不同晾制處理對烤后煙葉致香物質(zhì)的影響

石盼盼 ，宋朝鵬 ，趙華武 ，劉曉迪 ，史龍飛 ，李俊麗，彭再欣，宮長榮

(1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002;2 曲靖市煙草公司羅平分公司，云南 曲靖 655800)

煙葉品質(zhì)受諸多因素影響，除田間生長過程中受生態(tài)因素影響外，另一個重要影響因素是調(diào)制.相關(guān)研究表明，煙葉致香成分組分和含量變化隨調(diào)制方式的不同而發(fā)生變化［1-3］.香氣物質(zhì)是衡量煙葉質(zhì)量和可用性的重要因素，煙草品質(zhì)優(yōu)劣主要取決于煙葉中的香味［4］.近年來，烤煙烘烤工藝［5］已經(jīng)成熟，并在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，有關(guān)烤煙烘烤過程中的生理生化變化及烤后煙葉品質(zhì)影響因素研究很多［6-9］，但對于烤煙先晾制再烘烤煙葉品質(zhì)的研究鮮有報(bào)道，尤其是對中部葉的研究.本試驗(yàn)以K326 中部葉為試驗(yàn)材料，通過不同晾制處理，研究與烤煙品質(zhì)直接相關(guān)的致香物含量變化，在節(jié)能烘烤基礎(chǔ)上探索對煙葉品質(zhì)最有利的晾制烘烤方法.

1 材料與方法

1.1 材料

烤煙品種為K326，由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)育種實(shí)驗(yàn)室提供.試驗(yàn)田土地為黃壤土，土壤肥力中等.土壤堿解氮為53.6 mg·kg-1，速效磷為11.2 mg·kg-1，速效鉀為108.3 mg·kg-1.烘烤設(shè)備采用河南農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的電熱式溫濕度自控烤煙箱.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教示范園進(jìn)行，于5月3日移栽，種植行距為120 cm、株距為50 cm.煙葉田間管理均按優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，以中部葉第2烤(9～11 葉位)為試驗(yàn)材料，煙葉成熟均勻一致時進(jìn)行采烤.

按晾制時間不同設(shè)4 個處理，即煙葉成熟采摘編桿后分別晾制0、18、36、48 h 進(jìn)行烘烤并分別記為CK、T1、T2 和T3，每個處理重復(fù)3 次.為避免各個處理間相互影響，每個處理單獨(dú)放1 個烤箱.根據(jù)煙葉變黃情況，適當(dāng)縮短煙葉在變黃期烘烤時間(晾制0、18、36 h 的處理分別縮短6、12、16 h)，各處理在定色前期干球溫度為45～48℃，濕球溫度控制在(38±0.5)℃，穩(wěn)溫24 h;定色后期干球溫度為54～55℃，濕球溫度控制在(39±0.5)℃，穩(wěn)溫18 h.干筋前期干球溫度為55～60℃，濕球溫度為(40±0.5)℃，穩(wěn)溫12 h;干筋后期為60℃開始至烘烤結(jié)束，干球溫度自60℃開始以1℃/h 逐漸升到68℃，干球溫度每升高3℃穩(wěn)溫2 h 左右，濕球溫度控制在(40±0.5)℃，不超過41℃.各處理均置于自然通風(fēng)環(huán)境中，避免日光照射，保持相對濕度90%左右.

烘烤結(jié)束后，取各個處理中橘三(C3F)2 kg，烘干后粉碎過60 mm 篩，用于致香物成分測定分析.

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 中性致香物測定 物質(zhì)的提取及定性定量分析采用HPl5890-5972 氣質(zhì)聯(lián)用儀.樣品前處理方法:烤后煙葉粉末狀樣品→水蒸氣蒸餾→二氯甲烷萃取(10 g 煙葉+1 g 檸檬酸+350 mL 蒸餾水+0.5 mL 內(nèi)標(biāo)于500 mL 圓底燒瓶中，再加60 mL 二氯甲烷于另一250 mL 圓底燒瓶中，60℃水浴加熱250 mL 圓底燒瓶，用同時蒸餾萃取儀蒸餾萃取.)→無水硫酸鈉干燥有機(jī)相→60℃水浴濃縮至1 mL 左右即得煙葉的精油.經(jīng)前處理制備得到的分析樣品由GC/MS 鑒定結(jié)果和NIsT 庫檢索定性.

