烤煙自然醇化過(guò)程中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量變化及其與感官質(zhì)量的關(guān)系

王玉華，王德權(quán)，高政緒，姜振玲，席元肖，方敏，劉春菊，杜傳印*

(1.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261205； 2.濰坊市坊子區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 濰坊 261200)

類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是烤后煙葉中一類重要中性致香物質(zhì)，主要來(lái)源于煙葉成熟、調(diào)制、醇化等過(guò)程中類胡蘿卜素的降解轉(zhuǎn)化，目前在煙草中已發(fā)現(xiàn)的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物大約有80種[1]。諸多研究表明，該類物質(zhì)對(duì)煙葉感官質(zhì)量，尤其是香氣質(zhì)和香氣量有著極其重要的影響。姜慧娟等[2]研究表明，二氫獼猴桃內(nèi)酯和巨豆三烯酮-1等物質(zhì)對(duì)烤煙香氣質(zhì)和香氣量有著直接的正向作用。李俊麗等[3]研究表明，巨豆三烯酮-3對(duì)香氣質(zhì)有著直接正向作用；巨豆三烯酮-2對(duì)香氣質(zhì)有著不利影響，但對(duì)香氣量有著正向的作用。李曉婷等[4]認(rèn)為，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量多少與煙葉香型風(fēng)格之間關(guān)系極為密切，濃香型煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量要顯著高于中間香型和清香型煙葉。目前，關(guān)于類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量變化的動(dòng)態(tài)研究多集中在烤煙成熟過(guò)程及烘烤過(guò)程中[5-10]。而對(duì)醇化過(guò)程中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物變化研究相對(duì)較少。研究表明，烤后煙葉經(jīng)過(guò)自然醇化其外觀質(zhì)量與內(nèi)在品質(zhì)均有著顯著的提升[11-17]，這種改變與內(nèi)部化學(xué)成分的變化是密不可分的。本文利用濰坊煙葉進(jìn)行醇化試驗(yàn)，檢測(cè)不同醇化時(shí)期類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量變化情況，同時(shí)對(duì)其與感官質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行探究分析，以初步探索當(dāng)?shù)責(zé)熑~在醇化過(guò)程中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及感官品質(zhì)變化規(guī)律，以期為煙葉醇化提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)材料為初烤原煙，等級(jí)為B2F和C3F。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

初烤原煙經(jīng)打葉復(fù)烤處理成片煙后在自然條件下進(jìn)行醇化，以后每隔固定時(shí)間取樣，具體方法如下。

原煙經(jīng)打葉復(fù)烤后，作為第一次取樣。同時(shí)開始醇化，以后每隔半年取樣一次，共計(jì)取樣7次，每份樣品每次取樣5 kg，所取樣品經(jīng)磨末和切絲卷制后置于冰柜(不高于-18 ℃)中冷凍保存，所有樣品集中檢測(cè)。

每份樣品取500 g煙葉剪成細(xì)片狀，置于60 ℃烘箱中烘干，烘干后用機(jī)器磨成粉末，并過(guò)40目篩(孔徑0.42 mm)，將過(guò)篩粉末立即裝人潔凈干燥的密封袋中密閉保存，備用。其余煙葉切絲后制成卷煙，進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.2.2 檢測(cè)方法

稱取25 g煙末，加入20 g氯化鈉、400 mL去離子水，充分搖勻后，以乙酸苯乙酯作為內(nèi)標(biāo)，利用二氯甲烷作為提取溶劑進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取，蒸餾3 h后將提取液用無(wú)水硫酸鈉干燥，干燥后氮吹濃縮至10 mL，將濃縮后的溶液裝入進(jìn)樣小瓶，待測(cè)。

色譜柱HP-FFAP(HP-FFAP Polyethylene Glycol，TP:1526.53718，50.0 m×320 μm×0.50 μm)；進(jìn)樣口240 ℃；輔助加熱器280 ℃；載氣為氦氣；流速1.0 mL·min-1；進(jìn)樣量1 μL；分流比10∶1；升溫程序：初始溫度70 ℃，以2 ℃·min-1速率升至100 ℃，保持5 min，以2 ℃·min-1升至110 ℃，以2.5 ℃·min-1速率升至140 ℃，保持2 min，然后以5 ℃·min-1速率升至190 ℃，最后以5 ℃·min-1速率升至230 ℃，保持20 min后運(yùn)行30 min。

電離方式EI源，離子源溫度230 ℃；電離能量70 eV；四級(jí)桿溫度150 ℃，傳輸線溫度280 ℃；溶劑延遲4 min；選擇離子掃描模式。

依據(jù)YC/T 138—1998《煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法》、GB 5606.4—2005《卷煙第4部分：感官技術(shù)要求》進(jìn)行樣品感官質(zhì)量鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SAS9.1軟件及Excel等統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 自然醇化過(guò)程中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量變化

