不同產(chǎn)地?zé)煵菥偷奶崛〖盎瘜W(xué)組成分析

段昊沅， 朱 凱*，楊 菁， 馮 奇， 陸誠瑋

(1.南京林業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 南京 210037； 2.南京林業(yè)大學(xué) 江蘇省林業(yè)資源高效加工利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037； 3.上海新型煙草制品研究院有限公司，上海 200082)

煙草(NicotianatabacumLinn.)是茄科煙草屬植物，一年生或有限多年生草本，全體被腺毛，根粗壯。煙草是我國煙草制品的主要原料，是一種嗜用作物，其化學(xué)成分的組成和含量決定著卷煙及煙草制品的感官質(zhì)量與危害性[1]。煙草精油是從煙草中提取出的具有煙草特征氣味的一類化合物，具有揮發(fā)性[2]，主要成分為萜烯類、揮發(fā)性酸類、脂類、醛類、芳香環(huán)類、雜環(huán)類以及生物堿等[3]，其具有多種用途，添加到香煙中可以增加香煙的香氣，提升香煙的感官質(zhì)量[4]，也可作為驅(qū)蟲劑[5]。Boonyaroj等[6]研究發(fā)現(xiàn)，使用溶劑萃取法得到的煙草精油產(chǎn)品有助于減少殺蟲劑使用量，易于降解，在環(huán)境中不會(huì)殘留。同時(shí)，煙草精油也是一些戒煙產(chǎn)品的重要原料，主要用于新型電子煙的開發(fā)[7],因此，煙草精油對(duì)健康煙草市場的發(fā)展非常重要。目前煙草精油的提取方法有水蒸氣蒸餾法和有機(jī)溶劑萃取法[8]。其中有機(jī)溶劑萃取法存在有機(jī)溶劑的殘留問題，會(huì)危害吸煙者的健康，不符合綠色健康的環(huán)境友好發(fā)展理念。水蒸氣蒸餾法的綠色、安全、優(yōu)質(zhì)、低成本的優(yōu)點(diǎn)使其成為煙草精油的主要提取方法。鄔帥帆等[9]對(duì)水蒸氣蒸餾法的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，探究了浸潤時(shí)間、蒸餾時(shí)間及NaCl濃度對(duì)產(chǎn)率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：最佳蒸餾條件為浸潤時(shí)間2 h，蒸餾時(shí)間6 h，蒸餾體系中NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%。高宏建等[10]通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)對(duì)水蒸氣蒸餾法提取煙草精油工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到最佳工藝條件為蒸餾時(shí)間2 h，料液比1 ∶35(g ∶mL)，浸泡時(shí)間0.5 h，NaCl 2%。目前研究主要關(guān)注煙草精油提取工藝的優(yōu)化，對(duì)于不同產(chǎn)地?zé)煵菥偷奶崛〖盎瘜W(xué)組成研究很少涉及。本研究采用水蒸氣蒸餾法分別提取了四川、貴州和福建這3個(gè)不同產(chǎn)地的煙草精油，對(duì)其產(chǎn)率進(jìn)行了對(duì)比，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)儀對(duì)精油組成成分的含量進(jìn)行了分析對(duì)比，研究了產(chǎn)地對(duì)煙草精油產(chǎn)率、組成成分和含量及香氣的影響，以期為不同煙草制品的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

煙草(產(chǎn)地四川、貴州和福建)，由上海煙草公司提供。煙草為烤煙煙葉碎片，含水率9.5%。

GC-2010Plus氣相色譜儀，日本島津公司；TRACE DSQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國FINNIGAN公司。

1.2 煙草精油的提取

稱取絕干烤煙煙葉60 g，加入蒸餾水800 mL和NaCl 5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以水質(zhì)量計(jì))于1 000 mL三口燒瓶中，浸泡潤濕1.5 h,加熱至微沸有回流時(shí)開始計(jì)時(shí)，蒸餾8 h后靜置冷卻。使用少量乙醚沖洗揮發(fā)油測定器3次，用移液槍取出上層油層置于玻璃瓶中，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去殘留的乙醚得到煙草精油。稱質(zhì)量計(jì)算煙草中精油的得率。

1.3 GC-MS分析

用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量分析。色譜條件：DB-5彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm)；載氣He，流速1 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；FID檢測器溫度280 ℃；初溫60 ℃，保持1 min，以15 ℃/min升溫到250 ℃，保持10 min；進(jìn)樣量0.4 μL。質(zhì)譜條件：EI離子源250 ℃，四極桿溫度150 ℃，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍33～450 u，電子倍增管電壓1 347 V。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同產(chǎn)地對(duì)煙草精油得率的影響

