烤煙自然醇化過程中類胡蘿卜素降解產物含量變化及其與感官質量的關系

王玉華，王德權，高政緒，姜振玲，席元肖，方敏，劉春菊，杜傳印*

(1.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261205； 2.濰坊市坊子區農業農村局，山東 濰坊 261200)

類胡蘿卜素降解產物是烤后煙葉中一類重要中性致香物質，主要來源于煙葉成熟、調制、醇化等過程中類胡蘿卜素的降解轉化，目前在煙草中已發現的類胡蘿卜素降解產物大約有80種[1]。諸多研究表明，該類物質對煙葉感官質量，尤其是香氣質和香氣量有著極其重要的影響。姜慧娟等[2]研究表明，二氫獼猴桃內酯和巨豆三烯酮-1等物質對烤煙香氣質和香氣量有著直接的正向作用。李俊麗等[3]研究表明，巨豆三烯酮-3對香氣質有著直接正向作用；巨豆三烯酮-2對香氣質有著不利影響，但對香氣量有著正向的作用。李曉婷等[4]認為，類胡蘿卜素降解產物含量多少與煙葉香型風格之間關系極為密切，濃香型煙葉類胡蘿卜素降解產物含量要顯著高于中間香型和清香型煙葉。目前，關于類胡蘿卜素降解產物含量變化的動態研究多集中在烤煙成熟過程及烘烤過程中[5-10]。而對醇化過程中類胡蘿卜素降解產物變化研究相對較少。研究表明，烤后煙葉經過自然醇化其外觀質量與內在品質均有著顯著的提升[11-17]，這種改變與內部化學成分的變化是密不可分的。本文利用濰坊煙葉進行醇化試驗，檢測不同醇化時期類胡蘿卜素降解產物含量變化情況，同時對其與感官質量的關系進行探究分析，以初步探索當地煙葉在醇化過程中類胡蘿卜素降解產物及感官品質變化規律，以期為煙葉醇化提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗材料為初烤原煙，等級為B2F和C3F。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

初烤原煙經打葉復烤處理成片煙后在自然條件下進行醇化，以后每隔固定時間取樣，具體方法如下。

原煙經打葉復烤后，作為第一次取樣。同時開始醇化，以后每隔半年取樣一次，共計取樣7次，每份樣品每次取樣5 kg，所取樣品經磨末和切絲卷制后置于冰柜(不高于-18 ℃)中冷凍保存，所有樣品集中檢測。

每份樣品取500 g煙葉剪成細片狀，置于60 ℃烘箱中烘干，烘干后用機器磨成粉末，并過40目篩(孔徑0.42 mm)，將過篩粉末立即裝人潔凈干燥的密封袋中密閉保存，備用。其余煙葉切絲后制成卷煙，進行感官質量評價。

1.2.2 檢測方法

稱取25 g煙末，加入20 g氯化鈉、400 mL去離子水，充分搖勻后，以乙酸苯乙酯作為內標，利用二氯甲烷作為提取溶劑進行同時蒸餾萃取，蒸餾3 h后將提取液用無水硫酸鈉干燥，干燥后氮吹濃縮至10 mL，將濃縮后的溶液裝入進樣小瓶，待測。

色譜柱HP-FFAP(HP-FFAP Polyethylene Glycol，TP:1526.53718，50.0 m×320 μm×0.50 μm)；進樣口240 ℃；輔助加熱器280 ℃；載氣為氦氣；流速1.0 mL·min-1；進樣量1 μL；分流比10∶1；升溫程序：初始溫度70 ℃，以2 ℃·min-1速率升至100 ℃，保持5 min，以2 ℃·min-1升至110 ℃，以2.5 ℃·min-1速率升至140 ℃，保持2 min，然后以5 ℃·min-1速率升至190 ℃，最后以5 ℃·min-1速率升至230 ℃，保持20 min后運行30 min。

電離方式EI源，離子源溫度230 ℃；電離能量70 eV；四級桿溫度150 ℃，傳輸線溫度280 ℃；溶劑延遲4 min；選擇離子掃描模式。

依據YC/T 138—1998《煙草及煙草制品感官評價方法》、GB 5606.4—2005《卷煙第4部分：感官技術要求》進行樣品感官質量鑒定。

1.3 數據處理

利用SAS9.1軟件及Excel等統計軟件對所測數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 自然醇化過程中類胡蘿卜素降解產物含量變化