GC/MS 分析條件如下:色譜柱HP-5(60 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣He，流速0.8 mL/min;進(jìn)樣口溫度250℃;傳輸線溫度280℃;離子源溫度177℃.升溫程序:50℃，2 min 后，以每分鐘上升2℃的速度升至120℃，5 min 后再以每分鐘上升2℃的速度升至240℃，30 min.分流比為1∶15，進(jìn)樣量為2 μL;電離能70 eV;質(zhì)量數(shù)范圍50～500 amu;MS 譜庫NIST02;采用內(nèi)標(biāo)法定量.

1.3.2 酸性致香物的測定 參照趙銘欽等［10］的方法進(jìn)行測定.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對煙葉中性致香物含量的影響

經(jīng)GC/MS 定性分析，共檢測出中性致香物28種，其中類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物16 種、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物4 種、棕色化反應(yīng)類降解產(chǎn)物6 種、類西柏烷類降解產(chǎn)物1 種及新植二烯.

2.1.1 煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物 類胡蘿卜素是煙葉中重要的香氣前體物，其降解物是烤煙的重要致香物，對烤煙的香氣貢獻(xiàn)最大，是形成烤煙高雅、清新、細(xì)膩的主要成分.由表1 可知，類胡蘿卜素降解物總質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為晾制48 h 處理(T3)＞晾制36 h 處理(T2)＞晾制18 h 處理(T1)＞直接烘烤處理(CK)，其中T3 處理較T1 和CK 分別增加了34.18%和36.45%;β-大馬酮和法尼基丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，β-大馬酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T3 處理最高，T1處理最低，法尼基丙酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T3 處理最高，CK最低.

表1 不同處理對煙葉類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響1)Tab.1 Effects of different treatments on products of cured tobacco μg/g

2.1.2 煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物 從表2 看出，不同處理中所測苯丙氨酸類降解物總質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T3處理最高，其他依次為T2、T1 和CK，其中T3 處理較CK 增幅達(dá)53.51%，這表明晾制烘烤在一定程度上能提高煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物的含量.

2.1.3 煙葉棕色化反應(yīng)類降解產(chǎn)物 由表3 知，糠醛、5-甲基糠醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T3 處理最高，康醇、2-乙酰呋喃質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T1 處理最高，2-乙?；量┵|(zhì)量分?jǐn)?shù)以T2 處理最高;棕色化反應(yīng)類降解產(chǎn)物總質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為T3 處理(41.62 μg/g)＞T2 處理(35.85 μg/g)＞T1 處理(33.12 μg/g)＞CK(22.52 μg/g).說明T3 處理煙葉內(nèi)含物降解充分，適合進(jìn)行棕色化反應(yīng).

表2 不同處理對煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Tab.2 Effects of different treatments on products of phenylalanine of cured tobacco μg/g

表3 不同處理對煙葉棕色化反應(yīng)類降解產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Tab.3 Effects of different treatments on products of browing recration of cured tobacco μg/g

2.1.4 煙葉類西柏烷類降解產(chǎn)物 不同處理所測煙葉類西柏烷類降解物只有茄酮，茄酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T3處理(48.08 μg/g)最高，其他依次是CK(42.81 μg/g)、T2 處理(42.28 μg/g)、T1 處理(35.29 μg/g).

2.1.5 煙葉新植二烯 由表4 可知，各處理煙葉中新植二烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為T3 處理(842.55 μg/g)＞T2 處理(727.11 μg/g)＞CK(639.25 μg/g)＞T1 處理(569.68 μg/g)，各處理新植二烯在致香物總量占比表現(xiàn)為T1 處理(24.20%)＞T3 處理(21.66%)＞T2處理(21.58%)＞CK(20.57%).新植二烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)以T3 處理最高，T1 處理含量最低，但是新植二烯在致香物總量占比以T1 處理最大，說明T3 處理增加了其他致香物的絕對含量.

