密集烘烤干筋期最高溫度對煙葉致香物質的影響

王文倫，汪應華，劉羿男，肖毅為，吳 佳，王永平，方 亮，汪華國，胡小東

(云南省煙草公司楚雄州公司，云南楚雄 675000)

煙葉的香氣質和香氣量與致香物質的含量和特點緊密相關，因此致香物質是衡量烤煙內在品質的重要指標之一。烘烤是烤煙生產的重要環節之一，直接影響烤煙內部物質的轉化，烘烤過程中烤煙致香成分中的含量和種類都會增多。不同烘烤工藝設置對烤后煙葉的致香物質含量和種類影響明顯。現有研究較多關注密集烘烤變黃期、定色期溫濕度對煙葉生理生化特性及烤后煙葉品質的影響。廖和明等研究了3 種烘烤工藝對烤煙NC55中性香氣物質各組分含量的影響，結果表明，中溫中濕處理更能提高NC55烤后煙葉香氣質量。崔國民等研究了3種不同烘烤工藝對煙葉致香成分含量的影響，結果表明，在云南玉溪和昆明采用多階梯中溫中濕烘烤工藝的烤后煙葉致香成分含量高。高遠等選用部分香氣成分建立了煙葉香氣質量綜合評價模型，利用該模型來評價煙葉烘烤增香的最佳烘烤工藝條件。詹軍等研究了變黃期關鍵溫度42 ℃和定色期關鍵溫度54 ℃的穩溫時間對上部煙葉致香物質和化學成分含量及感官評吸質量的影響。前人在吸收國外烘烤經驗后提出干筋期溫度應控制在65～70 ℃。

關于烘烤干筋期最高干燥溫度與煙葉致香物質的關系的研究報道較少，一般干筋期最高溫度以68 ℃較多。筆者探討了云南省楚雄祿豐煙區密集烘烤干筋期最高干燥溫度對煙葉致香成分的影響，旨在為優化當地密集烘烤工藝提供理論依據。

1 材料與方法

試驗時間地點：2018年7—9月在云南省楚雄州祿豐縣一平浪鎮舍資村委會密集烤房群(海拔為1 730 m，101°54′15″E，25°12′07″N)。供試烤房：氣流下降式密集烤房(8.0 m×2.7 m×3.5 m)。供試煙葉品種：當地主栽品種K326，面積6.13 hm。

儀器設備：6890N/5973N GC/MS聯用儀(美國 Agilent 公司)；旋轉蒸發儀(瑞士 BüCHI 公司)；PB602-S 電子天平(感量0.01 g，瑞士 METTLER TOLEDO公司)。同時設蒸餾萃取裝置。

前期生長情況：供試土壤為水稻土，中等肥力。基肥N∶PO∶KO=15∶15∶18，移栽前一次性塘施；追肥N∶PO∶KO=12.5∶0∶33.5，移栽30 d后分3次澆施，施純氮量為96kg/hm。

田間管理按楚雄州優質烤煙栽培生產技術標準進行。試驗煙株4月26日移栽，植煙密度16 500株/hm，6月2日揭膜，7月5日打頂并進行藥物抑芽，留葉數為20～21片。中部葉采收時間為8月20日左右。

安排在烘烤技術較好、管理規范的密集烤房群，栽煙面積與試驗烤房容量相匹配。烘烤時做到同桿同質、同爐同質。試驗結束在每爐烤后掛牌標記的20桿煙葉中選取成熟一致的煙葉作為致香成分分析樣品。為了便于分析，致香物質按煙葉香氣前體物分類方法進行分類，分類主要參考文獻[1，3-4，7]。

試驗設置4個處理：T，干筋期最高溫度62 ℃；T，干筋期最高溫度65 ℃；T，干筋期最高溫度68 ℃；T，干筋期最高溫度70 ℃。烘烤工藝曲線參照云南煙草農業科學研究院2018年K326烘烤技術掛圖，除干筋期最高溫度不同外，其他條件均保持一致。烘烤工藝曲線見圖1。

圖1 云南煙草農業科學研究院2018年K326烘烤技術Fig.1 2018 K326 baking technology of Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences

取烤后煙葉C3F制成煙絲，于(40±1)℃下烘焙4 h后，用粉碎機粉碎，過60目篩，所得煙末在平衡箱中于溫度22 ℃、濕度60%的條件下平衡24 h。致香物質提取物添加內標后，采用氣/質聯用儀進行分析，結果采用內標法計算，單位為μg/g。

