楊蕾，楊清，馮洪濤，徐廣晉

紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司技術(shù)中心，云南省昆明市北郊上莊650202

卷煙品質(zhì)很大程度上取決于煙葉的品質(zhì)。而煙葉的化學(xué)成分是煙葉質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，煙葉感官質(zhì)量是煙葉質(zhì)量的最終判定[1]。長期以來，為了提升卷煙感官品質(zhì)，煙草科研工作者作了大量的研究尋求化學(xué)成分與煙葉感官質(zhì)量之間的關(guān)系。如高家合等[2]研究了煙葉化學(xué)成分與評吸質(zhì)量的關(guān)系，提出評吸質(zhì)量與煙堿、總氮、氯離子含量、揮發(fā)酸呈極顯著正相關(guān)，與總糖呈極顯著負(fù)相關(guān);王允白等[3]的研究表明，評吸質(zhì)量好的樣品還原糖含量較高，總氮含量較低，煙堿含量適中，氧化鉀含量較高，兩糖(總糖與還原糖)差值小，蛋白質(zhì)含量較低，糖堿比、鉀氯比、氮堿比均較高?？梢?，化學(xué)成分是煙葉質(zhì)量的內(nèi)涵，只有化學(xué)成分協(xié)調(diào)時(shí)，煙葉的香氣、吃味才會好[2]。目前，煙葉化學(xué)成分與卷煙感官質(zhì)量的相關(guān)關(guān)系方面研究較多，但針對卷煙煙氣柔和性的研究相對較少。隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者對卷煙品質(zhì)要求也越來越高，不再單純追求生理的滿足感，而更重視卷煙吸食時(shí)的舒適程度和口感，卷煙柔和性正逐漸成為消費(fèi)者衡量卷煙感官質(zhì)量的又一項(xiàng)重要指標(biāo)。卷煙吸食時(shí)舒適性、勁頭減小程度、刺激降低程度很大部分與煙氣的柔和性成正相關(guān)。卷煙燃燒時(shí)，盡管煙草中直接轉(zhuǎn)移到煙氣中的化合物的量僅為其含量的1/3左右[4]，但煙氣中的這些化合物都是卷煙感官性質(zhì)的潛在貢獻(xiàn)者，對卷煙柔和性同樣存在著影響。有研究[5-8]認(rèn)為，水溶性總糖是決定煙氣甜度和醇和度的主要因素，而總氮和煙堿則反映了煙葉的生理強(qiáng)度和煙氣濃度。此外，煙草中化學(xué)成分物質(zhì)新植二烯也是煙葉中重要的致香物質(zhì)[9-11]，它在煙草燃燒時(shí)能夠捕集煙氣氣溶膠內(nèi)香氣物質(zhì)，從而攜帶煙葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)和致香成分進(jìn)入煙氣[12]，具有減少刺激性、醇和煙氣，柔和煙氣的作用[13]。其次，煙草中的飽和脂肪酸可賦予煙氣一種臘味、脂味和柔和的吸味[14]。此外，卷煙含水率及其煙氣粒相水分對抽吸感受亦有影響。研究表明[15-20]，干燥卷煙其粒相含水率較低，煙氣比正常卷煙(煙絲含水率12%～13%)更加刺激;反之，含水率較高的煙絲，煙氣濕潤感較好，刺激較低，喉部舒適性較好，煙氣相對柔和[17-22]。糖堿比、氮堿比是評價(jià)煙氣酸堿平衡的主要指標(biāo)，對卷煙柔和性有一定影響，同時(shí)，新植二烯、飽和脂肪酸、煙氣粒相水分等也是影響煙氣柔和性的因素。因此，研究了上述指標(biāo)與卷煙感官品質(zhì)的關(guān)系，旨在通過對影響卷煙柔和性的化學(xué)成分因素的分析，從而指導(dǎo)提高卷煙柔和性功能香精的研發(fā)，并應(yīng)用于卷煙產(chǎn)品，從而改善卷煙抽吸品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與設(shè)備

紅河品牌卷煙乙級、甲級、66、88、99、V8成品煙支，產(chǎn)品絲組及成品煙絲;紅河模塊A，B，C，D，E煙葉及煙絲。磷酸鈉、正十七烷、異丙醇(AR，天津市化學(xué)試劑三廠);二氯甲烷(AR，汕頭市西隴化工有限公司);Na2SO4(汕頭市達(dá)濠精細(xì)化學(xué)品公司)。

Agilent GC6890N/MS 5975氣/質(zhì)聯(lián)用儀(美國安捷倫公司);Mettler Toledo X3603SX電子分析天平(感量0.001 g，瑞士梅特勒-托利多公司)。

1.2 方法

1.2.1 煙氣柔和性評價(jià)

