詹 軍，宮長榮，王 濤，賀 帆

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002)

烤煙香氣物質(zhì)含量是衡量煙葉品質(zhì)的重要因素之一.煙葉的香氣質(zhì)和香氣量與其香氣物質(zhì)含量呈正相關(guān)，通過分析煙葉香氣物質(zhì)含量，可以對煙葉的香氣質(zhì)量進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的評價［1］.優(yōu)質(zhì)煙葉要求在燃吸過程中產(chǎn)生的香氣量大、質(zhì)純，香型突出，吃味醇和［2］.然而目前中國煙葉與進(jìn)口煙葉相比，煙葉香氣質(zhì)的純正程度和香氣量的差距還很大［3］，煙葉香氣不足是當(dāng)前影響煙葉品質(zhì)和商品品質(zhì)的主要因素之一［4］.烤煙上部葉約占單株產(chǎn)量的40%，對烤煙總體產(chǎn)量和質(zhì)量均有很大的影響，高質(zhì)量的上部煙葉最能彰顯優(yōu)質(zhì)烤煙的風(fēng)格特征，其在煙葉原料生產(chǎn)中占有十分重要的地位［5，6］.然而，中國各烤煙產(chǎn)區(qū)上部煙葉不同程度存在還原糖及糖堿比低、內(nèi)在化學(xué)成分不協(xié)調(diào)、香氣風(fēng)格不突出、刺激性較大、可用性降低等突出問題［7～9］.尤其在密集烤房已成為中國烤煙烘烤設(shè)備發(fā)展方向的大趨勢下，卻發(fā)現(xiàn)密集烤房烘烤的煙葉有顏色淺淡、光滑、組織結(jié)構(gòu)緊密等現(xiàn)象［10，11］，而且烤后煙葉香氣量不足，產(chǎn)生辛辣味［12］，已經(jīng)對密集烤房的進(jìn)一步推廣產(chǎn)生了一定影響，因此完善密集烘烤工藝，提高煙葉的可用性已成為煙葉生產(chǎn)中亟待解決的問題.烤房內(nèi)適度通風(fēng)能明顯減小烤房內(nèi)各層間溫、濕度差，利于煙葉均勻變黃和干燥［13］.白震譯［14］研究表明，風(fēng)速對烤后煙葉的外觀質(zhì)量和感官評吸質(zhì)量有顯著影響.宮長榮等［13］指出，烘烤過程中風(fēng)速對煙葉質(zhì)量的影響以定色期和干筋期最大，烘烤中葉間隙風(fēng)速以0.2 ～0.3 m·s－1為宜.變頻調(diào)速技術(shù)既能合理調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)速，又有一定的節(jié)電效果，將該技術(shù)應(yīng)用于密集烘烤已有少量研究［15～17］，但這些研究均集中在中部葉，且較多地關(guān)注變黃和定色階段，對干筋期研究較少.因此，本試驗通過研究干筋期不同風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部葉香氣物質(zhì)和評吸質(zhì)量的影響，為進(jìn)一步提高上部葉的可用性和優(yōu)化密集烘烤工藝提供新的依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2008—2009年在山東省諸城市賈悅鎮(zhèn)閆家莊農(nóng)場進(jìn)行.試驗田土壤質(zhì)地為黏壤土，土壤有機質(zhì)含量 7.80 g·kg－1，全氮 0.53 g·kg－1，全磷 0.45 g·kg－1，堿解氮 54.00 mg·kg－1，速效磷5.90 mg·kg－1，速效鉀 166.83 mg·kg－1，pH 7.67.施純氮 90.0 kg·hm－2，m(N)﹕ m(P2O5)﹕m(K2O)=1∶1.5∶3.供試烤煙品種為中煙 100.田間管理按優(yōu)質(zhì)烤煙栽培生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行.以上部葉(第15～16位葉)為試驗材料，依據(jù)成熟標(biāo)準(zhǔn)，煙葉成熟時按照葉位單葉采收.

供試烤房為氣流下降式連體密集烤房，共5座，裝煙室規(guī)格為 8.2 m ×2.8 m ×3.4 m，裝煙 3層2路.配置電機額定頻率為2.2 kW，最大轉(zhuǎn)速為1 440 r·min－1.配置循環(huán)風(fēng)機為7號軸流風(fēng)機，葉片4個，采用內(nèi)置電動機直聯(lián)結(jié)構(gòu)，葉輪的葉頂間隙控制在5 mm左右，轉(zhuǎn)速1 440 r·min－1時風(fēng)量15 000 m3·h－1，配備變頻器(華中科技大學(xué)研制)調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，其可在20～50 Hz范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)速.

