周正 沈穎鳴 孫吉紅 羅晟堯 張劍波

摘 要：煙用香精香料是煙草生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。經(jīng)過多年研究，天然植物性香料在增強香煙香韻、提升香煙品質(zhì)以及豐富香煙種類方面發(fā)揮著重要作用。常見的煙用天然植物性香料可分為精油、浸膏、凈油和酊劑四類。文章列舉了四類煙用天然植物性香料的常見品種，并從提取分離技術(shù)、主要成分、添加效果等方面，對天然煙用植物性香料的現(xiàn)狀和發(fā)展進行綜述。

關(guān)鍵詞：煙用植物性香料 提取分離 成分分析 添加效果

中圖分類號：F062.4

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2022）02-293-03

煙用香精香料作為煙草制品加香矯味的一種添加劑，可增強卷煙清香，提高香煙舒適度，實現(xiàn)卷煙種類多樣化。香精香料可分為天然香料和合成香料兩大類。其中天然香料是從自然界的植物資源和動物資源中獲得的芳香物質(zhì)，可分為植物性香料和動物性香料兩大類。其中常見的煙用植物性香料有精油、浸膏、凈油以及酊劑等。作為煙草大國，我國科研人員對上述四類煙用植物香料進行了深入研究，并取得眾多研究成果。本文將探討我國煙用植物性香料的常見類型、提取分離方法、成分分析、添加效果等方面的研究進展。

一、煙用植物精油

（一）常見煙用植物精油

植物精油一般是指從植物的花朵、葉子、根蓮、果實、枝干等器官中，經(jīng)過萃取提煉的具有一定揮發(fā)性的芳香物，又稱為植物揮發(fā)油。常見的煙用植物精油包括：煙草花蕾精油、云南蒙自“刀煙精油”等煙草類精油;大棗精油、葡萄干精油等種子類精油;陳皮精油等果皮類精油;代代花精油、款冬花精油、杭白菊精油、懷菊花精油、金蓮花精油、金銀花精油、藏紅花精油等花朵類精油;香櫞葉精油、淡竹葉精油、番木瓜葉精油、野茄子葉精油、眾香子葉精油、檸檬葉精油、木姜子莖精油、銀杏葉精油等莖葉類精油;白豆蔻精油、當歸精油、荊芥精油、迷迭香精油、纈草精油等中草藥類精油;草果精油等果實類精油;靈芝菌絲體精油等菌類精油。

（二）煙用植物精油提取方法

煙用植物精油傳統(tǒng)的提取方法包括蒸餾法、超臨界CO2萃取法、同時蒸餾萃取法、閃式提取法、超聲波輔助法等方法。近年來，溶劑浸提法、分子蒸餾法、膜分離法、微波法等新技術(shù)也逐漸應(yīng)用于煙用精油的提取分離。張迪[1]分別采用水蒸氣蒸餾法、同時蒸餾萃取法、閃式提取法和超聲波輔助法等四種方法提取杭白菊精油，通過對提取精油的外觀、香味、得率以及GC/MS分析測試結(jié)果進行分析，確定超聲波輔助法是最佳的杭白菊精油提取方法。

（三）煙用植物精油主要成分分析

對煙用植物精油進行GC-MS、GC×GC-TOFMS分析等成分分析測試，可知多數(shù)煙用精油包含幾十種乃至上百種有效成分。林凱[2]采用同時蒸餾萃取法分別提取番木瓜葉精油和野茄子葉精油，經(jīng)GC×GC-TOFMS方法對精油化學成分進行分離鑒定，分別共鑒定出化學成分383種和322種，主要包含醇類、醛類、酸類、烷烴類、烯烴類、酮類和酯類等成分。其中番木瓜葉精油包含二氫獼猴桃內(nèi)酯、芳樟醇、薄荷醇、香葉基丙酮、紫羅蘭酮等主要致香成分;野茄子葉精油苯甲醇、糠醛、紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、糠醇和香葉基丙酮等主要致香成分。

王文基[3]采用水蒸氣蒸餾法、閃式法、索式法和酶法等四種方法提取懷菊花精油，四種精油共有成分包括β-水芹烯、對聚傘花烯、α-蒎烯、金合歡醇、橙花叔醇、桉油精、菊烯酮、冰片、檜烯、α-側(cè)柏烯等10種成分。但是水蒸氣蒸餾法、閃式法、索式法和酶法獲得的精油排在前三位主要致香成分則分別為對聚傘花烯、桉油精和菊烯酮;β-水芹烯、對聚傘花烯、橙花叔醇;β-水芹烯、對聚傘花烯、桉葉油素以及β-水芹烯、對聚傘花烯、冰片。說明，采用不同方法提取同種精油，其主要致香成分以及各致香成分的含量是不同的。

