自然醇化對(duì)煙葉化學(xué)組分及致香物質(zhì)的影響

王衛(wèi)峰　章友愛(ài)　陳子楓　盧燕回　王春

摘要：【目的】為了解自然醇化過(guò)程中煙葉化學(xué)組分的變化及其對(duì)復(fù)烤煙品質(zhì)的影響，為初烤煙葉和復(fù)烤煙相結(jié)合的協(xié)同倉(cāng)儲(chǔ)醇化研究提供理論基礎(chǔ)。【方法】凱氏定氮法、酸水解法、甲酯化一氣相色譜、石油醚浸提法等。【內(nèi)容】研究分析了自然醇化1—5個(gè)月后煙葉中的基本化學(xué)組分、有機(jī)酸、香味組分的含量及組成。【結(jié)果】自然醇化有利于初烤煙中淀粉、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸和香味物質(zhì)等成分的轉(zhuǎn)化，初烤煙中的淀粉、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、香味物質(zhì)均隨醇化進(jìn)行有先增加后減少的趨勢(shì)。自然醇化2、3個(gè)月后初烤煙的中性致香物質(zhì)總量及其重要組分（β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、茄酮、苯甲醇）較高。自然醇化也有利于提高打葉復(fù)烤后煙葉的有機(jī)酸、總香味物質(zhì)、中性香氣組分的水平，且在醇化3—4個(gè)后復(fù)烤煙的中性致香物質(zhì)及其重要組分水平較高。【結(jié)論】自然醇化有利于打葉復(fù)烤煙的吃味品質(zhì)的形成。

關(guān)鍵詞：自然醇化；煙葉；化學(xué)組分；致香物質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003—4374（2016）02—0008—06

醇化是卷煙生產(chǎn)過(guò)程中改善煙葉吸味品質(zhì)和提高煙葉可用性必不可少的重要環(huán)節(jié)。醇化是改善煙葉質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)之一。煙葉醇化可促進(jìn)煙葉內(nèi)在化學(xué)成分轉(zhuǎn)化，使煙葉香氣透發(fā)、煙氣醇和細(xì)膩、雜氣減少、刺激性減小、余味改善、燃燒性增強(qiáng)。初烤煙葉隨著放置時(shí)間延長(zhǎng)，煙葉會(huì)發(fā)生品質(zhì)變化，因而影響打葉復(fù)烤后的片煙品質(zhì)，這主要是因?yàn)闊熑~在放置過(guò)程中進(jìn)行了自然醇化，這一過(guò)程受氣候環(huán)境條件等眾多因素的綜合影響，是一個(gè)極其復(fù)雜的品質(zhì)變化過(guò)程。通過(guò)醇化對(duì)煙葉品質(zhì)的提升，不僅和復(fù)烤煙醇化時(shí)間有關(guān)，還與初烤煙葉醇化周期密不可分。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于烤煙的最佳醇化周期的研究局限于復(fù)烤片煙，對(duì)初烤煙葉自然醇化研究較少。因此，我們對(duì)初烤煙自然醇化過(guò)程中內(nèi)在化學(xué)成分變化特點(diǎn)及自然醇化對(duì)復(fù)烤煙香味成分的影響進(jìn)行了研究，旨在為初烤煙葉和復(fù)烤煙相結(jié)合的協(xié)同倉(cāng)儲(chǔ)醇化研究提供理論基礎(chǔ)。

1材料和方法

1.1供試材料

供試材料為2011年種植的云煙85的B2F、C3F和X2F3個(gè)等級(jí)的初烤煙。

1.2取樣方法

將初烤煙葉密封儲(chǔ)存，于廣西靖西縣煙葉中轉(zhuǎn)倉(cāng)中進(jìn)行自然醇化。供試地8月一次年1月的平均溫度和相當(dāng)濕度見(jiàn)表1。試驗(yàn)于2012年8月17日一2013年1月17日間進(jìn)行。以密封時(shí)（2012年8月17日）為自然醇化起始，分別在醇化1、2、3、4和5個(gè)月后進(jìn)行打葉復(fù)烤。打葉復(fù)烤前后分別在煙垛隨機(jī)取樣1kg按下述方法分析其化學(xué)成分。

