紫外輻照對(duì)配方葉絲內(nèi)在品質(zhì)的影響

許春平，王 充，趙珊珊，楊志強(qiáng)，劉 棟，鄭 凱*

（1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 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.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廣東廣州 510000）

紫外輻照對(duì)配方葉絲內(nèi)在品質(zhì)的影響

許春平1，王 充1，趙珊珊1，楊志強(qiáng)2，劉 棟3，鄭 凱2*

（1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 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.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廣東廣州 510000）

為研究紫外輻照對(duì)配方葉絲內(nèi)在品質(zhì)的影響，選擇黃金葉（硬帝豪）配方葉絲為試材，在密閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行不同時(shí)間的紫外輻照，然后對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)吸、化學(xué)常規(guī)成分分析及香味物質(zhì)的定性定量分析。感官評(píng)定結(jié)果表明，未經(jīng)紫外輻照樣品較紫外輻照后樣品的勁頭稍大，紫外輻照1.0 h時(shí)煙氣柔細(xì)度稍增強(qiáng)。紫外輻照對(duì)配方葉絲化學(xué)常規(guī)成分有顯著影響。水溶性總糖含量在紫外輻照1.0 h時(shí)增加，紫外輻照2.0、3.0 h時(shí)水溶性總糖降低，但含量均高于未處理葉絲；紫外輻照配方葉絲1.0、2.0 h時(shí)煙堿含量降低，紫外輻照配方葉絲2.0與3.0 h煙堿含量無顯著變化；還原糖含量在紫外輻照1.0 h時(shí)下降，輻照3.0 h時(shí)稍有升高；鉀氯比在紫外輻照1.0、2.0 h時(shí)無顯著變化，輻照3.0 h時(shí)稍有降低。GC/MS分析配方葉絲的香味物質(zhì)結(jié)果表明，紫外輻照3.0 h沒有紫外輻照1.0 h效果好，經(jīng)紫外輻照1.0 h后，酮類、烷烴、醛類、雜環(huán)類含量升高，一些致香物質(zhì)如芳樟醇、香葉基丙酮、螺巖蘭草酮、巨豆三烯酮和金合歡基丙酮等含量有所升高。綜上表明，紫外輻照配方葉絲1.0 h時(shí)，配方葉絲的品質(zhì)最佳。

紫外輻照；化學(xué)常規(guī)成分；香氣成分；感官評(píng)定

紫外輻照技術(shù)是利用紫外輻照使光子的能量轉(zhuǎn)移到物質(zhì)的原子或分子中去，當(dāng)能量恰好等于兩個(gè)能級(jí)之差時(shí)，將導(dǎo)致被輻照物質(zhì)微粒的吸收能量產(chǎn)生躍遷，激發(fā)產(chǎn)生活化分子或原子，并使之與物質(zhì)發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，導(dǎo)致物質(zhì)的降解、聚合與交聯(lián)改性的一種技術(shù)。其中波長(zhǎng)200 nm以下的短波長(zhǎng)紫外線能分解氧分子，生成的氧原子與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧。紫外線和臭氧具有強(qiáng)的氧化分解有機(jī)分子的能力，且兩者的并用具有相乘效果。

許多研究表明，利用紫外照射可以提高茶葉的香氣物質(zhì)數(shù)量和濃度［1-2］。輻照可以加速煙草醇化，改善吸食品質(zhì)［3-5］。Zacchini等［6］研究發(fā)現(xiàn)，在紫外照射作用下，煙葉細(xì)胞內(nèi)部過氧化氫含量大幅增加，進(jìn)而對(duì)煙葉致香物質(zhì)的組成及含量產(chǎn)生影響。

目前紫外對(duì)煙葉品質(zhì)的影響有進(jìn)一步研究。許春平等［7］研究UV照射對(duì)低次煙葉中性香味物質(zhì)和常規(guī)化學(xué)成分的影響的研究結(jié)果表明，UV照射使煙葉內(nèi)部的醇類、酯和內(nèi)酯類香味物質(zhì)的含量增加，酚類香味物質(zhì)含量顯著降低，醛類、呋喃類、氮雜環(huán)類和西柏烷醇類含量均在照射60 min時(shí)達(dá)到最高值。鄭凱等［8］研究紫外輻照對(duì)云南曲靖上部煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響結(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)照樣品含量增加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。