（四）煙用植物精油添加效果分析

為了檢驗煙用香精香料的添加效果，通常對煙用香精香料進行加香實驗和熱裂解研究分析，以達到優(yōu)化煙用香精香料配方以及確定香煙危害性的目的。閆克玉等[4]對杭白菊精油在300℃、600℃和900℃下進行熱裂解，熱解產(chǎn)物中分別鑒定出78、89和94種成分。其中包含金合歡醇、石竹烯、薄荷醇、糠醛、2-乙酞基峽喃、6-甲基-5-庚烯-2-酮和香芹酮等致香物質(zhì)，能起到改善、修飾卷煙香氣，減輕刺激性的效果。魏躍偉等[5]采用水蒸氣蒸餾法提取金蓮花精油，并進行了熱裂解和加香實驗分析，其研究表明金蓮花精油在300℃、600℃、900℃條件下的熱裂解產(chǎn)物分別包含17、22和31種成分。其中芳香烴類、醇類和酮類等致香物質(zhì)，能緩和香煙刺激性，掩蓋雜氣，對改善卷煙煙氣香味有一定貢獻;通過加香實驗，確定金蓮花揮發(fā)油的最佳加入量為200mg·kg-1。

二、煙用植物浸膏

（一）常見煙用植物浸膏

植物浸膏一般來源于香料植物器官或香料植物樹脂等，用有機溶劑浸提后可得到浸膏，浸膏的狀態(tài)通常是固態(tài)。常見的煙用植物浸膏包括：鮮煙葉特色煙用浸膏、白肋煙浸膏、香料煙煙籽浸膏、煙梗浸膏等煙草自身類浸膏;酸角浸膏、大棗浸膏等種子類浸膏;鐵觀音茶梗浸膏等茶葉類浸膏;柚皮浸膏、陳皮浸膏等果皮類浸膏;刺槐花浸膏、廣東合歡花浸膏、春黃菊浸膏、金蓮花浸膏、馬里蘭煙浸膏等花朵類浸膏;烤甘薯浸膏、桔梗浸膏等莖葉類浸膏;甘草提取物浸膏、黃芩浸膏、安息香浸膏、鶴慶五味子、迷迭香浸膏、草木樨浸膏等中草藥類浸膏。

（二）煙用植物浸膏提取方法

常見的煙用浸膏提取或處理方法包括微生物發(fā)酵技術(shù)、同時蒸餾萃取法、快速溶劑萃取法、酶法等方法。其中溶劑萃取法常見的溶劑有乙醇和石油醚。為了提升浸膏提取技術(shù)，鄭美玲等[6]利用酶法制備甘薯浸膏，分別用α-淀粉酶、糖化酶和果膠酶對西農(nóng)431甘薯進行酶解處理，使得甘薯浸膏J1總致香成分增長了近5倍。吳長偉等[7]利用菌株HF-09休止細胞微生物發(fā)酵技術(shù)對紅大煙梗進行處理，相較于常規(guī)發(fā)酵技術(shù)，采用休止細胞發(fā)酵技術(shù)處理煙梗浸膏能顯著提高肉豆蔻酸、十五酸、十六酸、棕櫚酸甲酯等致香成分的含量，實現(xiàn)了對煙用甘薯浸膏制備的優(yōu)化。郭國寧等[8]利用藥用白腐真菌發(fā)酵甘草后，首次將生物發(fā)酵破壁技術(shù)應(yīng)用于中草藥浸膏提取，獲得生物法甘草提取物浸膏，優(yōu)化了水提法制備甘草浸膏技術(shù)，能降低卷煙加香加料的成本，還可以產(chǎn)生新的調(diào)香效果。

（三）煙用植物浸膏主要成分分析

煙用浸膏常見的主要致香成分有酸類、酯類、醇類、酚類、醛類和酮類等。許春平等[9]用酶法制備浸膏，與非酶解浸膏進行對比，發(fā)現(xiàn)采用酶法制備的浸膏揮發(fā)性香味物質(zhì)從16種增加到23種;香味成分中苯甲醇、苯乙酸、β-大馬烯酮含量增加，還出現(xiàn)了糠醇、丙二酸二乙酯、3-乙?；拎?、苯乙酸乙酯、丁位壬內(nèi)酯、別香橙烯和石竹烯等7種新增致香成分，且酶法制備的浸膏中不再檢出煙堿，使得酶解浸膏的香氣更加豐富。

（四）煙用植物浸膏添加效果分析

王萍娟等[10]把廣東合歡花浸膏在300℃、600℃、900℃條件下進行熱裂解，裂解產(chǎn)物中共有成分包含2-甲基丁酸、Cis-橙花叔醇、亞油酸、棕櫚酸等32種。但是間羥基苯甲酸、二十六醇等10種成分只在300℃熱裂解條件下存在;在600℃熱裂解過程中，則會新生成對苯二酚、3，5-二羥基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮等13種成分;裂解溫度到900℃時，則會新生成2-甲基己酸、間甲酚、α-金合歡烯等34種成分。這些成分與煙香協(xié)調(diào)，能起到降低刺激性以及產(chǎn)生回甜感的作用。

