津巴布韋煙葉游離態(tài)和結(jié)合態(tài)特征香氣成分的識(shí)別與分析

張相輝，關(guān)體青，陶 冶，蘇丹丹，張文軍，熊 珍

(1.黑龍江煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150001；2. 中煙施偉策(云南)再造煙葉有限公司，云南 玉溪 653100)

【研究意義】香氣物質(zhì)是反應(yīng)煙葉質(zhì)量的重要因素之一，其組成和含量會(huì)影響煙葉的香氣量、香氣質(zhì)和香型，從而影響煙葉在卷煙中應(yīng)用。津巴布韋出產(chǎn)的煙葉是世界知名的好煙葉，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在油分足、香氣獨(dú)特飄逸、刺激性小，在卷煙配方中調(diào)香、調(diào)味效果好，是中式卷煙不可或缺的重要原料。云南煙葉是中國具有代表性的清香型煙葉風(fēng)格產(chǎn)區(qū)，清香型烤煙產(chǎn)品燃吸后具有沁人心脾的清甜香，具有突出的青草清香芬芳?xì)馕叮谷烁械接鋹?。在工業(yè)生產(chǎn)卷煙配方中具有調(diào)香、調(diào)味和提質(zhì)的功能，是高級(jí)卷煙的重要原料之一[1-2]。因此比較云南煙葉與津巴布韋煙葉在香氣成分上的差異，有針對(duì)性的提升國煙葉的品質(zhì)是十分必要的?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】有關(guān)國產(chǎn)煙葉與津巴布韋煙葉在香氣成分上的差異，已有學(xué)者開展了大量的研究[3-6]，趙銘欽等[3]比較河南、湖南等5大優(yōu)質(zhì)烤煙主產(chǎn)區(qū)的煙葉與津巴布韋煙葉，認(rèn)為不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境的差異，煙葉致香物質(zhì)含量差異明顯，并形成不同產(chǎn)地?zé)熑~獨(dú)特風(fēng)格。云南作為國內(nèi)的重要產(chǎn)煙區(qū)，其生態(tài)環(huán)境得天獨(dú)厚，與津巴布韋較為接近，逄濤等[7-8]比較了云南省新煙區(qū)煙葉與津巴布韋不同煙區(qū)煙葉致香成分，認(rèn)為津巴布韋煙葉酮類、醛類、雜環(huán)類含量明顯高于新煙區(qū)煙葉。邵巖等[9-10]通過對(duì)云南和津巴布韋烤煙致香物質(zhì)的相似性分析和含量差異研究，認(rèn)為云南煙葉的中部煙葉與津巴布韋煙葉在主要致香物質(zhì)的相似度最高。這些研究多采用常規(guī)的水溶劑或結(jié)合蒸餾萃取的方法，集中分析不同種類煙葉香氣成分含量的差異?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】通過對(duì)比典型云南清香型煙葉與津巴布韋煙葉的香氣成分，篩選可以表征津巴布韋煙葉的特征香氣，以其具體數(shù)值來描述香氣，而不再是單純的通過抽吸等依靠人為感官來評(píng)價(jià)，極大地提高了感官評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性和重現(xiàn)性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】這種香氣成分的篩選方法也可用于分析其他種類煙葉的香氣特征，為其它煙葉的特征香氣成分篩選和香氣風(fēng)格確定提供一種思路和方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料：紅大煙葉8個(gè)，津巴布韋煙葉4個(gè)，K326煙葉8個(gè)，均取樣于某再造煙葉公司原料庫，所有樣品均在(40±1) ℃的烘箱中烘干4 h，用粉碎機(jī)粉碎，過40目篩，過篩樣品密封備用。

主要儀器：粉碎機(jī)(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)，同時(shí)蒸餾萃取裝置[中煙施偉策(云南)再造煙葉有限公司自制]，GC7890B/MS 5977 氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Agilent 公司)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)。

