自然醇化对烟叶化学组分及致香物质的影响

王卫峰　章友爱　陈子枫　卢燕回　王春

摘要：【目的】为了解自然醇化过程中烟叶化学组分的变化及其对复烤烟品质的影响，为初烤烟叶和复烤烟相结合的协同仓储醇化研究提供理论基础。【方法】凯氏定氮法、酸水解法、甲酯化一气相色谱、石油醚浸提法等。【内容】研究分析了自然醇化1—5个月后烟叶中的基本化学组分、有机酸、香味组分的含量及组成。【结果】自然醇化有利于初烤烟中淀粉、蛋白质、有机酸和香味物质等成分的转化，初烤烟中的淀粉、蛋白质、有机酸、香味物质均随醇化进行有先增加后减少的趋势。自然醇化2、3个月后初烤烟的中性致香物质总量及其重要组分（β-大马酮、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、茄酮、苯甲醇）较高。自然醇化也有利于提高打叶复烤后烟叶的有机酸、总香味物质、中性香气组分的水平，且在醇化3—4个后复烤烟的中性致香物质及其重要组分水平较高。【结论】自然醇化有利于打叶复烤烟的吃味品质的形成。

关键词：自然醇化；烟叶；化学组分；致香物质

中图分类号：TS4 文献标识码：A 文章编号：1003—4374（2016）02—0008—06

醇化是卷烟生产过程中改善烟叶吸味品质和提高烟叶可用性必不可少的重要环节。醇化是改善烟叶质量必不可少的环节之一。烟叶醇化可促进烟叶内在化学成分转化，使烟叶香气透发、烟气醇和细腻、杂气减少、刺激性减小、余味改善、燃烧性增强。初烤烟叶随着放置时间延长，烟叶会发生品质变化，因而影响打叶复烤后的片烟品质，这主要是因为烟叶在放置过程中进行了自然醇化，这一过程受气候环境条件等众多因素的综合影响，是一个极其复杂的品质变化过程。通过醇化对烟叶品质的提升，不仅和复烤烟醇化时间有关，还与初烤烟叶醇化周期密不可分。目前国内外关于烤烟的最佳醇化周期的研究局限于复烤片烟，对初烤烟叶自然醇化研究较少。因此，我们对初烤烟自然醇化过程中内在化学成分变化特点及自然醇化对复烤烟香味成分的影响进行了研究，旨在为初烤烟叶和复烤烟相结合的协同仓储醇化研究提供理论基础。

1材料和方法

1.1供试材料

供试材料为2011年种植的云烟85的B2F、C3F和X2F3个等级的初烤烟。

1.2取样方法

将初烤烟叶密封储存，于广西靖西县烟叶中转仓中进行自然醇化。供试地8月一次年1月的平均温度和相当湿度见表1。试验于2012年8月17日一2013年1月17日间进行。以密封时（2012年8月17日）为自然醇化起始，分别在醇化1、2、3、4和5个月后进行打叶复烤。打叶复烤前后分别在烟垛随机取样1kg按下述方法分析其化学成分。

表1靖西县月平均温度及相对湿度

1.3测定方法

蛋白质含量测定采用凯氏定氮法；用常温水振荡提取烟叶水溶性总糖法，结合铜还原高锰酸钾返滴法测定片烟中还原糖和总糖的含量；淀粉含量测定采用酸水解法；有机酸及脂肪酸含量测定采用甲酯化一气相色谱法；用石油醚浸提法测定片烟中石油醚提取物的含量；香味成分采用按照蒸馏萃取一气相色谱质谱联用法。

2结果与分析

2.1自然醇化对初烤烟基本化学组分的影响

烟叶中的水溶性糖和淀粉参与调节烟气酸碱平衡，对烟气醇和性与芳香性具有一定的作用。自然醇化1-5个月后，B2F（上部叶）、C3F（中部叶）和X2F（下部叶）3个等级烟叶中淀粉平均含量则随着自然醇化时间的延长有先升高后降低的趋势（见表2）。上、中、下部烟叶中淀粉的平均含量在开始醇化1个月时的19.44%增加至3个月时的20.78%（见表2）。醇化4、5个月后，淀粉含量却分别降低至17.23%和13.26%。不同叶位烟叶中的淀粉含量随自然醇化时间的延长而改变的规律相似。但是，中部叶和上部叶中淀粉含量随醇化时间变化的幅度较大。不同叶位的烟叶在醇化4-5个月后，烟叶中的淀粉含量的变化不大，但有低于醇化初期（1个月）的趋势。与淀粉的变化情况不同，在醇化1-5个月后烟叶中的水溶性总糖、还原糖含量变化不大。

