王 俊

(四川省煙草公司德陽市公司,四川德陽 618400)

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糊毛煙發(fā)酵過程中揮發(fā)性生物堿分析

王 俊

(四川省煙草公司德陽市公司,四川德陽 618400)

摘 要：為了研究糊毛煙發(fā)酵過程中發(fā)揮性生物堿組成和含量變化情況,利用SDE和GC/MS分析了不同發(fā)酵時(shí)間糊毛煙揮發(fā)性生物堿。結(jié)果表明,發(fā)酵0 d時(shí)檢測(cè)到煙堿、假木賊堿、麥斯明、N-氧化煙堿和2,3′-聯(lián)吡啶5種生物堿,發(fā)酵7 d時(shí)檢測(cè)到煙堿、假木賊堿、麥斯明、氧化煙堿、2,3′-聯(lián)吡啶和可替寧6種生物堿,發(fā)酵21 d后可以檢測(cè)到煙堿、假木賊堿、麥斯明、N-氧化煙堿、二烯煙堿、2,3′-聯(lián)吡啶和可替寧7種生物堿。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),7種生物堿絕對(duì)含量呈增加趨勢(shì);煙堿和假木賊堿二者相對(duì)含量降低,麥斯明、二烯煙堿和2,3′-聯(lián)吡啶3種物質(zhì)相對(duì)含量增加。糊毛煙發(fā)酵過程中結(jié)合態(tài)生物堿轉(zhuǎn)化降解為游離態(tài)可揮發(fā)生物堿,有利于改善煙葉質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：糊毛煙;發(fā)酵;生物堿

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160249

生物堿是煙草中最重要的一類化學(xué)成分,其組成和含量是煙葉的重要質(zhì)量要素,直接影響煙草制品的生理強(qiáng)度、煙氣特征和安全性［1-2］。史宏志和謝雯燕等［3-7］對(duì)我國煙草和卷煙生物堿含量和組成比例進(jìn)行分析,而針對(duì)名晾曬煙品種“毛煙”的生物堿含量及其組成情況鮮有相關(guān)報(bào)道。本研究對(duì)四川什邡糊毛煙發(fā)酵過程中揮發(fā)性生物堿進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè),明確其含量和組成比例的狀況,以期為改進(jìn)糊毛煙發(fā)酵工藝、科學(xué)評(píng)價(jià)煙葉品質(zhì)提供參考。

1　材料與方法

1.1材料和儀器

供試材料為曬紅煙品種什煙一號(hào),一級(jí)煙葉。試驗(yàn)試劑有二氯甲烷(色譜純,成都科龍化工),無水硫酸鈉(AR,成都科龍化工)。試驗(yàn)儀器有GCMS-QP2010 Plus (日本SHIMADZU公司);同時(shí)蒸餾萃取儀(SDE); ALC-210.3電子天平(感量0.001 g,德國Sartorius公司);有機(jī)相濾膜(孔徑0.45 μm); 2 mL一次性注射器。

1.2方法

1.2.1樣品處理

將煙葉采用標(biāo)準(zhǔn)的糊毛煙加工工藝處理、發(fā)酵。分別在發(fā)酵0,7,14,21,28和35 d隨機(jī)抽取3份具有代表性的樣品。將抽樣煙葉40℃下干燥2 h,去梗粉碎,過0.3 mm孔徑篩備用。稱取10.000 g煙末,以二氯甲烷進(jìn)行同時(shí)蒸餾萃?。?］。SDE裝置以200℃油浴加熱,沸騰計(jì)時(shí)2.5 h,收集有機(jī)相,水浴溫度40℃蒸發(fā)二氯甲烷,再以二氯甲烷稀釋至5 mL,加入適量無水硫酸鈉除水,0.45 μm濾膜過濾至1 mL進(jìn)樣瓶進(jìn)行GC/MS分析。

