陈化对烟叶常规化学成分、中性致香物质含量和评吸质量的影响

杨宗灿， 王鹏飞， 许 衡， 薛 刚， 申洪涛， 王小东， 刘 凌， 王建安， 李龙飞， 刘向真

(1.河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南 郑州 450000； 2.河南农业大学，河南 郑州 450002； 3.河南科技大学，河南 洛阳 471023)

陈化对烟叶常规化学成分、中性致香物质含量和评吸质量的影响

杨宗灿1， 王鹏飞1， 许 衡1， 薛 刚2， 申洪涛1， 王小东3， 刘 凌3， 王建安2， 李龙飞1， 刘向真1

(1.河南中烟工业有限责任公司技术中心，河南 郑州 450000； 2.河南农业大学，河南 郑州 450002； 3.河南科技大学，河南 洛阳 471023)

对陈化过程中烟叶化学成分、中性致香物质含量和评吸质量进行研究，结果表明，随着陈化时间的增加，烟叶总糖、还原糖含量均增加，其中总糖含量增加最多；总氮、烟碱、淀粉和蛋白质含量均减少；烟叶中性致香物质总量、棕色化产物类物质和新植二烯含量呈现升高—下降—升高—下降的趋势，但棕色化反应产物陈化后期又大幅上升，类胡萝卜素类物质和苯丙氨酸类物质含量持续升高，茄酮类物质含量呈现下降—升高—下降的趋势；陈化后烟叶感官质量得到明显改善，其香吃味品质整体得到提升，18个月时感官质量达到最佳。

陈化；化学成分；中性致香物质；评吸

烟叶陈化发酵是从农产品到卷烟工业原料的重要环节，是提高烟叶质量的重要步骤[1]。在陈化过程中，经过调制的烟叶在外部环境的影响下，烟叶内部物质发生一系列生理生化变化，大分子化合物通过分解转化，生成小分子物质，最终降低了刺激性、青杂气等，改善了烟叶香气，提高可用性[2-3]。目前，随着卷烟工业对烟叶陈化发酵过程的重视，关于烟叶陈化的研究逐渐增多[4-6]，烟叶陈化理论及技术的成果促进了卷烟原料质量的提升，为卷烟产品质量的提高做出了巨大贡献[7-8]。目前关于烟叶陈化前后品质变化对香吃味影响的研究较少。本研究通过烟叶化学成分及中性致香物质在陈化过程中的变化，以及对陈化前后烟叶进行评吸，探讨了陈化过程中烟叶物质变化与香吃味品质的关系，为进一步完善烟叶陈化理论及提高卷烟加工技术提供参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

河南许昌市生产的中烟100，C3F等级，于2013-11—2015-11进行陈化试验。

1.2试验方法

将供试烟叶放置在河南中烟工业有限责任公司技术中心，在自然条件下进行自然陈化，分别在0，3，6，9，12，15，18，21，24个月后取样分析。

1.3测定项目与方法

1.3.1 陈化烟叶化学成分测定 采用流动分析仪对陈化烟叶化学成分进行测定。

1.3.2 陈化烟叶中性致香成分测定 致香物质的提取：采用“同时蒸馏-二氯甲烷溶剂萃取”法。在500 mL圆底烧瓶中加入20.0 g，1.0 g柠檬酸，再加入350 mL蒸馏水；在250 mL圆底烧瓶中加入40 mL二氯甲烷，再加入0.5 mL内标(302 mg·L-1硝基苯)。安装同时蒸馏萃取装置，待开始沸腾时进行同时蒸馏萃取，装置中开始出现分层时开始计时。2.5 h后收集250 mL烧瓶中的有机相，加入无水硫酸钠直至溶液澄清，转移有机相到鸡心瓶，旋转蒸发浓缩有机相至1 mL左右。