前期試驗(yàn)對(duì)低次煙葉及上部煙葉進(jìn)行了研究，尚未對(duì)配方葉絲進(jìn)行研究。本試驗(yàn)基于紫外輻照技術(shù)的原理，通過感官評(píng)價(jià)找到最佳條件，再探討紫外輻照對(duì)配方葉絲化學(xué)常規(guī)及香味成分的影響，掌握配方葉絲經(jīng)不同紫外輻照后內(nèi)在質(zhì)量的變化，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 材料和儀器

以煙草品種黃金葉（硬帝豪）配方葉絲為試材。供試試劑有二氯甲烷（天津市富宇精細(xì)化工有限公司），無水硫酸鈉（分析純），氯化鈉（開封市芳晶化學(xué)有限公司）。供試儀器有THZ-C型恒溫回旋振蕩器（江蘇太倉市華美生化儀器廠），PHS-3C型精密pH計(jì)（上海雷磁儀器廠），AA3型連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國(guó)SEALAnalytical公司），Agilent6890GC/5973MS氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司），PHILIPS TUV紫外燈（8 W，波長(zhǎng)243.7 nm，荷蘭Philips公司），同時(shí)蒸餾萃取儀。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理

取黃金葉（硬帝豪）配方煙絲2 000 g，分成4組，其中1組不進(jìn)行紫外處理，記為0 h，作為對(duì)照組。其余3組樣品置于高臭氧紫外燈下分別照射1.0、2.0、3.0 h，平衡24 h。粉碎成煙末，過篩（60目）。每組樣品進(jìn)行3次平行處理試驗(yàn)，以備感官評(píng)吸、化學(xué)常規(guī)成分及香味成分檢測(cè)使用。

1.2.2 紫外輻照前后感官評(píng)吸

將未經(jīng)紫外輻照的葉絲與紫外輻照1.0、2.0、3.0 h的葉絲分別按照每支煙總重（0.80±0.01）g的標(biāo)準(zhǔn)卷制樣品，按照國(guó)標(biāo)要求，在溫度（22± 2）℃、相對(duì)濕度（60±5）%的恒溫恒濕箱中平衡48 h。由河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司許昌卷煙廠12名評(píng)委組成卷煙評(píng)吸小組，從香氣質(zhì)、香氣量、濃度、柔細(xì)度、余味、雜氣、刺激性、勁頭、燃燒性和灰色10個(gè)指標(biāo)分別進(jìn)行評(píng)分。

1.2.3 紫外輻照對(duì)葉絲化學(xué)常規(guī)成分的影響

將1.2.1前處理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》［9］《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》［10］《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》［11］，《YCT 162-2011煙草及煙草制品氯的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》［12］《YCT 173-2003煙草及煙草制品中鉀的測(cè)定法火焰光度法》［13］，分別進(jìn)行待檢測(cè)樣品制備和測(cè)定水溶性糖、還原糖、煙堿、氯、鉀含量。每個(gè)樣品做3次平行試驗(yàn)。

1.2.4 紫外輻照對(duì)葉絲香味成分的影響

樣品處理。將1.2.1處理后的0 h（空白組）、1.0 h（試驗(yàn)組）、3.0 h（試驗(yàn)組）的煙末稱取30 g放入1 000 m L的燒瓶中，加入300 mL去離子水，并加入30 g NaCl和幾顆沸石，一端連接同時(shí)蒸餾萃取裝置，另一端連接盛有50 m L二氯甲烷的小燒瓶中，60℃水浴加熱，蒸餾萃取2.5 h，將小燒瓶取下，加入無水硫酸鈉置于冰箱中干燥過夜，再向萃取液中加入1 m L內(nèi)標(biāo)溶液，內(nèi)標(biāo)溶液選用乙酸苯乙酯，46℃水浴中濃縮至1 m L。每樣品做3次平行試驗(yàn)。

