趙會納，雷波，丁福章，任竹，蔡凱，潘文杰

貴州省煙草科學(xué)研究院，貴州 貴陽 550081

制造技術(shù)

干燥方式對煙葉樣品干物質(zhì)量、顏色和化學(xué)成分的影響

趙會納，雷波，丁福章，任竹，蔡凱，潘文杰

貴州省煙草科學(xué)研究院，貴州 貴陽 550081

采用半葉法對煙葉進(jìn)行殺青干燥和冷凍干燥，分析2種干燥方式對煙葉形態(tài)和化學(xué)成分組成的影響。結(jié)果表明：（1）冷凍干燥后的煙葉呈鮮綠色，殺青干燥后的煙葉呈黃褐色，冷凍干燥后的煙葉體積（同樣重量）是殺青法干燥后的煙葉的3.25倍；（2）殺青干燥的過程中，由于外界溫度較高及煙葉內(nèi)水分的耗散，造成煙葉中多酚和類胡蘿卜素的降解轉(zhuǎn)化，檢測出美拉德反應(yīng)產(chǎn)物9種和類胡蘿卜素降解產(chǎn)物8種，同時(shí)損失了9種低分子香氣物質(zhì)，如：3-甲基丁醇、2-戊烯醇和3-戊烯醛等，總體造成干物質(zhì)含量降低（與冷凍法相差4.37百分點(diǎn)）。冷凍干燥方式保持了烤煙煙葉的固有色澤、結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物，是一種適合于化學(xué)成分準(zhǔn)確檢測的樣品干燥方式。

烤煙；冷凍法干燥；殺青法干燥；顏色；干物質(zhì)量；化學(xué)成分

烤煙中的萜類、生物堿類、多酚類物質(zhì)等次生代謝物及其降解產(chǎn)物影響著烤煙的品質(zhì)，是烤煙研究熱點(diǎn)之一[1]。煙葉中萜類、生物堿類、多酚類物質(zhì)等物質(zhì)的檢測，首先需要將樣品干燥處理，初烤煙葉和煙絲一般采用烘干磨成粉末，而大田鮮煙葉一般采用殺青法進(jìn)行干燥。其它植物中代謝產(chǎn)物的分析，樣品干燥方法也各不同，銀杏[2]采用殺青法干燥、黃芪[3]、水果[4-5]采用直接烘干法，土豆[6]采用冷凍干燥法。目前研究表明，不同干燥方法影響植物中內(nèi)在化學(xué)成分及次生代謝產(chǎn)物的含量。涂宗財(cái)?shù)韧ㄟ^比較熱風(fēng)干燥和噴霧干燥的不同干燥溫度及冷凍干燥對玫瑰茄水提物中活性成分含量及其抗氧化活性的影響，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥的玫瑰茄水提物中黃酮、多酚、花青素和多糖含量均高于熱風(fēng)干燥和噴霧干燥，ABTS·+清除力、NO2

-清除力和還原能力均高于熱風(fēng)干燥和噴霧干燥，而噴霧干燥的樣品質(zhì)量優(yōu)于熱風(fēng)干燥[7]。盧鳳來等采用不同干燥溫度和時(shí)間對6個(gè)不同產(chǎn)地的羅漢果鮮果進(jìn)行處理，研究了干燥后的干果化學(xué)成分的差異，發(fā)現(xiàn)不同溫度干燥的干果化學(xué)成分指紋圖譜具有差異性，色譜峰強(qiáng)度以冷凍干燥樣品的最強(qiáng)，96 ℃干燥的樣品最弱；羅漢果苷含量也以冷凍干燥處理的最高，96 ℃干燥處理的最低[8]。倪勤學(xué)等采用冷凍干燥、100 ℃熱風(fēng)干燥、480 W微波后90 ℃熱風(fēng)干燥、160 W 微波三段式干燥、曬干、曬干后90 ℃熱風(fēng)干燥和陰干處理黃條金剛竹和雞毛竹葉，發(fā)現(xiàn)采用冷凍干燥可使竹葉抗氧化物質(zhì)含量及抗氧化性能保持最高水平，其總黃酮和總酚和萜類成分含量也最高[9]。

