dá)吸食者,以獲得與吸食傳統(tǒng)卷煙相同的生理感受。電子煙的煙液中主要含有1,2-丙二醇、丙三醇、水、煙堿及香精等成分。為了增加電子煙的口感體驗(yàn)和滿足感,目前市面銷(xiāo)售的大多數(shù)電子煙含有煙草提取物或煙堿成分,分為一次性電子煙、可充電型電子煙和可注油式電子煙3類(lèi)。電子煙市場(chǎng)正逐年上升,制造商增加,并研發(fā)出了大量的煙油配方。然而,目前的電子煙煙油配方具有局限性,主要集中在對(duì)各種特色風(fēng)味的模擬方面,如水果香型、特殊香型、仿煙草風(fēng)味等。隨著大健康概念的推廣,功能性煙油,特別是對(duì)咽、喉等呼吸道有舒緩、保健等功能的特色煙油將成為電子煙的發(fā)展趨勢(shì)。然而,對(duì)于功能性天然成分在甘油、丙二醇等電子煙煙油常用溶劑中的功能及其穩(wěn)定性等方面的研究較少,不足以滿足相關(guān)功能性煙油的研發(fā)需要。
羅漢果是國(guó)家首批批準(zhǔn)的藥食兩用材料之一。研究表明,羅漢果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,羅漢果皂苷是其中的主要功能性成分,能止咳化痰、清肺潤(rùn)喉,羅漢果所含的羅漢果皂苷V(Mogroside V,M5)是羅漢果甜度的主要來(lái)源,在萬(wàn)分之一濃度下的甜度值是5%蔗糖的425倍,不產(chǎn)生熱量,且有清香風(fēng)味,令人口感清新。胖大海提取物在急性抗炎癥模型中被證明能夠起到抗炎效果,金銀花是一種具有清熱解毒、抗多種病原微生物、保肝、抗氧化作用的傳統(tǒng)中藥,能夠調(diào)節(jié)機(jī)體免疫。因此這三類(lèi)在很多如止咳片類(lèi)的藥物、保健飲品、功能食品中被廣泛使用。
本文以具有鎮(zhèn)咳、祛痰、抗炎、清熱解毒等作用的羅漢果、胖大海、金銀花提取物為研究對(duì)象,探討其在不同配比丙二醇-甘油溶液中的感官特性、抗氧化性,并在此基礎(chǔ)上探討不同含量配比的3種物質(zhì)在這些溶劑中的功能穩(wěn)定性與風(fēng)味差異,為功能性電子煙煙油的開(kāi)發(fā)提供參考和依據(jù)。
1? 材料與方法
1.1 材料與試劑
羅漢果皂苷:浙江一諾生物科技有限公司;胖大海提取物:天健綠源植物草本薈(市售);金銀花提取物(5%綠原酸):綠色原料店(市售);食品級(jí)丙二醇:深圳市勞思國(guó)際貿(mào)易有限公司;食品級(jí)甘油:深圳市勞思國(guó)際貿(mào)易有限公司。無(wú)水乙醇:國(guó)產(chǎn)分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH):阿拉丁化學(xué)試劑公司。
1.2 儀器與設(shè)備
D-7pc紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì):南京菲勒儀器有限公司;HZT-A2000電子天平:華志(福建)電子科技有限公司;電子分析天平:賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司;臺(tái)式離心機(jī):湘儀公司;移液槍?zhuān)喝喊矊?shí)驗(yàn)儀器有限公司;渦旋震蕩機(jī):海門(mén)市其林貝爾儀器制造有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 風(fēng)味感官評(píng)定
目前,國(guó)際市場(chǎng)上具有代表性的煙草制品已從傳統(tǒng)煙草向無(wú)煙氣煙草制品、電子煙、加熱非燃燒型煙草制品轉(zhuǎn)變[1]。羅漢果、胖大海、金銀花提取物因其分別有清香甘甜[2]、抗炎[3]止咳[4]、抑菌抗氧化[5]等功效逐漸受到人們的喜愛(ài)與追捧,新興中草藥提取物也趨向應(yīng)用于藥理學(xué)和臨床研究[6]。將這三種天然植物提取物復(fù)配添加于電子煙液中,有望改善電子煙氣溶膠中有害成分對(duì)細(xì)胞毒性的影響[7]。根據(jù)前期調(diào)研,確定羅漢果、胖大海、金銀花提取物復(fù)配比,配置含3種植物提取物的丙二醇-甘油溶液作感官評(píng)定。
