去主脈烘烤對(duì)烤煙有機(jī)酸和中性致香物質(zhì)的影響

張真美，趙銘欽*，肖建國(guó)，王廣山，姬小明，陶 陶，趙 喆，高凈凈

去主脈烘烤對(duì)烤煙有機(jī)酸和中性致香物質(zhì)的影響

張真美1，趙銘欽1*，肖建國(guó)2，王廣山3，姬小明1，陶 陶1，趙 喆1，高凈凈1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院/國(guó)家煙草栽培生理生化研究基地，河南鄭州 450002;2.平頂山市煙草公司汝州市分公司，河南平頂山 467599;3.中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，河南鄭州 450000)

【目的】在去主脈烘烤方式下，對(duì)烤煙有機(jī)酸與中性致香成分含量及其關(guān)系進(jìn)行研究。【方法】采用熱風(fēng)循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)烤房對(duì)煙葉進(jìn)行烘烤，使用SPSS20.0對(duì)中性致香成分和有機(jī)酸含量進(jìn)行相關(guān)分析?！窘Y(jié)果】在去主脈烘烤中，中性致香成分總含量較常規(guī)烘烤增加44.64%，大部分中性致香成分較常規(guī)烘烤含量增加;有機(jī)酸總含量增加15.10%，富馬酸、丁二酸、蘋(píng)果酸和檸檬酸較常規(guī)烘烤含量增加，其他有機(jī)酸成分含量減少。相關(guān)性表明:有機(jī)酸含量與各類中性致香成分、有機(jī)酸含量與中性致香成分含量具有一定的極顯著或顯著相關(guān)性?！窘Y(jié)論】去主脈烘烤，香氣量和香氣質(zhì)都較常規(guī)烘烤高，其他評(píng)吸指標(biāo)基本持平，改善了烤煙的香吃味。

烤煙;主脈;有機(jī)酸;中性致香成分;相關(guān)性

【研究意義】去主脈烘烤作為一種前瞻性的烘烤調(diào)制方式，由于在烘烤前人為的降低了煙葉烘烤過(guò)程中排出的水分總量，可以有效的降低煙葉烘烤過(guò)程的能量成本，進(jìn)而降低煙葉生產(chǎn)過(guò)程中的總成本，提高經(jīng)濟(jì)效益?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】1983年10月，在華盛頓召開(kāi)的第37屆煙草化學(xué)家研討會(huì)上，JAWeyberew曾指出，去梗調(diào)制可以大大增加有用性，去梗調(diào)制所消耗的能源為全葉調(diào)制的41%，調(diào)制時(shí)間可以縮短55%，意味著投資將減少一半[1]。我國(guó)也有類似的研究，研究了去梗調(diào)制、烘烤，由于減少了最后的干筋階段時(shí)間，有利于節(jié)約能源與成本[2]。也有研究表明:在烘烤初始階段，葉片含水量沒(méi)有大的變化，而葉脈含水量卻顯著下降。若把葉片和葉脈分開(kāi)烘烤，同一時(shí)間內(nèi)，葉脈水分損失不大，而葉片含水量顯著減少[3]，這可能會(huì)直接影響煙葉生理生化變化規(guī)律并進(jìn)而對(duì)煙葉烘烤質(zhì)量產(chǎn)生影響。有機(jī)酸對(duì)煙草的品質(zhì)有重要影響[5-6]，很多有機(jī)酸及其衍生物是煙草香味的主要成分[7]。它們是三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，又是合成糖類、脂類和氨基酸的中間產(chǎn)物，直接影響煙葉及其制品的質(zhì)量，對(duì)煙葉的香氣貢獻(xiàn)顯著[8]。有機(jī)酸可以增加煙氣酸性、使煙氣醇和，使煙味變得甜潤(rùn)舒適[9]。對(duì)去主脈烘烤方式的研究，國(guó)內(nèi)主要集中在調(diào)制過(guò)程中烤煙的生理生化反應(yīng)方面，即水分動(dòng)態(tài)變化、各種酶的活性、物理外觀、化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性等方面研究[10-15]，對(duì)其中的變化關(guān)系研究鮮有報(bào)道。【本研究切入點(diǎn)】本文主要研究去主脈烘烤方式對(duì)烤煙上部葉有機(jī)酸和中性致香物質(zhì)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】為推廣去主脈烘烤節(jié)約能源及成本、提升經(jīng)濟(jì)效益提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料來(lái)自2015年汝州植煙區(qū)王寨鄉(xiāng)煙站，供試品種為中煙100，等級(jí)為C3F;該區(qū)域土壤各項(xiàng)化驗(yàn)指標(biāo)為:有機(jī)質(zhì)17.65 g/kg，全氮1.04 g/kg，有效磷34.20 mg/kg，速效鉀153.32 mg/kg。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，在3個(gè)相同的密集烤房同時(shí)進(jìn)行烘烤，每個(gè)處理設(shè)置10桿煙，其他烘烤工藝完全相同。