殺青法干燥就是先將物料煙葉在105 ℃下使酶失活，然后以40～80 ℃的溫度將煙葉烘干至恒重的一種干燥方法。冷凍干燥法是將物料冷凍至水的冰點(diǎn)以下，然后在真空下使其中的水分不經(jīng)液態(tài)直接升華成氣態(tài)，而物質(zhì)本身剩留在樣品中的一種干燥方法，冷凍干燥時(shí)物料處于冰凍狀態(tài)，微生物的生長和酶的作用無法進(jìn)行，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小，體積幾乎不變，保持了原來的結(jié)構(gòu)，不會發(fā)生濃縮現(xiàn)象，而且干燥能排除99%以上的水份，使干燥后產(chǎn)品能長期保存而不致變質(zhì)。由于冷凍干燥法有諸多的優(yōu)點(diǎn)，因此冷凍干燥法目前在醫(yī)藥工業(yè)，食品工業(yè)，科研和其他部門得到廣泛的應(yīng)用，在煙草次生代謝的研究中已有人采用冷凍干燥法干燥煙葉[10]，但目前對于分別采用傳統(tǒng)的殺青干燥法和冷凍干燥法干燥的煙葉其內(nèi)在質(zhì)量是否有差異，還沒有相關(guān)的研究。因此，本試驗(yàn)采用半葉法比較了殺青法和冷凍法干燥后煙葉干物質(zhì)量、揮發(fā)性半揮發(fā)性物質(zhì)（致香物質(zhì)）和非揮發(fā)性物質(zhì)（多酚）含量的差異，以期為煙葉次生代謝物質(zhì)測定等提供一種更好更科學(xué)的煙葉干燥方法。

1 材料和方法

1.1 材料處理

供試品種為K326，種植地點(diǎn)為貴州省煙草科學(xué)研究院龍崗基地，選取移栽后70天整株煙葉為供試對象，去掉腳葉，將其煙葉一分為二并去除主脈，一半放入烘箱中進(jìn)行殺青干燥（將煙葉放入烘箱中105 ℃烘2 h，然后在70 ℃下烘干至恒重。將煙葉粉碎后過60目篩后備用），另一半立即放入液氮速凍，然后采用冷凍干燥法干燥（煙葉樣品預(yù)凍：將液氮冷凍后煙葉樣品在冷凍干燥儀中-20 ℃保持5 h；第一階段升華：在0 ℃下干燥15 h；第二階段升華：在20 ℃下干燥直至樣品恒重。將煙葉粉碎后過60目篩后備用）。

1.2 測定方法

1.2.1 體積測定

分別稱殺青和冷凍法干燥后的5 g干煙葉粉末放入50 mL量筒，量筒示數(shù)即為該樣品的體積。

1.2.2 干物質(zhì)含量測定

干燥前鮮煙葉重量為W0，干燥結(jié)束后煙葉重量為W1，干物質(zhì)含量= W1/ W0×100%。

1.2.3 中性致香物質(zhì)分析

分別將殺青法和冷凍法干燥后的煙葉粉末混勻后，各隨機(jī)稱3個(gè)樣進(jìn)行香味物質(zhì)成分測定，煙葉中性致香物質(zhì)成分的測定參考文獻(xiàn)[11]，實(shí)驗(yàn)測定出的香味物質(zhì)成分含量為A0，鮮煙葉樣品中香味物質(zhì)成分含量A1= A0×（1-含水率）。

1.2.4 多酚類物質(zhì)測定

分別將殺青法和冷凍法干燥后的煙葉粉末混勻后，各隨機(jī)稱3個(gè)樣進(jìn)行多酚含量測定，多酚類物質(zhì)含量的測定參考文獻(xiàn)[12]，實(shí)驗(yàn)測定出的多酚含量為P0，鮮煙葉樣品中多酚成分含量P1= P0×（1-含水率）。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

各項(xiàng)指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，差異顯著性用t檢驗(yàn)，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 冷凍干燥和殺青干燥后煙葉樣品顏色、體積和干物質(zhì)量比較

圖1 冷凍干燥和殺青干燥后5 g干煙葉體積及顏色比較Fig. 1 Effect of drying method on colour and volume of fresh flue-cured tobacco leaves with the same weight (5g)