1.2.2GC/MS條件

色譜柱為DB-5ms (30 m×0.25 mm i.d.× 0.25 μm d.f.);進(jìn)樣口溫度250℃;載氣為He,0.8 mL·min-1;進(jìn)樣量3 μL,分流比15∶1;升溫程序50℃,維持2 min,以6℃·min-1速度升溫至140℃,維持2 min,再以4℃·min-1速度升溫至200℃,維持10 min,再以2℃·min-1速度升溫至240℃,維持5 min;接口溫度250℃;電離方式EI;離子源溫度200℃;電離能量70 eV;掃描范圍40～450 amu［9］。

2　結(jié)果與分析

2.1揮發(fā)性生物堿定性結(jié)果

圖1為揮發(fā)性生物堿氣象色譜總離子流圖,采用島津GCMSsolution工作站以NIST05/NIST05s譜庫檢索分析［10］。糊毛煙中可檢測(cè)到7種揮發(fā)性生物堿,其組成包括煙堿和假木賊堿2種主要生物堿,以及麥斯明、N-氧化煙堿、二烯煙堿、2,3′-聯(lián)吡啶和可替寧5種微量生物堿,各生物堿相對(duì)保留時(shí)間分別為18.867,19.181,21.267,22.850,23.092,24.605和29.861 min。其結(jié)構(gòu)式如圖2所示。

圖2　幾種煙堿結(jié)構(gòu)式

2.2揮發(fā)性生物堿絕對(duì)含量

采用島津GCMSsolution工作站計(jì)算的峰面積表示各揮發(fā)性生物堿的絕對(duì)含量。由圖3可以看出,發(fā)酵過程中,煙堿和假木賊堿合計(jì)含量始終最大,其余5種生物堿含量較小;在發(fā)酵0,7和14 d 時(shí),二烯煙堿含量低于儀器檢測(cè)限,在發(fā)酵0 d時(shí)可替寧含量低于儀器檢測(cè)限;隨著發(fā)酵時(shí)間增加,揮發(fā)性生物堿含量呈增長(zhǎng)趨勢(shì),且在21～28 d時(shí)絕對(duì)含量增速最快;總揮發(fā)性生物堿含量從發(fā)酵0 d開始增加,至35 d時(shí),其含量為0 d的9.45倍。在14和35 d各揮發(fā)性生物堿含量較前期明顯下降,表明揮發(fā)性較強(qiáng)的游離態(tài)生物堿在糊毛煙發(fā)酵過程中進(jìn)行翻堆工藝處理時(shí)揮發(fā)到環(huán)境中［11-12］。

圖3　發(fā)酵過程中揮發(fā)性生物堿含量變化

2.3揮發(fā)性煙堿相對(duì)含量

采用面積歸一化法［13］表示同一樣品中揮發(fā)性煙堿相對(duì)含量。如圖3所示,煙堿和假木賊堿2種物質(zhì)在總揮發(fā)性生物堿中占比在90%以上。其中,發(fā)酵0 d時(shí)占比最大,為97.41% ,隨著發(fā)酵時(shí)間的增加,其占比呈下降趨勢(shì);至35 d時(shí),比例降至91.66% ,相比發(fā)酵0 d時(shí)下降5.75百分點(diǎn);發(fā)酵35 d后,麥斯明和2,3′-聯(lián)吡啶相對(duì)比例分別增加1.57和2.42百分點(diǎn); N-氧化煙堿和可替寧在總揮發(fā)性生物堿中占比較低,在發(fā)酵過程中其相對(duì)含量始終小于1% ;二烯煙堿又稱雪茄堿,是雪茄煙煙葉中代表性生物堿,在發(fā)酵0,7和14 d時(shí)未檢出,21,28和35 d時(shí)相對(duì)含量為1.69%～2.17%。

