不同烘烤工艺对烤后烟叶香气物质含量和评吸质量的影响

武劲草，路晓崇，蒋博文，孙 谋，李生栋，魏 硕，贺 帆

(河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002)

不同烘烤工艺对烤后烟叶香气物质含量和评吸质量的影响

武劲草，路晓崇，蒋博文，孙 谋，李生栋，魏 硕，贺 帆*

(河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002)

为提高四川烟区烤后烟叶香气质量，研究了密集烘烤中不同烘烤工艺对烤后烟叶中性香气物质、酸性香气物质含量和评吸质量的影响。结果表明，干球温度38 ℃(湿球温度36 ℃±0.5 ℃)稳温24 h、42 ℃(37 ℃±0.5 ℃)稳温20 h、45 ℃(38 ℃±0.5 ℃)稳温24 h、54 ℃(39 ℃±0.5 ℃)稳温20 h的组合烤后烟叶香气物质总量以及评吸质量均最高。

烘烤工艺；香气物质；评吸质量；烟叶

烟叶香味是衡量烟叶品质的关键指标，评吸则是评价烟叶香味品质最直接的方法。烟叶中香气物质的含量、组分与其评吸质量关系密切，烟叶中许多香气成分直接影响烟气的香气质、香气量和香型[1]。四川是我国烟草种植大省，目前普遍存在烤后烟叶油分偏低、香气不足等问题。有关研究表明，密集烘烤过程中，干球温度38～54 ℃阶段对烟叶质量形成至关重要，尤其是对香气物质含量影响较大[2]。以往研究多集中于变黄阶段和定色阶段温湿度控制方面[2-4]，对整体烘烤工艺的温湿度控制及稳温时间组合试验研究较少，而关于烟叶的香气物质的研究多为烤后烟叶的中性香气物质[5-7]，而对酸性香气物质的研究鲜有报道。因此，针对四川烟区现状，探讨不同烘烤工艺对烤后烟叶中性香气物质、酸性香气物质含量以及评吸质量的影响，以确定最优的烘烤工艺，可以为四川烟区烤后烟叶香气的提升提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2015年进行，取样地点设在四川省米易县普威镇龙滩村。供试烤烟品种为云烟87。按照当地优质烟叶栽培管理生产技术进行田间管理。各处理选取生长一致、无明显病害、成熟采收的中部叶(10～12叶位)，各编成3竿置于气流下降式烤房的中间中层，按照三段式烘烤工艺进行烘烤。

供试烤房为气流下降式密集烤房，共4座，规格为8.0 m×2.7 m×3.2 m，装烟3层。

1.2 烘烤处理

试验共设3个处理，除以下处理要求外，其它阶段均按照当地烘烤工艺进行。

1.3 测定要求

烤后取各处理中部叶(C3F)2 kg，由四川中烟技术中心进行烤后烟感官评吸，然后将样品杀青(于105 ℃下烘15 min，然后转为65 ℃直至叶片烘干)并粉碎,测定中性香气物质及酸性香气物质。

1.4 测定方法

1.4.1 香气物质 香气物质测定采用Agilent 7890A气相色谱仪。称取10.0 g样品置于500 mL烧瓶内，分别依次加入0.5 mL内标溶液、1.0 g柠檬酸与350 mL蒸馏水；另将40 mL二氯甲烷置于250 mL烧瓶中，安装同时蒸馏萃取装置，并打开冷凝水开关。开启恒温水浴锅，将温度升至60 ℃，加热250 mL烧瓶，待250 mL烧瓶内二氯甲烷开始沸腾回流后开启电加热套加热500 mL烧瓶。从沸腾时计时，2.5 h后先关闭电加热套电源，等待其冷却后再关闭水浴锅电源。将250 mL烧瓶中溶液转移至浓缩瓶，使用旋转蒸发仪于50 ℃条件下浓缩至1 mL并置于色谱进样瓶内，其中酸性和中性组分浓缩后，分别加入内标，进行GC和GC/MS分析。

表1 不同烘烤工艺的具体设置

酸性成分的GC/MS条件参照张永红等[8]的研究，具体如下：色谱柱：INOWAX(30 m×0.25 mm×0.33 μm)；载气：N2；流速：1.8 mL/min；进样口温度：270 ℃；程序升温设置为初始温度70 ℃，按照升温4 ℃/min升至210 ℃；扫描离子范围为30～350 amu。

中性成分的GC/MS条件参照胡志忠等[9]的研究：色谱柱：DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度：250 ℃；进样量：2 μL；载气：He；柱流速：0.8 mL/min；程序升温设置为初始温度30 ℃，按照升温20 ℃/min升至60 ℃，保持2 min，然后按照升温20 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，最后按照升温10 ℃/min升至280 ℃，保持20 min；溶剂延迟6 min；扫描离子范围为50～650 amu。