冷凍干燥和殺青干燥后的煙葉顏色、體積和干物質(zhì)含量差異較大（見圖1和圖2）。冷凍干燥后的煙末呈鮮綠色，5 g煙末的體積為33.5 mL，而殺青干燥的煙葉呈青黃色，體積為10.3 mL，相同重量的煙末體積冷凍干燥法是殺青法的3.25倍。冷凍干燥后煙葉的干物質(zhì)含量為20.57%，而殺青法只有16.20%，較冷凍干燥法減少4.37百分點(diǎn)。

2.2 冷凍干燥和殺青干燥后煙葉多酚類物質(zhì)含量比較

兩種方法干燥后煙葉的多酚類物質(zhì)含量差異極大（表1），冷凍干燥后煙葉中新綠原酸、綠原酸、4-O-咖啡奎尼醇、蕓香苷和莰菲醇基蕓香苷含量均極顯著高于殺青干燥后的煙葉，其含量分別為殺青后煙葉的4.02、4.43、4.44、3.88和2.36倍。

表1 冷凍干燥法和殺青法干燥后煙葉多酚類含量比較Tab.1 The differences of polyphenols contents to both drying methods

2.3 冷凍干燥和殺青干燥后煙葉中性致香物質(zhì)種類和含量比較

按照致香物質(zhì)前體物可將中性致香物質(zhì)分為5類，分別為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、苯丙氨酸降解產(chǎn)物、類西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物和其他類。冷凍干燥和殺青干燥后煙葉中中性致香物質(zhì)的種類差異較大，檢測到的中性致香物質(zhì)分別為21和32種。

表2 冷凍干燥法和殺青法干燥后煙葉共有中性致香物質(zhì)含量比較Tab.2 The differences of common aroma components contents to both drying methods

其中共有的中性致香物質(zhì)僅有11種（表2），其中苯甲醛等四種含量差異極顯著，β-紫羅蘭酮含量差異顯著，而糠醛等六種含量差異不顯著。冷凍干燥后煙葉樣品中苯甲醛、苯乙醇、金合歡基丙酮、2-戊烯醛含量遠(yuǎn)高于殺青法干燥，差異達(dá)到10倍以上。β-紫羅蘭酮含量呈現(xiàn)相反的趨勢，冷凍干燥后樣品中的含量低于殺青干燥后煙葉樣品，差異顯著。

冷凍干燥煙葉獨(dú)有的物質(zhì)有3-甲基丁醇、2-戊烯醇3-甲基-2-丁烯醇等9種（表3），在殺青法干燥煙葉中未檢出，推測干燥時(shí)的溫度對這9種致香物質(zhì)有極大影響。

殺青干燥煙葉獨(dú)有的物質(zhì)有2-甲基-3（2H）-呋喃酮、2-甲基-吡嗪、2-乙酰吡咯等21種（表4），在冷凍干燥法煙葉中未檢出，推測其均屬于次生代謝產(chǎn)物。

表3 冷凍干燥法煙葉中獨(dú)有的中性致香物質(zhì)含量Tab.3 The aroma components only found in freeze drying leaves

表4 殺青法干燥煙葉中獨(dú)有的中性致香物質(zhì)含量Tab.4 The unique aroma components in de-enzyme torrefaction leaves

表4 （續(xù)）

3 討論

本文采用半葉法采集樣品，保證了2種干燥方法所用煙葉樣品來源一致，減少了試驗(yàn)誤差，另外，試驗(yàn)測定的物質(zhì)包含了揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)（香氣物質(zhì)）和非揮發(fā)性物質(zhì)（多酚）。

多酚類物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中有酯鍵、不飽和雙鍵及多元酚三個(gè)不穩(wěn)定部分，在長時(shí)間加熱時(shí)容易自動氧化成各類有色物質(zhì)，還可能與氨基酸等發(fā)生非酶促棕色化反應(yīng)，生成吡嗪、吡啶、吡咯類等物質(zhì)[14]。在殺青干燥的過程中，由于水的活性和酶的作用、氧化和較高溫度引起的酶褐變、非酶促氧化性褐變等使得多酚類物質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)化[15]，生成了2-甲基-3（2H）-呋喃酮、2-甲基-吡嗪、2-乙酰吡咯和2-乙酰呋喃等9種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，而冷凍干燥的過程中由于溫度低、氧氣少，樣品產(chǎn)生酶褐變和非酶褐變的程度都很低[16]，因此，造成了殺青法干燥后煙葉中的5種多酚類物質(zhì)含量極顯著的低于冷凍干燥法，僅為0.23～0.42倍。這也是殺青法干燥后煙葉呈黃褐色而冷凍法干燥后的煙葉呈鮮綠色的原因之一。閏永芳研究了6種不同干燥方式（烘箱60 ℃干燥、烘箱100 ℃干燥、微波中火干燥、微波高火干燥、室溫干燥和冷凍干燥）對枇杷花及茶湯總酚含量的影響，發(fā)現(xiàn)不同干燥方式對多酚總量影響很大，中期和晚期的枇杷花總酚含量均以冷凍干燥后最高[17]。