鮮煙葉的處理方法:選用長(zhǎng)勢(shì)一致的適熟煙葉，部分進(jìn)行去主脈處理，僅保留較小的葉脈，去主脈重量約占去梗前煙葉鮮重的35%～55%，去主脈烘烤的煙葉采用特殊工具進(jìn)行固定，2個(gè)處理每個(gè)重復(fù)設(shè)置10桿煙，分布在烤房的不同位置(排除烤房?jī)?nèi)位置差異對(duì)烤煙的影響)，另一個(gè)處理為常規(guī)烘烤。

煙葉樣品均按照《烤煙》(GB/T2635-92)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)選取具有代表性的初烤煙葉樣品4 kg。將1 kg煙樣用碾子粉粹后過(guò)60目篩，用于有機(jī)酸、中性致香成分的測(cè)定。將其余3 kg煙樣經(jīng)回潮后，加工成0.9～1.0 mm寬的煙絲，并對(duì)切后的煙絲進(jìn)行松散，卷制成不加香加料的單料煙，在溫度(22±1)℃、空氣相對(duì)濕度60%±2%的恒溫恒濕條件下，平衡水分48 h，存放于-6℃低溫環(huán)境中供感官評(píng)價(jià)使用。

1.2 有機(jī)酸的測(cè)定

試驗(yàn)共分析了11種有機(jī)酸，測(cè)定方法是使用HP5890Ⅱ-5972氣質(zhì)聯(lián)用儀采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量分析。GC/MS分析條件為:色譜柱:HP-5(60 m× 0.2 5 mm.i.d.×0.25μm d.f.);載氣及流速:He 0.8 mL·min-1;進(jìn)樣口溫度:250℃;傳輸線溫度: 280℃;離子源溫度:177℃;升溫程序:40℃(2 min)8℃min-1240℃(15 min);分流比和進(jìn)樣量:不分流進(jìn)樣1μl;電離能:70 eV;質(zhì)量數(shù)范圍:35～500 amu;MS譜庫(kù):NIST02。

1.3 中性致香物質(zhì)的測(cè)定

中性致香成分的提取采用水蒸氣蒸餾—二氯甲烷溶劑同時(shí)蒸餾萃取法[16]，所得樣品有機(jī)相以GC/ MS鑒定結(jié)果和NIST庫(kù)檢索定性，各組分相對(duì)含量以其峰面積所占總峰面積的百分比表示，并將中性致香成分按香味前體物分為類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物和新植二烯5大類。

1.4 感官品吸方法

感官評(píng)吸由吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心卷煙評(píng)吸委員會(huì)進(jìn)行。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，采用單料煙9分制評(píng)吸方式，即各個(gè)評(píng)吸指標(biāo)均按各自的質(zhì)量檔次進(jìn)行賦值計(jì)分，最后再計(jì)算評(píng)吸總得分。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理在Excel-2007和SPSS 20.0軟件中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤的有機(jī)酸含量分析

由表1顯示，去主脈烘烤方式下，有機(jī)酸總含量較常規(guī)烘烤總含量增加15.10%，有機(jī)酸各成分含量部分增加。較常規(guī)烘烤，去主脈烘烤方式增加幅度為蘋(píng)果酸(22.52%)＞富馬酸(14.64%)＞丁二酸(12.12%)＞檸檬酸(7.20%)。草酸、丙二酸、γ-戊酮酸、十六酸、亞油酸、油酸、十八酸等較常規(guī)烘烤含量減少。其中減少幅度最大的是γ-戊酮酸，其次是亞油酸。有機(jī)酸中含量最高的是蘋(píng)果酸，其次是檸檬酸，這與前人研究一致[17]。

