半仿生香料提取技术研究及应用

《半仿生香料提取技术研究及应用》

技术报告

一. 项目立项的依据及意义

在全世界越来越关注吸烟与健康的今天，消费者希望能有一种焦油及有害成分含量不高、香气充溢、能缓解身体及其他方面不适的卷烟，既能满足吸食要求,又能减少危害。随着国家烟草专卖局大力推进低焦油卷烟的开发，卷烟本身的香气、劲头和浓度都会下降。目前，增加卷烟香气主要通过加香加料进行弥补，增加卷烟劲头和浓度则主要是通过烟草提取物来解决，但是，也只能部分弥补，无法完全满足消费者的吸食要求。而且目前烟叶供应趋紧，烟草提取物的生产量受到了限制，亟需找到与烟草提取物类似的香料进行补充。

烟草的浓度和劲头主要由生物碱提供，而天然植物中生物碱的分布广泛，大量存在于植物的根、茎、叶、花、果实中。生物碱的结构十分丰富，如吡啶类生物碱、莨菪烷类生物碱、异喹啉类生物碱、吲哚类生物碱、萜类生物碱、甾体类生物碱、有机胺类生物碱等。因此，通过对富含生物碱类的植物进行提取，制备富含生物碱类的天然香料，使它们具备类似烟草提取物能够增加烟气劲头和浓度的作用，同时又不破坏烟草本香，具有非常重要的意义。

然而生物碱性质复杂，同一种植物中可能存在多种性质的生物碱，它们的溶解性及酸碱性都有所不同，使用普通提取技术很难将所有性质的生物碱完全富集，而半仿生提取技术（简称SBE）可以较好的解决多种成分的富集。SBE法是从生物药剂学的角度，将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，模拟药物转运吸收的环境，采用活性指导下的导向分离方法，是经消化道口服给药的制剂设计的一种新的提取工艺。SBE法是通过多级溶媒处理药材，每一级溶媒可以靶向性提取药材中的一种或一类成分，同时不破坏其它成分，然后将每一级溶媒的提取物处理后，进行混合，这样既达到了在单级提取时的靶向性，又保证了提取成分的多样性，有效成分流失少。因此SBE提取法非常适合性质复杂的生物碱，也可以运用到其它成分的富集中。

此外，有报道证实，吸烟对血管壁有收缩作用，造成一定程度上的血压、血

脂升高，而很多生物碱类成分具有很好的降压、降脂作用，项目负责人已经建立了很成熟的降压降脂模型平台，可以从药效学的角度来研究生物碱类香料对人体血压血脂的作用，可以对生物碱类烟用香料的药效作用进行客观的评价。

通过本项目的实施，可以运用先进的半仿生提取技术开发生物碱类烟用香料，起到增加烟气浓度和劲头的作用，又可以对生物碱类香料的药效学进行一个客观评价，这对系统开发生物碱类烟用香料具有十分重要的意义。

二. 技术路线和实施方案

半仿生技术对富含生物碱类植物的有效成分的提取：考虑生物碱化学结构繁多，将采取半仿生的方式提取有效成分，同时考虑到烟草中生物碱的种类很多，一种生物碱不一定能够起到类似烟草提取物的作用，可以考虑采用多种富含生物碱的植物进行复配提取，从而模拟烟草中生物碱的多样性。

烟气药理实验：比较普通卷烟和制备卷烟烟气对小鼠血压和血脂的影响。

技术路线

三. 项目试验情况

1.实验主要仪器

提取实验仪器（天津玻璃仪器厂），高效液相色谱仪DIONEX U3000色谱系统，配DAD检测器（美国戴安公司）；紫外分光光度计（LambdaBio40 UV-VIS，美国PE 公司）；BP221S型分析天平，感量0.1mg（德国Sartorius公司）

2.实验方法

半仿生技术对富含生物碱类植物的有效成分的提取：考虑生物碱化学结构繁多，将采取半仿生的方式提取有效成分，同时考虑到烟草中生物碱的种类很多，一种生物碱不一定能够起到类似烟草提取物的作用，可以考虑采用多种富含生物碱的植物进行复配提取，从而模拟烟草中生物碱的多样性。