類胡蘿卜素和西柏烷類化合物是煙草重要的萜類化合物，也是重要的致香前體物，二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮B、巨豆三烯酮C、香葉基丙酮、氧化異佛爾酮和異佛爾酮均是煙葉中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物最主要的成分之一[18]，而茄酮及其衍生物是西柏烷類化合物最主要的降解產(chǎn)物[19]。殺青干燥的過程中，由于外界溫度的影響以及煙葉內(nèi)水分的耗散，造成了煙葉中的類胡蘿卜素和西柏烷類化合物的降解轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生了茄酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮、香葉基丙酮等9種香氣物質(zhì)。李赫等采用反相高效液相色譜法測定冷凍干燥、熱風(fēng)烘干、自然曬干三種不同干燥條件下枸杞中主要類胡蘿卜素干燥前后的變化，發(fā)現(xiàn)在干燥過程中玉米黃素雙棕櫚酸酯和總類胡蘿卜素均有不同程度的降解，其中熱風(fēng)烘干降解的最多，分別為干燥前的62.3%和64.7%，冷凍干燥降解的最少，分別為干燥前的80.1%和80.3%；三種干燥方法中冷凍干燥對保存類胡蘿卜素效果最佳，保持了固有的色澤[20]。吳佳等研究了真空冷凍干燥、 真空干燥、熱風(fēng)干燥和熱泵干燥4種不同干燥方式對胡蘿卜干制品中的β-胡蘿卜素含量的影響，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥效果最好,與新鮮樣品比較差異性不顯著，其他干燥方式干燥的胡蘿卜干制品中的β-胡蘿卜素含量均有不同程度的下降[21]?？傊?，由于殺青干燥的過程中，物質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)化，以及伴隨著熱耗散還損失了9種低分子香氣物質(zhì)，最終造成干物質(zhì)含量大幅降低4.37百分點(diǎn)。

4 結(jié)論

相比于殺青干燥，冷凍干燥方式保持了鮮煙葉固有的色澤、結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物，是一種更適合于化學(xué)成分，特別是次生代謝物質(zhì)準(zhǔn)確檢測的樣品干燥方式。

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[1]馮吉，余君，蔡長春,等. 代謝組學(xué)在煙草香味物質(zhì)研究中的應(yīng)用概況與展望[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012,51（23）:5248-5252.

[2]程水源，王燕，李俊凱,等 .銀杏葉類黃酮合成代謝與葉中有關(guān)成份關(guān)系的研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001,5(10)：474-477.

[3]林強(qiáng)，張?jiān)?，崔玉?低聚殼聚糖植物生長調(diào)節(jié)劑對黃芪生長及次生代謝產(chǎn)物的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010,38(9)：4534-4535.

[4]張晉芬, 袁冰，冷平,等. 梨、蘋果和香蕉中8種多酚類物質(zhì)的微波提取與高效液相色譜法測定[J].分析測試學(xué)報(bào)，2008,27(12):1371-1374.

[5]徐貴華，胡玉霞，葉興乾,等.椪柑、溫州蜜桔果皮中酚類物質(zhì)組成及抗氧化能力研究[J].基礎(chǔ)研究食品科學(xué)，2007,28(11)：171-175.

[6]駱成堯，印遇龍，阮征.等反相高效液相色譜法同時(shí)測定馬鈴薯塊莖中酚酸類物質(zhì)[J].食品科學(xué)，2011,32(18):300-303.

[7]涂宗財(cái)，張璆，王輝，等. 不同干燥方式對玫瑰茄水提物成分及活性的影響[EB/OL].http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20130107.1636.057.html,2013-01-07 16:36.