分析試劑：檸檬酸、磷酸氫二鈉、無水硫酸鈉、磷酸、乙醇、二氯甲烷、乙酸苯乙酯，均為分析純?cè)噭?國藥集團(tuán))。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 煙草中香味物質(zhì)的提取 參考相關(guān)文獻(xiàn)[11-13]，采用兩步SDE法測(cè)定煙草中游離態(tài)、結(jié)合態(tài)致香成分，稱取煙樣5.00 g置于500 mL兩口圓底燒瓶中，加入250 mL pH值 5.59檸檬酸磷酸鹽緩沖溶液；另取50 mL二氯甲烷置于250 mL圓底燒瓶中，加0.10 mL內(nèi)標(biāo)溶液。同時(shí)蒸餾萃取4 h。取出二氯甲烷瓶，得到游離態(tài)致香成分。

在煙樣瓶中補(bǔ)水至約250 mL，加12.85 mL 3 mol·L-1H3PO4溶液，調(diào)節(jié)緩沖溶液的pH值至2.5；另取50 mL二氯甲烷置于250 mL圓底燒瓶中，加0.10 mL內(nèi)標(biāo)溶液。同時(shí)蒸餾萃取4 h。取出二氯甲烷瓶，得到結(jié)合態(tài)致香成分。

向二氯甲烷溶液中加無水硫酸鈉干燥至少2 h，40 ℃常壓濃縮至1 mL，進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.2 GC-MS分析條件 GC條件：HP-5MS[30 m×0.25 mm(id)×0.25 μm]毛細(xì)管色譜柱：載氣He，流速1.0 mL·min-1；進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣量1 μl，分流比：10∶1；程序升溫：初溫50 ℃，保持2 min，以3 ℃·min-1升到200 ℃，保持2 min，再以6 ℃·min-1升到260 ℃，保持5 min。

MS條件：質(zhì)譜檢測(cè)器：傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四級(jí)桿溫度：150 ℃；電磁源EI；電離能70 ev；質(zhì)量數(shù)33～550 amu；質(zhì)譜掃描方式：全掃描(SCAN)；溶劑延遲：3.5 min。MS譜庫：NIST2.0.假定相對(duì)校正因子為1，內(nèi)標(biāo)法定量。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 分別應(yīng)用MINITAB17 和IBM SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及LSD法多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同煙葉品種游離態(tài)香氣成分含量比較

在不同類型煙草樣品中共檢測(cè)到55種游離態(tài)香氣成分，遠(yuǎn)高于蘇菲等[11]檢測(cè)定量得到27種游離態(tài)中性香氣成分。究其原因與選取原料及測(cè)定過程中提取溶劑、分析條件等差異有關(guān)。

由表1可見，對(duì)比3種煙葉的游離態(tài)香氣成分含量，津巴布韋煙葉中含量最高的游離態(tài)香氣成分共有21種，其中酮類(3種)、醇類(4種)、醛類(6種)、酚類(1種)、酯類及內(nèi)酯類(4種)、雜環(huán)類(1種)和烯烴類(1種)。

表1 不同煙葉品種的游離態(tài)香氣成分Table 1 Free aroma components of different kinds of tobacco

續(xù)表1 Continued table 1

經(jīng)多重比較分析，津巴布韋煙葉游離態(tài)香氣成分含量最高，且與其它2種煙葉間有顯著性差異的成分共有11種，包含酮類(2種)、醛類(3種)、酯類及內(nèi)酯類(3種)、醇類(2種)及烯烴類(1種)。

