煙草花蕾酶解基底高效制備美拉德反應中間體研究

孫振春，楊 慧，瞿 方，林葉春，張長云，龍 勇，蘇賢坤*

煙草花蕾酶解基底高效制備美拉德反應中間體研究

孫振春1，楊 慧1，瞿 方2，林葉春1，張長云1，龍 勇3，蘇賢坤1*

（1.貴州省煙草科學研究院，貴陽 550081；2.貴州黃果樹金葉科技有限公司，貴州 安順 561000；3.貴州銅仁煙草分公司，貴州 銅仁 554300）

美拉德反應中間體Amadori重排產(chǎn)物（ARP）作為煙草重要潛香物，具有常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，加熱后可快速形成新鮮風味的特性，是性能優(yōu)異的潛在煙用香料。為了獲得產(chǎn)率高、能明顯改善煙香品質(zhì)的ARP產(chǎn)品，本研究以煙草花蕾為原料制備煙草花蕾酶解液，以此為溶劑，在控溫真空條件下補充脯氨酸和葡萄糖以促進脯氨酸-葡萄糖ARP的合成。結果表明，煙草花蕾酶解物作為反應溶劑在90 ℃，25 mbar條件下反應120 min獲得的ARP產(chǎn)率較水溶液反應體系由39.91%提高至92.20%，實現(xiàn)了煙草花蕾脯氨酸-葡萄糖ARP的高效制備；化學反應動力學分析表明，煙草花蕾酶解液體系制備ARP反應活化能為14.64 kJ/mol，低于水溶液制備體系（25.68 kJ/mol），合成更易進行。卷煙加香感官評吸結果表明，煙草花蕾基ARP能有效改善煙氣品質(zhì)，提高香吃味。

Amadori重排產(chǎn)物；煙草花蕾；美拉德反應；化學反應動力學

美拉德反應中間體Amadori重排產(chǎn)物（ARP）作為重要的呈香前體物在煙草調(diào)制、復烤、醇化等階段對煙草本香的形成有顯著貢獻[1]。美拉德中間體是在美拉德反應初期，由氨基酸與還原糖羰氨縮合后，經(jīng)脫水、重排形成。其理化性質(zhì)穩(wěn)定，本身不具備完整風味屬性，但在后續(xù)熱加工中可迅速形成理想風味[1-2]。因此，ARP作為香基模塊可用以實現(xiàn)風味的受控形成，在傳統(tǒng)及新型煙草制品中應用潛力較大。

ARP制備方法可分為有機法和水相法。有機法由于生產(chǎn)成本高、反應步驟多、制備過程不安全而難以進行規(guī)模化生產(chǎn)[3]。鄧仕彬[1]、DELGADO等[4]、黃梅桂等[5]通過特定示蹤劑與美拉德反應產(chǎn)生的中間體結合，抑制終產(chǎn)物的褐變程度，由此指示ARP大量生成的時間，進而實現(xiàn)常壓水相法制備ARP。在此基礎上，通過控溫真空脫水反應，ARP產(chǎn)率可達40%，而添加競爭性捕獲劑如半胱氨酸、谷胱甘肽、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG），可使特定體系ARP產(chǎn)率顯著提升至90%以上[6-7]。但是，上述捕獲劑的使用會造成煙本香協(xié)調(diào)感減弱、成本提升。因而，選取一種新型天然添加物以實現(xiàn)ARP產(chǎn)率提升，同時增進煙氣香韻協(xié)調(diào)性和豐富性，具有重要意義。

煙草花是重要的煙田資源，以其為原料制備的煙用香料富含40余種醇、醛、酸、酯、酮、呋喃和吡啶，可以增進煙氣細膩柔和度，降低雜氣和刺激性[8-9]。因此，煙草花蕾常被用于制備美拉德完全反應混合物香料（MRP），而用于制備美拉德反應單體物的研究較少[10]。由于煙草花蕾本身富含有機酸、多酚類、萜類等功能組分，特別是其中的蘋果酸、綠原酸、琥珀酸、草酸等多羥基不飽和酸類具有較強的抗氧化性，與之前報道的EGCG、谷胱甘肽、半胱氨酸在功能或結構上存在一定相似性，因而具有提高ARP水相合成產(chǎn)率的潛力[11-12]。但利用煙草花蕾作為反應底物用以制備ARP的相關研究尚屬空白。

