紫外輻照對(duì)云南曲靖上部煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響

鄭 凱，李萌姍，劉遠(yuǎn)上，李華雨，羅貞寶，李浩亮，許春平

（1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450002；2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠，河南 許昌 461000；3.河南卷煙工業(yè)煙草薄片有限公司，河南 許昌 461000；4.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700；5.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，鄭州 450002）

紫外輻照對(duì)云南曲靖上部煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響

鄭 凱1,2，李萌姍1，劉遠(yuǎn)上1，李華雨3，羅貞寶4，李浩亮5*，許春平1

（1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450002；2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠，河南 許昌 461000；3.河南卷煙工業(yè)煙草薄片有限公司，河南 許昌 461000；4.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700；5.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，鄭州 450002）

為研究紫外輻照對(duì)煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響，選擇復(fù)烤后的云南曲靖 B2F 煙葉制備 3 種不同加工狀態(tài)樣品（片煙、煙絲和煙絲加料），在封閉室內(nèi)進(jìn)行不同時(shí)間的紫外輻照，然后測(cè)定不同樣品水溶性糖、煙堿、氯和鉀含量，根據(jù)化學(xué)成分變化選擇紫外輻照 2.5 h 片煙進(jìn)行 GC/GC-TOFMS 分析，同時(shí)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在 UV/O3并用的相乘作用下（185 nm波長(zhǎng)的紫外線使空氣中的 O2變成 O3），輻照 2.5 h 的片煙樣品中水溶性糖和煙堿含量的變化較大，氯呈下降趨勢(shì)，鉀含量基本不變。GC/GC-TOFMS 香味物質(zhì)分析表明，比對(duì)照樣品含量增長(zhǎng)了 20%的典型香味物質(zhì)有 39 種，新生成的香味物質(zhì)有18 種。感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，紫外輻照后的樣品香氣質(zhì)有較明顯提高，香氣量略有上升，勁頭下降明顯。說明紫外輻照技術(shù)對(duì)提升卷葉內(nèi)在品質(zhì)是有效可行的。

紫外輻照；化學(xué)成分；香氣成分；感官

決定煙葉品質(zhì)的內(nèi)在因素是煙葉的化學(xué)成分，這些化學(xué)成分的變化，導(dǎo)致煙葉吸食質(zhì)量的不同[1]。在目前的卷煙生產(chǎn)中，煙葉必須進(jìn)行 2～3 年的自然醇化，以保證其具有較好的吸食品質(zhì)[2]。紫外線處理煙葉技術(shù)是一種新型的快速醇化技術(shù)，其原理是在低壓汞蒸氣放電燈中，汞蒸氣會(huì)產(chǎn)生 185 nm 波長(zhǎng)紫外線，此波長(zhǎng)紫外線可將空氣中的 O2變成 O3（臭氧），UV/O3并用的相乘作用具有強(qiáng)的氧化分解有機(jī)分子能力，同時(shí)可以達(dá)到殺菌和抑制煙草霉變的目的。余永茂等[3]研究表明，應(yīng)用紫外線處理煙葉可以加速煙葉發(fā)酵，縮短發(fā)酵周期，對(duì)煙葉的色澤和香味質(zhì)量均無不良影響。程傳策等[4]研究了新鮮葉片在烘烤前用臭氧處理對(duì)其主要化學(xué)成分的影響，結(jié)果顯示烤后煙葉的化學(xué)成分產(chǎn)生較大變化，其中綠原酸、尼古丁、茄呢醇、新植二烯、C18酸等降低 50%左右，明顯地減少了煙氣中令人不愉快的化學(xué)組分前提物。楊鐵釗等[5]研究了煙草氣孔特性、抗氧化酶活性與臭氧傷害的關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)報(bào)道不多[6-7]，對(duì)紫外輻照煙葉不同加工狀態(tài)樣品及其香氣成分的變化未見報(bào)道[3]。本文通過對(duì)煙草原料不同加工狀態(tài)下進(jìn)行不同時(shí)間的紫外輻照，研究了紫外輻照對(duì)其化學(xué)成分和香味物質(zhì)的影響，結(jié)合感官評(píng)價(jià)，以期為實(shí)際生產(chǎn)中紫外輻照技術(shù)的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