分析條件。色譜條件HP-5MS（60 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）；色譜柱載氣高純氦氣；進(jìn)樣口溫度280℃；流速3 m L·min-1；分流比5：1。升溫程序：起始溫度50℃保持2 m in，以8℃· m in-1升至200℃，再以2℃·min-1升至280℃，保持10 min。質(zhì)譜條件：接口溫度270℃，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，離子化方式EI，電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍35～550 m/z。

重復(fù)性考察。選擇部分香味成分（匹配度均大于90%），如香葉基丙酮、巨豆三烯酮等，分別計(jì)算不同紫外輻照時(shí)間及對(duì)照試驗(yàn)3次結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外輻照前后感官評(píng)吸

根據(jù)1.2.2做感官評(píng)吸，平行試驗(yàn)分?jǐn)?shù)計(jì)算平均值，得到紫外輻照前后感官評(píng)吸結(jié)果如表1。

表1 外輻照前后感官評(píng)吸的分值

表1表明，未經(jīng)紫外輻照樣品比紫外輻照后樣品的勁頭稍大些，紫外輻照1.0 h時(shí)煙氣柔細(xì)度增強(qiáng)，其他指標(biāo)變化不明顯。為進(jìn)一步研究紫外輻照對(duì)配方葉絲內(nèi)在質(zhì)量的影響，進(jìn)行化學(xué)常規(guī)分析與香味成分分析。

2.2 紫外輻照對(duì)葉絲化學(xué)常規(guī)成分的影響

2.2.1 水溶性總糖含量變化

如圖1所示，紫外輻照1.0 h時(shí)水溶性總糖含量增加，紫外輻照2.0、3.0 h時(shí)水溶性總糖依次降低，但均比空白樣品的水溶性總糖含量高。

圖1 不同紫外輻照時(shí)間對(duì)配方葉絲可溶性水溶性總糖含量的影響

2.2.2 煙堿含量變化

如圖2所示，紫外輻照配方葉絲1.0、2.0 h時(shí)煙堿含量依次降低，紫外輻照配方葉絲2.0、3.0 h煙堿含量無顯著變化。

圖2 不同紫外輻照時(shí)間對(duì)配方煙絲煙堿含量的影響

2.2.3 還原糖含量變化

如圖3所示，紫外輻照1.0 h時(shí)還原糖含量下降，紫外輻照3.0 h時(shí)還原糖含量升高，但低于空白樣品還原糖含量。

2.2.4 糖堿比的變化

如圖4所示，紫外輻照1.0 h時(shí)糖堿比升高，紫外輻照2.0、3.0 h與紫外輻照1.0 h無顯著變化。一般認(rèn)為糖堿比在6～10較為合適。適宜的糖堿比可使煙氣更加醇和，同時(shí)又能保持煙氣原有的的香氣、吃味及較為適宜的濃度和勁頭，從而使消費(fèi)者得到心理上和生理上的滿足。

2.2.5 鉀氯比的變化

如圖5所示，紫外輻射0、1.0、2.0 h時(shí)鉀氯比無顯著變化，紫外輻照3.0 h時(shí)鉀氯比稍有降低。鉀氯比是評(píng)價(jià)烤煙內(nèi)在質(zhì)量的重要依據(jù)之一，是衡量煙葉吸味和刺激性的重要指標(biāo)，其與卷煙的燃吸性有很大的相關(guān)性。

圖3 不同紫外輻照時(shí)間對(duì)配方葉絲還原糖含量的影響

圖4 不同紫外輻照時(shí)間對(duì)配方葉絲糖堿比的影響

圖5 不同紫外輻照時(shí)間對(duì)配方葉絲鉀氯比的影響

綜合分析，紫外輻照對(duì)配方葉絲化學(xué)常規(guī)成分有顯著的影響，且紫外輻照1.0 h時(shí)，配方葉絲化學(xué)常規(guī)成分分析結(jié)果相對(duì)較好，與感官評(píng)定結(jié)果一致。

