雪茄風味卷煙紙在卷煙中的感官作用研究

項 攀 胡少東 李成剛 何保江 李紅濤 姬凌波 屈 展 付瑜鋒，* 徐秀娟，*

（1.河南中煙工業有限責任公司技術中心，河南鄭州，450000；2.中國煙草總公司鄭州煙草研究院，河南鄭州，450000）

卷煙加香技術是煙草行業的核心技術之一，隨著現代卷煙工業的快速發展，卷煙加香方式也呈現多樣化，除了直接煙絲加香，還發展出眾多的煙用材料加香方式，如濾棒加香、卷煙紙加香、接裝紙加香、膠黏劑加香、包裝材料加香等[1-4]。雪茄型卷煙作為一種外加香明顯的卷煙，兼具雪茄煙濃郁豐盈和烤煙純凈舒適的風味特色，煙氣中具有獨特的雪茄煙香味[5]。近年來，我國雪茄型卷煙的產銷量呈顯著增長態勢，消費群體不斷擴大，但同時也面臨著優質雪茄煙葉原料嚴重短缺的問題[6-8]，導致國產雪茄型卷煙的香味風格特征不夠突出，感官舒適度欠佳。因此，急需強化雪茄型卷煙的雪茄香味特征，提升雪茄型卷煙的市場競爭力，滿足消費者的需求。

雪茄型卷煙實際生產中常見的加香方式有煙絲加香和卷煙紙加香。與其他卷煙輔材相比，卷煙紙最重要的特點是參與燃燒，對煙支的陰燃性、燃燒速度、吸味、外觀、煙氣的化學成分及感官質量起著十分重要的作用[9-11]。在卷煙紙上加香不僅可以使雪茄型卷煙的外形與雪茄煙更接近，且香精香料的使用可以提高雪茄香味，強化雪茄型卷煙的風格特征。目前，對卷煙紙的研究較多集中在功能性添加劑上，如燃燒調節劑、降害型助劑，以及一些物理指標的分析測試[12-15]，關于加香卷煙紙特征成分檢測、質量控制等方面的研究鮮有報道。

基于上述研究現狀，本研究選取3 種雪茄風味香精分別制備加香卷煙紙，考察其對雪茄型卷煙品質的提升效果，篩選出作用最佳的加香卷煙紙，并利用氣相色譜-質譜（GC-MS）對其香氣成分進行分析。

1 實 驗

1.1 實驗試劑及原料

3種雪茄風味香精1#、2#、3#（鄭州煙草研究院提供）、“紅旗渠（雪茄）”作為空白卷煙樣品（河南中煙工業有限責任公司提供）。二氯甲烷（色譜純，Dikma 科技公司），乙酸苯乙酯（98%，美國Acros Organics 公司），食用乙醇（95%，新鄉酒精廠）；蒸餾水（屈臣氏蒸餾水）。

1.2 實驗方法

1.2.1 雪茄風味卷煙紙的制備

利用95%食用乙醇將雪茄風味香精（1#、2#、3#）分別稀釋至質量分數10%，制成涂布液。采用涂布機離線加工方式，全幅凹版涂布，凹版深度3.5 絲，涂布機幅寬1060 mm，車速150 m/min。涂布液加入料槽中，采用涂膜計量棒涂布方式，料桶和料槽采用真空泵回流方式，在涂布過程中維持料液保持在同一深度，保證上料均勻，設計涂布量0.3%（相對于絕干煙絲質量）。干燥段采用一段式干燥，熱風干燥方式，干燥段溫度（90±5）℃，干燥段車速和浸涂料液段車速保持一致，確保溶劑完全干燥。卷煙紙按照寬度26.5 mm 規格分切，進行相關指標檢測。使用制備的卷煙紙在紅旗渠（雪茄）煙絲及配套輔材的基礎上，卷制實驗卷煙。

1.2.2 感官評價

挑選質量和吸阻均勻一致的卷煙樣品，密封于（22±2）℃和相對濕度（60±5）%條件下放置1 周。由10名專業評吸人員進行感官評價。其中，嗅香評價主要分析香韻組成，抽吸評價分別從香氣、豐濃等品質特征，酸味、甜味、苦味等味覺特征，以及干草香、木香、辛香、焦香等風格特征等方面對加香效果進行評價。對照樣為“紅旗渠（雪茄）”空白卷煙。

1.2.3 溶劑萃取雪茄風味卷煙紙香氣成分

準確稱取2.0 g 雪茄風味卷煙紙于圓底燒瓶中，加入50.0 g 溶劑，加熱至一定溫度提取一定時間后冷卻至室溫，抽濾去除不溶物，收集濾液。在-0.09 MPa、35℃條件下將濾液減壓濃縮至體積為原來的1/5；濃縮液通過凍干機凍干，進行下一步實驗。按照上述萃取方法，采用單因素實驗，考察提取溶劑、提取溫度和提取時間對萃取率的影響。