1.1.1 材料和試劑 采集 2011 年云南曲靖的云煙87 B2F 等級(jí)煙葉。鹽酸（開封市芳晶化學(xué)有限公司）、冰乙酸（天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠）、二氯甲烷（天津市富宇精細(xì)化工有限公司）、乙醇（天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）、乙酸苯乙酯（江蘇江川化工有限公司）、無水硫酸鈉（天津市瑞金特化學(xué)品有限公司），以上試劑均為分析純。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 使用 SHB-3 循環(huán)水多用真空泵（鄭州杜甫儀器廠）、HS-4 恒溫水浴鍋（上海醫(yī)療器械五廠）、PL203 電子分析天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]、KBF240 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（德國(guó) BINDER 公司）、QL-866 渦旋混合儀（海門市其林貝爾儀器制造有限公司）、FED240 恒溫恒濕箱（德國(guó) BINDER 公司）、AAS-305D 流動(dòng)分析儀（美國(guó) API 公司）、6890/5973 氣相色譜儀/質(zhì)譜儀（安捷倫科技有限公司）、PEGASUS 4D 全二維氣相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)LECO 公司）

1.1.3 氣相色譜、質(zhì)譜條件 色譜柱：一維柱：Rxi-5sil MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm。二維柱：RXI-17sil MS，2 m×0.15 mm×0.15 μm。進(jìn)樣量 1 μL，分流進(jìn)樣，分流比 50:1。載氣：高純氦氣，1.0mL/min；進(jìn)樣口溫度 250 ℃。爐溫平衡時(shí)間 1 min。采用程序升溫方式：初始溫度 50 ℃；初始時(shí)間 0.2 min；以 5 /min℃ 速率由 50 ℃升至 280 ℃，保持 5 min?？傔\(yùn)行時(shí)間 50 min。檢測(cè)器：飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測(cè)器；電子轟擊源（EI），電子能量 70 eV，溶劑延遲 4 min；電離電壓 70 eV；離子源溫度 250 ℃；傳輸線溫度 250 ℃；質(zhì)譜掃描范圍 45～600 amu；質(zhì)譜掃面方式：總粒子流模式。

1.2 方法

1.2.1 原料的紫外輻照處理 取煙葉 500 g，去梗除雜，處理為片煙、回潮后制備為煙絲、煙絲加料（按照某三類煙加料比例添加料液）3種狀態(tài)，將預(yù)處理過的煙葉樣品均分成 6組，1組樣品不進(jìn)行紫外照射，記為 0 h，作為對(duì)照組。其余 5 組樣品在封閉室內(nèi)置于高臭氧紫外燈下照射 40 min、1.5 h、2.5 h、4 h、5.5 h，然后平衡 24 h。粉碎成煙末，過篩（60 目）。

1.2.2 測(cè)定方法 將樣品用高臭氧紫外燈按條件照射一定時(shí)間后，依據(jù)《YCT 31—1996 煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測(cè)定 烘箱法》、《YCT 159—2002 煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、《YCT 160—2002 煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、《YCT 173—2003 煙草及煙草制品中鉀的測(cè)定法 火焰光度法》、《YCT 162—2011 煙草及煙草制品 氯的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》，分別進(jìn)行待檢測(cè)樣品制備和測(cè)定水溶性糖、煙堿含量、鉀和氯含量。每個(gè)樣品做 3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 香味成分分析前處理 樣品 40 ℃烘干 2 h，粉碎，過 40 目篩。稱取樣品 25 g 放入 1000 mL 的燒瓶中，加入 350 mL 去離子水，并加入 126 g NaCl和幾顆沸石，連接到同時(shí)蒸餾萃取裝置的一端，另一端連接盛有 50 mL 二氯甲烷的小燒瓶中，60 ℃水浴加熱，同時(shí)蒸餾萃取 2 h，將小燒瓶取下，加入無水硫酸鈉置于冰箱中干燥過夜，再將萃取液 46 ℃水浴中濃縮至 1 mL，加入 15 μL 內(nèi)標(biāo)溶液，混勻，進(jìn)入全二維氣相色譜（GC/GC）分離，飛行時(shí)間質(zhì)譜（TOFMS）分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