所得分析样品由GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。GC/MS分析条件：色谱柱HP-5(60 m×0.25 mm×0.25 mm)；载气为He；流量为0.8 mL·min-1；进样口温度为250 ℃；升温程序为初温50 ℃，恒温2 min后，以2 ℃·min-1速度升至240 ℃保持30 min；分流比为1∶15；进样量为2 μL；电离能为70 eV；质量数范围为50～500 amu；MS谱库NIST 02；采用内标法定量。

1.3.3 陈化烟叶评吸 将烟叶切丝，制成烟支规格(20+64)mm×24.5 mm的烟支样品，在(22±1)℃、相对湿度(60±2)%的恒温恒湿箱中平衡48 h后待评。将待测样品送至河南中烟技术中心，由中心内部11名专业评吸员按照“YC/T 138—1988烟草及烟草制品感官评吸方法”，对烟样的感官质量进行评价，以9分制对各指标进行赋值量化，评吸内容分别按照浓香型彰显、香气质、香气量、浓度、柔细度、余味、杂气、刺激性、燃烧性和灰色等10个指标进行打分(表1)。

表1 感官评价指标赋分标准Table 1 The evaluation standard of sensory quality

1.4数据处理

采用SPSS 17.0 数据处理系统和Microsoft Excel 2003 软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1陈化过程中烟叶常规化学成分含量的变化

对各个陈化时期烟叶中淀粉、总糖、还原糖、总氮、烟碱、蛋白质等6种化学成分进行检测，结果如图1。由图1可以看出，复烤后的片烟经过两年时间陈化，烟叶化学成分变化明显。其中淀粉含量变化最为显著，整体上淀粉含量在陈化过程中呈下降趋势，并且在第9个月下降到最低点，降解率达到下降7.6%。在淀粉降解的同时，总糖和还原糖含量均有所增加，而且均在陈化第15个月含量达到最高(总糖上升2.7%，还原糖上升1.9%)，随后两糖含量有下降趋势。烟叶总氮、烟碱和蛋白质含量在陈化过程中含量均有下降趋势，其中总氮含量下降3.7%，、烟碱含量下降3.8%，而蛋白质含量则下降了5.1%。但是,3类物质的变化趋势却不尽相同:总氮在0～9个月降解较快，之后趋于平稳；而烟碱和蛋白质则分别是在陈化前6个月和前3个月降解最快。

图1 陈化过程中烟叶常规化学成分含量变化Fig.1 Change of content of chemical component in flue-cured tobacco during aging processes

2.2陈化过程中烟叶中性致香物质含量变化

对各个陈化时期烟叶中类胡箩卜素类、苯丙氨酸类、棕色化产物类等中性致香物质成分含量进行测定，结果如表2。

表2 陈化过程中烟叶中性致香物质含量变化Table 2 Change of content of neutral aroma components in flue-cured tobacco during aging processes μg·g-1

续表Continuing table μg·g-1

由表2可知，在陈化过程中，烟叶不同种类中性致香物质含量变化不一样，其中β-大马酮、香叶基丙酮、法尼基丙酮、糠醛、新植二烯和茄酮的含量较高，其他物质含量较低。烟叶中性致香成分先急剧增高，在第6个月时达到最高，下降到第12个月时又升高，在第15个月时大幅下降。类胡萝卜素类物质一直呈上升趋势，在前9个月时上升幅度大，第15个月降低后又升高。烟叶苯丙氨酸类物质在前18个月呈快速上升，随后下降，第21个月又上升。烟叶棕色化产物类物质含量先急剧增高，在第6个月时达到最高，下降到第9个月时又升高，在第12个月时下降，第21个月又大幅上升。烟叶新植二烯含量与中性致香物质含量变化趋势相同，先急剧增高，在第6个月时达到最高，下降到第12个月时又升高，在第15个月时大幅下降。茄酮与中性致香物质含量陈化前期变化趋势相反，先急剧降低，在第6个月时又大幅上升，到第12个月时大幅下降。