2.2 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤的中性致香成分含量分析

由表2顯示，去主脈烘烤較常規(guī)烘烤中性致香物質(zhì)的總量增加44.64%，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物30.77%，芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物增加62.7%，棕色化降解產(chǎn)物增加28.22%，新植二烯增加45.80 %，其他類中性致香物質(zhì)總量減少34.94%。β-環(huán)檸檬醛、苯甲醇、3，4-二甲基-2，5呋喃二酮、茄酮、愈創(chuàng)木酚含量減少，其他中性致香物質(zhì)含量增加。增加幅度呈現(xiàn)出藏花醛(518.30%)＞苯乙醛(233.99%)＞苯甲醛(107.66%)＞6-甲基-5-庚烯-2-酮(104. 94%)，其他中性致香物質(zhì)增加幅度在1.47%～91.12%。常規(guī)烘烤中，3-羥基-β-二氫大馬酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇為痕量，去主脈烘烤含量分別為0. 252、1.406μg/g?？傮w分析，在去主脈烘烤方式下，烤煙的中性致香物質(zhì)多數(shù)成分含量增加，極少數(shù)的中性致香物質(zhì)成分含量有所減少。

表1 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤的有機(jī)酸含量分析Table 1 Analysis of organic acid content choppingmain vein and conventional baking(mg/g)

表2 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤的中性致香成分含量分析Table 2 Analysis of neutral aroma components content choppingmain vein and conventional baking(μg/g)

續(xù)表2 Continued table 2

2.3 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤有機(jī)酸含量與各類中性致香物質(zhì)含量的相關(guān)性分析

由表3顯示，有機(jī)酸總量與類胡蘿卜素類總量成顯著正相關(guān)，與芳香族氨基酸類總量、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物以及中性致香物質(zhì)總量顯著不相關(guān)，與其他類香氣總量成顯著負(fù)相關(guān)。草酸、丙二酸、十六酸、亞油酸、油酸和十八酸與類胡蘿卜素類總量相關(guān)性系數(shù)為負(fù)，富馬酸、丁二酸和蘋(píng)果酸與類胡蘿卜素類總量相關(guān)性系數(shù)為正，戊酮酸與類胡蘿卜素類總量成顯著負(fù)相關(guān)，檸檬酸與類胡蘿卜素類總量成顯著正相關(guān)。丙二酸和十六酸與芳香族氨基酸類總量成顯著負(fù)相關(guān)，蘋(píng)果酸與其成顯著正相關(guān)，草酸、戊酮酸、亞油酸、油酸、十八酸與其的相關(guān)性系數(shù)為負(fù)，富馬酸、丁二酸、檸檬酸與其的相關(guān)性系數(shù)為正。丁二酸與棕色化產(chǎn)物總量成極顯著正相關(guān)，富馬酸與其成顯著正相關(guān)，草酸、丙二酸、亞油酸、油酸、十八酸與其成顯著負(fù)相關(guān)，戊酮酸和十六酸與其的相關(guān)性系數(shù)為負(fù)，蘋(píng)果酸和檸檬酸與其的相關(guān)性系數(shù)為正。十六酸和十八酸與香氣其他總量成顯著正相關(guān)，蘋(píng)果酸與其成顯著負(fù)相關(guān)，草酸、丙二酸、戊酮酸、亞油酸和油酸與其的相關(guān)性系數(shù)為正，富馬酸、丁二酸和檸檬酸與其的相關(guān)性系數(shù)為負(fù)。富馬酸與香氣總量成極顯著正相關(guān)，草酸、亞油酸與油酸與香氣總量成極顯著負(fù)相關(guān)，丙二酸與其成顯著負(fù)相關(guān)，戊酮酸和十八酸與其的相關(guān)性系數(shù)為負(fù)，丁二酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸與其的相關(guān)性系數(shù)為正。

表3 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤有機(jī)酸含量與各類中性致香成分含量的相關(guān)系數(shù)矩陣Table3 Correlation coefficientmatrix of organic acid and all kinds of neutral aroma components content choppingmain vein and conventional baking

2.4 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤有機(jī)酸含量與中性致香成分含量的相關(guān)性分析