選取細(xì)膩、圓潤和刺激3個(gè)指標(biāo)作為評價(jià)卷煙柔和性的量化指標(biāo)，評分標(biāo)準(zhǔn)為每項(xiàng)0～5分，品質(zhì)越好，得分越高，柔和性綜合得分為3項(xiàng)之和。評吸小組由從事卷煙產(chǎn)品研究工作多年，且具備國評資格的專業(yè)評吸技術(shù)人員(8人)構(gòu)成。

1.2.2 樣品的制備

粉碎煙葉過60目篩，在溫度22℃、相對濕度60%的環(huán)境下平衡24 h。稱取10.0 g煙樣，置于500 mL燒瓶中，加入0.1 mol/L pH5.59的磷酸鹽緩沖溶液250 mL，正十七烷內(nèi)標(biāo)溶液100 μL(2 μL n-C17烷/1 mL異丙醇);在另一25 mL燒瓶中加入30 mL二氯甲烷作萃取劑，進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃取(SDE)2.5 h。SDE結(jié)束后，二氯甲烷溶液加無水Na2SO4干燥，濃縮至1.0 mL備用。

1.2.3 樣品的分析

定量分析:提取物添加內(nèi)標(biāo)后，采用氣/質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行分析，結(jié)果采用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算(表格中致香成分含量為內(nèi)標(biāo)校正峰面積相對含量，在不考慮儀器信號響應(yīng)差異的情況下，即相對校正因子為1時(shí)，數(shù)值的單位為μg/g)。

色譜質(zhì)譜條件:毛細(xì)管柱:HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度:260℃;載氣:He;流速:1 mL/min;程序升溫:(15 min);GC/MS接口溫度:280℃;離子源:EI源;電子能量:70 eV;掃描范圍:35～455 amu。

定性分析:按GC/MS條件檢測后，采用NISTl07質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索進(jìn)行定性分析。

卷煙煙氣粒相水分、煙氣煙堿的測定:卷煙的抽吸和主流煙氣的收集按GB/T19609進(jìn)行，參照GB/T23203《卷煙總粒相物中水分的測定》、GB/T23355-2009《卷煙總粒相物中煙堿的測定氣相色譜法》分別進(jìn)行卷煙煙氣粒相水分、煙氣煙堿的測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 卷煙煙氣柔和性結(jié)果

對紅河模塊煙葉A，B，C，D，E[23]和產(chǎn)品煙絲進(jìn)行評吸，結(jié)果見表1。由表1可知，5個(gè)模塊煙葉柔和性排序?yàn)?D＞C＞E＞A＞B;產(chǎn)品柔和性排序?yàn)?V8=99＞88＞甲級＞乙級。

2.2 煙草主要化學(xué)成分對煙氣柔和性的影響

2.2.1 糖類和糖氮比對煙氣柔和性影響

對紅河模塊煙葉和產(chǎn)品煙絲中總糖，總氮和糖氮比進(jìn)行檢測，結(jié)果見表2。由表2可以看出，上部模塊煙葉(A，B)的總糖、還原糖較低，特別是B模塊，比C煙葉模塊低3.36%;而總氮含量比其他模塊煙葉高，A煙葉模塊總氮含量比E煙葉模塊高1.24%;糖氮比的數(shù)值則是E板塊最高。紅河系列產(chǎn)品中，V8，99，88 3個(gè)產(chǎn)品煙絲總糖含量、糖氮比值較一致，均較高，而甲級、乙級產(chǎn)品這兩項(xiàng)指標(biāo)檢測值相對偏低。結(jié)合柔和性評吸評價(jià)結(jié)果(表1)可以看出，糖氮比值高的，刺激較小，且煙氣柔和性較好。將糖氮比和刺激性分值進(jìn)行回歸分析(圖1)，可知二者存在顯著正相關(guān)。這是因?yàn)樘呛扛叩臒熑~產(chǎn)生酸性致香成分較多，從而可以有效平衡酸堿性，使刺激降低，柔和性增加。因此，柔和性香精的開發(fā)，可以從添加富含酸性成分和糖分的天然植物提取物方面進(jìn)行研究。

2.2.2 非質(zhì)子化煙堿(游離煙堿)與卷煙柔和性關(guān)系

將模塊煙葉和產(chǎn)品煙絲經(jīng)過吸煙機(jī)標(biāo)準(zhǔn)檢測，測得每口游離煙堿釋放量見表3。結(jié)合紅河各模塊煙葉及系列產(chǎn)品柔和性評價(jià)結(jié)果(表1)可知，紅河模塊煙葉中A，B的每口游離煙堿釋放量最高，勁頭最大，對喉部的沖擊感過于強(qiáng)烈，柔和性較差;而E每口游離煙堿釋放量過低，抽吸后生理滿足感較差;紅河模塊煙葉和卷煙產(chǎn)品的每口游離煙堿釋放量處于0.036～0.042 mg范圍時(shí)，勁頭適中，喉部舒適性好。