由圖1可知，醇化過程中煙葉類胡蘿卜素降解產物總量提高，且不同部位變化趨勢一致，在醇化前12個月，含量增速較快，醇化12～18個月含量有所減低，醇化18個月之后含量呈波動式上升趨勢，醇化36個月時含量達到最大值，上部葉和中部葉較醇化前分別提高了55.6%和39.4%。方差分析結果表明，醇化過程中上部和中部葉類胡蘿卜素降解產物總量變化均達到極顯著水平。整個過程中上部葉類胡蘿卜素降解產物含量始終高于中部葉，醇化開始時兩者差異為5.05 μg·g-1，醇化結束時，上部葉較中部葉高出16.1 μg·g-1，差異進一步變大。

圖1 自然醇化過程中類胡蘿卜素降解產物含量

在自然醇化前6個月內，上部葉和中部葉類胡蘿卜素降解產物含量分別提高了17.5%和13.5%。醇化6～12個月，上部葉和中部葉含量分別提高12.6%和10.7%，該段時間內含量變化均未達到顯著水平；但兩部位煙葉在醇化12個月后較醇化開始時含量均有顯著提高，并且上部葉含量變化達到極顯著水平。12～18個月，上部葉和中部葉含量均呈現下降趨勢，兩部位分別下降了13.3%和8.1%。18個月時，兩部位煙葉類胡蘿卜素降解產物含量與醇化開始時無顯著差異。18個月后，類胡蘿卜素降解產物含量開始回升，18～24個月期間，上部葉含量極顯著提升了16.87 μg·g-1，中部葉提高了9.92 μg·g-1。24～30個月期間，兩部位類胡蘿卜素降解產物含量均有一定程度下降，但均未達到顯著水平。醇化30個月后，含量有所增加，36個月時含量達到最大值。

2.2 17種類胡蘿卜素降解產物在醇化過程中變化

表1所示為17種類胡蘿卜素降解產物在醇化過程中含量變化情況。巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-3、巨豆三烯酮-4、氧化異佛爾酮-2、二氫獼猴桃內酯、香葉醇在醇化過程中含量呈現上升趨勢。

方差分析結果顯示，巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-4、氧化異佛爾酮-2、香葉醇含量在上部和中部葉中變化均達到顯著水平，其中，巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2含量顯著提升發生在醇化0～6個月，在上部葉中該段時間含量增加量占醇化過程總提高量的比例分別為43.6%和39.9%，中部葉占比分別為55.7%和47.7%。氧化異佛爾酮-2含量顯著提升發生在醇化18～24個月，該期間上部葉和中部葉含量增加量分別占總提高量的66.7%和50.0%。

巨豆三烯酮-4、香葉醇含量是逐漸提升的，無

表1 自然醇化過程中17種類胡蘿卜素降解產物含量

注：同一行數據沒有相同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

明顯快速提升期。二氫獼猴桃內酯在上部葉含量變化達到顯著水平。

β-紫羅蘭酮、β-環檸檬醛、異佛爾酮、藏紅花醛含量呈現下降趨勢。方差分析結果表明，β-紫羅蘭酮、β-環檸檬醛、藏紅花醛在不同部位醇化前后含量變化均達到顯著水平，異佛爾酮在上部葉中醇化前后含量變化達到顯著水平。四種物質含量快速下降期主要集中在醇化前18個月，該段時間各物質含量下降值占總下降值比例均在66.7%以上。醇化后期含量逐漸趨向穩定。β-二氫大馬酮、β-大馬酮、金合歡基丙酮A在醇化過程中含量較為穩定；香葉基丙酮、芳樟醇、2-甲基-2-庚烯-6-酮在醇化過程中含量變化無明顯規律可尋。

2.3 類胡蘿卜素降解產物與感官質量關系

表2為類胡蘿卜素降解產物與煙葉感官質量的關系，分析可得，二者之間存在一定的相關性。在上部葉中，類胡蘿卜素降解產物與香氣質、香氣量和余味之間簡單相關關系為負相關，與雜氣、刺激性和總分之間簡單相關關系為正相關，且與刺激性之間簡單相關關系達到顯著水平；與感官質量之間偏相關關系均為負相關，其中與香氣量和余味之間偏相關關系達到顯著水平。在中部葉中，類胡蘿卜素降解產物與各項感官指標之間的簡單相關關系均為正相關，偏相關關系均為負相關，且與香氣質和余味指標之間的偏相關關系達到顯著水平，相關系數分別為-0.299和-0.323。