由表4顯示，香氣成分含量與有機(jī)酸成分含量存在極顯著性正負(fù)相關(guān)性。芳樟醇與富馬酸、二氫獼猴桃內(nèi)酯與丁二酸、巨豆三烯酮1與蘋(píng)果酸、巨豆三烯酮2與丁二酸、巨豆三烯酮3與丁二酸、螺巖蘭草酮與富馬酸、苯甲醛與蘋(píng)果酸、糠醇與蘋(píng)果酸、5-甲基糠醛與丁二酸、3，4-二甲基-2，5呋喃二酮與戊酮酸、2-乙?；量┡c丁二酸、β-二氫大馬酮與檸檬酸、香葉基丙酮與檸檬酸、2，6-壬二烯醛與有機(jī)酸總量等之間存在極顯著正相關(guān)。芳樟醇與草酸、亞油酸和油酸、β-二氫大馬酮和香葉基丙酮與戊酮酸、β-環(huán)檸檬醛與蘋(píng)果酸、螺巖蘭草酮與草酸、亞油酸和油酸、二氫獼猴桃內(nèi)酯與十八酸、巨豆三烯酮1與十六酸、巨豆三烯酮2與十八酸、巨豆三烯酮3與十八酸、苯甲醛與十六酸、糠醇與十六酸、3，4-二甲基-2，5呋喃二酮與檸檬酸、2-乙酰基吡咯與十八酸等之間存在極顯著負(fù)相關(guān)。香氣成分與有機(jī)酸成分含量之間存在顯著正負(fù)相關(guān)性，氧化異佛爾酮與蘋(píng)果酸、β-大馬酮與富馬酸、法尼基丙酮與丁二酸、苯甲醇與草酸等之間存在顯著相關(guān)性，芳樟醇與丙二酸、β-大馬酮與戊酮酸、二氫獼猴桃內(nèi)酯與丙二酸、巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮3與丙二酸、巨豆三烯酮4與戊酮酸等存在顯著負(fù)相關(guān)。其他香氣成分與有機(jī)酸含量之間存在一定的正負(fù)相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)不顯著。

表4 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤有機(jī)酸含量與中性致香成分含量的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 4 Correlation coefficientmatrix of organic acid and neutral aroma components content between choppingmain vein and conventional baking

續(xù)表4 Continued table 4

表5 不同烘烤方式對(duì)烤煙評(píng)吸質(zhì)量的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Table 5 Index statistics of differentways of backing on smoking quality in tobacco

2.5 去主脈烘烤與常規(guī)烘烤的感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

通過(guò)對(duì)2種不同烘烤方式的煙葉進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)吸，結(jié)果表明去主脈烘烤較常規(guī)烘烤總體質(zhì)量較好，具體表現(xiàn)在香氣質(zhì)、香氣量較高，濃度較濃。而雜氣、勁頭、余味、刺激性、燃燒性等評(píng)吸指標(biāo)表現(xiàn)基本一致(表5)。

3 討 論

烤煙中有機(jī)酸的含量在一定程度上可以反映出煙葉的品質(zhì)[17]，多元有機(jī)酸中的琥珀酸、蘋(píng)果酸和檸檬酸是還原糖分解代謝過(guò)程中的重要產(chǎn)物，它們的含量對(duì)改善煙葉香吃味影響很大[7]。Abadallah[18]認(rèn)為，在煙草中加入蘋(píng)果酸可降低煙草中游離態(tài)煙堿的含量和勁頭，使煙味柔和，而且蘋(píng)果酸占有機(jī)酸含量比重最高。蘋(píng)果酸、檸檬酸和草酸等非揮發(fā)性二元或三元羧酸雖然對(duì)煙氣的香味沒(méi)有明顯的直接作用，但能與生物堿結(jié)合成鹽，可以調(diào)節(jié)煙草的酸堿度，使吸味醇和，在煙氣中起平衡作用[19]。也有研究證明[20]，蘋(píng)果酸處理增加了致香物質(zhì)含量，對(duì)改善香氣質(zhì)有明顯作用。

烤煙中性致香物質(zhì)含量與其感官質(zhì)量是密切相關(guān)的[21-23]。在已有的研究里烤煙中性致香物質(zhì)含量由品種、栽培技術(shù)、生態(tài)因素、和烘烤技術(shù)共同決定的，其中品種和生態(tài)條件對(duì)香氣物質(zhì)含量的影響十分顯著，但烘烤技術(shù)對(duì)煙葉品質(zhì)也具有重要影響。對(duì)密集烘烤不同變黃溫濕度條件的研究表明低溫中濕變黃處理能提高煙葉中性致香物質(zhì)的含量[24]，盧賢仁等人[25]研究表明散葉和插簽裝煙方式可以增加烤后煙葉的中性致香成分含量，煙葉的香氣物質(zhì)含量與裝煙方式密切相關(guān)。李偉、宮長(zhǎng)榮等人研究表明通過(guò)調(diào)整裝煙密度，使煙葉在調(diào)制過(guò)程中生成更多特定類型的致香物質(zhì)，提高原料配伍能力[26]。以往的烘烤調(diào)制研究多集中在改變裝煙密度、裝煙方式、改變溫濕度等方面來(lái)改變烤煙有機(jī)酸和中性致香物質(zhì)含量，對(duì)直接處理鮮煙葉的方式鮮有研究，通過(guò)直接處理鮮煙葉烘烤技術(shù)是一種改善烤煙質(zhì)量的新探索，對(duì)烤煙各項(xiàng)指標(biāo)的影響值得研究思考。去主脈烘烤具有很多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也面臨很多問(wèn)題，即關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)煙葉采收、去主脈、裝煙、烤煙、分級(jí)等一系列問(wèn)題，關(guān)于烤房?jī)?nèi)的設(shè)計(jì)也需要進(jìn)一步改進(jìn)，真正實(shí)現(xiàn)去主脈烘烤的一體化，以提高煙葉的品質(zhì)、降低能耗、使煙葉生產(chǎn)生態(tài)化，減少不必要的環(huán)境污染等。

