三种氧浓度气调下清香型烟叶化学成分的变化

黄 磊，战 磊，黄宙凯，李 赛，潘雯丽，高群玉，陈越立，李颖之，阳小栋，李 敏

（1.广东中烟工业有限责任公司，广州 510145；2.华南理工大学食品科学与工程学院，广州 510640）

烟叶质量是稳定卷烟品质和风格的重要基础。未经一定时间存放的烟叶其品质会存在一定缺陷，比如香气粗糙、杂气较重、工业利用率低等。在卷烟生产加工过程中，烟叶醇化是改善烟叶质量，提高烟叶品质的重要环节［1］。在烟叶醇化过程中，主要有3种作用：烟叶自身的生物作用、酶的催化作用和氧化作用，这些作用将片烟中不利于吸食品质的化学物质转化为对感官吸食有利的物质，从而达到优化烟叶结构、协调内部物质、提升烟叶品质、满足烟叶质量和多样性的目的。醇化过程中，化学成分变化波动较大［2］，是影响烟叶质量的关键因素［3，4］。张鑫等［5］研究了复烤片烟醇化过程中的耗氧规律，研究表明醇化过程伴有明显的耗氧现象，不同醇化阶段烟叶受氧气浓度影响程度不同，且醇化过程中所需氧气随醇化周期、贮存环境而改变。杨欣玲等［6］研究了气调贮存技术对片烟醇化质量的影响，研究表明相比自然醇化，气调贮存的片烟色度均匀，饱满度更好，感官质量高于自然醇化处理，有利于延长片烟最佳品质状态保持期。刘红光等［7］研究了氧气含量对复烤片烟醇化品质的影响，研究表明氧气含量对片烟常规化学成分影响较小，但对多酚、色素类潜香成分影响较大。这些都说明，对氧气浓度在烟叶醇化过程中的作用研究具有重大意义。

目前，气调醇化贮存法已广泛应用于烟草的贮存养护过程中，但主要集中于对防霉杀虫效果和醇化质量的研究［8］。对不同氧气浓度，特别是不同氧浓度下烟叶的化学成分具体变化的比较研究还较少。此外，不同氧气浓度下针对特定风格特征的多产地烟叶的作用也未见研究。因此，为了探索不同氧气浓度下气调醇化对清香型烟叶的化学成分的变化差异，本试验选择四川西昌、福建龙岩、云南普洱的3 种清香型代表性样品，分别在3 种氧浓度下进行近2 年的醇化处理，每3 个月取样一次，记录不同烟叶各时期的化学成分变化，并探究其内在关系，为更好地调控烟叶醇化进程，提高烟叶品质以及为工业可用性提供理论基础和技术参考。本研究主要解决2 个问题：①不同氧气浓度醇化作用下，烟叶化学成分的变化情况；②不同氧气浓度醇化作用下，3 种清香型代表烟叶的化学成分的变化差异及规律。

1 材料与方法

1.1 主要材料

2018 年复烤云南普洱B1F（A）烟叶、2018 年复烤四川西昌B1F 烟叶、2018 年复烤福建龙岩B1F（A）烟叶。

1.2 存放条件及取样方法

每个试验复烤烟叶等级选择箱号相连6 箱成品，其中2 箱采用2%以下氧浓度（下文简称2%氧浓度）低氧气调养护，2 箱采用6%～8%氧浓度密封降氧气调，2 箱采用21%空气氧浓度密封不降氧气调；广州地区仓库醇化。试验复烤烟叶为2018 年底复烤加工后，2019 年6 月入广州仓库，经2 个月密封低氧杀虫后，自2019 年8 月开始按试验设计采取不同氧浓度处理，并首次取样，后续每3 个月取样一次直至2021 年4 月。样品取样后统一在-4 ℃以下的冰箱冷冻保存。样品全部取样后，统一进行化学成分检测分析。

1.3 测定方法

参考烟草行业标准进行测定。

总植物碱含量的测定：YC/T 468—2013 烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动（硫氰酸钾）法［9］；