本研究基于水相控溫脫水制備ARP的方法，以煙草花蕾酶解物為反應基底，研究其對ARP產(chǎn)率的影響，分析其ARP反應動力學，進行了卷煙加香感官評價，旨在進一步豐富ARP制備方法，并為煙草花蕾資源精細開發(fā)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

1.1.1 煙草材料 煙草花蕾取自云煙87品種，種植于貴州省安順市平壩區(qū)實驗基地，于2021年6月將花枝取樣，去除花托，花瓣避光自然風干，0～4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.2 試劑 L-脯氨酸、葡萄糖：食品級，上海源葉生物科技有限公司；氫氧化鈉、鹽酸、甲醇、乙醇、氯化鈉、無水硫酸鈉、1,2-二氯苯、乙酸苯乙酯：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；甲酸、乙腈、二氯甲烷：色譜純，國藥集團化學試劑有限公司；N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖：95%純度，實驗室制備。漆酶：食品級，濟南東軒生物工程有限公司；果膠酶：30000 U/g；纖維素酶：10000 U/g；堿性蛋白酶：200 U/mg，均購自阿拉丁試劑有限公司。

1.1.3 主要儀器與設備 懸臂式攪拌器（MYP2011-50，上海梅穎譜儀器儀表制造有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（KV600，德國艾卡公司）；集熱式恒溫攪拌器（DF-101S，上海秋佐科學儀器有限公司）；高溫烘箱（FED 240，德國賓德公司）；超高效液相色譜儀（ACQUITY UPLC，美國沃特世公司）；蒸發(fā)光檢測器（ACQUITY ELSD，美國沃特世公司）；全數(shù)字化核磁共振波譜儀（Aduance Ⅲ 400 MHz，德國布魯克AXS公司）；超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（SYNAPT Q-TOF-MS，美國沃特世公司）。

1.2 試驗設計

1.2.1 降解酶篩選 分別采用果膠酶、漆酶、堿性蛋白酶、纖維素酶對煙草花蕾（以下簡稱煙花）進行酶解，計算提取率，并將酶解液噴灑于煙絲混合均勻后進行感官評價，確定適宜的酶制劑。

1.2.2 花蕾酶解液制備ARP效果研究 根據(jù)篩選結果，選擇果膠酶作為降解酶。分別對比煙花酶解液、超純水、煙花水提液作為反應基底加入葡萄糖及脯氨酸制備ARP的產(chǎn)率，并利用質(zhì)譜儀及核磁共振儀對ARP提純物進行定性和定量鑒定。

1.2.3 酶解液提高ARP產(chǎn)率的動力學分析對比分析以水溶液、煙花酶解液為反應基底，與脯氨酸、葡萄糖在不同反應溫度梯度與時間條件下形成ARP的產(chǎn)率變化，計算反應活化能。

1.3 試驗方法

1.3.1 酶解 將風干后的煙花在45 ℃條件下干燥24 h，而后超微粉碎過200目篩，按質(zhì)量比7∶93加水溶解，分別加入一定量的酶于50 ℃下反應3 h，（果膠酶、漆酶、堿性蛋白酶、纖維素酶分別按照0.2%、0.1%、0.4%、0.4%進行添加[13]），而后95 ℃高溫滅酶5 min，酶解液經(jīng)雙層400目紗布過濾后獲得反應底液。同等條件下不添加酶提取3 h，過濾得到煙花水提液。