潘連華等[11]通過加香實驗分析得到，安息香浸膏在低檔、中檔和高檔卷煙的適宜添加量分別為0.5～0.8g/kg、0.2～0.8g/kg以及0.2～0.5g/kg;通過添加安息香浸膏可以豐富煙香，掩蓋香煙雜氣。孫志濤等[12]用迷迭香浸膏對卷煙進行加香實驗，研究表明最佳添加量為0.01%，此添加量下迷迭香的藥草香和松木香不僅不會掩蓋煙草本香，還能使卷煙的香氣量和香氣質(zhì)有明顯提升效果。

三、煙用植物凈油

（一）常見的煙用植物凈油

凈油一般是指由高純乙醇從香花浸膏或者香脂中提取，再經(jīng)過濾、濃縮等過程得到的澄清透明液體。煙用植物凈油有香料煙凈油、糊毛煙凈油等煙草類凈油;陳皮凈油等果皮類凈油;小花茉莉凈油、茉莉花凈油、貢菊凈油、紅花凈油等花朵類凈油;有鷹爪豆凈油等種子類凈油;樹苔凈油等菌類凈油;香根草凈油等草本類凈油。

（二）煙用植物凈油提取方法

提取煙用植物凈油的方法主要有超臨界萃取法、水蒸汽蒸餾法、有機溶劑萃取法、分子蒸餾法等。張品南等[13]采用正己烷為提取溶劑，提取四川特色煙“糊煙”凈油，首次在煙草凈油揮發(fā)性成分中檢出鳶尾酮、羅勒烯、別羅勒烯、反式-異檸檬烯、右旋萜二烯、α-（甜）沒藥烯和天然維生素E。類似的，佘世科等[14]利用超臨界CO2流體萃取技術(shù)提取糊毛煙凈油，并鑒定到茄酮、麥斯明、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、2，3-聯(lián)吡啶等具有煙草特性的致香物質(zhì)。雖然上述兩種提取方式得到的糊煙凈油主要致香成分不同，但均能提升煙草本身香氣，增加特征煙香。

（三）煙用植物凈油主要成分分析

煙用植物凈油中常見的致香成分有烯類、醇類、醛類和酮類等物質(zhì)。張勝等[15]采用頂空萃取/氣相色譜聯(lián)用技術(shù)對亞臨界貢菊凈油的化學組分進行分析，發(fā)現(xiàn)貢菊凈油包含44個組分，烯類、醇類、醛類物質(zhì)、酮類各占42.51%、14.5%、11.9%和6.28%;主要致香成分有1，8-桉樹醇、異環(huán)檸檬醛、莰烯、檜萜、B-倍半水芹烯等，說明貢菊凈油能對卷煙起到積極的改善作用。

（四）煙用植物凈油添加效果分析

蔡波等[16]對添加香根草凈油的煙絲進行熱裂解，由初溫300℃升至900℃，發(fā)現(xiàn)熱裂解產(chǎn)物主要包含烷烴類、醛類、酮類和酚類等物質(zhì)。添加香根草凈油后，2（5H）-呋喃酮和D-檸檬烯的含量明顯增加，能有效提供卷煙香氣的甜烤香、焦木香和焦糖香，顯著降低煙堿含量，提升香煙品質(zhì)。

劉麗芬等[17]利用超臨界流體萃取茉莉花凈油，經(jīng)分析，茉莉花凈油中含有棕櫚酸、鄰苯二甲酸二丁酯、Z，Z，Z-9，12，15-十八烷三亞乙基國胺-1醇、硬脂酸、順式-9-二十三烯、正二十三烷和角鯊烯等7種主要致香物質(zhì)。通過加香實驗分析，發(fā)現(xiàn)茉莉花凈油用量為0.0001%～0.0002%時，在提升卷煙煙香和甜潤感、改善卷煙木質(zhì)氣等方面的效果最佳。

四、煙用植物酊劑

（一）常見的煙用植物酊劑

植物酊劑通常是通過乙醇浸提芳香類植物以及部分植物滲出物獲得。煙用植物酊劑有：香料煙種子酊劑等煙草類酊劑;陳皮酊劑等果皮類酊劑;草果酊劑等果實類酊劑;啤酒花酊劑、樹蘭花劑酊、香莢蘭酊劑等花朵類酊劑;紅茶酊劑等茶葉類酊劑;當歸酊劑、獨活酊劑、甘草酊劑、靈香草酊劑、葫蘆巴酊劑等草本類酊劑;棗子酊劑、可可酊劑、咖啡酊劑、黑豆酊劑等種子類酊劑。