表1靖西縣月平均溫度及相對(duì)濕度

1.3測(cè)定方法

蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用凱氏定氮法；用常溫水振蕩提取煙葉水溶性總糖法，結(jié)合銅還原高錳酸鉀返滴法測(cè)定片煙中還原糖和總糖的含量；淀粉含量測(cè)定采用酸水解法；有機(jī)酸及脂肪酸含量測(cè)定采用甲酯化一氣相色譜法；用石油醚浸提法測(cè)定片煙中石油醚提取物的含量；香味成分采用按照蒸餾萃取一氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法。

2結(jié)果與分析

2.1自然醇化對(duì)初烤煙基本化學(xué)組分的影響

煙葉中的水溶性糖和淀粉參與調(diào)節(jié)煙氣酸堿平衡，對(duì)煙氣醇和性與芳香性具有一定的作用。自然醇化1-5個(gè)月后，B2F（上部葉）、C3F（中部葉）和X2F（下部葉）3個(gè)等級(jí)煙葉中淀粉平均含量則隨著自然醇化時(shí)間的延長(zhǎng)有先升高后降低的趨勢(shì)（見(jiàn)表2）。上、中、下部煙葉中淀粉的平均含量在開(kāi)始醇化1個(gè)月時(shí)的19.44%增加至3個(gè)月時(shí)的20.78%（見(jiàn)表2）。醇化4、5個(gè)月后，淀粉含量卻分別降低至17.23%和13.26%。不同葉位煙葉中的淀粉含量隨自然醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而改變的規(guī)律相似。但是，中部葉和上部葉中淀粉含量隨醇化時(shí)間變化的幅度較大。不同葉位的煙葉在醇化4-5個(gè)月后，煙葉中的淀粉含量的變化不大，但有低于醇化初期（1個(gè)月）的趨勢(shì)。與淀粉的變化情況不同，在醇化1-5個(gè)月后煙葉中的水溶性總糖、還原糖含量變化不大。

蛋白質(zhì)含量是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。煙葉中的蛋白質(zhì)與煙葉的燃燒性、煙氣的香氣成分、煙葉的香味品質(zhì)和安全性密切相關(guān)。自然醇化1-5個(gè)月后，煙葉的蛋白質(zhì)含量變動(dòng)在8.23%-13.58%之間（見(jiàn)表2）。醇化最初的前兩個(gè)月，煙葉中的蛋白質(zhì)含量相似。但在醇化3-4個(gè)月后，煙葉中的蛋白質(zhì)含量有所增加，而后降低。

煙葉的石油醚提取物與煙葉的質(zhì)量和可用性一般呈正比。煙葉經(jīng)過(guò)1-5個(gè)月的自然醇化后其中的石油提取物的含量也未發(fā)生明顯變化，說(shuō)明在自然醇化過(guò)程中煙葉的揮發(fā)油揮發(fā)散失量不大。

可見(jiàn)，自然醇化雖然對(duì)煙葉中的水溶性糖、還原糖、乙醚提取物含量的影響不大，但淀粉和蛋白質(zhì)含量有隨著醇化有先增后減的趨勢(shì)。醇化4-5個(gè)月后煙葉中的淀粉減少而蛋白質(zhì)含量有所增加。

2.2自然醇化對(duì)初烤煙葉的有機(jī)酸組成及含量的影響

煙草中可檢測(cè)出丙酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、草酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸等20種有機(jī)酸。這些有機(jī)酸的總量隨著醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而增加（見(jiàn)表3）。醇化1、2、3、4、5個(gè)月后，有機(jī)酸含量分別為35.84、96.32、157.37、59.92mg，g，達(dá)到醇化1個(gè)月時(shí)的1.11、2.99、4.89、1.86倍。醇化5個(gè)月后的含量（59.92mg/g）僅為醇化4月時(shí)的38.08%。

不同有機(jī)酸對(duì)煙氣的香吃味的影響不同。草酸、蘋果酸、檸檬酸是煙草中重要有機(jī)酸，在平衡煙氣的pH值，調(diào)節(jié)煙氣中游離煙堿、質(zhì)子煙堿的比例，從而對(duì)平衡煙氣勁頭和強(qiáng)度具有重要作用，間接地影響煙氣的香吃味。醇化過(guò)程中，這三種有機(jī)酸含量發(fā)生急劇的改變（見(jiàn)表3）。與總有機(jī)酸含量的變化趨勢(shì)相似，這三種有機(jī)酸的含量隨醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，到達(dá)高峰后降低。并且，醇化過(guò)程中這些有機(jī)酸的變化幅度更大。自然醇化4個(gè)月后，煙葉中檸檬酸、草酸、蘋果酸之和達(dá)到最高水平。此時(shí)，上中下部煙葉中檸檬酸、草酸、蘋果酸含量的平均值為98.53mg/g，達(dá)到醇化1個(gè)月時(shí)的含量（1.83mg/g）的53.84倍。