準確稱取平衡后的煙末樣品25.0 g，放入蒸餾萃取裝置中，采用二氯甲烷作為溶劑，對煙絲連續進行動態萃取2 h，所得提取物經無水硫酸鈉干燥后，于旋轉蒸發儀中濃縮至1.0 mL，加入50 μL 0.1 mol/L萘溶液(介質為無水乙醇)，搖勻，采用氣質聯用儀進行分析。儀器分析條件為色譜柱：HP-5MS(30 m,0.25 mm,0.25 m)毛細管柱；進樣口溫度：260 ℃；載氣：He，1 mL/min；程序升溫：50 ℃保持1 min，以8 ℃/min上升至160 ℃，保持2 min后以8 ℃/min 上升至260 ℃，保持15 min；進樣量：2 μL，分流比：25∶1；傳輸線溫度：280 ℃；電離方式：EI，電離能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；四級桿溫度：150 ℃；質量范圍35～455 aum。采用NIST05、Wiley275譜庫進行檢索定性，定量采用內標法。

采用軟件IBM Statistics SPSS 22.0及 Microsoft Office Excel 2010進行數據整理和分析。

2 結果與分析

干筋期不同最高干燥溫度對煙葉致香物質總量有著明顯影響。由圖2可知，在祿豐縣一平浪鎮，在T(65 ℃)處理條件下，煙葉致香物質總量最高，達704.330 μg/g,比T和T處理分別高出67.00 %和32.86% ，與T處理差別不大，僅高出5.11%。

圖2 干筋期不同干燥溫度處理致香物質總量比較Fig.2 Comparison of the total amount of flavoring substances treated at different drying temperatures during dry gluten period

參考陳越立等的研究結果，將吲哚列入苯丙氨酸類物質。由表1可知，在T處理條件下，煙葉苯丙氨酸類物質總含量最高，T處理最低。T處理的苯甲醛與其他3個處理差別不大，苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛和吲哚含量明顯高于T和T。T處理的苯甲醇和吲哚含量最高，苯甲醇具有弱花香；T處理的苯乙醇和苯乙醛含量最高，苯乙醇具有甜香、堅果香，苯乙醛帶有皂香、焦香，它們對烤煙的果香、清香貢獻最大。

由表2可知，4個處理的類西柏烷類物質總含量與苯丙氨酸類物質分布規律一致，T處理明顯高于其他3個處理，特別是茄酮含量，茄酮本身具有良好的清香氣息，可以作為重要的單體香應用于卷煙香料制作。T處理最低。

表1 干筋期不同干燥溫度處理苯丙氨酸類物質總含量及其保留時間比較Table 1 Comparison of total content and retention time of phenylalanine in different drying temperatures during dry gluten period μg/g

表2 干筋期不同干燥溫度處理類西柏烷類物質總含量及其保留時間比較

煙葉在調制、醇化、發酵過程中蛋白質水解形成氨基酸，淀粉水解形成糖，其含量分別高達1%和22%，兩者反應產生復雜的混合物，包括各種揮發性化合物和大分子的棕色化合物，即為棕色化反應物。棕色化產物中含有多種令人愉快的香氣和吸味，其中，吡咯、呋喃類物質含量較少，但其特有的濃郁香氣，可以掩蓋雜氣，增強香味及提高煙氣質量。由表3可知，4個處理的棕色化反應產物總含量分布規律與類西柏烷類物質一致，T處理明顯高于其他3個處理，T處理最低。

由表4可知，T處理的類胡蘿卜素降解產物總含量高于其他3個處理，T處理最低。β-大馬酮能增加煙草的花香味，尤其是產生典型的清香，4個處理間差異不大；巨豆三烯酮具有煙草香和辛香底韻，能顯著增強煙香，改善吸味，調和煙氣，減少刺激性；香葉基丙酮和二氫獼猴桃內酯可起到增加烤煙香氣及消除刺激性的作用，T處理的二氫獼猴桃內酯遠高于其他3個處理。

表3 干筋期不同干燥溫度處理棕色化反應產物總含量及其保留時間比較Table 3 Comparison of total content and retention time of browning reaction products treated at different drying temperatures during dry gluten period μg/g