采用水蒸氣蒸餾法提取四川、貴州和福建這3個(gè)產(chǎn)地的煙草精油，精油得率分別為0.085 1%、 0.107 5%和0.139 1%，福建煙草得油率最高，四川煙草得油率最低，比福建的低了38.8%。

2.2 不同產(chǎn)地?zé)煵菥偷幕瘜W(xué)組成分析

采用GC-MS對(duì)煙草精油化學(xué)組成進(jìn)行分析，GC-MS分析總離子流色譜圖如圖1所示。

a.福建 Fujian; b.貴州 Guizhou; c.四川 Sichuan

經(jīng)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫檢索對(duì)比，并經(jīng)GC-MS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按峰面積歸一法計(jì)算各組分的GC含量，產(chǎn)自福建、貴州和四川的煙草通過水蒸氣蒸餾法提取的煙草精油的化學(xué)組成見表1。

表1 不同產(chǎn)地?zé)煵菥偷幕瘜W(xué)組成

由表1可知，不同產(chǎn)地?zé)煵莸木椭饕煞只鞠嗤?。通過水蒸氣蒸餾得到的煙草精油共檢測出28種揮發(fā)性成分。煙草精油中重要致香成分是新植二烯[11]、反-9-十八碳烯酸甲酯、茄酮[12-13]、 1,5,9-三甲基-12-(1-異丙基)- 4,8,13-環(huán)十四碳烯-1,3-二醇[14]等。由表可以看出，這4種致香成分在3個(gè)不同產(chǎn)地的煙草精油中均存在。制備的煙草精油中未檢測到煙堿，可能是因?yàn)闊焿A的水溶性較強(qiáng)，在水蒸氣蒸餾的過程中未能與水分離。

由表還可以看出，福建煙草精油主要含新植二烯39.86%、反-9-十八碳烯酸甲酯23.84%、十七烷酸甲酯6.86%和棕櫚酸甲酯6.09%；貴州煙草精油主要含新植二烯44.88%、反-9-十八碳烯酸甲酯14.54%、茄酮10.14%和1,5,9-三甲基-12-(1-異丙基)- 4,8,13-環(huán)十四碳烯-1,3-二醇7.47%；四川煙草精油主要含新植二烯36.12%、反-9-十八碳烯酸甲酯18.49%、 3-(4,8,12-三甲基十三烷基)呋喃8.76%、棕櫚酸甲酯6.16%和4-(4，6-二甲基-3-環(huán)己烯基)-3-戊烯-2-酮5.55%。

2.3 香氣感官評(píng)價(jià)

以《煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法》(YC/T 138—1998)[15]和《基于消費(fèi)體驗(yàn)的中式卷煙感官評(píng)價(jià)方法》(YC/T 564—2018)[16]的評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)，對(duì)3個(gè)不同產(chǎn)地的煙草精油的香氣品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。產(chǎn)自貴州的煙草精油草本香味最為突出，其具有明顯的甘草香氣，煙草本香突出，香氣濃郁、厚實(shí)，這可能與其較高的新植二烯及茄酮含量有關(guān)。因?yàn)榍淹?、大馬烯酮等物質(zhì)在增加抽吸時(shí)煙氣濃度、醇和煙氣的抽吸口感、突出細(xì)膩感、增加甜潤感方面具有重要作用[17-19]。產(chǎn)自四川的煙草精油香氣較弱，煙草本香較為欠缺，香氣較為飄逸，以清甜韻為主，刺激性更低。產(chǎn)自福建的煙草精油香氣量適中，具有濃郁飽滿的甘草香氣。

3 結(jié) 論

3.1采用水蒸氣蒸餾法提取了產(chǎn)自福建、貴州和四川的煙草中的精油，結(jié)果表明：產(chǎn)自福建的煙草精油得率最高(0.139 1%)，產(chǎn)自四川的煙草精油得率最低(0.085 1%)，產(chǎn)自貴州的煙草精油得率為0.107 5%。

3.2對(duì)煙草精油的GC-MS分析表明：3種煙草精油共檢測出28種揮發(fā)性成分，不同產(chǎn)地的煙草精油主要成分基本相同，主要致香成分為新植二烯，GC含量由高到低分別是貴州(44.88%)、福建(39.86%)和四川(36.12%)。其他重要致香成分如反-9-十八碳烯酸甲酯為14.54%～23.84%。其中產(chǎn)自貴州的煙草精油含茄酮較高，達(dá)到10.14%，含大馬士酮1%左右。產(chǎn)自貴州的煙草精油產(chǎn)率較高，香氣濃郁厚實(shí)，煙草本香突出，是優(yōu)質(zhì)的煙草制品原料。