表1 紅河模塊煙葉及紅河系列產(chǎn)品柔和性評價(jià)結(jié)果(分)

表2 紅河模塊煙葉及紅河系列產(chǎn)品煙絲化學(xué)成分檢測結(jié)果

圖1 糖氮比與刺激性相關(guān)性

表3 紅河模塊煙葉和產(chǎn)品煙絲每口游離煙堿量(mg/口)

2.2.3 新植二烯、高級脂肪酸和煙氣粒相水分與卷煙柔和性關(guān)系

對紅河模塊煙葉和產(chǎn)品煙絲中煙葉致香成分中新植二烯和高級脂肪酸酯含量及主流煙氣粒相水分進(jìn)行測定，結(jié)果見表4。對表4中新植二烯、高級脂肪酸酯含量及煙氣粒相水分含量與卷煙柔和性分值進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如圖2～圖4所示。由圖2～圖4可知，新植二烯、高級脂肪酸酯含量及煙氣粒相水分含量與卷煙柔和性分值存在正相關(guān)，其回歸擬合方程分別為:y=2.707x+6.244(R2=0.739)、y=3.087x+6.712(R2=0.756)、y=1.199x+9.353(R2=0.739)。結(jié)合評吸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，新植二烯、高級脂肪酸酯含量及粒相水分含量較高的模塊煙葉C，D及卷煙產(chǎn)品V8，99細(xì)膩圓潤性較好，柔和性分值最高;而上述成分含量低的模塊煙葉及卷煙產(chǎn)品的刺激偏大，且干燥感明顯，柔和性分值也相對偏低。

表4 新植二烯和高級脂肪酸酯含量及主流煙氣粒相水分含量

2.3 柔和性功能性香精的研制與效果評價(jià)

2.3.1 柔和性功能香精產(chǎn)品的研制

圖2 新植二烯與柔和性相關(guān)性

圖3 高級脂肪酸脂與柔和性相關(guān)性

圖4 煙氣粒相水分與柔和性相關(guān)性

綜上所述，煙葉中糖類、煙氣中的游離煙堿、總氮、新植二烯和脂肪酸以及煙氣粒相水分等與卷煙煙氣柔和性呈顯著相關(guān)。故在開發(fā)能有效提高卷煙柔和性的功能香精時(shí)，應(yīng)針對性的篩選糖類、新植二烯和高級脂肪酸等含量較高的特色植物、中草藥以及煙草提取物作為原料。研究中選取的原料主要包括:富含糖類和高級脂肪酸的羅漢果、胖大海、葛根、川貝等十余種中草藥及新植二烯含量較高的津巴布韋煙葉。通過對原料采用現(xiàn)代萃取、分離純化等化學(xué)方法，得到富含高級脂肪酸及新植二烯的提取物。通過對提取物的調(diào)配實(shí)驗(yàn)，開發(fā)出5個(gè)能明顯提高各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煙絲及產(chǎn)品柔和性的、具有特色香型風(fēng)格的香精，其香型、實(shí)驗(yàn)用量范圍、香氣描述具體見表5。

2.3.2 柔和性功能香精的功效評價(jià)

選擇產(chǎn)量較大的、能充分代表紅河產(chǎn)品風(fēng)格特征、突出紅河卷煙抽吸特點(diǎn)的紅河(甲級)成品煙絲為實(shí)驗(yàn)對象。通過添加不同比例的柔和性功效香精樣品，采用參考用量及其1/2用量濃度進(jìn)行梯度實(shí)驗(yàn)，并分別對實(shí)驗(yàn)樣品與對照產(chǎn)品進(jìn)行柔和性評價(jià)，結(jié)果見表6。由表6可以看出:①柔和性功能香精樣品對提高紅河(甲級)產(chǎn)品柔和性均有一定效果，且用量低者效果相對較好，高用量可能與紅河(甲級)產(chǎn)品原香精融合性稍差，導(dǎo)致協(xié)調(diào)性降低，整體感官品質(zhì)下降。②從評吸數(shù)據(jù)上可以看出，R1#，R2#，R4#改善柔和性效果較好，從評吸描述上可以看出，R1#在改善煙氣細(xì)膩度、降低喉部刺激性、提高口腔甜潤感方面效果較好，且與原產(chǎn)品風(fēng)格較協(xié)調(diào);R2#柔和性、質(zhì)感改善較明顯，但煙香透發(fā)性略下降，且風(fēng)格微變化;R4#細(xì)膩性、圓潤性、生津感、刺激性略有改善，但明亮度略顯下降，用量應(yīng)控制。③綜合考慮，R2#效果相對明顯，采用R1#，R2#，R4#進(jìn)行下一步香精配方組合試驗(yàn)。

