雷 聲

崔和平2

楊乾栩1

王 凱1

劉志華1

段焰青1

王 晉1

張曉鳴2

(1. 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，云南 昆明 650231；2. 江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

卷煙煙氣的香味是體現(xiàn)卷煙燃吸品質(zhì)與風(fēng)格的重要指標(biāo)。理想的卷煙香氣通常由合理的葉組配方獲得，然而在煙草工業(yè)中，往往需要針對卷煙產(chǎn)品風(fēng)格特征，向卷煙中添加一定的香精香料，供其加香矯味，強(qiáng)化煙氣特征香氣，賦予卷煙優(yōu)美舒適的口味，不僅可以掩蓋卷煙燃燒產(chǎn)生的雜氣，而且可以消除不同等級煙葉之間的差異并使其相互協(xié)調(diào)[1-3]。此外，煙用香精香料的加入還可為卷煙提供清香、濃香、甜香、花香、水果香、堅果香等不同風(fēng)格，滿足不同消費(fèi)者的需要。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是卷煙加香的常用香料，對卷煙香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性和余味有明顯的改善作用，而且烘烤香、焦香顯著，在強(qiáng)化卷煙特征香氣、提高卷煙燃吸品質(zhì)方面產(chǎn)生良好的應(yīng)用效果[4-6]。

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在卷煙中良好的加香效果一方面是因?yàn)槠渥鳛闊煵菁庸ぜ熬頍熑紵^程中形成的重要香氣物質(zhì)，與煙草本味協(xié)調(diào)性良好[7-9]；另一方面，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物揮發(fā)性較強(qiáng)，對卷煙頭香貢獻(xiàn)顯著[7]。然而，其較強(qiáng)的揮發(fā)性會帶來加香效果不穩(wěn)定的問題，使美拉德反應(yīng)煙用香精的應(yīng)用受到限制[10-11]。針對這一問題，可以采用穩(wěn)定的美拉德反應(yīng)香味前體物替代完全美拉德反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用于卷煙加香，在卷煙燃燒的過程中繼續(xù)完成后續(xù)美拉德反應(yīng)形成香氣[1,4,12]。美拉德反應(yīng)初期，糖與氨基酸或肽發(fā)生羰氨反應(yīng)，通過脫水縮合形成希夫堿，進(jìn)一步發(fā)生分子重排形成Amadori重排產(chǎn)物(ARP)或Heyns重排產(chǎn)物(HRP)[13-15]。ARP和HRP是理化性質(zhì)較穩(wěn)定的美拉德反應(yīng)中間體，是香氣物質(zhì)形成的重要前體物，可以作為完全美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的替代物對卷煙進(jìn)行加香，保證卷煙制品在加工、貯藏過程中維持良好的加香穩(wěn)定性，應(yīng)用前景廣闊[4]。

在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中，如大豆、葵花籽油脂的提取及玉米淀粉的生產(chǎn)，會同時形成大量富含蛋白質(zhì)的副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物通常作為優(yōu)質(zhì)飼料用于禽畜養(yǎng)殖，或者直接作為工業(yè)廢渣排放，直接導(dǎo)致了蛋白資源價值流失甚至環(huán)境污染的問題。研究擬以玉米蛋白、葵花籽蛋白、小麥面筋蛋白、大豆蛋白以及花生蛋白等植物蛋白為原料，利用不同種類的酶對其水解以獲得小分子肽，再將其作為氮源制備美拉德反應(yīng)中間體，并應(yīng)用于卷煙加香。