1.3.2 不同溶劑反應體系ARP制備效果比較 在水、煙花水提液、酶解反應液中加入0.2 mol/L葡萄糖及脯氨酸，調(diào)節(jié)初始反應pH至7.4，根據(jù)預試驗結果，于負壓25 mbar，90 ℃條件下控溫脫水反應120 min，冰浴冷卻，獲得不同產(chǎn)率的美拉德反應氨基糖類化合物粗品。

1.3.3 ARP純化 將美拉德反應粗品用去離子水復溶，而后使用H+型Dowex50WX8離子交換樹脂柱（26 mm × 300 mm）對中間體粗品溶液進行分離純化。使用去離子水對樣品中的葡萄糖進行洗脫，并通過2,3,5-三苯基四唑氯化物（TTC）對葡萄糖進行檢測，至洗脫液不含還原糖后使用0.1 mol/L氨水對樣液中的脯氨酸及ARP進行洗脫。通過高效液相色譜-蒸發(fā)光檢測器（HPLC-ELSD）對洗脫液進行檢測，并收集僅含有ARP的樣品。將該樣品真空濃縮、冷凍干燥，并使用甲醇和冷丙酮對樣品反復純化洗脫至99%純度，脫水后干燥保藏待用。

1.3.4 ARP定性表征 質(zhì)譜分析表征：將獲得的純品通過超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（UPLC-MS-MS）進行定性分析。通過BEH C18色譜柱（2.1 mm× 100 mm × 1.7 μm）進行分離。色譜條件為：柱溫45 ℃；流動相0.1%甲酸乙腈；線性梯度2%～100%；流速0.3 mL/min；檢測波長200～600 nm；進樣量 1 μL。質(zhì)譜條件：電噴霧離子源（ESI），正離子模式；毛細管電壓3.5 kV；離子源溫度100 ℃；脫溶劑氣體溫度400 ℃；氣流量700 L/h；錐孔電壓20 V；錐孔氣流量50 L/h；碰撞能量6 V；檢測器電壓1.8 kV；質(zhì)量范圍20～1000/。

核磁共振表征波譜儀（NMR）表征：將N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖純品粉末（15 mg）溶解于500 mL重水中。完全溶解后將其轉(zhuǎn)移到NMR管中。利用全數(shù)字核磁共振波譜儀和5 mm PABBO探針，在25 ℃下做1H-NMR譜和13C-NMR譜測定。

1.3.5 ARP定量表征 采用外標法對ARP進行定量分析。蒸發(fā)光檢測器漂移管溫度50 ℃，噴霧器溫度45 ℃，氣體壓力30 psi。由于ELSD蒸發(fā)光檢測器信號是按取對數(shù)為線性，因而設為以10為底數(shù)的濃度的對數(shù)，設為以10為底數(shù)的峰面積的對數(shù)，得到脯氨酸-葡萄糖ARP標準曲線為=1.637?2+6.489?9。

1.3.6 卷煙加香 使用喉頭噴霧器將空白水溶液反應體ARP、煙花水提液體系ARP、酶解液體系ARP及未加脯氨酸與葡萄糖的酶解液空白對照與煙絲按質(zhì)量比1∶200均勻噴灑于煙絲中，采用DELUXE手動卷煙器將加香的煙絲打入空煙筒中卷制，把煙支放在溫度（22±2）℃、濕度（60±2）%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，備用于感官品質(zhì)評吸。

1.3.7 感官評吸 在GB 5606.4—2005的基礎上，由貴州省煙草科學研究院9名評吸專家對卷煙加香后品質(zhì)特征，包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、吃味進行評吸打分，得分隨感官品質(zhì)增加而遞增，計分標度0至10分，總評分以平均值記[14]。