蛋白质含量是衡量烟叶品质的重要指标之一。烟叶中的蛋白质与烟叶的燃烧性、烟气的香气成分、烟叶的香味品质和安全性密切相关。自然醇化1-5个月后，烟叶的蛋白质含量变动在8.23%-13.58%之间（见表2）。醇化最初的前两个月，烟叶中的蛋白质含量相似。但在醇化3-4个月后，烟叶中的蛋白质含量有所增加，而后降低。

烟叶的石油醚提取物与烟叶的质量和可用性一般呈正比。烟叶经过1-5个月的自然醇化后其中的石油提取物的含量也未发生明显变化，说明在自然醇化过程中烟叶的挥发油挥发散失量不大。

可见，自然醇化虽然对烟叶中的水溶性糖、还原糖、乙醚提取物含量的影响不大，但淀粉和蛋白质含量有随着醇化有先增后减的趋势。醇化4-5个月后烟叶中的淀粉减少而蛋白质含量有所增加。

2.2自然醇化对初烤烟叶的有机酸组成及含量的影响

烟草中可检测出丙酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸等20种有机酸。这些有机酸的总量随着醇化时间的延长而增加（见表3）。醇化1、2、3、4、5个月后，有机酸含量分别为35.84、96.32、157.37、59.92mg，g，达到醇化1个月时的1.11、2.99、4.89、1.86倍。醇化5个月后的含量（59.92mg/g）仅为醇化4月时的38.08%。

不同有机酸对烟气的香吃味的影响不同。草酸、苹果酸、柠檬酸是烟草中重要有机酸，在平衡烟气的pH值，调节烟气中游离烟碱、质子烟碱的比例，从而对平衡烟气劲头和强度具有重要作用，间接地影响烟气的香吃味。醇化过程中，这三种有机酸含量发生急剧的改变（见表3）。与总有机酸含量的变化趋势相似，这三种有机酸的含量随醇化时间的延长而增加，到达高峰后降低。并且，醇化过程中这些有机酸的变化幅度更大。自然醇化4个月后，烟叶中柠檬酸、草酸、苹果酸之和达到最高水平。此时，上中下部烟叶中柠檬酸、草酸、苹果酸含量的平均值为98.53mg/g，达到醇化1个月时的含量（1.83mg/g）的53.84倍。

烟草中的挥发酸对烟气香味的贡献较大。一般认为，烟叶等级越高，挥发酸含量也越高。自然醇化后烟叶中的挥发酸含量也迅速增加（见表3）。醇化4月后，达到最大值（119.11mg/g），是醇化1个月时（4.86mg/g）的24.51倍。然而，醇化5个月后，挥发性酸含量（53.98mg/g）明显降低，仅为最大值时的45.32%。

醇化1-5个月后，烟叶中挥发性有机酸占有机酸总量的比例明显提高。并且，这些比例随着醇化时间的延长而明显提高。醇化1个月时的比例仅为15.10%，而醇化5个月后，此比例达到90.09%。可见，相对于对总有机酸的影响，自然醇化增加挥发性有机酸的作用更大，这无疑有利于增强烟叶的酸性和提高烟叶的吸味品质。

烟草中的饱和脂肪酸可使烟气柔和并具有脂肪样气味，不饱和高级脂肪酸一般具有刺激性，使烟气粗糙。饱和高级脂肪酸和不饱和高级脂肪酸的含量虽然在自然醇化后均随着醇化时间的延长而增加（见表3）。但是，不饱和高级脂肪酸的比例却随着醇化时间的延长而明显降低。这些结果说明，自然醇化有利于提高烟叶的吸味品质。

可见，自然醇化强烈影响烟叶的有机酸含量和组成，醇化有利于提高烟叶的总有机酸含量及柠檬酸、苹果酸、草酸、挥发性有机酸含量和比重，但降低不饱和高级脂肪酸的比重。

2.3自然醇化对初烤烟叶香味成分含量的影响

可测到烟叶中的45种香味成分，其中新植二烯、石竹烯、1-戊烯3-酮、氧化石竹烯、异香橙烯、6-甲基5-庚烯-二酮、5，5-二甲基-6-（3-甲基-1，3-丁二烯基）-7-氧杂双环[4.1.0]庚1-基乙酸酯、茄酮、糠醛、苯甲醇、α-红没药烯、β-大马酮、4-（3-羟基-6，6-二甲基-2-亚甲基环己-3-丁烯-2-酮是主要组分。自然醇化影响着45种香味成分的总量（见图1）。醇化2个月后，香味成分的含量有增加的趋势。但醇化3个月后，这些香味组分的含量降低（图1）。醇化2-5个月后，香味物质总量是醇化开始时的

