不同产地菊苣浸膏挥发性成分对比分析及其在卷烟中的应用

周静媛，徐世涛，姚 响，刘劲芸，吴 恒，杜 超，郭生云，韩智强，王夸平

菊苣（Cichorium Intybus L.）为菊科菊苣属多年生草本植物，广泛分布于欧洲、亚洲、北非，中国主要分布于西北和东北各省［1］。 菊苣可作为高档蔬菜［2］、优质牧草［3］以及功能性食品［4］等，开发应用前景广阔。菊苣根干片经焙炒浸提制得的浸膏具有类似可可或咖啡的焦香味，已应用于烟草加香、含乙醇或不含乙醇的苦味饮料中［5］。目前，菊苣浸膏已成为烟草工业的重要香料之一。

但是，对菊苣浸膏挥发性成分方面的研究报道相对较少，梁宇等［6］采用 SPME－GC／MS 联用技术对菊苣浸膏挥发性成分进行鉴定，共鉴定出38种化学成分。另外，针对不同产地的菊苣浸膏挥发性成分对比分析的研究未见报道。因此，本试验分别对云南禄劝、石林以及青海西宁3个不同产地栽培的菊苣进行挥发性成分对比分析，并通过卷烟加香试验评价，探索不同产地菊苣浸膏挥发性成分差异及对提高卷烟吸食品质的作用，旨在为菊苣原料产地筛选、提取工艺优化和产品开发提供参考。

1　材料与方法

1.1　材料与试剂

材料：菊苣A，产自云南省昆明市禄劝县；菊苣B，产自云南省昆明市石林县；菊苣C，产自青海省西宁市。

试剂：重蒸二氯甲烷、萘（色谱纯）、70%乙醇；内标：称取一定量的萘，加入无水乙醇配制100 mg／L的浓度，待用。

1.2　仪器

电子秤（福州科迪电子技术有限公司），WND－500A高速粉碎机（浙江伟能达电器有限公司），布氏漏斗（四川蜀玻有限责任公司），Vacuum pump V－700真空泵（瑞士 BUCHI公司），R－210旋转蒸发仪（瑞士 BUCHI公司），KBF恒温恒湿箱（德国 Binder），GC／Tof高分辨气质联用仪（美国Waters公司）。

1.3　GC／MS 分析和试验方法

1.3.1菊苣浸膏提取 分别称取等质量的菊苣A、B和C干片样品，经烘焙处理后按料液质量比1∶5加入70%的乙醇，在提取温度65℃、提取时间2 h条件下热回流提取2次，提取液冷却至室温，用200目滤布过滤后静置24 h，抽滤，减压浓缩，制备得到菊苣浸膏 A、B、C。

1.3.2色谱条件 色谱柱为 DB－5MS 柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），载气 He，流速为 1.0 mL／min，进样量1 μL，溶剂延迟时间为 2 min；分流比为 10∶1；升温程序：50℃停留1 min，以8℃／min先升至160℃，160℃停留 2 min，再以8℃／min升至 260℃，停留15 min，进样口温度260℃。

1.3.3质谱条件 EI离子源，电子能量70 eV；质量扫描范围30～550 aum，传输线温度280℃；离子源温度230℃。用NIST和WILEY标准质谱库定性分析。

1.4　卷烟加香试验

用云烟品牌的云烟（紫）叶组进行卷烟加香评价试验，称取9份100 g的卷烟配方叶组，将制备得到的菊苣浸膏 A、B、C 分别按照 0.05%、0.10%、0.20%的比例添加到叶组中，混配均匀后置于22℃、相对湿度60%的恒温恒湿箱中平衡48 h，取出后制成规格相同的烟支，以未添加的空白卷烟作对照，组织专家对以上样品进行感官评吸。

2　结果与分析

2.1　菊苣浸膏挥发性成分分析

通过GC／MS法分别对3种菊苣浸膏的挥发性成分进行分析，获得3种菊苣浸膏的总离子流色谱（图1，图2，图3）。对每种色谱峰的质谱裂解图进行NIST和WILEY质谱库检索，并结合相关文献对其化学成分进行分析确认，菊苣浸膏A共鉴定出29种化学成分，浸膏B为36种，浸膏C为26种，通过峰面积归一化法求得各致香成分相对含量见表1。

图1　菊苣浸膏A的挥发性成分的总离子流色谱

图2　菊苣浸膏B的挥发性成分的总离子流色谱

图3　菊苣浸膏C的挥发性成分的总离子流色谱

根据检测结果可知，菊苣浸膏B的化学成分含量最丰富，其中主要包括有机酸类9种、酯类10种、酮类4种、醛类6种；菊苣浸膏A次之，主要包括有机酸类7种、酯类8种、酮类3种、醛类3种；菊苣浸膏C化学成分种类最少，包括有机酸类7种、酯类5种、酮类3种、醛类3种。