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理，各處理的風(fēng)機轉(zhuǎn)速設(shè)置見表1.

表1 不同烘烤處理的風(fēng)機轉(zhuǎn)速Table 1 Fan speeds of different curing treatments r·min －1

煙葉按成熟標(biāo)準(zhǔn)采收后，從中挑選出成熟度、大小基本一致的葉片，按每竿130片綁竿標(biāo)記，分別掛置在各烤房底層、中層、上層距離裝煙室門口各2，4，6 m處，每層6竿.各處理煙葉均在同1 d內(nèi)完成采收、編煙、裝炕與開烤，裝煙密度均為70 kg·m－3.各處理其余工藝均嚴(yán)格按照三段式烘烤工藝(干球38℃，濕球35℃，煙葉變黃8成發(fā)軟;干球42℃，濕球36～37℃，煙葉黃片青筋主脈發(fā)軟;干球48℃，濕球38℃，黃片黃筋小卷筒;干球54℃，濕球39℃，葉片全干大卷筒;烤后煙葉完全干筋.)進(jìn)行.回潮后，按烤煙國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2635—92)對標(biāo)記煙葉分級，取B2F(上橘二)2.0 kg用于香氣物質(zhì)分析和感官評吸，3次重復(fù).

1.3 測定項目與方法

1.3.1 中性致香物質(zhì)提取及定性、定量分析

1.3.1.1 樣品處理 煙葉樣品除去主葉脈后，粉碎過60目篩，在溫度22℃、相對濕度60%的環(huán)境下平衡24 h，采用同時蒸餾萃取方法提取煙葉中的致香成分.在同時蒸餾萃取裝置一端接盛有25.00 g煙樣、一定量的內(nèi)標(biāo)化合物(乙酸苯甲酯)和500 mL蒸餾水的圓底燒瓶，用電熱套加熱.另一端接盛有30 mL二氯甲烷的100 mL燒瓶，將該端燒瓶置于60℃的恒溫水浴鍋中加熱，同時蒸餾萃取2 h，將二氯甲烷萃取液用適量無水硫酸鈉干燥后濃縮至1 mL.濃縮液采用Agilent 6890N/5975氣質(zhì)聯(lián)用分析儀(美國安捷倫公司)進(jìn)行分析，所得圖譜經(jīng)計算機譜庫(NIST98，Wiley275)檢索，并用內(nèi)標(biāo)校正歸一化法計算相對含量.

1.3.1.2 GC/MS分析條件 毛細(xì)管柱:HP－5MS(30 m × 0.25 mm ×0.25 μm);載氣:He;流速:1 mL·min－1;進(jìn)樣口溫度:260℃;升溫程序:初溫50℃(保持1 min)，以8℃min－1的速率升至160℃(保持2 min)，再以8℃·min－1的速率升至280℃(保持 15 min);進(jìn)樣量 0.5 μL;分流比:25∶1;接口溫度:280℃;離子源:EI源;電子能量:70 eV;離子源溫度:230℃;質(zhì)量數(shù)范圍:35～455 amu.

1.3.2 煙葉評吸鑒定 由云南煙草科學(xué)研究院、云南瑞升煙草技術(shù)(集團(tuán))有限公司、云南中煙工業(yè)公司、紅云紅河集團(tuán)技術(shù)中心等4個單位的10名專家進(jìn)行評吸，并采用百分制打分，評分標(biāo)準(zhǔn)如下:香韻(滿分00分)、香氣量(滿分15分)、香氣質(zhì)(滿分15分)、濃度(滿分10分)、刺激性(滿分15分)、勁頭(滿分5分)、雜氣(滿分10分)、口感(滿分20分).

2 結(jié)果與分析

2.1 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉質(zhì)體色素降解香氣物質(zhì)的影響