1.2.4 雪茄風味卷煙紙香氣成分分析

稱量100 mg 樣品，用乙醇溶解并定容至5 mL，加入100 μL 的5.43 mg/mL 乙酸苯乙酯的無水乙醇溶液作為內標，進行GC-MS 分析，采用半定量方法進行分析。

色譜柱為DB-5MS（60 μm×250 μm×0.25 μm）；進樣口溫度250℃；載氣為高純氦氣，流速1.0 mL/min；進樣量1 μL；不分流；程序升溫起始溫度50℃，終止溫度250℃，升溫速率5℃/min。電離方式EI；離子源溫度230℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150℃；電子倍增器電壓1.89 kV；質量掃描范圍33～500 amu；掃描方式為全掃描；溶劑延遲10.0 min。

2 結果與討論

2.1 雪茄型卷煙的感官評價

對添加3 種香精的加香卷煙紙制備的雪茄型卷煙進行嗅香評價，結果如表1 所示。在同配方情況下，空白卷煙嗅香僅為煙草香，而3種實驗樣嗅香均優于空白卷煙，除煙草香外，還有辛香、可可香、膏香、豆香、蜜甜香、奶香和花香香韻。其中，1#和2#實驗樣有4 種嗅香，而3#實驗樣嗅香最豐富，可嗅聞到5種香韻，比空白卷煙多了4 種香韻，因此3#實驗樣的嗅香最好。

表1 雪茄型卷煙的嗅香評價Table 1 Evaluation of olfactory aroma of cigar type cigarettes

卷煙抽吸評價結果如圖1、圖2 和表2 所示。與空白卷煙相比，實驗樣在品質特征、味覺特征及風格特征方面均有一定提高，可顯增強雪茄風格。

圖1 雪茄型卷煙的抽吸品質特征和味覺特征Fig.1 Smoking quality characteristics and taste characteristics of cigar type cigarettes

圖2 雪茄型卷煙的抽吸風格特征Fig.2 Smoking flavor characteristics of cigar type cigarettes

雪茄型卷煙的品質特征方面，香氣得分：2#＞3#＞1#＞空白卷煙；雜氣：3#＞2#=1#=空白卷煙；刺激：3#＞2#=1#=空白卷煙；細柔：3#＞2#=1#=空白卷煙。其中負面指標雜氣和刺激得分越高，則卷煙雜氣和刺激越小。所以3#實驗樣的品質特征最優。相比空白卷煙，3#實驗樣的香氣由原來的2.5 增至3.1；雜氣由5.5 變為5.9；刺激由3.5變為4.2；細柔由5.0升至5.4。

雪茄型卷煙的味覺特征方面，甜味：3#＞2#=1#=空白卷煙；綜合味覺：3#＞2#＞1#=空白卷煙，所以3#實驗樣的味覺特征最優。相比空白卷煙，3#實驗樣的甜味由原來的1.0增加至1.5；綜合味覺由4.5增至5.1。

雪茄型卷煙的風格特征方面，木香：3#＞2#＞1#=空白卷煙；可可香：3#＞2#=1#=空白卷煙；烘焙香：3#＞2#＞1#=空白卷煙；蜜甜香：3#＞2#=1#=空白卷煙，此外3#實驗樣對焦香和奶香也有微弱增強，所以3#實驗樣的風格特征最優。相比空白卷煙，3#實驗樣的木香、烘焙香、蜜甜香均由原來的1.0 增至1.4；可可香由2.0增至2.4。因此，結合品質特征、味覺特征和風格特征3個指標，在卷煙抽吸評價中3#實驗樣表現最好。

最后綜合嗅香和抽吸評價2 方面結果，可以看出3#雪茄風格香精制備的加香卷煙紙最佳，可顯著提升雪茄型卷煙的感官品質。

2.2 溶劑萃取雪茄風味卷煙紙香氣成分

溶劑萃取是利用目標物質在溶劑相和樣品之間分配系數的差異，選擇性提取香氣成分的方法，該法操作簡單、提取量大、適用于批量樣品處理，被廣泛應用于各類食品的香氣分析中[16]。本研究利用單因素試驗優化提取溶劑、提取溫度和提取時間的影響，結果如表3 和圖3 所示。首先對提取溶劑進行優化，采用水及不同濃度的乙醇為溶劑，結果如表3 和圖3(a)所示。在20℃下浸提3 h，隨著乙醇濃度的增大，提取率總體呈下降趨勢，溶劑為90%乙醇時，提取率最低為2.29%；當溶劑為水時，提取率最高為5.46%，因此，選擇水作為提取溶劑。雪茄型卷煙生產時，為使卷煙在視覺和嗅香上更接近雪茄煙，雪茄型卷煙紙以棕色卷煙紙為主。通過添加天然植物提取物（如煙草提取物、茶葉提取物、可可提取物、咖啡提取物、美拉德反應產物等），在增加卷煙香氣的同時對卷煙紙進行染色。這些天然植物提取物多以水為溶劑制備，因此以水為溶劑能夠獲得較大的提取率。