2.3陈化过程中烟叶评吸结果

对各个陈化时期烟叶样品进行感官评吸，从浓香型彰显、香气质、香气量、浓度、柔细度、余味、杂气、刺激性、燃烧性和灰色等方面进行量化评价，结果如表3。由表3可知，陈化过程中，烟叶浓香型彰显程度在第9个月时有明显提升，香气质、香气量在陈化第3个月后一直处于提高趋势中，烟气浓度、柔细度、余味在陈化第9个月时开始明显变好，劲头和燃烧性分值随陈化时间的延长都有提高，杂气和刺激性随时间的延长分值都有提高，综合评分到18个月时达到峰值，之后基本保持平稳，而灰色、燃烧性等指标变化幅度较小。

表3 陈化过程中烟叶评吸结果Table 3 Smoking quality of flue-cured tobacco during aging process

3 结论与讨论

烟叶综合品质的好坏主要取决于化学成分含量是否均衡以及香气物质含量是否充足[9]。本研究表明,烟叶在陈化过程中，淀粉与蛋白质等大分子物质含量均降低，而总糖和还原糖含量增加，说明烟叶内部大分子化合物持续降解为小分子化合物。有研究报道，淀粉类大分子物质转化为糖类物质，可以协调烟气香吃味，降低刺激性，提高烟叶质量[10]。本研究结果与此基本一致。随着大分子淀粉向糖类物质的不断转化以及蛋白质的持续降解，烟叶刺激性、杂气、余味等得到持续改善；而中性致香物中类胡萝卜素类和苯丙氨酸类致香物质总量随陈化时间的延长其含量逐步增加，从而使烟叶香气质、香气量、烟气浓度等得到提升；新植二烯有先升高后降低的趋势，这与赵铭钦等[11]的研究结果相一致，表明新植二烯后续可以进一步发生代谢变化[12]。总氮含量在烟叶陈化过程中趋于下降，但整体变化幅度不大，受陈化作用影响较小；烟碱是烟叶中最重要的生物碱，本研究发现，烟碱含量呈持续降低趋势，但降低幅度相对较小。生物碱是提供生理强度的主要化学物质，生物碱的降解降低了烟叶的劲头，但是另一方面也减轻了烟叶的刺激性，在合理的范围内对烟叶的品质有提升的作用[13]。

有研究对中国生态条件差异明显的六大产区烤烟连续陈化3年，结果表明，总糖、还原糖呈下降趋势，且总糖下降速度较均匀，总氮和烟碱含量随醇化时间变化不明显[14]；另有研究表明，烟碱、总氮、淀粉的变化没有明显的规律性，其中烟碱和总氮的含量在整个醇化阶段变化都不大[15]，而本试验研究结果与之不尽相同，这可能与试验材料选择的产地、等级和陈化时间有关。因此，可进一步选择不同产地、不同等级的烟叶，并且设置较长陈化时间，研究陈化时间对不同产地、等级烟叶常规化学成分的影响。

陈化过程中，烟叶中大分子物质降解，中性致香物质总量随陈化时间的变化先升后降，烟叶香吃味持续改善，到18个月时评吸总分达到峰值，表明供试烟叶(许昌C3F)的最佳陈化时间为18个月，可作为确定陈化工艺和缩短陈化周期的参考依据。但本研究中陈化烟叶的感官质量、化学成分以及致香成分等指标间的变化规律并非完全呈线性相关，因此，还需要进一步考察不同产地、不同等级烟叶的陈化效果，并适当考虑引入对陈化过程中烟叶pH值,以及其他类型致香物质成分(如挥发酸类、吡啶类)含量等的检测，从而探索能够反映烟叶陈化过程的代表性指标，或以感官质量为核心，建立相关的烟叶陈化过程综合性评价体系。

[1] 范坚强,宋纪真,陈万年,等.醇化过程中烤烟片烟化学成分的变化[J].烟草科技,2003(8):19-22.