由若干名接受過(guò)感官評(píng)定訓(xùn)練并且具有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的男性組成感官評(píng)定小組,以丙二醇∶甘油=1∶1作為溶劑、不同配比的羅漢果皂苷、胖大海提取物、金銀花提取物作為溶質(zhì)的復(fù)配溶液為評(píng)定對(duì)象。選取羅漢果皂苷、胖大海提取物、金銀花提取物的添加量作為單因素實(shí)驗(yàn)的因素變量。根據(jù)前期調(diào)研與預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,羅漢果皂苷添加量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))分別取0%、0.5%、1%、2%、3.5%;胖大海提取物添加量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))分別取0%、0.5%、1%、2%、3.5%;金銀花提取物添加量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))分別取0%、0.5%、1%、2%、3.5%。置于三位數(shù)隨機(jī)編號(hào)的小紙杯中呈遞給感官評(píng)定員品嘗打分,選出評(píng)分最高的三組作后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究。每?jī)纱纹穱L之間用純凈水漱口,避免干擾。
1.3.2 抗氧化性測(cè)定—— 對(duì)DPPH自由基清除能力
(1)配制DPPH工作液。根據(jù)相關(guān)研究與預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,DPPH工作液濃度約為85~100μmol/L時(shí),實(shí)驗(yàn)效果較佳[8]。稱(chēng)取10mg DPPH,用無(wú)水乙醇定容至250mL得100μmol/L DPPH的工作液,現(xiàn)配現(xiàn)用,避光低溫存放[9]。配置樣品。
選取上述感官評(píng)定實(shí)驗(yàn)中評(píng)分最高的3組配方,一號(hào)配方:羅漢果甜苷0.5%、胖大海提取物1%、金銀花提取物2%;二號(hào)配方:羅漢果甜苷1%、胖大海提取物0.5%、金銀花提取物2%;三號(hào)配方:羅漢果甜苷2%、胖大海提取物1%、金銀花提取物0.5%。選取3種不同溶劑,A組∶1,2-丙二醇∶甘油=1∶1;B組∶1,2-丙二醇∶甘油=6∶7;C組∶1,2-丙二醇:甘油=8∶7。共計(jì)9種樣品溶液。轉(zhuǎn)速3500r/min,離心力1290g,離心,取上清液置于已編號(hào)的50mL的離心管中。
(2)測(cè)定DPPH·清除率。以等量無(wú)水乙醇代替DPPH工作液作對(duì)照組,以等量溶劑代替樣品溶液作空白組。向9只已編號(hào)的50mL的離心管中分別滴加20mL的DPPH溶液,再順次加入不同溶劑配比、不同配方的樣品溶液0.5μL ,渦旋震蕩,充分混勻后避光30min,測(cè)定各管在波長(zhǎng)517nm放置下的吸光度值[10](A1)。每個(gè)樣品均設(shè)置3個(gè)平行管,吸光度結(jié)果取3個(gè)測(cè)量值的算術(shù)平均值。
清除率計(jì)算公式如下[11]:
DPPH·清除率(%)=([A0-(A1-A2)])/A0×100%
式中,A0為用等量溶劑代替樣品溶液進(jìn)行空白對(duì)照時(shí)測(cè)得的吸光值;A1為加入樣品溶液時(shí)測(cè)得的吸光值;A2為用等量無(wú)水乙醇代替DPPH工作液時(shí)測(cè)得的A值。
(3)根據(jù)上述方法測(cè)定3種不同溶劑配比中,僅添加3.5%羅漢果皂苷或3.5%胖大海提取物或3.5%金銀花提取物的DPPH·清除率。共計(jì)9份純?nèi)苜|(zhì)樣品,與上述復(fù)配溶液DPPH·清除率進(jìn)行比較分析。
1.3.3 穩(wěn)定性測(cè)定
(1)配制DPPH工作液:根據(jù)相關(guān)研究與預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,DPPH工作液濃度約為85~100μmol/L時(shí),實(shí)驗(yàn)效果較佳。稱(chēng)取10mgDPPH,用無(wú)水乙醇定容至250mL得100μmol/L DPPH的工作液,現(xiàn)配現(xiàn)用,避光低溫存放。
(2)樣品:將上述以編號(hào)的9個(gè)樣品與3個(gè)空白溶劑置于50℃培養(yǎng)箱保存,進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)。
(3)活性成分穩(wěn)定性測(cè)定—— DPPH·清除率%;根據(jù)上文所述DPPH·清除率的測(cè)定方法測(cè)定并計(jì)算其DPPH清除率。
(4)測(cè)定50℃下保存的樣品溶液1d、2d、3d后DPPH·清除率%的變化并擬合曲線。
1.3.4 風(fēng)味感官評(píng)定——描述性分析