表5 柔和性香精香型及用量范圍參照表

2.4 柔和性功能香精的配伍性實(shí)驗(yàn)

2.4.1 柔和性功能香精在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品配方中的運(yùn)用試驗(yàn)

在進(jìn)行2.3.2柔和性香精添加試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)柔和性香精用量較大，對原有產(chǎn)品風(fēng)格會有較大影響，同時(shí)，單一的柔和性香精作為香基個(gè)體進(jìn)入香精配方效果不太理想，因此，以紅河(甲級)、紅河(66)兩個(gè)產(chǎn)品為試驗(yàn)對象，根據(jù)其產(chǎn)品風(fēng)格特點(diǎn)，對R1#，R2#，R4#進(jìn)行不同比例組配，配制適合該產(chǎn)品的柔和性功能復(fù)配香基，再與原香精進(jìn)行配伍性實(shí)驗(yàn)，從而得到改進(jìn)的產(chǎn)品香精配方。最終確定的柔和性功能復(fù)配香基組成比例和改進(jìn)產(chǎn)品香精配方比例如表7所示。

表6 柔和性香精評吸結(jié)果

表7 柔和性香精配方設(shè)計(jì)(g)

2.4.2 柔和性功能香精在產(chǎn)品中應(yīng)用效果評價(jià)

按上表(表7)內(nèi)容配制改進(jìn)香精產(chǎn)品紅河(甲級)、紅河(66)煙絲，與原表香配方正常產(chǎn)品煙絲進(jìn)行單項(xiàng)對比評吸，結(jié)果見表8?？梢钥闯?，改進(jìn)配方后的產(chǎn)品紅河(甲級)及產(chǎn)品紅河(66)整體柔和細(xì)膩度均有不同程度提高，與正常樣相比，改進(jìn)配方后樣品主要在柔和度、質(zhì)感、口腔甜潤感、雜氣方面改善較明顯，其中產(chǎn)品紅河(66)在柔和細(xì)膩度、香氣質(zhì)感、雜氣、余味回甜等方面改善更為明顯。

按照卷煙柔和性評價(jià)方法，對改進(jìn)產(chǎn)品煙絲進(jìn)行柔和性綜合打分，結(jié)果見表8。由表8可以看出，樣品整體柔和性得分均高出對照1.5～2分。可見，柔和性功能香精對提高紅河(甲級)、紅河(66)卷煙產(chǎn)品的柔和細(xì)膩性，改善香氣質(zhì)感，提高圓潤性，改善口感均有一定的作用。

表8 柔和性香精添加實(shí)驗(yàn)樣品感官指標(biāo)對比評吸結(jié)果及柔和性分值

3 結(jié)論

(1)通過對影響“紅河”品牌卷煙柔和性相關(guān)因素的探索分析，得出煙絲的糖氮比、游離煙堿、煙氣粒相水分、致香成分新植二烯和高級脂肪酸酯兩類物質(zhì)含量與卷煙柔和性存在一定的相關(guān)性。主要包括:糖含量高的煙葉產(chǎn)生酸性致香成分較多，從而可以有效平衡酸堿性，使刺激降低，柔和性增加;勁頭較大的卷煙，每口游離煙堿含量過高，對喉部沖擊感過于強(qiáng)烈，喉部舒適度降低，游離煙堿含量較低的卷煙，生理滿足感較差;新植二烯和高級脂肪酸酯含量較高的卷煙，其細(xì)膩柔和性較好，刺激較小，柔和性較好;煙氣粒相水分含量較高的卷煙，煙氣濕潤度較好，喉部干燥感減輕，刺激性較小，卷煙柔和性較好。

(2)紅河模塊煙葉和產(chǎn)品煙絲的每口游離煙堿含量處于0.036～0.042 mg范圍時(shí)，勁頭適中，喉部舒適性好，柔和性較好。

(3)柔和性香精的開發(fā)，可以通過添加富含酸性成分和糖分的天然植物、新植二烯和高級脂肪酸等含量較高的特色植物、中草藥以及煙草提取物作為原料的提取物來進(jìn)行研究。

(4)開發(fā)了5個(gè)天然植物提取物和煙草提取物的柔和性功能香精，并與紅河特色香原料進(jìn)行調(diào)配，開發(fā)出2個(gè)柔和性功能香基應(yīng)用于紅河系列卷煙產(chǎn)品。評價(jià)結(jié)果表明，柔和性功能香精對提高紅河卷煙產(chǎn)品的柔和細(xì)膩性，改善香氣質(zhì)，提高圓潤性，改善口感均有一定的作用。

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