質(zhì)體色素(葉綠素和類胡蘿卜素)是影響煙葉品質(zhì)和可用性的主要成分之一，它不僅決定了調(diào)制后煙葉的色澤，而且其相關(guān)降解產(chǎn)物與煙葉的香氣質(zhì)和香氣量密切相關(guān)［18］.由表2可以看出，只有T3的質(zhì)體色素降解產(chǎn)物總量和葉綠素降解產(chǎn)物(新植二烯)含量較對照有所提高，分別增加了12.43%，9.53%，其他3個處理均低于對照，且T2和T4相差不大，T1最低.但是作為煙草中最為重要的致香成分，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量也以T3最高，其次為T4，分別比對照增加了45.70%，12.90%，T1和T2較對照略有下降.其中，T3處理中所有類胡蘿卜素降解香氣物質(zhì)在5個處理中均處于最高或較高水平，尤其對煙葉香氣質(zhì)量有重要貢獻(xiàn)的巨豆三烯酮含量均比對照有所提高，其含量大小為T3(9.798 μg· g－1)＞ T4(7.780 μg· g－1)＞ T2(6.584 μg·g－1)＞ T1(6.164 μg· g－1)＞ CK(5.899 μg·g－1)，尤其 T3 較對照提高了 66.10%.另外，在類胡蘿卜素降解香氣成分中，金合歡基丙酮A、β－大馬酮、巨豆三烯酮 D、巨豆三烯酮 B和β－紫羅蘭酮等幾種香氣物質(zhì)的含量較大，尤其金合歡基丙酮A含量最高，在5個處理中所占的百分含量分別為 23.43%，25.58%，24.56%，24.54%，26.54%，其次為β－大馬酮，所占的百分含量也達(dá)到了15.23% ～18.65%.

表2 不同處理上部煙葉質(zhì)體色素降解香氣物質(zhì)的含量Table 2 Content of products of chromoplast pigment in upper leaves of different treatments μg·g－1

2.2 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類香氣物質(zhì)的影響

從表3可以看出，棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類香氣物質(zhì)總量以T1最高，T3，T4次之，與對照相比，只有T2的總量有所降低，T1，T3和T4分別較對照增加了55.22%，40.42%，33.36%.T3 的大部分棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量較高，但是由于糠醛和糠醇在其中占很大比例的物質(zhì)在T1中含量最高，導(dǎo)致了T1處理棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量最高.可見，干筋期適當(dāng)降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速有利于棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的提高.

表3 不同處理上部煙葉棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類香氣物質(zhì)的含量Table 3 Content of products of browning reaction in upper leaves of different treatments μg·g－1

2.3 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉苯丙氨酸類香氣物質(zhì)的影響

由表4看出，T3明顯提高了苯丙氨酸類香氣物質(zhì)的總量，與對照相比增幅達(dá)到了22.64%，T2和T4差異不大，以T1中的含量最低.各苯丙氨酸類香氣物質(zhì)含量均在T3中最高.另外分析發(fā)現(xiàn)，能夠增加煙氣花香香味的苯甲醇含量在其中的含量最高，占到了60%左右.

表4 不同處理上部煙葉苯丙氨酸類香氣物質(zhì)的含量Table 4 Content of products of phenylalanine in upper leaves of different treatments μg·g－1

2.4 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉類西柏烷類香氣物質(zhì)的影響

類西柏烷類香氣物質(zhì)主要包括茄酮及其衍生物，茄酮是煙草中含量豐富的中性香氣物質(zhì)之一，它具有新鮮胡蘿卜樣的香味，可以增加煙草香氣，使煙氣豐滿又醇和細(xì)膩，而且其降解轉(zhuǎn)化產(chǎn)物也是煙草中很重要的致香物質(zhì).由表5可見，茄酮和西柏三烯二醇均以T3最高，T2最低.類西柏烷類香氣物質(zhì)總量大小為T3＞T4＞CK＞T1＞T2，T3和T4的總量分別較對照提高了29.12%，6.14%.

表5 不同處理上部煙葉類西柏烷類香氣物質(zhì)的含量Table 5 Content of products of cemdrenoid in upper leaves of different treatments μg·g－1

2.5 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉其他類香氣物質(zhì)和香氣物質(zhì)總量的影響

本試驗所檢測到的其他類香氣物質(zhì)共有40種，其中酮類、醛類、雜環(huán)類、醇類和酯類物質(zhì)種類較多，另外還檢測到了4種未知物質(zhì).從表6看出，香氣物質(zhì)總量以T3最高，較對照提高了16.83%，其次為T4和CK，T2和T1基本無差異，且含量較低.其他類香氣物質(zhì)的總量以T4最高，T3次之，T2最低，其中酮類、醇類、雜環(huán)類、酚類和芳香族類物質(zhì)含量在T3處理中最高，醛類、酯類、酸類和未知物質(zhì)在T4中最高，尤其T3和T4中酸類物質(zhì)含量分別高達(dá) 10.228，19.721 μg·g－1.