3种菊苣浸膏共鉴定出42种成分，其中17种为三者所共有：棕榈酸、亚油酸、亚油酸乙酯、棕榈酸乙酯、十五酸、亚麻酸乙酯、2，6－二甲基吡嗪、亚油酸甲酯、2－甲基－2－丁醇、蒽、2－甲基四氢呋喃－3－酮、肉豆蔻酸、己醛、月桂酸、2－羟基－5－甲基－苯乙酮、糠醛和己酸。将相对含量较高成分进行对比（图4）。

表1　3种菊苣浸膏的挥发性成分

A、B、C 3种菊苣浸膏中相对含量最高的成分为棕榈酸，分别为 44.37%、29.99%、53.06%，其次为亚油酸，分别为 20.44%、4.94%、22.21%。棕榈酸具有增加烟气甜味、蜡味和丰满度的功效，但同时会带来粗糙感和刺激性［7］；亚油酸会增加烟气的粗糙感和蜡质感，对烟质不利［8］，在C中含量最高，B中最低。浸膏A和C中，棕榈酸和亚油酸的相对含量为64.81%、75.27%，占据挥发性成分被检出量的绝大部分，而B中为34.93%，仅占被检出量的1／3左右。二者含量越高，烟气的粗糙感和刺激性也越大。

图4　3种菊苣浸膏主要挥发性成分的比较

亚油酸乙酯可增加烟气浓度，使得烟气醇和［8］，棕榈酸乙酯可柔和烟气和增加甜味，使卷烟香吃味表现出一定的焦甜香和厚实、留长感［8］，其含量均为B、A中较高，且远大于C。亚麻酸乙酯可增加卷烟的甜香并使烟气醇和，使得抽吸时表现出较好的烟气浓度和厚实感［9］，含量为 B＞A＞C。

图4中A、B、C的6种成分占总量百分比分别为85.98%、59.74%、82.67%，B 的较低，但除以上几种成分外，还含有较高的其他种类致香物质：2－乙酰基呋喃（11.28%）、糠醛（6.39%）、2－甲基四氢呋喃－3－酮（2.72%）、5－甲基呋喃醛（2.59%）、2－乙酰基吡咯（1.89%）。 2－乙酰基呋喃具有甜的、杏仁、坚果香以及烤香、烟熏香，其亦存在于咖啡、马铃薯片等的挥发性香味成分中；糠醛具有甜味、酵母面包和黄油香味，可使卷烟香气质细腻飘逸、烟气透发性好、烟气较饱满，以及带来一定的焦甜香和厚实留长感［9］，在B中检测出含量最高且远高于A和C；2－甲基四氢呋喃－3－酮具有甜香、坚果香、奶油香，存在于咖啡、坚果、炒榛子中［10］；2－乙酰基吡咯具有核桃、甘草、烤面包、炒榛子和鱼样的香气，是对卷烟香气有重要作用的吡咯类成分之一。

此外，A、B、C中有一些化学成分，虽然含量不高，但对卷烟烟气和吃味有重要作用。2，6－二甲基吡嗪具有烘烤坚果味［11］，可带来令人愉悦的香气，含量A＞B＞C；亚油酸甲酯有增加甜味、柔和的作用，含量为A＞B＞C。肉豆蔻酸具有蜡质、甜味和柔和烟气的作用，己醛具有辛香和青苹果的气息［12］，己酸具有甜味和枫槭味。

仅存在于浸膏B中的一些成分也是非常重要的致香物质，如3－甲基戊酸是香料烟的主要香气成分，具有酿香、奶酪香和果香，可以增加香料烟的香气特征；当归内酯具有焦甜香，赋予卷烟顶香特征；糖醇具有谷物香和油样的香气［12］。

综上，B地区的菊苣浸膏挥发性成分种类丰富性较好，主要致香成分含量较高，其次为A地区，C地区相对较差。

2.2　卷烟加香试验结果分析

三个地区添加菊苣浸膏后的感官评价及定性描述结果见表2。结果表明，3种浸膏添加到卷烟中后抽吸品质均有所改善，当添加量为0.10%时评吸效果最佳，总体表现B＞A＞C，即石林菊苣浸膏添加量为0.10%时效果最好，具有提升烟气浓度和丰富性，谐调烟香，掩盖杂气，改善余味的功效。

表2　卷烟感官质量评吸结果

3　小结

研究结果表明，B地区的菊苣浸膏挥发性成分种类丰富性较好，主要致香成分含量较高，其次为A地区，C地区相对较差。3种菊苣浸膏中均含有大量的棕榈酸、亚油酸、亚油酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚麻酸乙酯等化学成分，这些成分是构成卷烟香味的重要物质［13－15］，其有机结合形成了菊苣浸膏的特征焦糖香味。添加到卷烟中具有提升烟气浓度和丰富性，细柔和协调烟气，掩盖杂气，改善余味的作用。

但是，受种植环境、栽培技术以及提取工艺等因素的影响，不同产地、不同来源的原料挥发性成分种类和含量均有较大差异，造成了产品质量的不稳定。

因此，建立以挥发性成分种类和含量指导原料产地的筛选优化模式，并采取化学反应、生物产香、富集、配方组合等手段，进行精细化加工和产品开发，需要进一步研究。

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