結(jié)合香氣成分的含量對(duì)比和多重比較分析結(jié)果可知，能呈現(xiàn)津巴布韋特征香氣的游離態(tài)成分如表2。

表2 津巴布韋游離態(tài)特征香氣成分Table 2 Free typical aroma components of Zimbabwe tobacco

2.2 不同種類煙草結(jié)合態(tài)香氣成分比較

用兩步法SDE-GC-MS檢測(cè)方法，從煙葉樣品中共檢測(cè)到67種結(jié)合態(tài)致香成分。與游離態(tài)香氣成分一樣，相比于蘇菲等[11]檢測(cè)定量得到30種糖苷結(jié)合態(tài)中性香氣成分，檢測(cè)到的結(jié)合態(tài)香氣成分更多，與其研究結(jié)果一致的是檢測(cè)得到的結(jié)合態(tài)香氣成分種類均大于游離態(tài)香氣。

由表3可見，與其他3類煙葉比較，津巴布韋煙葉中含量最高的結(jié)合態(tài)致香成分有34種，包含酮類(11種)、醇類(4種)、醛類(9種)、酚類(2種)、酯類及內(nèi)酯類(4種)、雜環(huán)類(3種)及烯烴類(1種)。

表3 不同類型煙草結(jié)合態(tài)香氣成分Table 3 Combined aroma components of different kinds of tobacco

經(jīng)多重比較分析，津巴布韋煙葉中含量最高且與其他3種煙葉之間有顯著性差異的成分共有22種，包含酮類(6種)、醇類(2種)、醛類(9種)、酯類及內(nèi)酯類(5種)，這22種香氣成分共同構(gòu)成了津巴布韋的獨(dú)特香氣特征(表4)。

續(xù)表3 Continued table 3

續(xù)表3 Continued table 3

表4 津巴布韋結(jié)合態(tài)特征香氣成分Table 4 Combined typical aroma components of Zimbabwe tobacco

續(xù)表4 Continued table 4

3 討 論

經(jīng)過兩步法進(jìn)行香氣成分的提取，共得到55種游離態(tài)香氣成分和67種結(jié)合態(tài)香氣成分，結(jié)合態(tài)香氣成分比游離態(tài)香氣成分多，蘇菲等[12]也有相同的結(jié)果。

其中，游離態(tài)香氣成分中酮類、醇類、醛類、酯及內(nèi)酯類的種類較多，逄濤等[8]的研究也有相同結(jié)果。螺巖蘭草酮的含量差異最為突出，其在津巴布韋煙葉中的含量約為云南煙葉的2～8倍。反-2,順-6-壬二烯醛在津巴布韋煙葉中的含量約為云南煙葉的2倍以上，趙銘欽[3]也有相同結(jié)果。但與常規(guī)研究結(jié)果[7-10]不一樣的是，新植二烯作為凸顯清香風(fēng)格的香氣成分，其在云南煙葉中的含量多高于津巴布韋，通過研究，津巴布韋煙葉中的新植二烯含量明顯高于云南煙葉，究其原因與選取的煙葉樣本種類或種植年份的不同有關(guān)。

與游離態(tài)香氣成分一樣，相比于蘇菲等[11]檢測(cè)定量得到30種糖苷結(jié)合態(tài)中性香氣成分，檢測(cè)到的結(jié)合態(tài)香氣成分更多，究其原因與選取原料及測(cè)定過程中提取溶劑、分析條件等差異有關(guān)。其中，以酮類、醛類香氣成分最多，其次是醇類、酯類及內(nèi)酯類[18]。逄濤等[7-8]、邵巖等[10]也有相同的研究結(jié)果。

4 結(jié) 論

通過津巴布韋煙葉與典型云南煙葉的致香成分比較，篩選出4-羥基-β-二氫大馬酮、螺巖蘭草酮等11種特征游離態(tài)香氣成分，和1,2-環(huán)己二酮、大馬士酮、巨豆三烯酮等22種特征結(jié)合態(tài)香氣成分，這些篩選出的香氣成分共同呈現(xiàn)出津巴布韋煙葉焦甜香、烤甜香、香氣醇和、飄逸感強(qiáng)、煙香豐滿、少有雜氣和刺激性、余味干凈、口腔生津回甜的香氣特征。