3　小結(jié)與討論

試驗(yàn)表明,糊毛煙中以無機(jī)酸鹽等結(jié)合態(tài)形式存在的生物堿,在發(fā)酵過程中不斷降解轉(zhuǎn)化,形成了游離態(tài)的煙堿、假木賊堿、麥斯明、N-氧化煙堿、二烯煙堿、2,3′-聯(lián)吡啶和可替寧7種可揮發(fā)生物堿,其含量隨著發(fā)酵推進(jìn)而增加,并且在發(fā)酵翻堆環(huán)節(jié)揮發(fā)到環(huán)境中,從而減少煙葉中總生物堿的含量。7種揮發(fā)性生物堿中,煙堿和假木賊堿2種主要生物堿合計(jì)含量占比90%以上;發(fā)酵后期,麥斯明和2,3′-聯(lián)吡啶占比較大,雪茄煙中代表性生物堿二烯煙堿占比2%左右,N-氧化煙堿和可替寧含量占比最低。

目前,國內(nèi)晾曬煙尚存在煙堿含量和TSNAs含量較高的問題,可通過監(jiān)測(cè)發(fā)酵過程中揮發(fā)性生物堿組成和含量,篩選適當(dāng)發(fā)酵技術(shù)促進(jìn)煙堿降解轉(zhuǎn)化,減少煙葉中降煙堿、新煙草堿和假木賊堿等TSNAs合成的前體物生物堿,改善煙葉香吃味,提高煙葉安全性。

參考文獻(xiàn):

［1］王瑞新.煙草化學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003.

［2］史宏志,張建勛.煙草生物堿［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2004.

［3］史宏志,Bush L P,Wang J,等.我國不同類型煙葉煙堿向降煙堿轉(zhuǎn)化研究［J］.中國煙草科學(xué),2001,22 (4):6-8.

［4］史宏志,黃元炯,于建軍,等.我國煙草和卷煙生物堿含量和組成比例分析［J］.中國煙草學(xué)報(bào),2001,7 (2):8-13.

［5］謝雯燕,楊斌,顧文博,等.不同類型煙葉中主要和微量生物堿的分析研究［C］//中國煙草學(xué)會(huì).中國煙草學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文匯編.北京:中國煙草學(xué)會(huì),2011.

［6］史宏志,劉國順,謝子發(fā),等.不同產(chǎn)地白肋煙中性香氣成分及生物堿組成和含量分析［J］.中國煙草學(xué)報(bào),2008,14 (4):23-27.

［7］孟莉,郭世英,符云鵬,等.吉林曬煙中的生物堿組成及其對(duì)煙葉內(nèi)在質(zhì)量的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43 (5):287-290.

［8］史宏志,邸慧慧,趙曉丹,等.豫中烤煙煙堿和總氮含量與中性香氣成分含量的關(guān)系［J］.作物學(xué)報(bào),2009,35 (7):1299-1305.

［9］許燕娟,白長(zhǎng)敏,鐘科軍,等.氣相色譜/質(zhì)譜分析煙草中的主要生物堿［J］.分析化學(xué),2006,34 (3):382-384.

［10］國家煙草專賣局.YC/T 383—2010［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

［11］蘇明亮,吳鳴,謝劍平.煙草及煙氣中煙堿形態(tài)研究進(jìn)展［J］.煙草科技,2004,37 (6):20-26.

［12］趙奕熹.糊米水發(fā)酵過程中晾曬煙葉的化學(xué)成分的研究［D］.雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

［13］王英英,岳海波,郭國寧,等.靈芝菌絲體揮發(fā)油的GC/MS分析及在卷煙中的應(yīng)用［J］.煙草科技,2011,44 (6):39-42.

(責(zé)任編輯：張瑞麟)

作者簡(jiǎn)介:王 俊(1986—),男,碩士,主要從事煙草栽培、化學(xué)相關(guān)研究工作,E-mail:wx345wnwn@sina.com。

基金項(xiàng)目:中國煙草總公司四川省公司項(xiàng)目(201503)

收稿日期:2015-09-22

中圖分類號(hào)：S572

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0528-9017(2016)02-0294-03

文獻(xiàn)著錄格式:王俊.糊毛煙發(fā)酵過程中揮發(fā)性生物堿分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,57 (2):294-296.