1.3.8 ARP合成反應動力學分析 將脯氨酸與葡萄糖在80、90、100、110 ℃溫度條件下分別在水溶液和酶解液體系下反應30、60、90、120、150 min，根據(jù)阿倫尼烏斯方程計算不同體系ARP反應活化能（a）。

2 結 果

2.1 酶解處理對煙花提取質(zhì)量的影響

不同酶制劑處理煙花后酶解液質(zhì)量如表1所示。結果表明，纖維素酶的提取率最高，達36.1%，但纖維素酶與蛋白酶感官評吸結果均得分較低，表明纖維素酶、蛋白酶引入較多的蛋白質(zhì)，間接增加了雜氣和刺激性。果膠酶與漆酶則表現(xiàn)出較好的感官品質(zhì)，綜合感官評分為6.67與6.38。提取率并未與感官評分呈正相關，但其對生產(chǎn)成本影響顯著，綜合考慮感官評吸結果與提取率，選取煙花果膠酶酶解液進一步研究。

表1 酶解處理對煙花提取質(zhì)量的影響

注：同列不同小寫字母者表示處理間差異達到顯著（≤0.05）水平。

Note: different lowercase letters in the same column indicate the significant level of 5% difference (≤0.05).

2.2 ARP的結構鑒定

對煙花酶解液反應體系制備的ARP提純物進行質(zhì)譜分析，UPLC-MS分析結果如圖1所示。研究表明[15-16]，N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖相對分子質(zhì)量為277，根據(jù)質(zhì)譜電離原理其所具有的亞氨基結構容易與質(zhì)子結合形成=278的離子片段；當該片段連續(xù)脫去兩分子H2O，即形成/=260與242的特征離子碎片，/=232離子碎片為母離子脫去一分子羧基后的離子碎片，/=116為母離子脫去兩分子H2O與糖殘基后的離子碎片，而/=128則為母離子脫去兩分子H2O與氨基酸殘基后的離子碎片。圖1表明ARP的質(zhì)譜特征與N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖一致，確定該物質(zhì)為N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖。

圖1 N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖質(zhì)譜圖

將所得到的ARP粗品通過離子交換樹脂純化、冷凍干燥后獲得粉末，并進行核磁共振分析。如圖2、圖3核磁共振氫譜（1H-NMR）和碳譜（13C-NMR）所示，在核磁共振圖譜的預測區(qū)域中找到了共振信號，4種核磁歸屬N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖。N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖分子中由于含有葡萄糖基，在水中存在分子互變異構現(xiàn)象。13C-NMR譜在化學位移δ為207.00處有響應信號，表明存在N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖的鏈狀酮式結構，但其較低的化學位移響應值說明N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖開鏈形式的含量相對較低。而β-D-吡喃糖、α-D-呋喃糖、β-D-呋喃糖和α-D-吡喃糖形式是可以觀察到的4種主要構型。它們的化學位移如下：

N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖：1-β,1H NMR (400 MHz, D2O): δ = 4.26-3.24 (8H, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-8), 2.69-1.88 (6H, H-9, H-10, H-11);13C NMR (100 MHz, D2O): 173.86 (COOH), 95.65 (C-1), 71.47 (C-3), 70.92 (C-2), 69.97 (C-4), 68.90 (C-8), 63.75 (C-5), 59.32 (C-6), 57.37 (C-11), 28.28 (C-9), 23.36 (C-10).

N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖：2-α,1H NMR (400 MHz, D2O): δ = 4.26-3.24 (8H, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-8), 2.69-1.88 (6H, H-9, H-10, H-11);13C NMR (100 MHz, D2O): 174.13 (COOH), 101.80 (C-1), 82.69 (C-2), 82.54 (C-4), 73.69 (C-3), 69.40 (C-8), 60.69 (C-5), 58.66 (C-6), 57.23 (C-11), 28.65 (C-9), 23.29 (C-10).