2.6 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉感官評吸質(zhì)量的影響

從表7可以看出，各處理均在一定程度上改善了烤后上部煙葉的感官評吸質(zhì)量，以T3的綜合得分最高，T4次之，其余3個處理差異不是很大.其中，T3處理明顯改善了烤后煙葉的香氣量、香氣質(zhì)、刺激性、雜氣和口感，而對香韻改善最好的是T4，T3處理的香韻、勁頭得分適中，濃度較CK無明顯改善.可見，以T3處理對烤后上部煙葉感官評吸質(zhì)量的改善最優(yōu)，其烤后煙葉香韻較好，香氣量充足，香氣質(zhì)純凈，刺激性較小，勁頭適中，雜氣較少，口感好.

表6 干筋期不同處理上部煙葉其他類香氣物質(zhì)及總香氣物質(zhì)的含量Table 6 Content of other aroma components in upper leaves of different treatments μg·g－1

表7 干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對上部煙葉評吸質(zhì)量的影響Table 7 Effect of fan speed during stem drying stage on smoking quality of upper leaves

3 結(jié)論與討論

煙葉致香成分種類眾多，含量極微，而且各種致香成分間相互作用，所以煙葉香氣質(zhì)量是由多種香氣成分的組成、含量、比例及相互作用共同決定的［19］.韋鳳杰等［20］在研究烤煙成熟過程中類胡蘿卜素變化和降解香氣物質(zhì)時指出金攀西地區(qū)烤煙成熟過程中各種香氣物質(zhì)的種類、構(gòu)成比例可能是其特色形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ).可見，煙葉香氣質(zhì)量的形成并不是由某一類物質(zhì)決定的，而是共同作用的，其最終香氣質(zhì)量的好壞在感官評吸時得到了最好的體現(xiàn).該試驗中與對照相比，只有T3處理的各類香氣物質(zhì)含量在大部分情況下優(yōu)于對照，而其他3個處理無論是在香氣物質(zhì)總量，還是各類別含量并不比對照高，但是在感官評吸后，各處理的評吸得分都較對照有所提高，這在一定程度上反映了香氣物質(zhì)含量的高低并不是決定吸食品質(zhì)的唯一標(biāo)準(zhǔn).為了探討香氣質(zhì)量的形成規(guī)律，今后應(yīng)該在各香氣物質(zhì)的不同比例和相互作用展開深入研究.

目前密集烤房烤后煙葉的香氣質(zhì)量下降在很大程度上是因為整個密集烘烤過程中風(fēng)速過大，快速排濕、快速干燥，過于強調(diào)節(jié)能和減少干物質(zhì)損失，沒有使煙葉內(nèi)在致香前體物充分轉(zhuǎn)化.尤其在干筋階段溫度高，風(fēng)速如果仍然較高，勢必會在快速排濕的同時將煙葉的一部分揮發(fā)性香氣物質(zhì)散失掉.通風(fēng)與煙葉干燥關(guān)系密切，風(fēng)速高時烤后煙葉香味淡，辛辣味重，煙氣粗糙，刺激性大;風(fēng)速低時烤后煙葉香氣和吃味濃郁，尤其以定色末期和干筋期的風(fēng)速對煙葉的香吃味影響最大［21］.有研究［12］表明，干筋期香氣物質(zhì)總量基本保持不變，但大分子香氣物質(zhì)繼續(xù)增加，小分子物質(zhì)明顯減少，這是因為在干筋期仍然有許多小分子香氣前提物質(zhì)發(fā)生聚縮反應(yīng)形成大分子香氣物質(zhì).而通過減小風(fēng)機轉(zhuǎn)速，降低風(fēng)速，使煙葉水分持續(xù)有度地排除，能夠創(chuàng)造一個適宜的反應(yīng)環(huán)境，有利于煙葉香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累，同時，也減少了煙葉油分和部分小分子香氣物質(zhì)的揮發(fā)損失.但是，由本試驗結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，盲目降低干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速會造成香氣物質(zhì)的減少，干筋期風(fēng)機轉(zhuǎn)速適宜保持在前期720 r·min－1，后期 540 r·min－1的轉(zhuǎn)速.