[8]盧鳳來，李典鵬，劉金磊，等. 不同干燥處理的羅漢果化學(xué)成分色譜指紋圖譜分析[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009,40（6）:625-628.

[9]倪勤學(xué)，高前欣，王志強(qiáng)，等.干燥方法對竹葉抗氧化物質(zhì)含量及性能的影響[J].中國食品學(xué)報(bào)，2012,12(12):84-90.

[10]陶霞娟，趙艷玲，陳雪梅，等.煙草木質(zhì)素合成途徑幾個(gè)中間代謝物HPLC分析[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005,(275）：111-114.

[11]趙會納，向章敏，周淑平，等.貴州烤煙常規(guī)化學(xué)成分與中性香氣物質(zhì)的相關(guān)分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012,25(3):856-863.

[12]張婕，周叔平，耿召良，等. 超高效液相色譜快速測定卷煙主流煙氣中酚類化合物的研究[J].化學(xué)工程師，2010,24(183)：29-31.

[13]楊鐵釗，李欽奎，李偉. 植物次生代謝與煙草香味物質(zhì)[J].中國煙草科學(xué),2005(4) : 23-26.

[14]朱小茜，徐曉燕，黃義德，等. 多酚類物質(zhì)對煙草品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005,33(8):1910-1911.

[15]馬榮朝，秦文，李素清. 3種干燥方法對蔬菜干制品品質(zhì)的影響研究[J].食品科學(xué),2008,29(8):219-223.

[16]湯慧民，熊華，熊小青，等.干燥工藝對苦瓜粉品質(zhì)的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31(4):90-92.

[17]閏永芳. 枇杷花主要營養(yǎng)組分、酚類物質(zhì)及其干燥工藝研究[D].浙江大學(xué)碩士論文，2012.

[18]劉彩云，劉洪祥，常志隆，等.煙草香氣品質(zhì)研究進(jìn)展[J].中國煙草科學(xué),2010，31（6）:75-78.

[19]周昆，周清明，胡曉蘭. 烤煙香氣物質(zhì)研究進(jìn)展[J].中國煙草科學(xué)，2008，29(2)：58-61.

[20]李赫，馬文平，陳敏，等. 三種干燥方式下枸杞中主要類胡蘿卜素的變化[EB/OL].中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn.

[21]吳佳，樊金玲，朱文學(xué)，等.不同干燥方式對胡蘿卜中β-胡蘿卜素含量的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊)，2013(5):22-24.

Effects of drying means on dry matter, color and chemical composition of flue-cured tobacco leaves

ZHAO Huina, LEI Bo，DING Fuzhang, REN Zhu, CAI Kai，PAN Wenjie Guizhou Academy of Tobacco Science，Guiyang 550081

Effects of drying methods on tobacco leaf morphology and chemical composition were investigated by half leaf method.Results showed that leaves obtained by freeze-drying were green, while that by de-enzyme torrefaction were yellow brown. Bulk size of the former is 3.25 times larger than that of the latter with the same weight. Polyphenols and carotenoids were degraded because of external high temperature stress and body water dissipation in the process of de-enzyme torrefaction. Nine Maillard reaction products and 8 carotenoid degradation products were detected, while 9 small molecular aromatic components disappeared, such as 3-methyl-butanol, 2-pentyl alcohol,3-pentenal. Overall, dry matter loss during de-enzyme torrefaction processes showed 4.37% difference with that treated by freeze-drying. It was concluded that freeze-drying was a better sample drying method which could keep fresh leaf's color and structure.

flue-cured tobacco; freeze-drying; de-enzyme torrefaction; color; substance content ; chemical components

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.04.006

TS411 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1004-5708（2014）04-0028-05

中國煙草專賣局重大專項(xiàng)“中間香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)物質(zhì)代謝基礎(chǔ)研究”（Ts-02-20110014）；貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（黔科合J字[2010]2088號）；貴州省煙草公司項(xiàng)目（201002）

趙會納(1983－)，女，碩士，助理研究員，從事煙草栽培生理和物質(zhì)代謝研究，Email:zhaohn1983@163.com

雷波（1981－）,女,博士，副研究員,從事煙草栽培和分子生物學(xué)工作，Email:leibo_1981@163.com；

2013-09-27