選取若干名資深感官評(píng)定員,以丙二醇∶甘油=1∶1作為溶劑,不同配比的羅漢果皂苷、胖大海提取物、金銀花提取物作為溶質(zhì)的復(fù)配溶液與僅添加羅漢果皂苷或胖大海提取物或金銀花提取物的純?nèi)苜|(zhì)溶液作為評(píng)定對(duì)象。置于三位數(shù)隨機(jī)編號(hào)的電子霧化器遞給感官評(píng)定員進(jìn)行評(píng)吸并作針對(duì)性定性描述。每次兩次品嘗之間用蒸餾水漱口。
2? 結(jié)果與討論
2.1 風(fēng)味感官評(píng)定
感官評(píng)定評(píng)價(jià)表如表1所示,初步感官評(píng)定結(jié)果如表2所示。從中選取評(píng)分最高的三組樣品進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下。576號(hào):0.5%羅漢果皂苷、1%胖大海提取物、2%金銀花提取物;452號(hào):1%羅漢果皂苷、0.5%胖大海提取物、2%金銀花提取物;347號(hào):2%羅漢果皂苷、1%胖大海提取物、0.5%金銀花提取物。其中576號(hào)和452號(hào)在植物香味、中草藥風(fēng)味方面較好,且刺激性較小,感受更加溫和,347號(hào)在甜味、回味方面較好,甜味適中,帶有清甜且回甘適宜。
2.2 3種提取物混合配方在不同溶劑中的抗氧化性
電子煙通常分為口吸型和肺吸型兩大類(lèi),其中口吸型相對(duì)肺吸型來(lái)說(shuō)口感較為醇厚,口味還原度高,擊喉感強(qiáng),煙霧量較小。用于口吸型和肺吸型煙具的煙油溶劑比例不同,口吸型建議丙二醇∶甘油=8∶7,肺吸型建議為6∶7,而折中的建議比例為1∶1。因此,我們以這3種建議的比例配置溶劑,將3種感官評(píng)分最高的提取物混合物溶解,并測(cè)定其對(duì)應(yīng)的抗氧化性,結(jié)果如圖1所示。由圖中可以看出,對(duì)于3種提取物混合物配方來(lái)說(shuō),均在A組溶劑(丙二醇∶甘油=1∶1)中抗氧化性最高,而在B組溶劑(丙二醇:甘油=6∶7)和C組溶劑(丙二醇∶甘油=8∶7)略低且相差不大。另外,對(duì)于3組溶劑來(lái)說(shuō),576號(hào)樣品的抗氧化性略高于452號(hào)樣品,并且這兩者的抗氧化性均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出347號(hào)樣品。比較3組樣品的提取物配比可知,576號(hào)和453號(hào)樣品中均含有較高比例的金銀花提取物(2%),而相比之下347號(hào)樣品中僅包含0.5%的金銀花提取物。由羅漢果、胖大海、金銀花3種提取物各自的抗氧化性結(jié)果可知(見(jiàn)圖2),金銀花提取物本身在3組溶劑中的抗氧化性均超過(guò)90%,而羅漢果及胖大海提取物的抗氧化性僅在30%左右,與3種混合物配方的抗氧化性結(jié)果一致。
2.3 3種混合物配方在不同溶劑中的氧化穩(wěn)定性
煙油在儲(chǔ)藏過(guò)程中,由于其自身穩(wěn)定性,以及受到環(huán)境的影響,在溶質(zhì)析出、功能性降低、風(fēng)味改變等方面會(huì)造成煙油品質(zhì)的劣化。為了驗(yàn)證樣品的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性,在50℃儲(chǔ)藏環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)儲(chǔ)藏后,將樣品冷卻至室溫,對(duì)于所有樣品均未觀察到明顯的溶劑析出,表明經(jīng)過(guò)溶解、離心除雜后,提取物混合溶質(zhì)在3種溶劑體系中均具有較好的溶解穩(wěn)定性。樣品在儲(chǔ)藏加速實(shí)驗(yàn)中抗氧化性變化結(jié)果如圖3所示。
根據(jù)圖中結(jié)果,對(duì)于3組溶劑來(lái)說(shuō),所有樣品的抗氧化性變化整體趨勢(shì)基本一致,即在儲(chǔ)藏第一天迅速降低,在后續(xù)儲(chǔ)藏中基本保持穩(wěn)定。其中B組溶劑的抗氧化性下降最為劇烈,如576組樣品的抗氧化性在儲(chǔ)藏后降低了接近1/3,盡管其初始抗氧化性與C組接近,但儲(chǔ)藏后明顯低于C組;A組和C組溶劑的抗氧化性下降程度接近,但是由于樣品在A組溶劑中的抗氧化性本身就高于C組,在儲(chǔ)藏后依然保持整體上的優(yōu)勢(shì)。從3組混合物配方來(lái)說(shuō),347號(hào)樣品由于其本身抗氧化性不高,在儲(chǔ)藏后的下降量不大,但依然保持相對(duì)較低的水平;而576號(hào)和452號(hào)樣品由于其初始抗氧化性較強(qiáng),經(jīng)過(guò)加速儲(chǔ)藏后雖然有明顯下降,但依然能夠保持在一個(gè)相對(duì)滿意的水平,特別是溶于丙二醇:甘油=1∶1的A組溶劑中時(shí),其抗氧化性在加速儲(chǔ)藏后依然保持在80%以上。
2.4 單一提取物及混合提取物的煙油感官評(píng)吸
