紫外輻照對配方葉絲內在品質的影響

許春平，王 充，趙珊珊，楊志強，劉 棟，鄭 凱*

（1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，河南鄭州 450002；2.河南中煙工業有限責任公司許昌卷煙廠，河南許昌 461000；3.廣東中煙工業有限責任公司技術中心，廣東廣州 510000）

紫外輻照對配方葉絲內在品質的影響

許春平1，王 充1，趙珊珊1，楊志強2，劉 棟3，鄭 凱2*

（1.鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，河南鄭州 450002；2.河南中煙工業有限責任公司許昌卷煙廠，河南許昌 461000；3.廣東中煙工業有限責任公司技術中心，廣東廣州 510000）

為研究紫外輻照對配方葉絲內在品質的影響，選擇黃金葉（硬帝豪）配方葉絲為試材，在密閉系統內進行不同時間的紫外輻照，然后對樣品進行感官評吸、化學常規成分分析及香味物質的定性定量分析。感官評定結果表明，未經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時煙氣柔細度稍增強。紫外輻照對配方葉絲化學常規成分有顯著影響。水溶性總糖含量在紫外輻照1.0 h時增加，紫外輻照2.0、3.0 h時水溶性總糖降低，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時下降，輻照3.0 h時稍有升高；鉀氯比在紫外輻照1.0、2.0 h時無顯著變化，輻照3.0 h時稍有降低。GC/MS分析配方葉絲的香味物質結果表明，紫外輻照3.0 h沒有紫外輻照1.0 h效果好，經紫外輻照1.0 h后，酮類、烷烴、醛類、雜環類含量升高，一些致香物質如芳樟醇、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，配方葉絲的品質最佳。

紫外輻照；化學常規成分；香氣成分；感官評定

紫外輻照技術是利用紫外輻照使光子的能量轉移到物質的原子或分子中去，當能量恰好等于兩個能級之差時，將導致被輻照物質微粒的吸收能量產生躍遷，激發產生活化分子或原子，并使之與物質發生一系列物理化學變化，導致物質的降解、聚合與交聯改性的一種技術。其中波長200 nm以下的短波長紫外線能分解氧分子，生成的氧原子與氧分子結合產生臭氧。紫外線和臭氧具有強的氧化分解有機分子的能力，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數量和濃度［1-2］。輻照可以加速煙草醇化，改善吸食品質［3-5］。Zacchini等［6］研究發現，在紫外照射作用下，煙葉細胞內部過氧化氫含量大幅增加，進而對煙葉致香物質的組成及含量產生影響。

目前紫外對煙葉品質的影響有進一步研究。許春平等［7］研究UV照射對低次煙葉中性香味物質和常規化學成分的影響的研究結果表明，UV照射使煙葉內部的醇類、酯和內酯類香味物質的含量增加，酚類香味物質含量顯著降低，醛類、呋喃類、氮雜環類和西柏烷醇類含量均在照射60 min時達到最高值。鄭凱等［8］研究紫外輻照對云南曲靖上部煙葉內在品質的影響結果表明，在UV/O3并用的相乘作用下（185 nm波長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，鉀含量基本不變。GC/GC-TOFMS香味物質分析表明，比對照樣品含量增加20%的典型香味物質有39種，新生成的香味物質有18種。感官評價結果顯示，紫外輻照后的樣品香氣質有較明顯提高，香氣量略有上升，勁頭下降明顯。說明紫外輻照技術對提升卷葉內在品質是有效可行的。

前期試驗對低次煙葉及上部煙葉進行了研究，尚未對配方葉絲進行研究。本試驗基于紫外輻照技術的原理，通過感官評價找到最佳條件，再探討紫外輻照對配方葉絲化學常規及香味成分的影響，掌握配方葉絲經不同紫外輻照后內在質量的變化，以期為實際生產中紫外輻照技術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（天津市富宇精細化工有限公司），無水硫酸鈉（分析純），氯化鈉（開封市芳晶化學有限公司）。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（上海雷磁儀器廠），AA3型連續流動分析儀（德國SEALAnalytical公司），Agilent6890GC/5973MS氣質聯用儀（美國Agilent公司），PHILIPS TUV紫外燈（8 W，波長243.7 nm，荷蘭Philips公司），同時蒸餾萃取儀。

1.2 試驗方法

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組不進行紫外處理，記為0 h，作為對照組。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）。每組樣品進行3次平行處理試驗，以備感官評吸、化學常規成分及香味成分檢測使用。

1.2.2 紫外輻照前后感官評吸

將未經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的標準卷制樣品，按照國標要求，在溫度（22± 2）℃、相對濕度（60±5）%的恒溫恒濕箱中平衡48 h。由河南中煙工業有限責任公司許昌卷煙廠12名評委組成卷煙評吸小組，從香氣質、香氣量、濃度、柔細度、余味、雜氣、刺激性、勁頭、燃燒性和灰色10個指標分別進行評分。