1.4.2 评吸质量 将样品烟叶切丝并在恒温恒湿箱中(温度为22 ℃、相对湿度为60%)平衡含水率48 h，然后卷制成规格为70 mm×24.5 mm的烟支，由四川中烟技术中心组织评吸专家对样品进行感官质量评价，感官质量评价指标包括：香气质(15分)、香气量(20分)、余味(25分)、杂气(18分)、刺激性(12分)、燃烧性(5分)和灰色(5分)，总分为100分。各指标的测定参见文献[10]进行。

1.5 统计分析方法

采用Microsoft Excel 2010绘制表格，采用SPSS 16.0统计软件进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 不同烘烤工艺烤后烟叶中性致香成分的差异性分析

2.1.1 类胡萝卜素降解产物 类胡萝卜素降解产物是烤烟中性香气物质中重要组分，是最重要的萜烯类化合物之一[11]，对烤烟香气质量影响较大[12]。由表2可知，T2处理烤烟类胡萝卜素降解产物总量最高，与其余处理均呈显著性差异；T3较高，与其余处理达5%显著性差异水平；T1和T4较低，但两处理间差异不显著。与CK相比，T2能明显提高烤后烟叶巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B、金合欢基丙酮B的含量，分别提高了12.7%、25.9%、87.5%，是T2处理的类胡萝卜素降解产物总量显著性增加的主要因素。

表2 不同烘烤工艺烤后烟叶的类胡萝卜素降解产物含量 μg/g

注：同行数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。下同。

2.1.2 苯丙氨酸类香气物质 由表3可知，苯丙氨酸类香气物质总量表现为T2>T3>T1>CK，其中T2、T3均与CK呈显著性差异，T1与CK差异不显著；T2与T1、T3呈显著性差异，但T1、T3处理间差异不显著。苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇是苯丙氨酸类香气物质中最重要的4种，在T2处理中含量最高；而苯甲醇、苯乙醇能够增加烟气花香香味，在CK中含量最低。其余4种苯丙氨酸类香气物质中，T2处理的吲哚、邻苯二甲酸二丁酯最高，T2、T3处理的2-甲氧基-4-乙烯基苯酚较高，T1、CK的丁基化羟基甲苯较高。总体分析可知，T2处理有利于烤烟苯丙氨酸类香气物质的合成。

表3 不同烘烤工艺烤后烟叶的苯丙氨酸类香气物质含量 μg/g

2.1.3 美拉德反应产物 美拉德反应产物能够产生令人愉悦的香气，可以显著提高烤烟的香味和吃味[13]。由表4可知，美拉德反应产物含量表现为T2>T1>T3>CK，T1、T2、T3均与CK差异显著；T2与T3差异显著，T1与T2、T3差异均未达到显著水平。与CK相比，T1、T2的糠醛含量分别增加了19.9%、21.7%；糠醛作为香气前体物，能减轻刺激性，使烟气细腻协调，其含量对烟叶品质构成有重要影响[14]。表明T1、T2处理有利于提高烤后烟叶美拉德反应产物含量，尤其是糠醛含量。

表4 不同烘烤工艺烤后烟叶美拉德反应产物的含量 μg/g

2.1.4 类西柏烷类香气物质含量 类西柏烷类香气物质是烤烟香气重要的前体物质。由表5可知，除T2的类西柏烷类物质总量显著高于其余处理外，其余处理间差异不显著。因此，T2处理有利于类西柏烷类香气物质的形成。

表5 不同烘烤工艺烤后烟叶类西柏烷类香气物质含量 μg/g

2.1.5 新植二烯和其他类香气物质 新植二烯可减轻烟气刺激性并柔和烟气，对提高烟气的品质有积极作用[15]。由表6可知，T2的新植二烯含量显著高于其余处理，其后是CK、T1，T3最低。在18种其他香气物质中，T2>T1>T3>CK，其中T1、T2均显著高于T3和CK的含量。因此，T1和T2处理促进烟叶烘烤过程中新植二烯和其他致香物质的合成。

表6 不同烘烤工艺烤后烟叶新植二烯和其他类香气物质含量 μg/g

2.2 不同烘烤工艺烤后烟叶酸性致香成分

不同烘烤工艺烤后烟叶13种酸性香味成分及其总量如表7所示，与CK相比，其余处理的酸性香味物质总量均显著性提高，且处理间差异未达到显著性水平。其中异戊酸与β-甲基戊酸对烤烟的香味与吃味贡献较大[8]，这两种香味物质的含量以T2最高。挥发性酸总量以T2最高，CK最低。高级脂肪酸以T2、CK较高，T1最低。因此，T2处理有助于提高烤后烟叶酸性香气物质含量，从而提高烟叶的香吃味。