煙草中的揮發(fā)酸對(duì)煙氣香味的貢獻(xiàn)較大。一般認(rèn)為，煙葉等級(jí)越高，揮發(fā)酸含量也越高。自然醇化后煙葉中的揮發(fā)酸含量也迅速增加（見(jiàn)表3）。醇化4月后，達(dá)到最大值（119.11mg/g），是醇化1個(gè)月時(shí)（4.86mg/g）的24.51倍。然而，醇化5個(gè)月后，揮發(fā)性酸含量（53.98mg/g）明顯降低，僅為最大值時(shí)的45.32%。

醇化1-5個(gè)月后，煙葉中揮發(fā)性有機(jī)酸占有機(jī)酸總量的比例明顯提高。并且，這些比例隨著醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯提高。醇化1個(gè)月時(shí)的比例僅為15.10%，而醇化5個(gè)月后，此比例達(dá)到90.09%。可見(jiàn)，相對(duì)于對(duì)總有機(jī)酸的影響，自然醇化增加揮發(fā)性有機(jī)酸的作用更大，這無(wú)疑有利于增強(qiáng)煙葉的酸性和提高煙葉的吸味品質(zhì)。

煙草中的飽和脂肪酸可使煙氣柔和并具有脂肪樣氣味，不飽和高級(jí)脂肪酸一般具有刺激性，使煙氣粗糙。飽和高級(jí)脂肪酸和不飽和高級(jí)脂肪酸的含量雖然在自然醇化后均隨著醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而增加（見(jiàn)表3）。但是，不飽和高級(jí)脂肪酸的比例卻隨著醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯降低。這些結(jié)果說(shuō)明，自然醇化有利于提高煙葉的吸味品質(zhì)。

可見(jiàn)，自然醇化強(qiáng)烈影響煙葉的有機(jī)酸含量和組成，醇化有利于提高煙葉的總有機(jī)酸含量及檸檬酸、蘋果酸、草酸、揮發(fā)性有機(jī)酸含量和比重，但降低不飽和高級(jí)脂肪酸的比重。

2.3自然醇化對(duì)初烤煙葉香味成分含量的影響

可測(cè)到煙葉中的45種香味成分，其中新植二烯、石竹烯、1-戊烯3-酮、氧化石竹烯、異香橙烯、6-甲基5-庚烯-二酮、5，5-二甲基-6-（3-甲基-1，3-丁二烯基）-7-氧雜雙環(huán)[4.1.0]庚1-基乙酸酯、茄酮、糠醛、苯甲醇、α-紅沒(méi)藥烯、β-大馬酮、4-（3-羥基-6，6-二甲基-2-亞甲基環(huán)己-3-丁烯-2-酮是主要組分。自然醇化影響著45種香味成分的總量（見(jiàn)圖1）。醇化2個(gè)月后，香味成分的含量有增加的趨勢(shì)。但醇化3個(gè)月后，這些香味組分的含量降低（圖1）。醇化2-5個(gè)月后，香味物質(zhì)總量是醇化開(kāi)始時(shí)的

自然醇化對(duì)不同香味成分的影響不同。醇化后桐類、脂類、酸類和烷類物質(zhì)有減少的趨勢(shì)（見(jiàn)表4）。然而，醛類、醇類、稀類組分的含量則隨著醇化的進(jìn)行有先增后減的趨勢(shì)。醛類、醇類、稀類組分的含量均在醇化2-3個(gè)月后達(dá)到最大值。

烤煙經(jīng)過(guò)自然醇化后，中性香味物質(zhì)增加，有利于提高煙葉的香氣質(zhì)和香氣量。自然醇化2、3個(gè)月后煙葉中的中性香味物質(zhì)含量從醇化1個(gè)月時(shí)的150.86mg/kg增加至268.02和249.39mg/kg（見(jiàn)表4）。然而，自然醇化4月后，中性香味組分含量減少，至醇化5個(gè)月時(shí)這些組分的含量下降至105.70mg/kg，僅為最高值（268.02mg/kg）的39.43%。