利用 SPSS 的 Duncan's multiple range test進(jìn)行多組樣本間差異顯著性分析。

2 結(jié) 果

2.1 化學(xué)成分分析

本實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定了片煙、煙絲和切絲加料煙絲中的水溶性糖、煙堿、氯和鉀含量，分析其經(jīng)過不同時(shí)間紫外輻照后含量的變化，結(jié)果見表1～3。表1可以看出，片煙經(jīng)紫外照射后，水溶性糖及煙堿變化顯著，糖堿比也隨之改變，在 2.5 h 處達(dá)到最佳。氯含量有小幅降低，鉀含量變化不大。由表2可以看出，煙絲經(jīng)紫外照射后，水溶性糖發(fā)生較明顯變化，煙堿與氯含量有小幅降低，糖堿比在 2.5 h處達(dá)到最佳。由表3可以看出，加料煙絲的水溶性糖、煙堿、糖堿比以及鉀含量，氯含量整體差異性不大。對(duì)比表1～3 分析發(fā)現(xiàn)，紫外輻照對(duì)片煙和煙絲樣品有較強(qiáng)的改善作用，加料后進(jìn)行輻照影響效果有限。片煙及煙絲樣品在紫外輻照 2.5 h 糖堿比值達(dá)到最大值。

2.2 香味成分分析

選擇 2011 年曲靖 B2F 片煙的對(duì)照樣品與 2.5 h樣品進(jìn)行 GC/GC-TOFMS 條件下香味成分分析，并列舉了片煙經(jīng)紫外輻照 2.5 h 樣品比對(duì)照樣品含量超過 20%的典型香味物質(zhì)（表4）和片煙經(jīng)紫外輻照 2.5 h 比對(duì)照樣品新增物質(zhì)（表5）。

2.3 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

對(duì)比片煙測(cè)試樣品與對(duì)照樣品，以《煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法》[8]為基礎(chǔ)，采用 9 分制量化賦值。召集廠級(jí)感官質(zhì)量評(píng)委對(duì)曲靖 B2F片煙處理2.5 h 后樣品與對(duì)照進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸，結(jié)果見表6。綜合描述為：輻照后樣品香氣質(zhì)有明顯提高，香氣量略有上升，濃度略有下降，煙氣柔細(xì)度增強(qiáng)，勁頭下降明顯。

表1 片煙輻照后化學(xué)成分變化Table 1 Changes in chemical composition of sheet tobacco irradiation

表2 煙絲輻照后化學(xué)成分變化Table 2 Changes in chemical composition of tobacco irradiation

表3 加料煙絲輻照后化學(xué)成分變化Table 3 Changes in chemical composition of tobacco feeding irradiation

表5 紫外輻照處理 2.5 h 的片煙與對(duì)照樣品比較新增的物質(zhì)Table 5 The summary of new added substances content UV irradiated 2.5 h samples compared to the control sample of Qujing B2F sheet tobacco

3 討 論

經(jīng)過紫外線輻照后，片煙和煙絲樣品的測(cè)定組分中水溶性糖和煙堿含量變化較為明顯，氯含量基本呈下降趨勢(shì)，鉀含量基本保持不變。說明 UV/O3并用的相乘作用能有效改變煙葉的化學(xué)成分，加速煙葉內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。煙絲加料樣品數(shù)據(jù)與前兩種樣品數(shù)據(jù)區(qū)別較大，初步考慮為煙絲和煙絲加料狀態(tài)下含水率不同，且煙絲加料樣品料液成分中有外加糖源導(dǎo)致。

不同組別比較發(fā)現(xiàn)，紫外輻照對(duì)片煙化學(xué)成分影響最大。糖堿比是衡量煙葉品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合感官評(píng)價(jià)結(jié)果，煙葉經(jīng)過輻照 2.5 h 的紫外輻照其內(nèi)在品質(zhì)達(dá)到較好狀態(tài)。

表6 2011 年曲靖 B2F 片煙紫外輻照樣品感官質(zhì)量Table 6 The sensory quality evaluation of 2011 Qujing B2F ultraviolet alcoholism samples and compared samples