研究結(jié)果認(rèn)為，干筋階段的通風(fēng)狀況對上部煙葉的香氣物質(zhì)和感官評吸質(zhì)量的形成有著重要的作用，適當(dāng)降低干筋期循環(huán)風(fēng)機轉(zhuǎn)速對煙葉香氣質(zhì)量的改善效果明顯，其中54～60℃時風(fēng)機轉(zhuǎn)速為720 r·min－1，60 ℃ 以后風(fēng)機轉(zhuǎn)速 540 r·min－1，可明顯提高烤后上部煙葉的質(zhì)體色素降解香氣物質(zhì)(包括類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和新植二烯)、苯丙氨酸類、類西柏烷類物質(zhì)和香氣物質(zhì)總量，分別較對照提高了12.43%，22.64%，29.12%，16.83%，其中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的增加幅度達(dá)到45.70%.綜合來看，以T3處理對烤后上部煙葉香氣質(zhì)量的改善最優(yōu)，其烤后煙葉香韻較好，香氣量充足，香氣質(zhì)純凈，刺激性較小，勁頭適中，雜氣較少，口感好.

［1］韋鳳杰，張國顯，常思敏，等.鋅對豫西烤煙香氣物質(zhì)含量和評吸質(zhì)量的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，42(3):263 －267.

［2］邵惠芳，鄭 聰，許自成，等.三門峽優(yōu)質(zhì)烤煙中性香氣物質(zhì)的特點及香型風(fēng)格評價［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，44(5):508 －512.

［3］劉國順.國內(nèi)外煙葉質(zhì)量差距分析和提高煙葉質(zhì)量技術(shù)途徑探討［J］.中國煙草學(xué)報，2003(增刊):54－58.

［4］劉國順，葉協(xié)鋒，王彥亭，等.不同鉀肥施用量對煙葉香氣成分含量的影響［J］.中國煙草科學(xué)，2004，25(4):1－4.

［5］許自成，黃平俊，蘇富強，等.不同采收方式對烤煙上部葉內(nèi)在品質(zhì)的影響［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2005，33(11):13－17.

［6］謝小波，肖鵬程，劉朝科，等.“煙博士”活性制劑對烤煙上部煙葉生長及其品質(zhì)的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，43(6):591 －595，600.

［7］宮長榮，李 巍，司 輝，等.下部煙葉采收時間對上部葉生理生化變化及烤后質(zhì)量的影響［J］.煙草科技，2003(9):36－38;41.

［8］武雪萍，鐘秀明，秦艷青，等.芝麻餅肥與化肥不同比例配施對煙葉香氣質(zhì)量的影響［J］.作物學(xué)報，2006，32(10):1554 －1559.

［9］紀(jì)成燦，王勝雷，許錫祥.提高上部葉可用性和降低上部葉比例的農(nóng)業(yè)措施［J］.中國煙草科學(xué)，2001，22(4):19 －22.

［10］王衛(wèi)峰，陳江華，宋朝鵬，等.密集烤房的研究進(jìn)展［J］.中國煙草科學(xué)，2005，26(3):12－14.

［11］徐秀紅，孫福山，王 永，等.密集烤房研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討［J］.中國煙草科學(xué)，2008，29(4):54 －56，61.

［12］宮長榮，陳江華，吳洪田，等.密集烤房［M］.北京:科學(xué)出版社，2010:216－231.

［13］宮長榮，周義和，楊煥文.烤煙三段式烘烤導(dǎo)論［M］.北京:科學(xué)出版社，2005:72 －75;174.

［14］白震譯.煙葉烘烤干筋的溫度與香吃味［J］.煙草科技，1984(1):56 －60.

［15］劉 闖，陳振國，趙華武，等.密集烘烤中風(fēng)機轉(zhuǎn)速變化對煙葉中性致香物質(zhì)的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2010，36(6):640－643.

［16］樊軍輝，陳江華，宋朝鵬，等.密集烘烤后期風(fēng)機轉(zhuǎn)速對烤后煙葉質(zhì)量的影響［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，32(6):1115－1120.

［17］劉 闖，王學(xué)龍，豆顯武，等.變頻調(diào)速技術(shù)在煙葉密集烘烤中的應(yīng)用研究初報［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(3):563 －566.

［18］許自成，張 婷，馬國華，等.不同調(diào)控措施對烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，40(1):15－17;26.

［19］宮長榮，張學(xué)偉，景延秋，等.氨基酸和殼聚糖對烤煙生理特性及香味品質(zhì)的影響［J］.土壤，2010，42(1):59 －64.

［20］韋鳳杰，劉國順，楊永鋒，等.烤煙成熟過程中類胡蘿卜素變化與其降解香氣物質(zhì)關(guān)系［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38(9):1882 －1889.

［21］宮長榮.煙葉烘烤原理［M］.北京:科學(xué)出版社，1994:162.