N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖：2-β,1H NMR (400 MHz, D2O): δ = 4.26-3.24 (8H, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-8), 2.69-1.88 (6H, H-9, H-10, H-11);13C NMR (100 MHz, D2O): 173.72 (COOH), 98.91(C-1), 80.78 (C-4), 76.10 (C-2), 73.69 (C-3), 69.40 (C-8), 60.69 (C-5), 58.66 (C-6), 57.23 (C-11), 28.77 (C-9), 23.29 (C-10)。

N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖：1-α,1H NMR (400 MHz, D2O): δ = 4.26-3.24 (8H, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-8), 2.69-1.88 (6H, H-9, H-10, H-11);13C NMR (100 MHz, D2O): 173.86 (COOH), 96.45 (C-1), 73.67 (C-2), 71.95(C-3), 69.40 (C-4), 68.90 (C-8), 63.75 (C-5), 59.32 (C-6), 57.37 (C-11), 28.28 (C-9), 23.36 (C-10).

N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖的開鏈形式：1H NMR (400 MHz, D2O): δ=4.26-3.24 (8H, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-8), 2.69-1.88 (6H, H-9, H-10, H-11);13C NMR (100 MHz, D2O): 207.00 (C=O), 173.95 (COOH), 73.67 (C-2), 72.20 (C-4), 71.11 (C-3), 65.50 (C-8), 62.50 (C-5), 57.90 (C-6), 56.80 (C-11), 28.65 (C-9), 23.29 (C-10).

根據(jù)1H-NMR和13C-NMR 譜圖分析及化學位移，并結合N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖在水中的存在構型，可推測其相對分子質(zhì)量、分子式與質(zhì)譜結構表征結果一致，為N-1-脫氧-1-L-脯氨酸-D-果糖離子片段。

2.3 果膠酶酶解液對脯氨酸-葡萄糖體系ARP產(chǎn)率的影響

不同反應溶劑下ARP產(chǎn)率如表2所示，未外源添加脯氨酸與葡萄糖的煙花酶解液在90 ℃，25 mbar條件下反應120 min，未見有ARP生成，表明酶解物本身不具有ARP反應前體。當外源補充脯氨酸與葡萄糖后，反應在水溶液體系下進行，ARP產(chǎn)率為39.91%，有39.91%的脯氨酸與葡萄糖反應轉(zhuǎn)化為ARP；當反應溶劑為煙花水提液時，該產(chǎn)率顯著升高至77.99%；而當酶解處理煙花后，以酶解液作為反應溶劑，ARP產(chǎn)率進一步提高至92.20%。

化學位移Chemical shift/10-6

化學位移Chemical shift/10-6

表2 不同反應溶劑對ARP產(chǎn)率的影響

Fig. 2 Effects of ARP preparation reaction solvent on the yield of ARP

溶劑種類Solvent type脯氨酸濃度Proline concentration/(mol?L-1)ARP濃度ARP concentration/(mol?L-1)產(chǎn)率Productivity/% 酶解液空白對照Enzymatic hydrolysate blank control0.000.000.00 未反應Initial concentration0.20±0.03a0.000.00 水溶液Aqueous solution0.11±0.01b0.08±0.01b39.91±4.95c 水提液Water extract0.08±0.01c0.16±0.01a77.99±5.23b 酶解液Enzymatic hydrolysate0.08±0.01c0.18±0.01a92.20±5.50a

2.4 動力學分析

圖4 水溶液體系中溫度對熱反應過程ARP化合物濃度的影響

煙花酶解液體系ARP隨反應時間、溫度變化的規(guī)律與水溶液體系趨勢一致（圖5），但ARP積累顯著高于水溶液體系，在90 ℃反應120 min 時ARP獲得最高濃度。當反應溫度為80、90、100 ℃時，進行Inc～方程擬合，分別得到=0.040?70.032?8（2=0.973?3），=0.045?6?0.024（2=0.907?8），=0.053?2?0.030?2（2=0.940?2）。ln對1/的函數(shù)線性方程為=?1?760.4+1.777?6，a=14.63 KJ/mol，該活化能較水溶液反應體系活化能（a=25.68 kJ/mol）大大降低，表明在煙花酶解液體系下ARP合成更容易進行，可以顯著提高脯氨酸-葡萄糖ARP產(chǎn)率。