新植二烯是煙葉中主要的萜烯類化合物，為致香物質中含量最高的成分，能增加煙葉的香氣和吃味，還能進一步分解轉化為呋喃類化合物，使煙氣柔和減輕刺激，產生蘭草香和清香。從前文可以看出，T處理在苯丙氨酸類、類西柏烷類、棕色化反應產物和類胡蘿卜素降解產物的總含量均優于T處理，但是致香物質總量低于T處理，原因主要在于2個處理在新植二烯含量上的差異。新植二烯含量以T處理最高，高于T處理29.349 μg/g，T處理最低(圖3)。致香物質總量除去新植二烯含量，T和T處理之間相差只有4.889 μg/g，差距不明顯。

從其他未分類致香物質含量來看，T處理最高，T處理其次，T處理最低。對煙葉清香風格形成貢獻最大的是大馬酮含量。在該試驗中，4個處理間大馬酮含量差異較小(表5)。

表4 干筋期不同干燥溫度處理類胡蘿卜素降解產物總含量比較Table 4 Comparison of total content and retention time of carotenoid degradation products treated at different drying temperatures during dry gluten period μg/g

注：保留時間74.485 min Note:Retention time was 74.485 min圖3 干筋期不同干燥溫度處理新植二烯總量比較Fig.3 Comparison of neophydiene content at different drying temperatures during dry gluten period

干筋期是三段式烘烤工藝的最后一個環節，是決定煙葉烘烤價值的重要階段。雖然烤煙致香物質大部分在烘烤的變黃和定色期形成，但干筋期后期溫度會影響致香物質的分解。周平等研究用貢獻率作指標，發現變片階段(38 ℃)對致香物質貢獻率最大，達0.52，干筋階段(68 ℃)的貢獻率為負值，為-0.09。因此，干筋期的最高溫度對烤煙致香物質的含量和特點有著較大影響。崔國民等研究驗證了在云南玉溪和昆明針對云煙87品種采用最高干筋溫度65 ℃烘烤工藝能得到最高的致香物質含量。李萬乾等研究認為，云南彌渡紅花大金元品種在干筋期[(63.0±0.5)～(64.0±0.5)]℃烤后煙葉表現最佳，這與該研究結果相似。徐成龍等研究表明，在云南祥云當干筋期最高溫度為63 ℃時，致香物質總量最高，感官質量總體表現最佳。廖和明等研究證明，在山東諸城采取中溫中濕烘烤工藝對烤煙品種NC55采取的最高干筋溫度是68 ℃。楊士福在河南省襄城縣利用熱泵烤房對中煙100、豫煙10號進行烘烤工藝研究，選擇的干筋期最高溫度為68 ℃。高遠等的研究(品種分別是云煙 87、中煙100和云煙 87)未提及最高干筋溫度，而王戰義等針對云煙 87品種調整干筋期濕球溫度，干球溫度則設置了一個較為寬泛的范圍(干筋前期干球溫度為54～60 ℃，干筋后期干球溫度為60～68 ℃)。這些研究結果表明，在不同區域、不同烤煙基因型、不同部位、不同烤房類型采用的最適宜干筋期最高溫度并不一致。

該研究結果表明，煙葉致香物質類胡蘿卜素類10種、棕色化產物7種、苯丙氨酸類4種、類西柏烷類2種、新植二烯為1類，其他類別57種。在云南楚雄祿豐煙區，密集烤房采用T(65 ℃)處理干燥煙葉時，烤后煙葉的致香物質總量最高，同時，在致香物質各類比較中，T處理(62 ℃)在類胡蘿卜素類、棕色化產物、苯丙氨酸類和類西柏烷類含量均為最高，T處理的新植二烯和其他類致香物質含量最高。2個處理間致香物質最為明顯的差別是新植二烯的含量。新植二烯屬葉綠素降解產物，是初烤煙葉中含量較高的關鍵中性香氣成分，與其他致香物質具有較強的相關性，其含量對煙葉香型風格和卷煙品吸質量具有重要影響。在致香物質總量和各分類中，T處理(68 ℃)和T處理(70 ℃)表現均不佳，說明在干筋期，溫度過高不利于香氣物質的積累和轉化。

表5 干筋期不同干燥溫度處理其他類致香物質總含量比較Table 5 Comparison of total content and retention time of other aromatic substances treated at different drying temperatures during dry gluten period μg/g