4 結(jié) 論

去主脈烘烤較常規(guī)烘烤，有機(jī)酸含量與中性致香成分含量都有所增加，其中中性致香成分含量增加較明顯。相關(guān)性分析可知，有機(jī)酸含量與各類中性致香物質(zhì)含量和有機(jī)酸含量與中性致香物質(zhì)成分含量都存在較強(qiáng)的相關(guān)性，這與程亮[27]的研究一致。蘋(píng)果酸與苯甲醛和糠醇含量存在極顯著正相關(guān);蘋(píng)果酸與苯乙醇、糠醛含量存在顯著正相關(guān);有機(jī)酸總量與苯甲醛糠醛和糠醇含量存在顯著正相關(guān)，蘋(píng)果酸與芳香族氨基酸總量存在顯著相關(guān)性?？梢?jiàn)適當(dāng)提高煙葉中蘋(píng)果酸含量，有利于煙葉內(nèi)中性致香物質(zhì)的形成。去主脈烘烤有利于提高烤煙有機(jī)酸和中性致香物質(zhì)成分的含量，兩者也存在一定的內(nèi)在轉(zhuǎn)化關(guān)系，具體關(guān)系需進(jìn)一步研究。感官評(píng)吸結(jié)果說(shuō)明去主脈烘烤，改善了煙葉香吃味，增加了煙葉的可用性，為去主脈烘烤提供一定的理論支持。

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(責(zé)任編輯 陳 虹)

Effect of Chopping M ain Vein Curing Application on Organic Acid and Neutral Aroma Com ponents in Flue-cured Tobacco Leaves

ZHANG Zhen-mei1，ZHAO Ming-qin1*，XIAO Jian-guo2，WANG Guang-shan3，JIXiao-ming1，TAO Tao1，ZHAO Zhe1，GAO Jing-jing1
(1.College of Tobacco Science，Henan Agricultural University，Henan Zhengzhou 450002，China;2.Ruzhou Branch of Pingdingshan Tobacco Company of Henan Province，Henan Pingdingshan 467599，China;3.Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC，Henan Zhengzhou 450000，China)

【Objective】The contentoforganic acid and neutralaroma componentsand the interrelation between them were studied in chopping main vein flue-cured tobacco.【Method】A heated air circulation standard curing barn wasused for baking tobacco leaves，and the correlation of the content of neutral fragrantwith organic acid was analyzed by SPSS20.0.【Result】Through baked in chopping themain vein，the total amount of neutral aroma componentswas increased by 44.64%than thatof conventional baking，and the contents of themost other neutral aroma components were increased than that of conventional baking.The total contents of organic acid were increased by 15.10%，among which fumaric acid，butanedioic acid，malic acid and citric acid contentswere increased than thatof conventional baking，and the other organic acid contentswere decreased.The correlation analysis showed that the organic acid contentwith all kinds of neutral aroma components or the contentof neutralaroma constituents had very significantly or significantly positive correlation.【Conclusion】Aroma quantity and quality was higher than that of conventional baking，and the other sensory quality evaluation index basically reached the same level.The way baked in choppingmain vein improved the aroma and flavor of flue-cured tobacco leaves.

Flue-cured tobacco;Main vein;Organic acid;Neutral aroma components;Correlation

S572

A

1001-4829(2017)8-1746-08

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.009

2016-09-16

吉林中煙項(xiàng)目(JY2013001);河南省洛陽(yáng)市煙草公司項(xiàng)目“洛陽(yáng)‘崤山'牌煙葉風(fēng)格特色解讀與品牌提升工程”(LYKJ2014001);河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(15A550017)

張真美(1988-)，碩士研究生，研究方向?yàn)闊煵莼瘜W(xué)與煙草質(zhì)量評(píng)價(jià)，E-mail:zhenmei8904@163.com;*為通訊作者:趙銘欽(1964-)，男，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，E-mail: zhaomingqin@126.com。