自然醇化對煙葉化學(xué)組分及致香物質(zhì)的影響

王衛(wèi)峰　章友愛　陳子楓　盧燕回　王春

摘要：【目的】為了解自然醇化過程中煙葉化學(xué)組分的變化及其對復(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)同倉儲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個月后煙葉中的基本化學(xué)組分、有機酸、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)、有機酸、香味物質(zhì)均隨醇化進行有先增加后減少的趨勢。自然醇化2、3個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)烤后煙葉的有機酸、總香味物質(zhì)、中性香氣組分的水平，且在醇化3—4個后復(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：TS4 文獻標識碼：A 文章編號：1003—4374（2016）02—0008—06

醇化是卷煙生產(chǎn)過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)、煙氣醇和細膩、雜氣減少、刺激性減小、余味改善、燃燒性增強。初烤煙葉隨著放置時間延長，煙葉會發(fā)生品質(zhì)變化，因而影響打葉復(fù)烤后的片煙品質(zhì)，這主要是因為煙葉在放置過程中進行了自然醇化，這一過程受氣候環(huán)境條件等眾多因素的綜合影響，是一個極其復(fù)雜的品質(zhì)變化過程。通過醇化對煙葉品質(zhì)的提升，不僅和復(fù)烤煙醇化時間有關(guān)，還與初烤煙葉醇化周期密不可分。目前國內(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，對初烤煙葉自然醇化研究較少。因此，我們對初烤煙自然醇化過程中內(nèi)在化學(xué)成分變化特點及自然醇化對復(fù)烤煙香味成分的影響進行了研究，旨在為初烤煙葉和復(fù)烤煙相結(jié)合的協(xié)同倉儲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個等級的初烤煙。

1.2取樣方法

將初烤煙葉密封儲存，于廣西靖西縣煙葉中轉(zhuǎn)倉中進行自然醇化。供試地8月一次年1月的平均溫度和相當濕度見表1。試驗于2012年8月17日一2013年1月17日間進行。以密封時（2012年8月17日）為自然醇化起始，分別在醇化1、2、3、4和5個月后進行打葉復(fù)烤。打葉復(fù)烤前后分別在煙垛隨機取樣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濕度

1.3測定方法

蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法；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定片煙中還原糖和總糖的含量；淀粉含量測定采用酸水解法；有機酸及脂肪酸含量測定采用甲酯化一氣相色譜法；用石油醚浸提法測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，對煙氣醇和性與芳香性具有一定的作用。自然醇化1-5個月后，B2F（上部葉）、C3F（中部葉）和X2F（下部葉）3個等級煙葉中淀粉平均含量則隨著自然醇化時間的延長有先升高后降低的趨勢（見表2）。上、中、下部煙葉中淀粉的平均含量在開始醇化1個月時的19.44%增加至3個月時的20.78%（見表2）。醇化4、5個月后，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間的延長而改變的規(guī)律相似。但是，中部葉和上部葉中淀粉含量隨醇化時間變化的幅度較大。不同葉位的煙葉在醇化4-5個月后，煙葉中的淀粉含量的變化不大，但有低于醇化初期（1個月）的趨勢。與淀粉的變化情況不同，在醇化1-5個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個月后，煙葉的蛋白質(zhì)含量變動在8.23%-13.58%之間（見表2）。醇化最初的前兩個月，煙葉中的蛋白質(zhì)含量相似。但在醇化3-4個月后，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1-5個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，說明在自然醇化過程中煙葉的揮發(fā)油揮發(fā)散失量不大。

可見，自然醇化雖然對煙葉中的水溶性糖、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。醇化4-5個月后煙葉中的淀粉減少而蛋白質(zhì)含量有所增加。

2.2自然醇化對初烤煙葉的有機酸組成及含量的影響

煙草中可檢測出丙酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、草酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸等20種有機酸。這些有機酸的總量隨著醇化時間的延長而增加（見表3）。醇化1、2、3、4、5個月后，有機酸含量分別為35.84、96.32、157.37、59.92mg，g，達到醇化1個月時的1.11、2.99、4.89、1.86倍。醇化5個月后的含量（59.92mg/g）僅為醇化4月時的38.08%。