類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是煙草中關(guān)鍵的中性香味物質(zhì)。自然醇化后檢測(cè)到芳樟醇、異佛爾酮、β-大馬酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮a、巨豆三烯酮b、巨豆三烯酮c巨豆三烯酮d、螺巖蘭草酮等類胡蘿卜素降解產(chǎn)物，這些物質(zhì)的總含量在自然醇化后均增加，并在醇化2、3個(gè)月后達(dá)到最大值（見(jiàn)表5）。然而，醇化4個(gè)月后，這些物質(zhì)的含量降低。

羅蘭酮、大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯是重要類胡蘿卜素降解產(chǎn)物，紫羅蘭酮、大馬酮可增加煙草的花香香味而二氫獼猴桃內(nèi)酯可消除刺激性。自然醇化也影響羅蘭酮、大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯含量，自然醇化2、3個(gè)月后，煙葉中的羅蘭酮、大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯含量均增加。但自然醇化4、5個(gè)月后，煙葉中的羅蘭酮、大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯含量降低。

新植二烯是葉綠素的降解產(chǎn)物，而苯甲醇是苯丙氨酸裂解產(chǎn)物，均是煙葉重要的香氣物質(zhì)。茄酮?jiǎng)t是腺毛分泌物西柏烷類的主要降解產(chǎn)物，可以作為衡量煙葉表面分泌物形成香味物質(zhì)量多少的重要指標(biāo)。自然醇化后，煙葉中的新植二烯、茄酮、苯甲醇均有先增后減的趨勢(shì)，在醇化2、3個(gè)月后達(dá)到最大值（見(jiàn)表6）。

上述結(jié)果表明，自然醇化有利于煙葉香味物質(zhì)的形成和轉(zhuǎn)化。煙葉中的香味物質(zhì)隨著醇化的進(jìn)行均有先增后減的趨勢(shì)。煙葉中的香味物質(zhì)總量、中性香味物質(zhì)、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物及其重要致香組分（β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯）、茄酮、苯甲醇等物質(zhì)的含量均在醇化2、3個(gè)月后到達(dá)最大值。

2.4自然醇化對(duì)打葉復(fù)烤煙香味成分的影響

自然醇化也影響打葉復(fù)烤煙的有機(jī)酸和香味成分的含量（見(jiàn)表7）。自然醇化3、4個(gè)月后，打葉復(fù)烤煙的有機(jī)酸和香味成分總含量增加，且B2F、C3F和X2F葉中的有機(jī)酸和香味成分總含量隨自然醇化時(shí)間的延長(zhǎng)而改變的趨勢(shì)相似。相對(duì)于初烤煙，打葉復(fù)烤煙香味組分含量較高（>100%）（見(jiàn)圖2）。自然醇化3、4個(gè)月后打葉復(fù)烤煙中的有機(jī)酸、香味成分含量均增加。并且，自然醇化3月的含量高于醇化2、4個(gè)月的含量（見(jiàn)圖2）。醇化3個(gè)月時(shí)有機(jī)酸的平均含量80.17mg/g是醇化2個(gè)月和4個(gè)月時(shí)的2.81倍和1.51倍（見(jiàn)表7）。醇化3個(gè)月是總香味物質(zhì)的平均含量（488.84mg/kg）是醇化2個(gè)月（393.66mg，kg）和4個(gè)月（407.65mg，kg）時(shí)的1.24倍和1.20倍。

自然醇化也影響打葉復(fù)烤煙香味物質(zhì)的組成。打葉復(fù)烤后煙葉中的中性香味組分的含量增加（見(jiàn)圖2）。并且，自然醇化3月增加的趨勢(shì)更突出。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及其中的β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯等中性香味組分的含量也是醇化3月時(shí)達(dá)到較高水平（見(jiàn)表8）。B2F、C3F和X2F葉中的趨勢(shì)相似。新植二烯、茄酮、苯甲醇等香味組分也在醇化3月后達(dá)到較高水平（見(jiàn)表9）。

3結(jié)論

結(jié)果表明，自然醇化有利于初烤煙中基本化學(xué)組成物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，提高初烤煙、打葉復(fù)烤煙中有機(jī)酸、總香味物質(zhì)及主要致香組分（中性香味組分、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、苯丙氨酸裂解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物等）含量。并且，初烤煙在自然醇化3、4個(gè)月經(jīng)打葉復(fù)烤后煙葉有機(jī)酸、總香味物質(zhì)及其中性組分含量增加，且復(fù)烤煙葉中類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物、茄酮、苯甲醇等重要香味物質(zhì)的含量較高，有利于打葉復(fù)烤煙的吃味品質(zhì)的形成。