（二）煙用植物酊劑提取方法

煙用酊劑的制備方法有水蒸汽蒸餾法、溶劑萃取等方法。歐陽文等[18]用水蒸汽蒸餾法制備出香料煙種子配劑，在卷煙上試用有明顯的增香效果。朱曉蘭等[19]利用溶劑萃取技術(shù)分離啤酒花酊，可以有效降低卷煙的粗糙度，并能明顯改善吃味和除去雜味。此外，平惠敏等[20]先用高壓靜電場對黑香豆進行預(yù)處理，再提取黑香豆酊劑，能使酊劑中的香豆素等主要致香成分的含量顯著提高，能起到明顯的增香和掩蓋雜氣的作用。

（三）煙用植物酊劑主要成分分析

煙用植物酊劑主要成分包括烯類、酸類、醇類、烴類等物質(zhì)。其中有機酸是煙草中香味成分的重要組成部分。為了研究常見煙用酊劑中的揮發(fā)酸，王冰等[21]分析對比了獨活酊、啤酒花酊、葫蘆巴酊、樹蘭花酊、香莢蘭酊、咖啡酊、棗子酊、可可酊、甘草酊以及靈香草酊中的17種揮發(fā)性有機酸，研究結(jié)果表明上述17種煙用酊劑的主要成分包括甲酸、乙酸、乳酸、2-呋喃甲酸、苯甲酸等物質(zhì)，具有增加煙香，改善吸味的作用。

（四）煙用植物酊劑添加效果分析

劉鑫等[22]提取了草果酊劑，并進行了加香實驗，實驗結(jié)果表明最佳添加量為0.05%，此添加量下草果酊劑能使卷煙煙氣濃度和特殊香韻增加，嗅香比較特殊。

五、煙用植物精油、浸膏、凈油和酊劑的對比研究

楊雪艷等[23]利用分別制備了陳皮精油、凈油、酊劑和浸膏，并分別鑒定出30種、44種、19種和47種揮發(fā)性成分。研究結(jié)果顯示陳皮精油、凈油、酊劑和浸膏均包含了陳皮的主要致香成分，還包含了陳皮中具有藥用價值的黃酮類成分，證明陳皮香料是優(yōu)質(zhì)的煙用香料。但是，四類陳皮煙用香料主要成分不盡相同，其中陳皮精油中含量最多的是檸檬烯和松油烯;陳皮凈油和陳皮酊中含量較高則是對傘花烴、檸檬烯、松油烯、2-（甲氨基）苯甲酸甲酯和5，6，7，3’，4’-五甲氧基黃酮;陳皮浸膏中含量最多的是5，6，7，3’，4’-五甲氧基黃酮和3，3’，4’，5，5’，7-六甲氧基黃酮。楊雪艷等人還進一步對比添加陳皮精油、陳皮浸膏、陳皮凈油和陳皮酊劑的卷煙的抽吸效果，確定了陳皮電子煙霧化液的較優(yōu)質(zhì)量分數(shù)配方為陳皮浸膏5%、陳皮精油0.05%以及陳皮凈油0.05%。

六、展望

煙用香精香料是香煙生產(chǎn)必不可少的原料。隨著對香煙健康品質(zhì)的要求越來越高，香煙中焦油量降低會使煙味變淡，香氣減弱。為保證香煙的原有風格，需借助于加料加香技術(shù)，在降低卷煙焦油的同時，增進和提高煙氣濃度和香味。所以，在改善煙草自身品質(zhì)、穩(wěn)定卷煙質(zhì)量、滿足個性化需要、提高安全性等諸多方面，煙用香精香料的增香矯味作用日益重要。相較于人工合成香料，天然香料具有香氣物質(zhì)成分豐富飽滿、更具香韻等優(yōu)勢，也越來越受到煙草行業(yè)的重視。因此，需繼續(xù)加強對天然植物香精香料的研究，圍繞開發(fā)煙用植物香料相關(guān)新設(shè)備、新技術(shù)、新品種以及完善煙用植物香料的科技創(chuàng)新體系建設(shè)等目標，不斷提升我國天然植物香料的自主研發(fā)能力，促進煙草產(chǎn)業(yè)健康、綠色發(fā)展。

[基金項目：云南省省級“放管服”科研項目，云南主要天然香料植物資源的研究及產(chǎn)業(yè)化（2019-1-N-2531800000

2120）]

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（作者單位：周正，沈穎鳴，孫吉紅，張劍波，云南省科學技術(shù)院;羅晟堯，紅云紅河煙草（集團）有限公司昆明卷煙廠 云南昆明? 650000）

[作者簡介：周正，碩士，助理研究員，研究方向：科技管理、科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化;通訊作者：張劍波，碩士，副研究員，研究方向：科技管理、科技傳播和科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。]

（責編：賈偉）

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