不同有機酸對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，從而對平衡煙氣勁頭和強度具有重要作用，間接地影響煙氣的香吃味。醇化過程中，這三種有機酸含量發(fā)生急劇的改變（見表3）。與總有機酸含量的變化趨勢相似，這三種有機酸的含量隨醇化時間的延長而增加，到達高峰后降低。并且，醇化過程中這些有機酸的變化幅度更大。自然醇化4個月后，煙葉中檸檬酸、草酸、蘋果酸之和達到最高水平。此時，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，達到醇化1個月時的含量（1.83mg/g）的53.84倍。

煙草中的揮發(fā)酸對煙氣香味的貢獻較大。一般認為，煙葉等級越高，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（見表3）。醇化4月后，達到最大值（119.11mg/g），是醇化1個月時（4.86mg/g）的24.51倍。然而，醇化5個月后，揮發(fā)性酸含量（53.98mg/g）明顯降低，僅為最大值時的45.32%。

醇化1-5個月后，煙葉中揮發(fā)性有機酸占有機酸總量的比例明顯提高。并且，這些比例隨著醇化時間的延長而明顯提高。醇化1個月時的比例僅為15.10%，而醇化5個月后，此比例達到90.09%。可見，相對于對總有機酸的影響，自然醇化增加揮發(fā)性有機酸的作用更大，這無疑有利于增強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，不飽和高級脂肪酸一般具有刺激性，使煙氣粗糙。飽和高級脂肪酸和不飽和高級脂肪酸的含量雖然在自然醇化后均隨著醇化時間的延長而增加（見表3）。但是，不飽和高級脂肪酸的比例卻隨著醇化時間的延長而明顯降低。這些結(jié)果說明，自然醇化有利于提高煙葉的吸味品質(zhì)。

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

2.3自然醇化對初烤煙葉香味成分含量的影響

可測到煙葉中的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（見圖1）。醇化2個月后，香味成分的含量有增加的趨勢。但醇化3個月后，這些香味組分的含量降低（圖1）。醇化2-5個月后，香味物質(zhì)總量是醇化開始時的

自然醇化對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（見表4）。然而，醛類、醇類、稀類組分的含量則隨著醇化的進行有先增后減的趨勢。醛類、醇類、稀類組分的含量均在醇化2-3個月后達到最大值。

烤煙經(jīng)過自然醇化后，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個月后煙葉中的中性香味物質(zhì)含量從醇化1個月時的150.86mg/kg增加至268.02和249.39mg/kg（見表4）。然而，自然醇化4月后，中性香味組分含量減少，至醇化5個月時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個月后達到最大值（見表5）。然而，醇化4個月后，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)。茄酮則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。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，在醇化2、3個月后達到最大值（見表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)隨著醇化的進行均有先增后減的趨勢。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個月后到達最大值。

2.4自然醇化對打葉復(fù)烤煙香味成分的影響

自然醇化也影響打葉復(fù)烤煙的有機酸和香味成分的含量（見表7）。自然醇化3、4個月后，打葉復(fù)烤煙的有機酸和香味成分總含量增加，且B2F、C3F和X2F葉中的有機酸和香味成分總含量隨自然醇化時間的延長而改變的趨勢相似。相對于初烤煙，打葉復(fù)烤煙香味組分含量較高（>100%）（見圖2）。自然醇化3、4個月后打葉復(fù)烤煙中的有機酸、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個月的含量（見圖2）。醇化3個月時有機酸的平均含量80.17mg/g是醇化2個月和4個月時的2.81倍和1.51倍（見表7）。醇化3個月是總香味物質(zhì)的平均含量（488.84mg/kg）是醇化2個月（393.66mg，kg）和4個月（407.65mg，kg）時的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（見圖2）。并且，自然醇化3月增加的趨勢更突出。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月時達到較高水平（見表8）。B2F、C3F和X2F葉中的趨勢相似。新植二烯、茄酮、苯甲醇等香味組分也在醇化3月后達到較高水平（見表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個月經(jīng)打葉復(fù)烤后煙葉有機酸、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。