不同裝煙方式對烤后煙葉中性香氣物質(zhì)的影響

王 濤，吳飛躍，高華鋒，解 燕，毛建書，馬 力，王文超，張豹林

（1.云南省煙草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000；2. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002；3.紅云紅河集團(tuán)曲靖卷煙廠，云南 曲靖 655001）

隨著煙草行業(yè)“精益化”發(fā)展進(jìn)程，我國煙葉烤房由傳統(tǒng)普通烤房逐漸發(fā)展為集約化密集式烤房［1］，同時由于國內(nèi)普通密集式烤房烘烤過程用工多、能耗大、效益低等問題不斷凸顯以及國外裝煙技術(shù)、烘烤技術(shù)的發(fā)展與成熟［2］，部分產(chǎn)區(qū)通過試驗研究并逐漸推廣煙夾、散葉等烘烤裝煙方式。由于我國散葉煙葉烘烤起步較晚，相關(guān)配套技術(shù)仍需進(jìn)一步完善，加之高密度烘烤煙葉香氣質(zhì)量未達(dá)卷煙工業(yè)企業(yè)要求［3］，因此，從烤后煙葉香氣質(zhì)量的角度篩選出產(chǎn)區(qū)適宜的裝煙方式對提高烘烤能效及煙葉工業(yè)可用性至關(guān)重要。我國煙草行業(yè)散葉裝煙相關(guān)研究目前主要集中在烘烤效益、品質(zhì)等方面。烘烤效益方面，謝已書等［4］采用煙夾、散葉堆放及散葉插扦與常規(guī)掛竿烘烤經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對比研究，表明前3種裝煙方式可顯著減少用工及能耗成本；浦秀平等［5］不同裝煙方式煙葉烘烤效益研究也表明散葉裝煙可提高工作效率，減工降本效果明顯；徐秀紅等［6］對散葉、煙夾、掛竿等3種裝煙方式進(jìn)行研究，表明煙夾裝煙可提高桔黃煙比例且降低能耗成本。煙葉品質(zhì)方面，武圣江等［7］對普通掛竿、密集掛竿和散葉插扦3種裝煙方式煙葉品質(zhì)進(jìn)行研究，表明散葉插扦裝煙方式烤后煙葉質(zhì)量綜合評價最佳；盧賢仁等［8］、謝已書等［9］均對傳統(tǒng)掛竿裝煙與煙夾、散葉、插扦裝煙方式烤后煙葉致香物質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果均表明散葉、插扦高密度裝煙方式可較為明顯地增加烤后煙葉香氣物質(zhì)；劉闖等［10］采用4 cm寬煙夾、10 cm寬煙夾、煙框和正常掛竿4種裝煙方式進(jìn)行烘烤試驗，結(jié)果表明10 cm寬煙夾夾持烘烤可顯著增加烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量。由于產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件等因素的差異，不同裝煙方式煙葉烘烤效益或烤后煙葉品質(zhì)的研究大多具有較為明顯的地域限制，尚不具備較大的適用范圍。而云南曲靖羅平煙區(qū)相關(guān)研究尚未涉及。本試驗以煙夾、散葉堆積、散葉插扦等3種不同裝煙方式對云南曲靖羅平產(chǎn)區(qū)裝煙方式烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量進(jìn)行分析，為準(zhǔn)確篩選出與產(chǎn)區(qū)相匹配的裝煙方式提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年在云南省曲靖市羅平縣羊者窩烘烤工廠進(jìn)行，供試烤煙品種為K326。試驗田生產(chǎn)管理按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)管理指南進(jìn)行。以中部葉（第9～11葉位）、上部葉（第14～16葉位）為試驗材料進(jìn)行烘烤試驗。試驗烤房采、裝煙過程均進(jìn)行煙葉二次優(yōu)化處理并按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)規(guī)范進(jìn)行裝煙。試驗烤房為氣流上升式3層烤房（3 層，煙室規(guī)格 8 m×2.7 m×3.6 m），并依據(jù)實(shí)際裝煙方式對烤房進(jìn)行部分改動。

1.2 試驗方法

試驗烤房裝煙方式設(shè)置煙夾裝煙（T1）、散葉堆積（T2）、散葉插扦（T3）3個處理，均按照煙葉部位分別進(jìn)行烘烤試驗，3次重復(fù)。每個處理的中部葉烤房裝煙量均控制在4 500 kg左右，上部葉裝煙量控制在5 000 kg左右，其中T1處理采用三段式烘烤工藝［11］進(jìn)行烘烤，T2處理、T3處理參照《貴州省烤煙散葉密集烤房烘烤技術(shù)規(guī)程（試行）》進(jìn)行烘烤。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量測定 參照烤煙42級國標(biāo)GB2635-92，選取不同處理中部葉C3F、上部葉B2F各3 kg進(jìn)行烤后煙葉香氣物質(zhì)含量測定，測定方法參照錢華等［12］的方法進(jìn)行。