圖5 煙花酶解液體系中溫度對熱反應過程Amadori化合物濃度的影響

2.5 煙花ARP卷煙加香感官評價

分別將空白水溶液反應體系ARP、煙花水提液體系ARP、酶解液體系ARP及未加脯氨酸與葡萄糖的酶解液空白對照溶液加入卷煙煙支進行評吸[1,14]，結果如表3所示，煙花酶解液ARP感官評吸結果顯著優(yōu)于水溶液和煙花水提液反應體系，感官評價平均分為7.67，顯著高于水溶液與水提液反應體系制備的ARP。水溶液體系制備的ARP相較于水提液體系的感官評吸結果表現(xiàn)更好，平均分為7.04，高于水提液體系ARP。未外源補充糖氨的酶解液空白對照，相較于水溶液ARP及水提液ARP有更好的感官表現(xiàn)。結合表2結果表明，煙花經(jīng)過酶解后制備ARP可使得ARP產(chǎn)率顯著提升，對卷煙感官評吸結果提升明顯。

表3 不同反應體系制備的ARP卷煙加香感官評價

3 討 論

美拉德反應中間體作為重要的致香前體物，其制備工藝是開發(fā)應用的關鍵。目前常用的水相制備法ARP產(chǎn)率較低，非煙添加劑的使用則會給煙氣引入雜氣，帶來不協(xié)調(diào)香氣[1,14]。在本研究中利用煙花酶解液作為功能反應基底制備脯氨酸-葡萄糖ARP，酶法輔助提取的使用可將致香原料中不利呈香的前體物如蛋白質(zhì)、淀粉、木質(zhì)素等分解為可利用的小分子糖類、氨基酸等組分，從而降低煙花青雜氣，在后續(xù)工藝中美拉德反應過程亦可進一步利用降解的小分子參與熱反應，以產(chǎn)生協(xié)調(diào)而豐富的香氣[9-10,14]。提取率作為樣品提取效率與提取程度的反應，影響著生產(chǎn)成本。不同酶制劑的酶解效果表明，纖維素酶提取率最高，堿性蛋白酶提取率最低，但果膠酶與漆酶則表現(xiàn)較好的感官結果。但是，從纖維素酶與果膠酶處理結果發(fā)現(xiàn)，提取率最高時的加香卷煙并未呈現(xiàn)出最好的感官得分，這可能跟酶本身作為蛋白質(zhì)，對卷煙加香燃吸品質(zhì)會產(chǎn)生影響有關[14]。同時，酶解液作為反應溶劑制備的ARP相較于水溶液和水提液體系感官結果更好，而煙花水提液則不可避免的引入色素、果膠等植物固有大分子物質(zhì)，雜氣較酶解液及水溶液體系更重。

在反應過程中，水既是溶劑，又是反應物[17]，使得ARP在純水溶劑條件下反應呈多向式可逆聯(lián)動，ARP形成與降解同步進行，其產(chǎn)率多在50%以下[1]。熱反應過程中，真空條件有利于氨基酸與葡萄糖形成的N-葡萄糖基胺脫去1分子H2O，改變反應平衡，促進反應不斷向正向進行，從而促進ARP更有效積累[18-19]。為了進一步提高ARP產(chǎn)率，YU等[7]通過在水溶液中補充功能性組分，如表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）等，可以使得美拉德反應下游生成的脫氧糖酮被捕獲，以促進ARP的生成。而在本研究中并未選取非煙來源的添加劑，而是利用酶法輔助提取法使得煙花中不利呈香的果膠進一步水解為半乳糖醛酸，起到細胞壁破壞作用，從而使煙草原料中內(nèi)源功能組分盡可能溶至提取液中加以利用。煙花細胞內(nèi)流出的功能性組分，多酚類如綠原酸、蕓香苷，非揮發(fā)性有機酸如蘋果酸、琥珀酸等，與已知的脫氧糖酮捕獲劑（如EGCG）具有類似的多羥基結構，這可能使得美拉德反應開始后反應路徑改變、下游副產(chǎn)物被捕獲，從而降低ARP形成反應活化能的目的，與崔和平等[19]、YU等[6]、WEI等[20]報道的多酚類化合物對于ARP水相產(chǎn)率提高的結果一致，最終使得煙花酶解液反應體系ARP產(chǎn)率顯著高于水溶液和水提液體系。