2.3 不同烘烤工艺烤后烟叶评吸质量的差异性分析

由表8可以看出，不同烘烤工艺均提高了烤后烟叶评吸质量，其中，T2与其余处理差异均达至显著性水平。评吸质量各项指标得分均以T2处理最高，与CK相比，T2的香气量、余味增加较多，分别升高了21.8%、11.4%。各处理间杂气、刺激性、燃烧性、灰色得分均差别较小。由此可见，T2处理烤后烟叶香气量较足，余味舒适，抽吸质量显著提高。

3 讨论与结论

烘烤是烟叶中香气前体物质降解、香气形成和转化的重要时期[16-18]。烤烟香气物质大部分在烘烤的变黄和定色阶段形成，其中变黄阶段可以增进并改善烟叶的香吃味，而定色阶段则是决定烟叶香吃味的重要阶段[19]。本试验设置的3种不同的烘烤工艺对密集烤房中烤后烟叶香气物质含量及评吸质量有影响。试验结果表明，适当降低各关键温度点干湿球温差能显著提高烤后烟叶美拉德反应产物、其他类中性香气物质与酸性香气物质总量。这可能与烤房干湿球温差较高时，加快烟叶水分散失，叶片内生理生化活动减弱，大分子物质降解的关键酶活性降低[20]，从而抑制烟叶香气前体的降解和香气物质的积累有关。再者降低变黄期干湿球温度，有利于云烟87烘烤前期的保湿变黄，减轻烤后烟叶含青现象。

表7 不同烘烤工艺烤后烟叶酸性香气物质含量 μg/g

表8 不同烘烤工艺烤后烟叶的感官评吸质量

延长关键温度点稳温时间则显著提高烤后烟叶类胡萝卜素降解产物、苯丙氨酸降解产物、美拉德反应产物与酸性香气物质含量。金洪石等[21]研究表明延长烘烤过程中变黄期与定色期时间有利于致香物质的合成。这可能是因为脂氧合酶是质体色素降解的关键酶，于干球温度38、42 ℃时延长稳温时间有利于烟叶质体色素的降解与转化[22]；在烤房干球温度为50～55 ℃时美拉德反应产物开始形成，此时，延长54 ℃稳温时间有利于提高烤后烟叶美拉德反应产物的含量[23]。

本研究结果，表明对关键温度点升高干球湿度并延长稳温时间的组合处理对于提高烤后烟叶的中性香气物质、酸性香气物质含量效果最好，烤后烟叶评吸质量好，有利于烘烤过程中提高烟叶香气物质的积累。这可能是因为云烟87的耐烤性较高，在烘烤过程中适当延长关键温度点稳温时间的同时降低干湿球温差，使大分子物质降解的关键酶长时间保持较高活性[24]，从而提高烤后烟叶香气物质含量并提高其评吸质量。因此，干球温度38 ℃(湿球温度36 ℃±0.5 ℃)稳温24 h、42 ℃(37 ℃±0.5 ℃)稳温20 h、45 ℃(38 ℃±0.5 ℃)稳温24 h、54 ℃(39 ℃±0.5 ℃)稳温20 h的组合有利于云烟87烤后烟叶香气物质总量以及评吸质量提升。但本试验仅对云烟87进行研究，而不同品种烟叶的烘烤特性不同，从而导致其最适烘烤工艺也有所差异，因此还需进一步研究。

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(责任编辑：许晶晶)

Effects of Different Bulk Baking Technologies on Aroma Substance Content and Smoking Quality of Flue-cured Tobacco Leaves

WU Jing-cao, LU Xiao-chong, JIANG Bo-wen, SUN Mou, LI Sheng-dong, WEI Shuo, HE Fan*

(College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

In order to improve the aroma constituents and smoking quality of flue-cured tobacco leaves in Sichuan, we studied the effects of different bulk baking technologies on the neutral or acidic aroma substance content and smoking quality of flue-cured tobacco leaves. The results showed that the technological combination of 38 ℃ (humidity 36 ℃±0.5 ℃) for 24 h, 42 ℃ (humidity 37 ℃±0.5 ℃) for 20 h, 45 ℃ (humidity 38 ℃±0.5 ℃) for 24 h, and 54 ℃ (humidity 39 ℃±0.5 ℃) for 20 h obtained the highest aroma substance total content and smoking quality of flue-cured tobacco leaves.

Bulk baking technology; Aroma substance; Smoking quality

2016-08-07

“彰显四川特色优质烟叶的生产及烘烤关键技术研究与示范”(SCYC201402005)。

武劲草(1994─)，女，安徽太和人，硕士研究生，主要从事烤烟调制研究。*通讯作者：贺帆。

S572

A

1001-8581(2017)01-0080-05