由圖1可知，醇化過(guò)程中煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量提高，且不同部位變化趨勢(shì)一致，在醇化前12個(gè)月，含量增速較快，醇化12～18個(gè)月含量有所減低，醇化18個(gè)月之后含量呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)，醇化36個(gè)月時(shí)含量達(dá)到最大值，上部葉和中部葉較醇化前分別提高了55.6%和39.4%。方差分析結(jié)果表明，醇化過(guò)程中上部和中部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量變化均達(dá)到極顯著水平。整個(gè)過(guò)程中上部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量始終高于中部葉，醇化開始時(shí)兩者差異為5.05 μg·g-1，醇化結(jié)束時(shí)，上部葉較中部葉高出16.1 μg·g-1，差異進(jìn)一步變大。

圖1 自然醇化過(guò)程中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量

在自然醇化前6個(gè)月內(nèi)，上部葉和中部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量分別提高了17.5%和13.5%。醇化6～12個(gè)月，上部葉和中部葉含量分別提高12.6%和10.7%，該段時(shí)間內(nèi)含量變化均未達(dá)到顯著水平；但兩部位煙葉在醇化12個(gè)月后較醇化開始時(shí)含量均有顯著提高，并且上部葉含量變化達(dá)到極顯著水平。12～18個(gè)月，上部葉和中部葉含量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，兩部位分別下降了13.3%和8.1%。18個(gè)月時(shí)，兩部位煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量與醇化開始時(shí)無(wú)顯著差異。18個(gè)月后，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量開始回升，18～24個(gè)月期間，上部葉含量極顯著提升了16.87 μg·g-1，中部葉提高了9.92 μg·g-1。24～30個(gè)月期間，兩部位類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量均有一定程度下降，但均未達(dá)到顯著水平。醇化30個(gè)月后，含量有所增加，36個(gè)月時(shí)含量達(dá)到最大值。

2.2 17種類胡蘿卜素降解產(chǎn)物在醇化過(guò)程中變化

表1所示為17種類胡蘿卜素降解產(chǎn)物在醇化過(guò)程中含量變化情況。巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-3、巨豆三烯酮-4、氧化異佛爾酮-2、二氫獼猴桃內(nèi)酯、香葉醇在醇化過(guò)程中含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

方差分析結(jié)果顯示，巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-4、氧化異佛爾酮-2、香葉醇含量在上部和中部葉中變化均達(dá)到顯著水平，其中，巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2含量顯著提升發(fā)生在醇化0～6個(gè)月，在上部葉中該段時(shí)間含量增加量占醇化過(guò)程總提高量的比例分別為43.6%和39.9%，中部葉占比分別為55.7%和47.7%。氧化異佛爾酮-2含量顯著提升發(fā)生在醇化18～24個(gè)月，該期間上部葉和中部葉含量增加量分別占總提高量的66.7%和50.0%。

巨豆三烯酮-4、香葉醇含量是逐漸提升的，無(wú)

表1 自然醇化過(guò)程中17種類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量

注：同一行數(shù)據(jù)沒(méi)有相同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

明顯快速提升期。二氫獼猴桃內(nèi)酯在上部葉含量變化達(dá)到顯著水平。

β-紫羅蘭酮、β-環(huán)檸檬醛、異佛爾酮、藏紅花醛含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。方差分析結(jié)果表明，β-紫羅蘭酮、β-環(huán)檸檬醛、藏紅花醛在不同部位醇化前后含量變化均達(dá)到顯著水平，異佛爾酮在上部葉中醇化前后含量變化達(dá)到顯著水平。四種物質(zhì)含量快速下降期主要集中在醇化前18個(gè)月，該段時(shí)間各物質(zhì)含量下降值占總下降值比例均在66.7%以上。醇化后期含量逐漸趨向穩(wěn)定。β-二氫大馬酮、β-大馬酮、金合歡基丙酮A在醇化過(guò)程中含量較為穩(wěn)定；香葉基丙酮、芳樟醇、2-甲基-2-庚烯-6-酮在醇化過(guò)程中含量變化無(wú)明顯規(guī)律可尋。

2.3 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與感官質(zhì)量關(guān)系

表2為類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與煙葉感官質(zhì)量的關(guān)系，分析可得，二者之間存在一定的相關(guān)性。在上部葉中，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與香氣質(zhì)、香氣量和余味之間簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系為負(fù)相關(guān)，與雜氣、刺激性和總分之間簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系為正相關(guān)，且與刺激性之間簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系達(dá)到顯著水平；與感官質(zhì)量之間偏相關(guān)關(guān)系均為負(fù)相關(guān)，其中與香氣量和余味之間偏相關(guān)關(guān)系達(dá)到顯著水平。在中部葉中，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與各項(xiàng)感官指標(biāo)之間的簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系均為正相關(guān)，偏相關(guān)關(guān)系均為負(fù)相關(guān)，且與香氣質(zhì)和余味指標(biāo)之間的偏相關(guān)關(guān)系達(dá)到顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為-0.299和-0.323。