表4 不同處理對煙葉葉綠素降解產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Tab.4 Effects of different treatments on products of chlorophyll degradation of cured tobacco μg/g

2.2 不同處理對煙葉酸性致香成分含量的影響

由表5 可知，非揮發(fā)有機(jī)酸占酸性致香成分比例最大，其中，蘋果酸和檸檬酸含量最高，這2 種成分以T3 處理含量最多，高級飽和脂肪酸中軟脂酸含量以CK 和T3 處理含量較多，而高級不飽和脂肪酸中亞油酸、油酸和亞麻酸含量均以T3 處理含量最低，CK 含量最高.有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)總量表現(xiàn)為T3 處理(73.14 mg/g)＞CK(68.35 mg/g)＞T1 處理(63.20 mg/g)＞T2 處理(62.33 mg/g).這說明T3 處理在一定程度上能提高煙葉酸性香氣成分含量.

表5 不同處理對煙葉酸性香氣成分物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響1)Tab.5 Effects of different treatments on the content of acid aroma constituents of cured tobacco mg/g

3 討論與結(jié)論

香氣是評價煙葉品質(zhì)的主要指標(biāo)，煙葉的各種致香物質(zhì)組分含量、比例及相互作用決定煙葉的香氣品質(zhì)和香氣量.相關(guān)研究表明，烤煙致香物形成主要在烘烤的變黃期和定色期，到干筋后期煙葉的香氣物質(zhì)可能分解，因此變黃期、定色期的烘烤環(huán)境對煙葉香吃味的形成具有主導(dǎo)作用［11］.烘烤過程中，煙葉變黃期和定色期在水和酶的作用下煙葉內(nèi)部發(fā)生一系列生理生化變化，此時，烘烤溫濕度決定著煙葉內(nèi)部生理生化變化進(jìn)程、各種大分子生物轉(zhuǎn)化程度和煙葉香氣質(zhì)量的形成，因此這2 個時期煙葉內(nèi)部代謝是否順利進(jìn)行，直接影響煙葉品質(zhì)［12-15］，煙葉在變黃期和定色期失水速度過快或過慢均會導(dǎo)致煙葉香吃味嚴(yán)重降低［3］.本研究結(jié)果表明，不同晾制處理對煙葉中香氣物質(zhì)含量影響很大，T3 處理(晾制48 h 進(jìn)行烘烤)煙葉中中性香氣成分總量和新植二烯含量最高，其中對煙葉香氣有重要影響的β-大馬酮、香葉基丙酮、苯甲醇、糠醛等含量較高.

本研究所測酸性致香成分包括非揮發(fā)有機(jī)酸、高級飽和脂肪酸、高級不飽和脂肪酸和其他酸類.非揮發(fā)有機(jī)酸可改變煙草pH，平衡煙氣，使煙葉吸味醇和，減少刺激性，增加煙氣濃度，間接改善煙氣香吃味，提高煙葉品質(zhì)［16］.高級飽和脂肪酸可賦予煙氣臘味、脂味及柔和氣味，高級不飽和脂肪酸可增加煙氣刺激性和粗糙感，所以在一定范圍內(nèi)高級飽和脂肪酸的含量稍高和高級不飽和脂肪酸的含量稍低有利于優(yōu)質(zhì)煙葉的形成［17］.本研究結(jié)果表明，酸性致香物中對煙葉香氣起重要作用的蘋果酸和檸檬酸含量均以T3 處理最高，而亞油酸、油酸和亞麻酸含量均以T3 處理最低.同時，煙葉在晾制過程中處于低溫慢速變黃過程，煙葉失水適宜，可促進(jìn)煙葉內(nèi)致香前體物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化和各種致香物的形成，這與劉碧榮等［18］的研究結(jié)果一致.另外，T3 處理的煙葉進(jìn)入烤箱烘烤的時間最短，煙葉高溫變黃用時的縮短起到節(jié)能作用.

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