廢次煙末中煙草香味物質(zhì)提取、應(yīng)用及生物活性.pdf

1、我國的煙草種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，煙草種植與生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要的作用。每年在煙草的采收和生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生約25％的廢次煙末等下腳料不能使用，多被當(dāng)做垃圾處理，給環(huán)境帶來污染的同時也造成自然資源的極大浪費。隨著“吸煙與健康”問題得到人們的廣泛關(guān)注，降低卷煙中的焦油含量勢在必行，如何在降低焦油含量的同時做到不削弱香味，不破壞香氣風(fēng)格，并且使卷煙達到較好的穩(wěn)定性成為煙草工業(yè)的難題之一。廢次煙末中含有豐富的煙草香味物質(zhì)及其它生物活性

2、物質(zhì)，如生物堿、茄尼醇、蛋白質(zhì)、氨基酸和糖類等，因此，從廢次煙末中分離煙草香味物質(zhì)及活性物質(zhì)并研究其生物活性，不僅是廢棄資源的再利用，還可以提高煙草附加值，也可以為將來的煙草行業(yè)轉(zhuǎn)型提供理論基礎(chǔ)。
　　 本文以煙草生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢次煙末為研究對象，分析了其中的香氣成分組成并建立煙草精油提取方法，進而研究了煙草精油在卷煙中的應(yīng)用及體外生物活性；同時研究了廢次煙末中煙草多酚的提取、分離和純化工藝，進而鑒定其主要成分和體外生物活性，

3、主要研究結(jié)果如下：
　　 1.研究了廢次煙末中的香氣成分。采用水蒸汽蒸餾法和同時蒸餾萃取法對廢次煙末中香氣成分進行萃取和GC-MS分析后得知，廢次煙末中含有茄酮、大馬酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮、β-紫羅蘭酮、苯甲醛、苯甲醇、藏紅花醛、二氫獼猴桃內(nèi)酯等煙草中的關(guān)鍵致香成分，說明廢次煙末中含有大量的煙草重要致香成分，可以作為煙草香精的來源。其中廢次煙末中香氣成分經(jīng)水蒸汽蒸餾提取共鑒定出55種煙草香氣成分，占總香氣成分含量的81.97

4、%：經(jīng)同時蒸餾萃取法(SDE)萃取(分別選擇乙酸乙酯、乙醚和二氯甲烷作為萃取溶劑)后共鑒定出72種煙草香氣成分。兩種方法提取所得煙草香味物質(zhì)中，含量最大的成分均為新植二烯和煙堿。
　　 2.研究并建立溶劑提取聯(lián)合水蒸汽蒸餾(SE-SD)制備煙草精油的方法。經(jīng)響應(yīng)面試驗優(yōu)化后的SE-SD最佳提取參數(shù)為：樣品粒度40目、提取溫度41℃、液料比6.27 mL/g、提取時間5h、提取次數(shù)3次。在此優(yōu)化后的工藝參數(shù)下，通過二次回歸模型方程

5、預(yù)計煙草香味物質(zhì)提取率為3.44%。在最佳提取條件下進行驗證試驗，結(jié)果顯示煙草香味物質(zhì)提取率為3.38±0.03%，與預(yù)測值差異不顯著(p<0.05)，說明研究所得到的預(yù)測模型穩(wěn)定可靠。
　　 3.研究并建立短程分子蒸餾制備煙草精油方法。結(jié)合分子蒸餾設(shè)備對進樣品的特殊要求，通過溶劑選擇試驗確定了石油醚(沸程30-60℃)為煙草浸膏的最佳提取溶劑。以煙草石油醚浸膏為原料，通過單因素試驗初步確定了分子蒸餾制備煙草精油的最佳條件為：系

6、統(tǒng)真空度0.1 mbar，刮膜轉(zhuǎn)速400 r/min，樣品流速2.5 mL/min，蒸餾溫度為90℃。在此條件下，煙草精油的得率為6.38%。
　　 4.研究了煙草提取物在卷煙加香中的應(yīng)用。將不同提取方法制備的煙草精油及煙草提取物添加到卷煙中進行感官評吸，結(jié)果顯示，SE-SD法和分子蒸餾法制備的煙草精油均能夠使煙草本香明顯增強，香韻表現(xiàn)良好，香氣豐富性和香氣量增加，香氣質(zhì)良好，煙氣勁頭適中，口感舒適，余味舒適。表明該這兩種方法所

7、制備的煙草精油可以作為煙用香精應(yīng)用于實際卷煙生產(chǎn)中。
　　 5.研究了煙草精油及提取物的體外抗氧化活性和抗菌活性。通過采用DPPH自由清除能力、清除羥基自由基能力、清除超氧陰離子能力等7種體外抗氧化活性評價體系對測試樣品進行抗氧化活性的評價，結(jié)果顯示，煙草精油及提取物均具有一定的抗氧化活性，且在不同的評價體系中，各測試樣品的抗氧化能力稍有不同。在清除超氧陰離子能力測定中，水提取物TE-3表現(xiàn)出較強的清除能力，高于BHA；在β-胡

8、蘿卜素.亞油酸體系中，乙酸乙酯提取物TE-2和煙草精油的抗氧化能力均強于BHA。通過生物活性物質(zhì)追蹤實驗得知，煙草提取物中抗氧化活性物質(zhì)基礎(chǔ)為多酚。抑菌實驗的結(jié)果表明，不同煙草提取物均具有一定的抗菌活性，其中SE-SD法所制備精油TEO-1的抗菌活性最強，且具有廣譜性。
　　 6.研究了煙草多酚超聲波輔助提取及大孔樹脂純化。采用旋轉(zhuǎn)聚焦超聲波輔助提取進行廢次煙末中煙草多酚的提取，并通過正交實驗優(yōu)化煙草多酚粗提物提取工藝。最佳提取

9、工藝參數(shù)為：乙醇體積分?jǐn)?shù)為55%，料液比為1:25，提取溫度為50℃，提取時間為20 min，超聲波功率為90 W，提取次數(shù)為3次，在最佳條件下，煙草多酚的提取率可達65.91 mg CAE/g。篩選出D101型大孔樹脂對廢次煙末中煙草多酚物質(zhì)具有良好的富集作用，在實驗條件下其吸附過程符合Freundlich擬合方程，適用于廢次煙末中多酚物質(zhì)的初步純化；在實驗條件下，D101大孔樹脂對廢次煙末中多酚的最佳純化工藝為：煙草多酚提取液濃度為

10、2.5 mg/mL，pH值為4.0，上樣液流速為2 mL/min，洗脫液為80%乙醇溶液，洗脫液流速為2 mL/min。在此條件下，煙草多酚的動態(tài)吸附回收率可達70.37%，且洗脫曲線峰形好，無明顯拖尾現(xiàn)象。通過RP-HPLC分析，得出D101大孔樹脂純化后的煙草多酚的主要成分為綠原酸、莨菪亭、蕓香苷、和槲皮素，分別占煙草多酚總量的6.2±0.015%、0.8±0.002%、11.4±0.055%和1.08±0.023%，占純化后煙草多