2.3 紫外輻照對(duì)葉絲香味成分的影響

配方葉絲中部分香味成分如香葉基丙酮、巨豆三烯酮等的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，所選香味成分中僅有少數(shù)組分的RSD值超過10%。對(duì)于空白對(duì)照試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)的RSD平均值為4.79%；在紫外輻照1.0和3.0 h下，3次平行試驗(yàn)的RSD平均值分別為5.05%和5.19%，說明方法的重復(fù)性較好。

配方葉絲感官評(píng)吸與化學(xué)常規(guī)成分分析結(jié)果表明，在紫外輻照1.0 h時(shí)變化顯著，2.0、3.0 h變化不顯著。進(jìn)行香味成分分析時(shí)選擇試驗(yàn)組1.0 h，另外選擇試驗(yàn)組3.0 h對(duì)比變化趨勢(shì)。由于小分子的酸類微溶于二氯甲烷萃取溶劑，因此試驗(yàn)提取得到的香味成分主要為中性物質(zhì)。

表2 配方葉絲中代表性香味成分含量的RSD值

表3 紫外輻照前后的葉絲香味成分酮類和烷烴分析

對(duì)表3～4分析可知，經(jīng)紫外輻照1.0 h后，酮類、烷烴、醛類、雜環(huán)類升高，醇類、酸類、酯類、酚類物質(zhì)降低，一些特殊的致香物質(zhì)含量有所升高，如芳樟醇、香葉基丙酮、螺巖蘭草酮、巨豆三烯酮和金合歡基丙酮等。其中，香葉基丙酮和金合歡基丙酮是煙草的重要香味成分。香葉基丙酮具有新鮮的清香氣，微穿透性的玫瑰香，主要用于調(diào)配天然等同香精和天然產(chǎn)品替代物，可用于調(diào)配煙草香精，增強(qiáng)清甜香韻。芳樟醇主要用于配制菠蘿、桃、巧克力等香精和香辛料香精，用于食品和煙用香精中，能增加花香、清香，提高辛香韻味，與煙香諧調(diào)。烷基和烷氧基在噻唑環(huán)上的共同取代會(huì)產(chǎn)生青蔬菜氣味。烷氧基取代的增加會(huì)傾向于將氣味由青蔬菜向炒熟的蔬菜氣味變化。烷基含氧基的聯(lián)合取代數(shù)目增加也可給出令人期望香氣質(zhì)量的產(chǎn)物。吡啶可用于修飾煙草制品，賦予完整的自然韻味，并能增進(jìn)煙氣的吸味。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［14-16］。紫外輻照3.0 h后，比未經(jīng)輻照的葉絲香味物質(zhì)含量有所提高，但整體香氣物質(zhì)含量比輻照1.0 h后香味物質(zhì)含量降低，有一些特征香味物質(zhì)消失，如法尼基丙酮、螺巖蘭草酮、巨豆三烯酮等。

表4 紫外輻照前后的葉絲香味成分酸類等分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，紫外輻照1.0 h后提高了香味物質(zhì)的種類，增加一些香味物質(zhì)的含量，又生成一些特殊的致香物質(zhì)，使香味物質(zhì)多樣化，更加豐富，提高了香氣質(zhì)量。紫外輻照技術(shù)在提高和改善黃金葉（硬帝豪）葉絲香氣質(zhì)量方面有一定的作用，為后續(xù)研究不同加工工段及不同紫外輻照時(shí)間對(duì)葉絲香味成分的影響提供了依據(jù)。

3 小結(jié)