[2] 于建军,李琳,庞天河,等.烟叶发酵研究进展[J].河南农业大学学报,2006,40(1):108-112.

[3] 朱大恒,韩锦峰,张爱萍,等.自然醇化与人工发酵对烤烟化学成分变化的影响比较研究[J].烟草科技,1999(1):3-5.

[4] 陈万年,宋纪真,范坚强,等.福建和云南烤烟烟片的最佳醇化期及适宜贮存时间[J].烟草科技,2003(7):9-12.

[5] 宋纪真,张增基,陈永龙,等.贮存条件对烤烟片烟醇化质量的影响[J].烟草科技,2003(9):6-8.

[6] 胡有持,牟定容,李炎强,等.云南和河南陈化的复烤片烟质量的差异[J].烟草科技,2004(9):33-35

[7] 郭俊成,程晓蕾.烤烟陈化期间理化变化对品质影响的初探[J].安徽烟草科技,1993(2):29-30.

[8] 刘登乾,李章海,毛化贤,等.陈化对不同产地烤烟品质和香气质量的影响[J].安徽农业科学,2008,36(22):9585-9588.

[9] 许自成,黎妍妍,肖汉乾,等.湖南烟区土壤交换性钙、镁含量及对烤烟品质的影响[J].生态学报,2007,27(11):4425-4433.

[10] 韩富根,沈铮,李元实,等. 不同施肥和灌溉组合对烤烟化学成分和香气质量的影响[J].土壤,2010,42(1):14-19.

[11] 赵铭钦,王豹祥,邱立友,等.不同陈化时期烤烟叶片中酶活性及其相关化学成分分析[J].中国农业大学学报,2006,11(4):7-10.

[12] 司辉, 闫铁军, 张环宇,等. 不同生态产区烤烟片烟化学成分在醇化中的变化规律研究[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(22):13328-13333.

[13] 张允政. 烤烟片烟醇化过程中化学成分变化及与醇化质量的关系研究[D]. 武汉：华中农业大学, 2008：11-26.

[14] DAVIS D L, NIELSEN M T.烟草生产、化学和技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[15] 周恒,许自成,毕庆文,等.醇化过程中烤烟片烟主要化学成分与中性致香成分的变异分析[J].江西农业学报,2009,21(4):1-5.

(责任编辑：常思敏)

Effectsofagingonconventionalchemicalcontent,changeofneutralaromacomponentcontentandsensoryqualityoftobaccoleaves

YANG Zongcan1, WANG Pengfei1, XU Heng1, XUE Gang2, SHEN Hongtao1, WANG Xiaodong3, LIU Ling3, WANG Jianan2, LI Longfei1, LIU Xiangzhen1

(1.Technology Center, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450000, China； 2.Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China； 3.Henan University of Science & Technology，Luoyang 471023, China)

Researches were done on change of the content of chemical substances in tobacco leaves and neutral aroma constituents during aging time and smoking assessment. The results showed that with the increase of aging time, the total sugar and reducing sugar content of tobacco increased. Among them, the increase of total sugar content was most obvious. The content of total nitrogen, nicotine, starch and protein decreased. The contents of neutral aroma constituents, browning products and new phytadiene were in the trend of rising first, then falling, and rising again. But the browning products increased considerably in the late stage. The content of carotenoid family and phenylalanine increased continuously. The content of ketone fell first, then rose, and fell again. The sensory quality of tobacco leaves was obviously improved after aging, and its aroma, eating and taste quality were improved as a whole. The sensory quality was the best at 18 months.

aging; chemical composition; neutral aroma substance; smoking assessment

2016-12-12

河南中烟工业有限责任公司科技项目(ZW2015006)

杨宗灿(1985-)，男，河南郑州人，工程师，硕士，主要从事植物生理学与生物化学研究。

申洪涛(1974-)，男，河南洛阳人，工程师。

1000-2340(2017)05-0615-05

S 572

A