1.3.2 中性致香物質(zhì)含量賦權(quán)評價 烤后煙葉主要中性致香物質(zhì)含量賦權(quán)評價參照田斌強(qiáng)等［13］的方法并稍加改進(jìn)，以“煙葉+類胡蘿卜素降解產(chǎn)物/芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物/棕色化反應(yīng)產(chǎn)物/類西柏烷類降解產(chǎn)物含量/新植二烯”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，以“只檢索學(xué)術(shù)文章+烤煙+農(nóng)業(yè)科學(xué)”為限定條件。不同中性致香物質(zhì)類型檢索結(jié)果數(shù)量計為ai（i=1，2，3，4，5），文獻(xiàn)檢索總量為T。不同處理、部位烤后煙葉中性致香物質(zhì)賦權(quán)評價分值為中性致香物質(zhì)含量與權(quán)重（Qi）的乘積，權(quán)重計算公式如下，結(jié)果見表1。

表1 烤后煙葉中性致香物質(zhì)評價權(quán)重

2 結(jié)果與分析

2.1 不同裝煙方式對烤后煙葉類胡蘿卜素含量的影響

類胡蘿卜素是煙葉香氣形成的重要前體物質(zhì)，如巨豆三烯酮、異佛爾酮、紫羅蘭酮、大馬酮等類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是煙葉感官品質(zhì)形成的重要物質(zhì)［14］。由圖1可知，不同部位、不同裝煙方式處理的煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量均存在一定差異，中部葉總類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量以處理T2最高，比處理T1、T2分別高22.93、31.81 μg/g；上部葉以處理T1最高，比處理T2、T3分別高34.25、45.48 μg/g。同一處理不同部位表現(xiàn)為處理T1上部葉的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量比中部葉高27.58 μg/g，而處理T2、T3均表現(xiàn)為上部葉含量小于中部葉含量，比中部葉分別減少 29.60、9.02 μg/g。

圖1 不同裝煙方式烤后煙葉的總類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量

2.2 不同裝煙方式對烤后煙葉芳香族氨基酸含量的影響

煙草中芳香族氨基酸降解后主要形成苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇等化合物，芳香族氨基酸降解產(chǎn)物在煙葉感官評價中具有堅果香、焦香、果香、清香等特質(zhì)，對烤煙香氣具有良好的影響［15］。由圖2可知，不同處理芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物含量與總類胡蘿卜素含量降解產(chǎn)物含量具有相似的變化。不同處理中部葉芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物含量以處理T3最高，比處理T1、T2分別高2.29、0.16 μg/g；上部葉芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物含量則以處理T1最高，比處理T2、T3分別高0.84、2.16 μg/g。同一處理不同部位間芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物含量處理T1表現(xiàn)為上部葉最高，比中部葉高2.88 μg/g，處理T2中部葉和上部葉無顯著差異，處理T3則表現(xiàn)出中部葉最高，比上部葉高1.57 μg/g。

圖2 不同裝煙方式烤后煙葉的芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物含量

2.3 不同裝煙方式對烤后煙葉棕色化反應(yīng)物質(zhì)的影響

氨基酸與糖類作用的棕色化反應(yīng)產(chǎn)物既具有香氣，而且還具有顏色，香氣的優(yōu)劣與這些物質(zhì)有重要關(guān)系；棕色化產(chǎn)物中多種物質(zhì)具有特殊的香味，如堅果香、甜香、爆米花香等［15］。由圖3可知，中部葉不同處理棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量以處理T3最高，比處理T1、T2分別高7.21、192 μg/g；上部葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量則以處理T2含量最高，比處理T1、T3分別增加2.87、6.13 μg/g。同一處理不同部位之間處理T1、T2均表現(xiàn)為上部葉含量最大，比中部葉分別高4.23、1.813 μg/g，處理T3則以中部葉最大，比上部葉高6.24 μg/g。

圖3 不同裝煙方式烤后煙葉的棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量

2.4 不同裝煙方式對烤后煙葉類西柏烷類含量的影響

類西柏烷類致香物質(zhì)主要包括茄酮和氧化茄酮，是煙葉中重要的致香成分，具有一定的甜香，能調(diào)和卷煙的吃味，它不但本身具有很好的香氣，而且其降解轉(zhuǎn)化產(chǎn)物如茄醇、茄呢呋喃、降茄二酮等也是煙草中很重要的致香物質(zhì)［15］。由圖4可知，不同處理中部葉類西柏烷類降解產(chǎn)物含量以處理T3最高，比處理T1、T2分別高22.49、30.78 μg/g；上部葉同樣以處理T3含量最高，比處理T1、T2分別高9.39、6.15 μg/g。同一處理不同部位之間處理T1、T2均表現(xiàn)為上部葉最大，比中部葉分別高8.51、19.04 μg/g，處理T3則以中部葉含量比上部葉高5.594 μg/g。