表2 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與感官質(zhì)量相關(guān)系數(shù)

注：*表示相關(guān)關(guān)系在0.05水平上的顯著，**表示相關(guān)關(guān)系在0.01水平上的顯著，表3同。

綜上說(shuō)明，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物對(duì)不同部位煙葉感官質(zhì)量的直接作用是不利的；在上部葉中，對(duì)香氣質(zhì)、香氣量和余味的間接作用是不利的，對(duì)雜氣、刺激性和總分的間接作用是有利的，且對(duì)刺激性的間接作用是顯著有利的；在中部葉中，對(duì)感官質(zhì)量的間接作用是有利的，但影響均未達(dá)到顯著水平。

分析表3可以得出，二氫獼猴桃內(nèi)酯、β-大馬酮、金合歡基丙酮A與香氣質(zhì)和余味指標(biāo)呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系；2-甲基-2-庚烯-6-酮、β-環(huán)檸檬醛、β-二氫大馬酮等6種物質(zhì)與香氣質(zhì)和雜氣指標(biāo)呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)。β-二氫大馬酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、藏紅花醛4種物質(zhì)與香氣量和余味指標(biāo)呈顯著或極顯著地負(fù)相關(guān)。巨豆三烯酮-1、巨豆三烯酮-2、巨豆三烯酮-4、香葉醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯、β-大馬酮、金合歡基丙酮A與刺激性指標(biāo)呈顯著正相關(guān)；β-二氫大馬酮、香葉基丙酮與刺激性指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān)；β-環(huán)檸檬醛、β-紫羅蘭酮、藏紅花醛與刺激性呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表3 17種類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與感官質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

3 討論

類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量在醇化過(guò)程中總體趨勢(shì)是增加的，但是在12～18個(gè)月上部和中部葉均有一定程度的下降，隨后繼續(xù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，出現(xiàn)這一現(xiàn)象似乎與總變化趨勢(shì)存在一定矛盾。原因可能在于醇化第12～18個(gè)月正處于夏季，高溫高濕的自然條件一定程度上促進(jìn)了該類物質(zhì)的降解轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致含量降低。而同期煙葉在人工醇化條件下類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量未出現(xiàn)如此明顯的波動(dòng)[18]，一定程度上也驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。至于更深層次的原因，在以后的研究中將進(jìn)一步探索。

本研究中，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與感官質(zhì)量關(guān)系個(gè)別結(jié)論與前人研究存在一定的差異，如巨豆三烯酮與香氣質(zhì)的關(guān)系較多的表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，而胡建軍等[19]研究結(jié)論為正相關(guān)，分析原因可能在于受煙葉中其他類物質(zhì)的干擾，一定程度上影響了該種物質(zhì)本身的作用效果。

類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與感官質(zhì)量關(guān)系在簡(jiǎn)單相關(guān)和偏相關(guān)關(guān)系上表現(xiàn)不一致，甚至出現(xiàn)相反的關(guān)系，如直接作用是不利的，而間接作用是有利的。原因可能在于，煙葉感官質(zhì)量受多種物質(zhì)的影響[20-22]，使得煙葉表現(xiàn)出的感官質(zhì)量是多種物質(zhì)綜合作用的結(jié)果，其中任何一種物質(zhì)含量發(fā)生改變都會(huì)在一定程度上影響整體感官品質(zhì)。本研究中，同種物質(zhì)在不同部位中與感官質(zhì)量關(guān)系表現(xiàn)不一致，原因可能在于不同部位煙葉各物質(zhì)含量比例存在差異。

4 小結(jié)

自然醇化過(guò)程中，不同部位煙葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物變化趨勢(shì)是一致的，即隨著醇化時(shí)間的增加呈升高趨勢(shì)，在醇化0～12個(gè)月期間，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量變化呈上升態(tài)勢(shì)，醇化12個(gè)月之后含量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，在醇化結(jié)束時(shí)含量達(dá)到最大值。上部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量始終高于中部葉含量，且隨著醇化過(guò)程的推進(jìn)，部位間含量差異逐漸擴(kuò)大。不同物質(zhì)在醇化過(guò)程中的變化規(guī)律不一致，其中，巨豆三烯酮、氧化異佛爾酮-2、二氫獼猴桃內(nèi)酯等含量是逐漸升高的，β-紫羅蘭酮、β-環(huán)檸檬醛等含量是逐漸降低的，β-大馬酮、金合歡基丙酮A等含量無(wú)顯著變化。

類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與煙葉感官質(zhì)量關(guān)系較為密切。不同物質(zhì)對(duì)感官質(zhì)量的作用存在差異。金合歡基丙酮A、β-大馬酮對(duì)香氣質(zhì)有顯著的有利影響；巨豆三烯酮類物質(zhì)、香葉醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯對(duì)刺激性指標(biāo)有顯著的有利影響。β-環(huán)檸檬醛、β-二氫大馬酮、香葉基丙酮對(duì)煙葉感官質(zhì)量有著顯著的不利作用。