[发明专利]一种亚油酸催化氧化制备类胡萝卜素降解产物的方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种亚油酸催化氧化降解类胡萝卜素制备天然香料的方法以及氧化降解产物在烟草中的应用。

背景技术

水果中含有丰富的类胡萝卜素，类胡萝卜素是一多烯烃大分子,本身不溶于水或者乙醇，但是它氧化降解后可生成许多分子量较小的香味物质,如大马酮、氧代紫罗兰酮、氧化异佛尔酮、猕猴桃内酯等,是烟草中香味物质来源的重要前体之一。这些化合物可以从植物中提取，也可以通过合成的方法得到。CN101244993描述利用含有N-羟基-邻苯二甲酰亚胺(NHPI)的反应体系氧化紫罗兰酮，合成氧代紫罗兰酮。CN1182084描述以β－紫罗兰酮为起始物,经臭氧化制得β－环柠檬醛,再经Darzen缩合反应生成二氢猕猴桃内酯。随着卷烟消费者对产品质量需求的不断提高以及烟用香料行业竞争的日益加剧,进一步开发新型香料及其生产技术,已受到各香料公司和烟厂的广泛重视。由于合成香料逐渐被发现其不安全性，在世界范围内掀起了回归自然的消费热潮。天然香料以其安全性及合成香料难以替代的嗅感和感官特性受到广大消费者的强烈偏爱，使得天然香料越来越受到重视，人们在继续原有生产技术的同时，将更多的目光投入到天然香料产品的生物技术开发方面。

对类胡萝卜素降解产物的研究在国内外烟草行业一直是一个热点，降解方式有高温氧化降解、热裂解、化学氧化降解、光氧化降解和生物氧化及酶催化氧化降解，生物氧化降解条件温和，使用的有机溶剂较少，是重要的香气物质生成途径。采用廉价的降解方式一直是研究者追求的热点。

发明内容

本发明提供一种操作简单，成本低廉的亚油酸催化氧化类胡萝卜素制备具有独特的清甜花香、木香香韵特征的包括2,4-癸二烯醛、5,6-环氧-β-紫罗兰酮、4-氧代-β-紫罗兰酮以及二氢猕猴桃内酯在内的类胡萝卜素降解产物的方法。

本发明还提供了一种上述类胡萝卜素氧化降解产物的应用，将其应用于烟草加香中，具有提高卷烟烟气的香气质和香气量、增加回甜感和改善余味等功效。

本发明提供了一种亚油酸氧化降解类胡萝卜素的方法，先将类胡萝卜素溶解制成溶液，在所得的溶液中加入乳化剂后蒸干溶剂；将蒸干溶剂获得的剩余残渣溶于pH=6~8的磷酸盐缓冲溶液中,同时加入钙盐、亚铁盐、抗坏血酸和亚油酸；控制温度在37~45°C，通入流速为0.3~0.5L/min的氧气或空气反应；反应4～12h后，将反应液萃取，并蒸干萃取的有机相，即得氧化降解产物；所述的类胡萝卜素:抗坏血酸:亚油酸质量比为0.1:0.1~1:0.27～1.8；类胡萝卜素:钙盐:亚铁盐质量比为0.1:0.5~2:0.5~2。

所述的氧化降解产物是包括：2,4-癸二烯醛、5,6-环氧-β-紫罗兰酮、4-氧代-β-紫罗兰酮以及二氢猕猴桃内酯在内的小分子有机物。

所述的乳化剂包括：吐温80或脂肪酸甘油酯。

所述的萃取中萃取剂为二氯甲烷；所述的蒸干有机相是在不大于35°C下真空干燥。

上述制备方法中磷酸盐缓冲溶液的用量为1g胡萝卜素/500～1000mL。

上述制备方法中所述钙盐包括：氯化钙或硫酸钙，所述亚铁盐包括：硫酸亚铁和氯化亚铁。

上述制备方法中类胡萝卜素溶解在氯仿中制成溶液。

上述制备方法中类胡萝卜素溶解在氯仿中制成的溶液，溶液的浓度为1~5g/L。

上述制备方法中乳化剂吐温80或脂肪酸甘油酯的加入体积量为1mL:100~300mL氯仿。

一种利用亚油酸催化氧化降解类胡萝卜素制备天然香料的方法，包括以下步骤：

（1）将100mgβ-胡萝卜素溶于50~100mL氯仿中，再加入0.1~0.5mL吐温80或脂肪酸甘油酯，不大于35°C下减压蒸干溶剂。

（2）将上述残渣溶解于50～100mLpH=6~8的磷酸盐缓冲溶液。

（3）在上述溶有0.1g类胡萝卜素的磷酸盐缓冲溶液中，加入0.5~2g的钙盐,0.5~2g的亚铁盐,0.1~1g的抗坏血酸和0.3~2mL亚油酸；保证溶液中类胡萝卜素:抗坏血酸:亚油酸酸质量比为0.1:0.1~1:0.27～1.8；以0.3~0.5L/min的流速通入氧气，控制水浴温度37~45°C，搅拌4~12小时。

（4）反应结束后，溶液用150~250mL的二氯甲烷萃取，分出有机相。

（5）有机相在不大于35°C下减压浓缩，蒸干溶剂，即得产物。