本研究在煙絲中添加煙花酶解液制備的ARP，感官評吸得分優(yōu)于添加空白水溶液制備的ARP。這一方面可能是由于酶解后煙花致香性能被再次挖掘，異味和青雜氣也一定程度減弱；另一方面則可能是脯氨酸作為煙草內(nèi)源主要氨基酸，由其所制備的ARP與卷煙天然融合感更強，從而對香氣質(zhì)、香氣量的提升更直接；同時，在煙花酶解液和ARP共同作用下，混合體系美拉德反應物較純水相單一種類的美拉德反應中間體在香氣量、吃味、香氣豐富度優(yōu)勢明顯，在香韻協(xié)調(diào)性和煙香融合感方面更好[18]。煙花酶解液空白對照評價好于水溶液和水提液ARP體系，也證明了酶解液中豐富的細胞內(nèi)源組分對于卷煙香氣的改善作用。

4 結 論

本研究表明，煙花酶解液可以作為功能反應基底，對脯氨酸-葡萄糖美拉德反應重排產(chǎn)物（ARP）制備產(chǎn)率有顯著促進作用。反應動力學結果表明，在煙花酶解液參與ARP形成過程中，反應活化能顯著降低，有利于反應向ARP合成積累方向進行。同時，由于煙花酶解液的存在，煙花基ARP在卷煙評吸品質(zhì)特征方面較空白水溶液ARP和煙花水提液ARP提升明顯。研究有望為傳統(tǒng)卷煙和新型煙草制品香精香料制備提供新的思路。

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Preparation of Amadori Compounds Based on Tobacco Flower Enzymatic Hydrolysates

SUN Zhenchun1, YANG Hui1, QU Fang2, LIN Yechun1, ZHANG Changyun1, LONG Yong3, SU Xiankun1*

(1. Tobacco Science Institute of Guizhou Province, Guiyang 550081, China; 2. Huangguoshu Jinye Technology Co., Ltd., Anshun, Guizhou 561000, China; 3. Tongren Branch of Guizhou Provincial Tobacco Company, Tongren, Guizhou 554300, China)

Maillard Rearrangement Products (ARP), which are regarded as one of the tobacco latent aromatic substances, showed a relative high reaction activity under thermal processing. APP thus could be used as novel tobacco flavors and fragrances. To increase the productivity of ARP and the aroma quality, the enzymatic hydrolysate of tobacco flower coordinated with vacuum evaporation was used to synthesize ARP via Maillard Reactions. The ARP productivity of tobacco flower enzymatic Maillard reaction system was significantly increased from 39.91% to 92.20% at 90 ℃ and 25 mbar for 120 min. The chemical kinetic showed that the activation energy of the reaction present in the enzymatic hydrolysate solution was 14.64 kJ/mol, which was much lower than the reaction in aqueous solution. The sensory evaluation showed that the quality characteristics and coordination of the cigarette smoke was significant improved, providing a new solution for novel tobacco flavor design.

Amadori rearrangement product; tobacco flower; Maillard reaction; chemical reaction kinetics

10.13496/j.issn.1007-5119.2022.04.013

TS41+1

A

1007-5119（2022）04-0096-08

貴州省科技廳基礎研究計劃項目{黔科合基礎-ZK[2021]一般175}；貴州省科技廳科技計劃項目{黔科合平臺人才[2020]4102號}；中國煙草總公司貴州省公司科技項目（2022XM14）；貴州省煙草科學研究院項目{煙科院[2021]12號}

孫振春（1991-），男，助理研究員，博士，研究方向為煙草香味化學。E-mail：zhenchunsun@hotmail.com

，E-mail：65613687@qq.com

2021-10-14

2022-08-08