在確定提取溶劑為水的前提下，考察提取溫度對卷煙紙提取率的影響，結果如表3 和圖3(b)所示。隨著提取溫度的升高，提取率先升高后降低。當提取溫度為20℃時，提取率為5.46%；升高至40℃時，提取率達到最高6.0%；當提取溫度增加到60℃，提取率降低至5.02%；繼續升高溫度，提取率逐漸增大，但仍低于6.0%。因此，最佳萃取溫度確定為40℃。

表3 不同條件下雪茄風味卷煙紙的提取率Table 3 Extraction rate of cigar-flavored cigarette paper under different conditions

最后，在以水為溶劑，提取溫度40℃的條件下，考察提取時間（0.5～3.5 h）對提取率的影響，結果如表3 和圖3(c)所示。提取率隨提取時間的延長先降低后增加而后逐漸趨于穩定，當提取時間為0.5 h 時，提取率為5.71%；當提取時間延長至1.0 h時，提取率略微降低（5.29%）；當提取時間為2.0 h 時，提取率達到最高值，為6.03%，繼續延長提取時間，提取率的變化不大，表明已達到穩定狀態，因而最佳提取時間選擇2.0 h。所以，通過單因素試驗最終確定雪茄風味卷煙紙最佳提取工藝為：以水為溶劑，提取溫度40℃，提取時間2.0 h。

圖3 不同工藝參數下雪茄風味卷煙紙的提取率Fig.3 Extraction rate of cigar-flavored cigarette paper under different conditions

2.3 GC-MS分析

為進一步探究添加了3#香精卷煙紙的致香成分，利用GC-MS對其進行香氣分析，結果如表4所示，共鑒定出50 種揮發性成分，其中含有少量甘油、三乙酸甘油酯和丙二醇，這可能是卷煙紙加香時的溶劑。含量較大的揮發性成分為有煙堿（114.61 μg/g），乙基香蘭素（82.7 μg/g）、香蘭素（73.78 μg/g）、苯甲醇（52.69 μg/g）、乙基麥芽酚（48.44 μg/g）和6-甲基香豆素（26.38μg/g）等化合物。

表4 雪茄風味卷煙紙中的揮發性成分Table 4 Volatile aroma components in cigar-flavored cigarette paper

續表4

其中，煙堿是煙草中的特征香氣成分，假木賊堿、新煙草堿、2,3’-聯吡啶、可替寧均為煙草中含有的生物堿，這說明加香卷煙紙中含有煙草提取物，通過煙草提取物的作用，可以強化煙草本香。乙基麥芽酚是γ-吡喃酮的衍生物，目前尚未在自然界中發現，被廣泛應用于各類食用和煙用香精中，加入卷煙紙中可以提升雪茄型卷煙的焦香和甜香。香蘭素除人工合成外，還存在于一些天然提取物中，如香莢蘭豆提取物、秘魯香膏、吐魯香膏等[17]，因此它既可能是單獨添加，也可能來自一些天然提取物，該化合物可增強卷煙的奶香香韻。乙基香蘭素具有強烈的香子蘭氣息，其香氣強度為等量香蘭素的3.5倍，香氣爽快、優雅，在調香中具有用量少、香氣純正等優點[18-19]。2,3-二氫-3,5 二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮普遍存在于卷煙煙氣、美拉德反應產物、糖裂解產物和天然浸膏中，從結構上看屬于吡喃烯醇酮類化合物，這類具有環狀烯醇酮類的化合物大多具有焦糖樣香味，與麥芽酚等焦糖樣香味物質相比，2,3-二氫-3,5 二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮具有更好的水溶性，在味覺上呈現出的“甜味”更加突出；其與煙氣“甜味”呈顯著正相關，可明顯提升卷煙煙氣回甜感，凸顯卷煙“甜”和“潤”的口感特征。而卷煙紙中的咖啡因和可可堿通常不會單獨作為香原料用于煙草調香，它們很可能來自于茶葉類提取物。此外，柳杉醇、柳杉二醇、α-姜黃烯、β-桉葉醇等化合物通常來自于植物提取物。

3 結 論

本研究利用3 種雪茄風味香精制備加香卷煙紙，利用感官評價比較不同加香卷煙紙的感官作用，并從中篩選出能凸顯雪茄風格，提升抽吸品質的最優加香卷煙紙。

3.1 溶劑萃取最佳條件為：水為溶劑，提取溫度40℃，提取時間2 h。

3.2 加香卷煙紙中的香氣化合物共鑒定出50 種揮發性成分，其中煙堿（114.61 μg/g）、乙基香蘭素（82.7μg/g）、香蘭素（73.78μg/g）、苯甲醇（52.69μg/g）、乙基麥芽酚（48.44μg/g）、6-甲基香豆素（26.38μg/g）等化合物含量較高。其中2-乙酰基吡咯能增進烘焙香氣，香蘭素和乙基香蘭素能增強奶香，2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-及其裂解產物能改善煙氣焦甜香并提升口感。