經(jīng)紫外輻射 2.5 h 后含量提升 20%的物質(zhì)中有很多為致香成分，比如 2-甲基戊酸表現(xiàn)出青草香氣，在 GB 2760—1996批準(zhǔn)為允許使用的食品香料；異喹啉，類似茴香油香味；香葉基丙酮，具有青香、果香、蠟香、木香，并有水果香韻。苯甲醛是頭香香料，還可作為食用香料和酒用香精；乙酸苯甲酯呈芳甜的茉莉香氣，有強(qiáng)烈的、甜潤(rùn)的、細(xì)膩的蜂蜜樣香味；苯乙醛具有類似風(fēng)信子的香氣，稀釋后具有水果的甜香氣，賦予青的頭香，有提調(diào)香氣的作用；煙酸甲酯屬天然等同香料；松油醇有松木和丁香似的香氣；大馬酮具有較強(qiáng)的花香香氣和良好的擴(kuò)散力。這些香味物質(zhì)有利于提升煙葉的香氣質(zhì)，從而進(jìn)一步提高煙葉可用性[9-11]。經(jīng)紫外輻照輻照 2.5 h 后樣品香味成分中增加的 20 種新物質(zhì)，其中也包括新增加的香味物質(zhì)和一些潛香類物質(zhì)，比如己醛具有天然的青草氣及蘋果香味；辛酸乙酯具有白蘭地酒香味?？梢姡?jīng)進(jìn)行適當(dāng)時(shí)間的紫外輻照有助于提升煙葉內(nèi)香氣成分的形成。這些物質(zhì)的產(chǎn)生和量的增加與輻照后樣品香氣質(zhì)有著緊密的聯(lián)系。

4 結(jié) 論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，UV/O3并用的相乘作用對(duì)煙草制品不同加工狀態(tài)樣品的化學(xué)成分影響差別較大。香味成分分析顯示，片煙樣品經(jīng)紫外輻照后已有香味物質(zhì)含量增加，同時(shí)伴有新的香味物質(zhì)的形成。感官評(píng)價(jià)結(jié)果也說明了紫外輻照對(duì)于提升煙葉內(nèi)在品質(zhì)是有效可行的。下一步實(shí)驗(yàn)將增加樣品類型，綜合分析不同產(chǎn)地、不同部位的煙葉樣品及煙草造紙法薄片產(chǎn)品在紫外輻照下的反應(yīng)效果。

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Effects of UV Radiation on the Internal Quality of Tobacco Top Leaves in Qujing of Yunnan

ZHENG Kai1,2, LI Mengshan1, LIU Yuanshang1, LI Huayu3, LUO Zhenbao4, LI Haoliang5*, XU Chunping1
(1. College of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China; 2. Xuchang Cigarette Factory, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd, Xuchang, Henan 461000, China; 3. Henan Cigarette Industry Tobacco Sheet Co., Ltd., Xuchang, Henan 461000, China; 4. Bijie Tobacco Company of Guizhou Province, Bijie, Guizhou 551700, China; 5. China Tobacco Henan Industry Co., Ltd, Zhengzhou 450002, China)

To investigate the effect of UV radiation on internal quality of tobacco top leaves, Cured B2F leaves from Qujing, Yunnan were collected and three processing samples (sheet tobacco, tobacco and tobacco feeding) were irradiated in close chamber by ultraviolet for different period. Then soluble sugar, alkali, chloride and potassium content of each sample were measured and then sheet tobacco was chose for GC/GC-TOFMS analysis and sensory evaluation. The results showed that treatment of UV/O3and UV irradiation for 2.5 hours to sheet tobacco, soluble sugar and alkali contents changed greatly, and chloride content decreased slightly. Fragrance substance analysis by GC/GC-TOFMS showed that the treatment cause the 39 kinds of fragrance substance contents increased by 20%, and generated 18 new fragrance substance. Sensory evaluation showed that UV irradiation significantly improved aroma and strength decreased significantly.

ultraviolet radiation; chemical constituent; aroma components; sensory

S572.099

1007-5119（2014）06-0080-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.06.016

鄭 凱，工程師，主要從事生物催化研究與煙草質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)。E-mail：zk81@163.com。*通信作者，E-mail：18822762@qq.com

2014-06-17

2014-11-06