烟气药理实验：比较普通卷烟和制备卷烟烟气对小鼠血压和血脂的影响。3.提取物应用验证方法

效果评价先请3人评价小组进行萃取物的初步感官及效果评价，若有效果进行初步梯度效果评价。若效果明显，则进行正常工序效果实验，并请7人评价小组进行效果应用评价。最后做效果的稳定性实验，请7人评价小组进行连续3周的复评。

第一章天然植物原料的筛选

通过资料文献的调研，对天然植物中生物碱的存在形式、种类、提取的难易程度等进行了初评，筛选出富含生物碱的原料35种。对这35种原料进行了初步的实验和评价，选出有应用前景的原料16种，进行研究。具体种类见下表，表中按植物的生长部位，将这16种原料分为叶、根、花、果实四大部分。

表1 用于本项目研究的天然植物原料

生长部位原料名称来源主要成分

叶西湖龙井

山茶科常绿灌木或小乔木

植物叶

茶氨酸游离氨基酸咖啡碱五峰茶

山茶科常绿灌木或小乔木

植物叶

茶氨酸游离氨基酸咖啡碱紫苏叶唇形科紫苏属紫苏叶黄酮类化合物香豆素类生物碱柏木叶柏科柏木属柏木树的叶挥发油黄酮类生物碱香豆素

根甜菜藜科甜菜属甜菜甜菜碱甜菜色素

鸢尾鸢尾科鸢尾属鸢尾异黄酮甾类蒽醌类生物碱防风伞形科防风属防风挥发油香豆素生物碱类

缬草败酱科缬草

挥发油、环烯醚萜、生物碱类、

有机酸、黄酮、皂甙、树脂及多

糖

花茉莉花木犀科素馨属茉莉花

茶多酚游离氨基酸、黄酮类化合

物咖啡碱

丁香花木犀科丁香属丁香油酚三萜化合物生物碱类金合欢豆科金合欢属挥发油香豆素类生物碱类

菊花菊科菊属挥发油黄酮类生物碱类

果实无花果桑科榕属无花果果实

琥珀酸丙二酸

奎尼酸生物碱咖啡豆茜草科常绿小乔木所结果咖啡因碳水化合物

实

咖啡因脂肪含氮化合物可可可可梧桐科可可属果实

碱

红枣鼠李科枣属成熟果实环肽生物碱

茉莉花

1.简介

木樨科素馨属常绿灌木或藤本植物的统称，原产于印度、巴基斯坦，中国早已引种，并广泛地种植。枝条细长小枝有棱角，有时有毛，略呈藤本状。单叶对生，光亮，宽卵形或椭圆形，叶脉明显，叶面微皱，叶柄短而向上弯曲，有短柔毛。初夏由叶腋抽出新梢，顶生聚伞花序，顶生或腋生，有花3-9朵，通常三到四朵，花冠白色，极芳香。大多数品种的花期6-10月，由初夏至晚秋开花不绝，落叶型的冬天开花，花期11月至第二年3月。

主要化学成分：茉莉花主要成分为苯甲醇及其酯类、茉莉花素、芳樟醇、安息香酸芳樟醇酯、生物碱、甾醇。

2.工艺

1 酸提碱沉法

用可作为香料使用的有机酸（酒石酸、柠檬酸、醋酸）对原料进行酸提，在80℃提取1h，冷却静置至室温过滤，将滤液用高浓度氢氧化钾调ph值至9-11，用二氯甲烷萃取2-3次，合并有机相，在旋转蒸发仪上旋干，再用乙醇回溶得样品，编号为1。

2 半仿生提取法

选取磷酸氢二钠-柠檬酸作为缓冲体系，初筛选选取pH值为2、6、8的体系进行提取。醇溶液浓度选为75%、提取温度为80℃、提取时间为1h。提取参数见表2。

表2 半仿生初筛选提取参数

样品编号物料比/g/ml提取温度/℃提取时间/h 21:6801