总糖和还原性糖含量的测定：YC/T 159—2002烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法［10］；

pH 的测定：YC/T 222—2007 烟草及烟草制品pH 的测定［11］；

多酚含量的测定：YC/T 202—2006 烟草及烟草制品多酚类化合物绿原酸、莨菪亭和芸香甘的测定［12］；

氨基酸含量的测定：YC/T 282—2009 烟叶游离氨基酸的测定氨基酸分析仪法［13］。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007 软件进行数据分析，用OriginPro 9.0 软件进行图表处理。

2 结果与分析

2.1 试验片烟常规化学成分变化

2.1.1 总植物碱的变化情况 总植物碱是烟草中重要的氮化物，含量太高会使烟叶的烟气粗糙，加重刺激性［14］。从图1 可以看出，不同品种烟叶的总植物碱含量差异较大。气调初始时期，总植物碱含量最高为福建龙岩B1F（A）烟叶，最低为四川西昌B1F 烟叶。随着气调醇化进行，总植物碱含量随时间波动，整体变化不大，呈略微下降趋势，下降幅度较小，21%氧浓度和6%～8%氧浓度气调条件下变化相对明显。

图1 不同烟叶总植物碱含量随气调时间的变化

2.1.2 两糖比的变化情况 糖类物质是烟草光合作用的主要产物，含量占烟草干重的25%～50%。两糖比为烟叶还原糖含量和总糖含量的比值。还原糖和总糖是烤烟常规化学成分中的重要依据［15］。一般来说，总糖含量高，反映烟叶品质较好，然而总糖含量过高则会导致烟味平淡，香气不够，整体评价降低［16］。和总糖量一样，还原糖对片烟的口感影响较大。片烟的吃味口感可以通过醇化来改善。由图2可知，随着醇化的进行，3 种烟叶在3 种气调条件下的两糖比均呈现上升趋势，因为总糖在醇化过程中会发生水解，还原糖也会因为美拉德反应而发生变化，还原糖的下降速度比总糖下降速度慢。四川西昌B1F 烟叶在21%氧浓度下，两糖比上升幅度最大，从0.81 上升到0.92；福建龙岩B1F（A）烟叶和云南普洱B1F（A）烟叶在6%～8%氧浓度条件下的两糖比均上升较多，在此条件下，福建龙岩B1F（A）烟叶的两糖比从0.88 上升到0.95，云南普洱B1F（A）烟叶的两糖比从0.83 上升到0.91。

图2 不同烟叶两糖比随气调时间的变化

2.1.3 pH 的变化情况 由图3 可知，随着气调醇化的进行，不同烟叶的pH 逐渐下降。其中实线表示pH，虚线表示阶段变幅。气调初始时期，pH 表现为四川西昌B1F 烟叶＞云南普洱B1F（A）烟叶＞福建龙岩B1F（A）烟叶。从pH 总降幅上看，云南普洱B1F（A）烟叶＞四川西昌B1F 烟叶＞福建龙岩B1F（A）烟叶，且21%氧浓度＞6%～8%氧浓度＞2%氧浓度。云南普洱B1F（A）烟叶在21%氧浓度条件下，pH 从5.58 下降到5.03，下降0.55，幅度最大；福建龙岩B1F（A）烟叶在2%氧浓度条件下，pH 从5.34 下降到5.02，下降0.32，幅度最小。由图3 pH 阶段变幅可知，3 种烟叶在夏季高温阶段，pH 的变幅有一个加速过程，在2%氧浓度的变幅相对平缓。