表2 類胡蘿卜素降解產物與感官質量相關系數

注：*表示相關關系在0.05水平上的顯著，**表示相關關系在0.01水平上的顯著，表3同。

綜上說明，類胡蘿卜素降解產物對不同部位煙葉感官質量的直接作用是不利的；在上部葉中，對香氣質、香氣量和余味的間接作用是不利的，對雜氣、刺激性和總分的間接作用是有利的，且對刺激性的間接作用是顯著有利的；在中部葉中，對感官質量的間接作用是有利的，但影響均未達到顯著水平。

分析表3可以得出，二氫獼猴桃內酯、β-大馬酮、金合歡基丙酮A與香氣質和余味指標呈顯著或極顯著的正相關關系；2-甲基-2-庚烯-6-酮、β-環檸檬醛、β-二氫大馬酮等6種物質與香氣質和雜氣指標呈顯著或極顯著的負相關。β-二氫大馬酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、藏紅花醛4種物質與香氣量和余味指標呈顯著或極顯著地負相關。巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-4、香葉醇、二氫獼猴桃內酯、β-大馬酮、金合歡基丙酮A與刺激性指標呈顯著正相關；β-二氫大馬酮、香葉基丙酮與刺激性指標呈顯著負相關；β-環檸檬醛、β-紫羅蘭酮、藏紅花醛與刺激性呈極顯著負相關。

表3 17種類胡蘿卜素降解產物與感官質量指標的相關系數

3 討論

類胡蘿卜素降解產物含量在醇化過程中總體趨勢是增加的，但是在12～18個月上部和中部葉均有一定程度的下降，隨后繼續呈現上升趨勢，出現這一現象似乎與總變化趨勢存在一定矛盾。原因可能在于醇化第12～18個月正處于夏季，高溫高濕的自然條件一定程度上促進了該類物質的降解轉化，導致含量降低。而同期煙葉在人工醇化條件下類胡蘿卜素降解產物含量未出現如此明顯的波動[18]，一定程度上也驗證了這一觀點。至于更深層次的原因，在以后的研究中將進一步探索。

本研究中，類胡蘿卜素降解產物與感官質量關系個別結論與前人研究存在一定的差異，如巨豆三烯酮與香氣質的關系較多的表現為負相關，而胡建軍等[19]研究結論為正相關，分析原因可能在于受煙葉中其他類物質的干擾，一定程度上影響了該種物質本身的作用效果。

類胡蘿卜素降解產物與感官質量關系在簡單相關和偏相關關系上表現不一致，甚至出現相反的關系，如直接作用是不利的，而間接作用是有利的。原因可能在于，煙葉感官質量受多種物質的影響[20-22]，使得煙葉表現出的感官質量是多種物質綜合作用的結果，其中任何一種物質含量發生改變都會在一定程度上影響整體感官品質。本研究中，同種物質在不同部位中與感官質量關系表現不一致，原因可能在于不同部位煙葉各物質含量比例存在差異。

4 小結

自然醇化過程中，不同部位煙葉類胡蘿卜素降解產物變化趨勢是一致的，即隨著醇化時間的增加呈升高趨勢，在醇化0～12個月期間，類胡蘿卜素降解產物總量變化呈上升態勢，醇化12個月之后含量呈波動上升趨勢，在醇化結束時含量達到最大值。上部葉類胡蘿卜素降解產物含量始終高于中部葉含量，且隨著醇化過程的推進，部位間含量差異逐漸擴大。不同物質在醇化過程中的變化規律不一致，其中，巨豆三烯酮、氧化異佛爾酮-2、二氫獼猴桃內酯等含量是逐漸升高的，β-紫羅蘭酮、β-環檸檬醛等含量是逐漸降低的，β-大馬酮、金合歡基丙酮A等含量無顯著變化。

類胡蘿卜素降解產物與煙葉感官質量關系較為密切。不同物質對感官質量的作用存在差異。金合歡基丙酮A、β-大馬酮對香氣質有顯著的有利影響；巨豆三烯酮類物質、香葉醇、二氫獼猴桃內酯對刺激性指標有顯著的有利影響。β-環檸檬醛、β-二氫大馬酮、香葉基丙酮對煙葉感官質量有著顯著的不利作用。