本文研究了紫外輻照對(duì)黃金葉（硬帝豪）所用配方葉絲內(nèi)在品質(zhì)的影響。感官評(píng)定結(jié)果表明，未經(jīng)紫外輻照樣品比紫外輻照后樣品的勁頭大，紫外輻照1.0 h時(shí)煙氣柔細(xì)度增強(qiáng)。紫外輻照1.0 h時(shí)配方葉絲的感官品質(zhì)最佳?；瘜W(xué)常規(guī)成分檢測(cè)結(jié)果表明，紫外輻照對(duì)配方葉絲化學(xué)常規(guī)成分有顯著的影響，水溶性總糖含量在紫外輻照1.0 h時(shí)增加，紫外輻照2.0、3.0 h時(shí)水溶性總糖依次降低，但含量均高于未處理的葉絲；紫外輻照配方葉絲1.0、2.0 h時(shí)煙堿含量依次降低，紫外輻照配方葉絲2.0、3.0 h煙堿含量無顯著變化；還原糖含量在紫外輻照1.0 h時(shí)下降，輻照3.0 h時(shí)稍有升高；鉀氯比在紫外輻照1.0、2.0 h時(shí)無顯著變化，輻照3.0 h時(shí)稍有降低。GC/MS分析配方葉絲的香味物質(zhì)結(jié)果表明，經(jīng)紫外輻照1.0 h后，酮類、烷烴、醛類、雜環(huán)類升高，醇類、酸類、酯類、酚類物質(zhì)降低，一些特殊的致香物質(zhì)含量有所升高，如芳樟醇、香葉基丙酮、螺巖蘭草酮、巨豆三烯酮和金合歡基丙酮等。

［1］ 李小娟，鄭國(guó)建，陳積霞，等.不同光源照射與碰青處理對(duì)攤青葉香氣的影響［J］.中國(guó)茶葉加工，2011（2）：13-18.

［2］ 張禎峴.UV-B對(duì)茶葉揮發(fā)性化合物形成的影響［D］.杭州：浙江大學(xué)，2008.

［3］ 玉溪金燦科技有限公司.優(yōu)化煙草上部原料煙葉的方法：03148831.5［P］.2004-04-07.

［4］ 彭程，周冀衡，張一揚(yáng)，等.60Co-γ輻照對(duì)煙梗主要化學(xué)成分的影響［J］.作物研究，2008，22（1）：33-35.

［5］ 孫平，顧毓敏，高遠(yuǎn)，等.自然條件下濾減紫外輻射對(duì)烤煙生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響［J］.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，26（S2）：6-13.

［6］ ZACCHINI M，DE A M.Spread of oxidative damage and antioxidative response through cell layers of tobacco callus after UV-C treatment［J］.Plant Physiology&Biochemistry，2004，42（5）：445-450.

［7］ 許春平，楊琛琛，鄭凱，等.UV照射對(duì)低次煙葉中性香味物質(zhì)和常規(guī)化學(xué)成分的影響［J］.煙草科技，2014，（7）：64-68.

［8］ 鄭凱，李萌姍，劉遠(yuǎn)上，等.紫外輻照對(duì)云南曲靖上部煙葉內(nèi)在品質(zhì)的影響［J］.中國(guó)煙草科學(xué)，2014，35（6）：80-84.

［9］ 煙草及煙草制品試樣的制備和水分測(cè)定烘箱法：YCT 31-1996［S］.

［10］ 煙草及煙草制品水溶性糖的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法：YCT 159-2002［S］.

［11］ 煙草及煙草制品總植物堿的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法YCT 160-2002［S］.

［12］ 煙草及煙草制品氯的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法：YCT 162-2011［S］.

［13］ 煙草及煙草制品中鉀的測(cè)定法火焰光度法：YCT 173-2003［S］.

［14］ 李曉.電子束輻照技術(shù)處理煙葉的實(shí)驗(yàn)研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2013.

［15］ 毛多斌，馬宇平，梅業(yè)安.卷煙配方和香精香料［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

［16］ ZIW，PENG J，ZHANG X，et al.Optimization of waste tobacco stem expansion by microwave radiation for biomassmaterial using response surface methodology［J］.Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers，2013，44（4）：678-685.

（責(zé)任編輯：張瑞麟）

S571

A

0528-9017（2017）01-0120-06

文獻(xiàn)著錄格式：許春平，王充，趙珊珊，等.紫外輻照對(duì)配方葉絲內(nèi)在品質(zhì)的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58（1）：120-125.

10.16178/j.issn.0528-9017.20170139

2016-05-12

河南中煙許昌卷煙廠合作項(xiàng)目（20141035）

許春平（1977-），教授，博士，主要研究方向?yàn)闊煵莨こ膛c生物催化。

鄭 凱，E-mail：zk81@163.com。