图3 不同烟叶pH 和阶段变幅随气调时间的变化

2.2 试验片烟多酚类物质和氨基酸类物质的变化

2.2.1 多酚类的变化情况 烟草的颜色、吃味以及香气受多酚类物质和其分解产物的影响较大。多酚类物质在醇化过程中转变为香气物质，从而改善烟草品质［17］。由图4 可知，随着气调醇化的进行，不同烟叶的多酚含量逐渐下降。其中实线代表多酚总量，虚线代表多酚阶段消耗率。气调初始时期，云南普洱B1F（A）烟叶、四川西昌B1F 烟叶的多酚含量明显大于福建龙岩B1F（A）烟叶。不同氧浓度条件下的多酚含量降幅表现为21%氧浓度＞6%～8%氧浓度＞2%氧浓度，其中21%氧浓度和6%～8%氧浓度的多酚总量消耗率差距不大。在21%氧浓度下气调20个月，四川西昌B1F 烟叶的多酚含量下降10.14 mg/g，福建龙岩B1F（A）烟叶下降8.63 mg/g，云南普洱B1F（A）烟叶下降10.65 mg/g。气调醇化过程中，新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、芸香苷逐渐减少，莨菪亭逐渐增加，但因为烟叶多酚中绿原酸和芸香苷占比较大，所以多酚总量持续下降，这与李力等［18］的研究结果一致。由图4 多酚阶段消耗率可知，在夏季高温季节，多酚的消耗会有2 个快速消耗过程。

图4 不同烟叶多酚总量和阶段消耗率随气调时间的变化

2.2.2 氨基酸的变化情况 由图5 可知，气调醇化初期，云南普洱B1F（A）烟叶、四川西昌B1F 烟叶的氨基酸含量明显大于福建龙岩B1F（A）烟叶。其中实线代表氨基酸总量，虚线代表氨基酸阶段消耗率。随着气调醇化的进行，氨基酸总量逐渐下降，氨基酸总消耗率为云南普洱B1F（A）烟叶＞福建龙岩B1F（A）烟叶＞四川西昌B1F 烟叶。不同氧浓度条件下氨基酸含量降幅表现为21%氧浓度＞6%～8%氧浓度＞2%氧浓度，其中6%～8%氧浓度和21%氧浓度降幅较接近。在21%氧浓度条件下气调醇化20 个月，云南普洱B1F（A）烟叶氨基酸总消耗率为54.48%，福建龙岩B1F（A）烟叶氨基酸总消耗率为52.12%，四川西昌B1F 烟叶氨基酸总消耗率为50.83%。由图5 阶段变化率可知，在夏季高温季节，氨基酸总量有一个明显加速的过程。

图5 不同烟叶氨基酸含量和阶段消耗率随气调时间的变化

3 小结与讨论

醇化后的烟叶化学成分改变，致香物质增多，吃味品质提升，改善了烟叶原本的香气单一、刺激性强等缺陷。烟叶醇化也叫烟叶陈化，是优化烟叶质量、提高烟叶可用性的重要过程。目前，工业上主要使用自然醇化的方法处理烟叶，但存在醇化周期长、醇化质量最佳状态保持时间较短等不足。而通过改变贮藏环境中的气体成分，达到防治害虫、霉变和保持品质稳定的气调贮存法逐渐受到青睐［19，20］。

本试验选择3 种清香型复烤烟叶，探究其在不同氧浓度含量下的化学成分变化，旨在提高烟叶质量和工业可用性，提供理论依据和实践基础。由于3 种烟叶产地来源不同，气调初始时期，3 种烟叶常规化学成分含量差异较大。醇化过程中，烟叶总植物碱变化较小，pH、多酚和氨基酸总量逐渐下降，下降幅度为21%氧浓度＞6%～8%氧浓度＞2%以下氧浓度，其中6%～8%氧浓度和21%氧浓度气调的化学成分变化幅度较大，2%以下氧浓度气调波动相对平缓，可以认为2%以下氧浓度处理降低了烟叶醇化的速率。在高温季节，pH 变幅、多酚消耗率、氨基酸消耗率都有一个加速变化的过程，这和郑峰洋等［21］的研究结果一致。随着氧气含量的增加，醇化过程中烟叶多酚、氨基酸含量降幅增大。这可能是因为高温和氧气较多的环境能加速多酚和氨基酸的降解和反应，促进潜香物质的分解，使更多致香物质生成，这也与醇化过程中醇化温度和醇化速度呈正相关有关。刘红光等［7］也曾表明氧气含量对醇化片烟中多酚等潜香物质的影响较大。本研究主要针对不同氧气浓度下烟叶化学成分变化做了具体研究，为探索不同品种的烟叶的最佳感官质量提供理论分析。因此，针对不同品种烟叶，选择合适的氧气浓度来气调贮存烟叶，能大大提高烟叶品质和利用率。