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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要的作用。每年在煙草的采收和生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)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(lái)污染的同時(shí)也造成自然資源的極大浪費(fèi)。隨著“吸煙與健康”問(wèn)題得到人們的廣泛關(guān)注，降低卷煙中的焦油含量勢(shì)在必行，如何在降低焦油含量的同時(shí)做到不削弱香味，不破壞香氣風(fēng)格，并且使卷煙達(dá)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(lèi)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(lái)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(guò)程中產(chǎn)生的廢次煙末為研究對(duì)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(jìn)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(shí)研究了廢次煙末中煙草多酚的提取、分離和純化工藝，進(jìn)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(shí)蒸餾萃取法對(duì)廢次煙末中香氣成分進(jìn)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(shuō)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(lái)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(shí)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(yàn)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(shí)間5h、提取次數(shù)3次。在此優(yōu)化后的工藝參數(shù)下，通過(guò)二次回歸模型方程

5、預(yù)計(jì)煙草香味物質(zhì)提取率為3.44%。在最佳提取條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果顯示煙草香味物質(zhì)提取率為3.38±0.03%，與預(yù)測(cè)值差異不顯著(p<0.05)，說(shuō)明研究所得到的預(yù)測(cè)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(duì)進(jìn)樣品的特殊要求，通過(guò)溶劑選擇試驗(yàn)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(guò)單因素試驗(yàn)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(jìn)行感官評(píng)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(qiáng)，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(shí)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(guò)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(píng)價(jià)體系對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行抗氧化活性的評(píng)價(jià)，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(píng)價(jià)體系中，各測(cè)試樣品的抗氧化能力稍有不同。在清除超氧陰離子能力測(cè)定中，水提取物TE-3表現(xiàn)出較強(qiáng)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(qiáng)于BHA。通過(guò)生物活性物質(zhì)追蹤實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)，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(shù)脂純化。采用旋轉(zhuǎn)聚焦超聲波輔助提取進(jìn)行廢次煙末中煙草多酚的提取，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)65.91 mg CAE/g。篩選出D101型大孔樹(shù)脂對(duì)廢次煙末中煙草多酚物質(zhì)具有良好的富集作用，在實(shí)驗(yàn)條件下其吸附過(guò)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(shí)驗(yàn)條件下，D101大孔樹(shù)脂對(duì)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(dòng)態(tài)吸附回收率可達(dá)70.37%，且洗脫曲線峰形好，無(wú)明顯拖尾現(xiàn)象。通過(guò)RP-HPLC分析，得出D101大孔樹(shù)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