1.2.3 紫外輻照對葉絲化學常規成分的影響

將1.2.1前處理樣品用高臭氧紫外燈按條件照射一定時間后依據《YCT 31-1996煙草及煙草制品試樣的制備和水分測定烘箱法》［9］《YCT 159-2002煙草及煙草制品水溶性糖的測定連續流動法》［10］《YCT 160-2002煙草及煙草制品總植物堿的測定連續流動法》［11］，《YCT 162-2011煙草及煙草制品氯的測定連續流動法》［12］《YCT 173-2003煙草及煙草制品中鉀的測定法火焰光度法》［13］，分別進行待檢測樣品制備和測定水溶性糖、還原糖、煙堿、氯、鉀含量。每個樣品做3次平行試驗。

1.2.4 紫外輻照對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（試驗組）、3.0 h（試驗組）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內標溶液，內標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。

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，質量掃描范圍35～550 m/z。

重復性考察。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，分別計算不同紫外輻照時間及對照試驗3次結果的相對標準偏差（RSD）。

2 結果與討論

2.1 紫外輻照前后感官評吸

根據1.2.2做感官評吸，平行試驗分數計算平均值，得到紫外輻照前后感官評吸結果如表1。

表1 外輻照前后感官評吸的分值

表1表明，未經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時煙氣柔細度增強，其他指標變化不明顯。為進一步研究紫外輻照對配方葉絲內在質量的影響，進行化學常規分析與香味成分分析。

2.2 紫外輻照對葉絲化學常規成分的影響

2.2.1 水溶性總糖含量變化

如圖1所示，紫外輻照1.0 h時水溶性總糖含量增加，紫外輻照2.0、3.0 h時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 不同紫外輻照時間對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 不同紫外輻照時間對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時還原糖含量下降，紫外輻照3.0 h時還原糖含量升高，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時鉀氯比無顯著變化，紫外輻照3.0 h時鉀氯比稍有降低。鉀氯比是評價烤煙內在質量的重要依據之一，是衡量煙葉吸味和刺激性的重要指標，其與卷煙的燃吸性有很大的相關性。

圖3 不同紫外輻照時間對配方葉絲還原糖含量的影響

圖4 不同紫外輻照時間對配方葉絲糖堿比的影響

圖5 不同紫外輻照時間對配方葉絲鉀氯比的影響

綜合分析，紫外輻照對配方葉絲化學常規成分有顯著的影響，且紫外輻照1.0 h時，配方葉絲化學常規成分分析結果相對較好，與感官評定結果一致。

2.3 紫外輻照對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標準差（RSD）結果如表2所示。

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

配方葉絲感官評吸與化學常規成分分析結果表明，在紫外輻照1.0 h時變化顯著，2.0、3.0 h變化不顯著。進行香味成分分析時選擇試驗組1.0 h，另外選擇試驗組3.0 h對比變化趨勢。由于小分子的酸類微溶于二氯甲烷萃取溶劑，因此試驗提取得到的香味成分主要為中性物質。

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

對表3～4分析可知，經紫外輻照1.0 h后，酮類、烷烴、醛類、雜環類升高，醇類、酸類、酯類、酚類物質降低，一些特殊的致香物質含量有所升高，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，主要用于調配天然等同香精和天然產品替代物，可用于調配煙草香精，增強清甜香韻。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。烷基和烷氧基在噻唑環上的共同取代會產生青蔬菜氣味。烷氧基取代的增加會傾向于將氣味由青蔬菜向炒熟的蔬菜氣味變化。烷基含氧基的聯合取代數目增加也可給出令人期望香氣質量的產物。吡啶可用于修飾煙草制品，賦予完整的自然韻味，并能增進煙氣的吸味。這些香味物質有利于提升煙葉的香氣質，從而進一步提高煙葉可用性［14-16］。紫外輻照3.0 h后，比未經輻照的葉絲香味物質含量有所提高，但整體香氣物質含量比輻照1.0 h后香味物質含量降低，有一些特征香味物質消失，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

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

3 小結

本文研究了紫外輻照對黃金葉（硬帝豪）所用配方葉絲內在品質的影響。感官評定結果表明，未經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時煙氣柔細度增強。紫外輻照1.0 h時配方葉絲的感官品質最佳。化學常規成分檢測結果表明，紫外輻照對配方葉絲化學常規成分有顯著的影響，水溶性總糖含量在紫外輻照1.0 h時增加，紫外輻照2.0、3.0 h時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時下降，輻照3.0 h時稍有升高；鉀氯比在紫外輻照1.0、2.0 h時無顯著變化，輻照3.0 h時稍有降低。GC/MS分析配方葉絲的香味物質結果表明，經紫外輻照1.0 h后，酮類、烷烴、醛類、雜環類升高，醇類、酸類、酯類、酚類物質降低，一些特殊的致香物質含量有所升高，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。

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（責任編輯：張瑞麟）

S571

A

0528-9017（2017）01-0120-06

文獻著錄格式：許春平，王充，趙珊珊，等.紫外輻照對配方葉絲內在品質的影響［J］.浙江農業科學，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目（20141035）

許春平（1977-），教授，博士，主要研究方向為煙草工程與生物催化。

鄭 凱，E-mail：zk81@163.com。