2.5 不同裝煙方式對烤后煙葉新植二烯含量的影響

新植二烯在煙草燃燒時可直接進(jìn)入煙氣并具有減輕刺激性和使煙氣變醇和的作用，為一種重要的煙草增香劑，具有攜帶煙葉中其他揮發(fā)性香氣物質(zhì)和致香物質(zhì)及添加的香氣成分進(jìn)入煙氣的作用［15-16］。由圖5可知，不同處理中部葉新植二烯含量以處理T2最高，比處理T1、T3分別高445.50、543.74 μg/g；上部葉則以處理T1含量最高，比處理T2、T3分別高407.16、312.874 μg/g。同一處理不同部位處理T1、T3均表現(xiàn)為上部葉含量最大，比中部葉分別高303.47、88.83 μg/g，而處理T2則表現(xiàn)為中部葉含量最大，比上部葉高549.20 μg/g。

圖4 不同裝煙方式烤后煙葉的類西柏烷類降解產(chǎn)物含量

圖5 不同裝煙方式烤后煙葉的新植二烯含量

2.6 不同裝煙方式烤后煙葉的中性致香物質(zhì)賦權(quán)評價

由圖6可知，不同處理中部葉以處理T2分值最高，比處理T1、T3別高209.24、252.73；上部葉以處理T1最高，比處理T2、T3分別高195.41、155.49。同一處理不同部位處理T1、T3均表現(xiàn)為上部葉分值最高，比中部葉分別高148.35、36.35；處理T2則表現(xiàn)為中部葉最高，比上部葉高256.30。不同部位間中性致香物質(zhì)含量的總和以處理T2最高、為869.28，比處理T1、T3分別高13.83和212.81。

圖6 不同裝煙方式烤后煙葉中性致香物質(zhì)評價結(jié)果

3 結(jié)論與討論

煙葉香氣物質(zhì)的形成需要內(nèi)在大分子碳氮化合物在相對較低的溫度，并結(jié)合相對較高的濕度的條件下進(jìn)行較為充分的轉(zhuǎn)化，對煙葉致香前體物質(zhì)和煙葉香氣含量的提高具有重要作用［17-18］。但由于裝煙方式的不同煙葉葉片之間的間隙相差較大，在實(shí)際烘烤過程中內(nèi)部環(huán)境的變化，如溫度、濕度、葉間風(fēng)速等［19-21］，對烤后煙葉內(nèi)在質(zhì)量形成具有一定的影響。本研究結(jié)果表明，與煙夾裝煙方式相比，中部散葉裝煙方式的類胡蘿卜素、芳香族氨基酸、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、類西柏烷類和新植二烯等裂解產(chǎn)物含量明顯較高，這與盧賢仁等［8］的研究結(jié)果較為一致。賀方云等［22］研究發(fā)現(xiàn)，烤房采用散葉堆放裝煙方式進(jìn)行烘烤，造成烤后煙的香氣量降低，與本試驗研究存在差異，可能是由于烤煙品種差異所致。另外與煙夾裝煙方式相比，上部散葉裝煙方式的中性致香物質(zhì)含量明顯較低，可能與上部葉葉片較厚且干筋期時間持續(xù)較長有關(guān)［22］。整體煙葉中性致香物質(zhì)賦權(quán)評分以T2散葉堆積裝煙方式最高，這可能是散葉裝煙處理的煙葉沒有外在器械夾持，烘烤過程中煙葉倒伏影響裝煙層之間空氣流動，從而減緩煙葉排濕，促進(jìn)煙葉致香前體物質(zhì)較多形成［23］；T3處理散葉插扦裝煙方式烤后煙葉中性致香物質(zhì)總分值最低，這可能由于采用葉基部朝下、葉尖插扦的散葉插扦烘烤方式，在煙葉烘烤過程中葉片較少出現(xiàn)倒伏，隨著煙葉水分的散失與葉片的收縮由于葉尖插扦的原因造成煙葉之空隙增大，致使?jié)穸壬⑹н^快、大分子營養(yǎng)轉(zhuǎn)化減少或干筋期葉間隙風(fēng)速較大致使香氣物質(zhì)損失量增加，這與楊彥明等［19］的研究結(jié)果較為一致。

綜上所述，云南曲靖羅平煙區(qū)在中部煙葉進(jìn)行密集烘烤時，散葉裝煙方式能增加烤后煙中性致香物質(zhì)的含量，其中以散葉堆積裝煙方式較好，此外相關(guān)研究表明采用散葉堆積裝煙可明顯減少人工、能耗成本且煙葉整體品質(zhì)相對較好［9，24］，在上部煙葉進(jìn)行密集烘烤時，采用煙夾裝煙方式能顯著提高烤后煙葉致香物質(zhì)含量，進(jìn)而改善烤后煙葉的工業(yè)可用性。