將3種提取物配置單一煙油,并與3種提取物混合物煙油進(jìn)行對(duì)比感官評(píng)吸。
其中347號(hào)樣品(羅漢果甜苷2%,胖大海提取物1%,金銀花提取物0.5%)入口清甜,有明顯的清香味,但有燒草味,具有輕微刺激性,回味較強(qiáng)且有苦味。576號(hào)(羅漢果甜苷0.5%,胖大海提取物1%,金銀花提取物2%)和452號(hào)樣品(羅漢果甜苷1%,胖大海提取物0.5%,金銀花提取物2%)具有較濃的草藥清香并略有苦味,甜味較淡,風(fēng)味持久但不過(guò)分厚重,452號(hào)樣品相對(duì)于576號(hào)樣品而言,口味更加協(xié)調(diào),刺激性感覺(jué)更小,口感最佳。
與3種僅添加羅漢果提取物或胖大海提取物或金銀花提取物的純?nèi)苜|(zhì)煙油評(píng)吸結(jié)果相比,可知甜味主要由羅漢果提取物提供,苦味主要由金銀花提取物提供,中草藥味或植物清香味主要由胖大海和金銀花提取物提供,可為后續(xù)溶質(zhì)配方調(diào)整提供依據(jù)。
3? 結(jié)語(yǔ)
本文選取了3種羅漢果、胖大海、金銀花提取物的混合比例,并以3種電子煙常用煙油溶劑配比制備了功能性電子煙煙油,在此基礎(chǔ)上測(cè)定其抗氧化性及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性,并進(jìn)行了感官評(píng)吸。結(jié)果表明,含有較高比例金銀花提取物的混合物煙油具有較強(qiáng)的抗氧化性,在加速儲(chǔ)藏后依然保持在較高水平,并且在丙二醇、甘油比例為1∶1的混合溶劑中具有最高的抗氧化性水平。從風(fēng)味感官角度,含有較高比例金銀花提取物的混合物煙油具有更濃郁中草藥清香和微苦味,更適宜制備特色功能性電子煙煙油。
參考文獻(xiàn)
[1] 康迪,趙暉,馮文寧.新型煙草制品的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].天津:天津農(nóng)林科技,2020(2):30-32.
[2] Can Liu,Longhai Dai,Yueping Liu,Dequan Dou,Yuanxia Sun,Lanqing Ma. Pharmacological activities of mogrosides[J]. Future Med. Chem.,2018.
[3] 郭俊霞,郝婧宇,張靜,等.益生菌/草本提取物復(fù)方清咽作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2020,11(10):3182-3188.
[4] 吳艷.胖大海酸性多糖結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)的研究[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2007.
[5] 王桂林,徐未芳,劉樂(lè),等.金銀花不同溶劑提取物多酚含量及抗氧化活性[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2020,? ? 41(5):104-107.
[6] Elizabeth M. Williamson,Xinmin Liu,Angelo A. Izzo. Trends in use, pharmacology, and clinical applications of emerging herbal nutraceuticals[J]. British Journal of Pharmacology,2020,177(6).
[7] 陳歡,韓書(shū)磊,張森,等.電子煙煙液及其主要化學(xué)成分的體外細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)[J].煙草科技,2019,52(2):? ? 72-78.
[8] 王晨慧,李春揚(yáng),張曉磊,等.山藥酒中甾醇含量測(cè)定及清除DPPH自由基活性研究[J].中國(guó)釀造,2020,? ? 39(11):62-65.
[9] 韋獻(xiàn)雅,殷麗琴,鐘成,等. DPPH法評(píng)價(jià)抗氧化活性研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2014,35(9):317-322.
[10] 王笑晴.基于DPPH自由基清除能力的姜黃提取物抗氧化活性評(píng)價(jià)[J].藥物評(píng)價(jià)研究,2011,34(5):360-363.
[11] 喬建衛(wèi),裴廣慶,聞莉,等.黃芩黃酮抗氧化穩(wěn)定性的研究[J].食品工業(yè)科技,2014,35(7):66-68.