自然醇化对不同香味成分的影响不同。醇化后桐类、脂类、酸类和烷类物质有减少的趋势（见表4）。然而，醛类、醇类、稀类组分的含量则随着醇化的进行有先增后减的趋势。醛类、醇类、稀类组分的含量均在醇化2-3个月后达到最大值。

烤烟经过自然醇化后，中性香味物质增加，有利于提高烟叶的香气质和香气量。自然醇化2、3个月后烟叶中的中性香味物质含量从醇化1个月时的150.86mg/kg增加至268.02和249.39mg/kg（见表4）。然而，自然醇化4月后，中性香味组分含量减少，至醇化5个月时这些组分的含量下降至105.70mg/kg，仅为最高值（268.02mg/kg）的39.43%。

类胡萝卜素降解产物是烟草中关键的中性香味物质。自然醇化后检测到芳樟醇、异佛尔酮、β-大马酮、香叶基丙酮、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮a、巨豆三烯酮b、巨豆三烯酮c巨豆三烯酮d、螺岩兰草酮等类胡萝卜素降解产物，这些物质的总含量在自然醇化后均增加，并在醇化2、3个月后达到最大值（见表5）。然而，醇化4个月后，这些物质的含量降低。

罗兰酮、大马酮、二氢猕猴桃内酯是重要类胡萝卜素降解产物，紫罗兰酮、大马酮可增加烟草的花香香味而二氢猕猴桃内酯可消除刺激性。自然醇化也影响罗兰酮、大马酮、二氢猕猴桃内酯含量，自然醇化2、3个月后，烟叶中的罗兰酮、大马酮、二氢猕猴桃内酯含量均增加。但自然醇化4、5个月后，烟叶中的罗兰酮、大马酮、二氢猕猴桃内酯含量降低。

新植二烯是叶绿素的降解产物，而苯甲醇是苯丙氨酸裂解产物，均是烟叶重要的香气物质。茄酮则是腺毛分泌物西柏烷类的主要降解产物，可以作为衡量烟叶表面分泌物形成香味物质量多少的重要指标。自然醇化后，烟叶中的新植二烯、茄酮、苯甲醇均有先增后减的趋势，在醇化2、3个月后达到最大值（见表6）。

上述结果表明，自然醇化有利于烟叶香味物质的形成和转化。烟叶中的香味物质随着醇化的进行均有先增后减的趋势。烟叶中的香味物质总量、中性香味物质、类胡萝卜素类降解产物及其重要致香组分（β-大马酮、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯）、茄酮、苯甲醇等物质的含量均在醇化2、3个月后到达最大值。

2.4自然醇化对打叶复烤烟香味成分的影响

自然醇化也影响打叶复烤烟的有机酸和香味成分的含量（见表7）。自然醇化3、4个月后，打叶复烤烟的有机酸和香味成分总含量增加，且B2F、C3F和X2F叶中的有机酸和香味成分总含量随自然醇化时间的延长而改变的趋势相似。相对于初烤烟，打叶复烤烟香味组分含量较高（>100%）（见图2）。自然醇化3、4个月后打叶复烤烟中的有机酸、香味成分含量均增加。并且，自然醇化3月的含量高于醇化2、4个月的含量（见图2）。醇化3个月时有机酸的平均含量80.17mg/g是醇化2个月和4个月时的2.81倍和1.51倍（见表7）。醇化3个月是总香味物质的平均含量（488.84mg/kg）是醇化2个月（393.66mg，kg）和4个月（407.65mg，kg）时的1.24倍和1.20倍。

自然醇化也影响打叶复烤烟香味物质的组成。打叶复烤后烟叶中的中性香味组分的含量增加（见图2）。并且，自然醇化3月增加的趋势更突出。类胡萝卜素降解产物及其中的β-大马酮、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯等中性香味组分的含量也是醇化3月时达到较高水平（见表8）。B2F、C3F和X2F叶中的趋势相似。新植二烯、茄酮、苯甲醇等香味组分也在醇化3月后达到较高水平（见表9）。

3结论

结果表明，自然醇化有利于初烤烟中基本化学组成物质的转化，提高初烤烟、打叶复烤烟中有机酸、总香味物质及主要致香组分（中性香味组分、类胡萝卜素降解产物、苯丙氨酸裂解产物、西柏烷类降解产物等）含量。并且，初烤烟在自然醇化3、4个月经打叶复烤后烟叶有机酸、总香味物质及其中性组分含量增加，且复烤烟叶中类胡萝卜素类降解产物、茄酮、苯甲醇等重要香味物质的含量较高，有利于打叶复烤烟的吃味品质的形成。