在高溫水相美拉德反應(yīng)過程中，美拉德反應(yīng)中間體一旦形成就會迅速降解完成次級反應(yīng)，很難被捕捉并穩(wěn)定制備。對于植物蛋白酶解產(chǎn)物的混合肽體系，更不可能通過HPLC外標(biāo)分析法對中間體的形成進(jìn)行追蹤分析[16]。因此，研究擬采用二階段變溫美拉德反應(yīng)方法[17]，通過找到美拉德褐變抑制最有效的時間點(diǎn)，確定中間體水相形成條件，達(dá)到對中間體形成示蹤的目的，進(jìn)一步采用低溫水相美拉德反應(yīng)對中間體進(jìn)行制備。將制備得到的肽美拉德中間體添加至卷煙中進(jìn)行感官評吸，以煙氣口腔刺激/舌部灼燒、口腔殘留/干燥感、收斂、喉部刺激、喉部干燥、鼻腔刺激、香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤、雜氣、煙氣濃度、勁頭作為卷煙品質(zhì)特征指標(biāo)，以烤煙煙香、晾曬煙香、豆香、可可香、奶香、膏香、清香、果香、辛香、藥草香、烘焙香、木香、青滋香、花香、甜香為煙氣香氣風(fēng)格指標(biāo)，采用偏最小二乘回歸分析法(PLSR)對加香卷煙品質(zhì)特征及香氣風(fēng)格特征進(jìn)行主成分分析，明確肽美拉德反應(yīng)中間體制備條件對香氣風(fēng)格的貢獻(xiàn)性，闡明卷煙燃吸品質(zhì)與中間體制備條件之間的相關(guān)關(guān)系，為肽美拉德反應(yīng)中間體在卷煙加香中的應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

小麥面筋蛋白、玉米蛋白粉、葵花籽蛋白粉、脫脂豆粉、花生蛋白粉：食品級，安徽強(qiáng)旺調(diào)味食品有限公司；

L-半胱氨酸、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-木糖、NaOH、百花蜜、椴樹蜜、荊條蜜、洋槐蜜、棗花蜜：市售；

堿性蛋白酶(2.3×105U/g)、風(fēng)味蛋白酶(3.4×104U/g)：生物級，諾維信生物技術(shù)有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

電子天平：EL104型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

磁力攪拌器：C-MAG-HS7型，德國IKA公司；

集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：DF-101S型，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；

實(shí)驗(yàn)室pH計：FE20型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

恒溫恒濕培養(yǎng)箱：HWS-150型，上海森信實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

紫外可見分光光度計：UV-1800型，島津科學(xué)儀器(中國)有限公司。

1.2 分析方法

1.2.1 植物蛋白肽的制備 取適量過80目篩的蛋白粉，按m蛋白粉∶m水=1∶10添加去離子水并混合均勻。在90 ℃下加熱30 min以滅活樣品內(nèi)源酶，冷卻后調(diào)節(jié)溶液pH至8，添加一定量堿性蛋白酶或者堿性蛋白酶與風(fēng)味蛋白酶的組合，在酶最適溫度下進(jìn)行水解。反應(yīng)結(jié)束后立即在沸水浴中攪拌加熱15 min，冷卻，于4 300 r/min離心10 min，上清液即為蛋白肽，在-20 ℃下保存待用。

1.2.2 二階段變溫美拉德反應(yīng) 參照Cui等[17]的方法進(jìn)行二階段變溫美拉德反應(yīng)。取適量蛋白肽分散液與還原糖按照糖肽比(m酶解液∶m還原糖)為100∶15混合均勻，采用6 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH至7，進(jìn)行二階段變溫美拉德反應(yīng)。第一階段(低溫階段)：將溶液分裝在耐壓反應(yīng)瓶中，于90 ℃條件下反應(yīng)不同時間后，取出冷卻；第二階段(高溫階段)：添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.00%半胱氨酸，并重新調(diào)節(jié)pH至7，然后將溶液的溫度迅速升高至120 ℃，油浴加熱110 min后，立即將反應(yīng)液置于冰水中終止反應(yīng)。所得變溫美拉德反應(yīng)產(chǎn)物用于褐變指數(shù)測定。

1.2.3 褐變指數(shù)的測定 波長420 nm處的吸光度能反映樣品中類黑素的含量，因此美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的褐變指數(shù)通常用其在420 nm處的吸光度值(A420 nm)來表示[18]。采用紫外可見分光光度計測定變溫美拉德反應(yīng)液的褐變指數(shù)A420 nm。

1.2.4 美拉德反應(yīng)中間體的制備 通過測量二階段變溫美拉德反應(yīng)終產(chǎn)物的褐變指數(shù)(A420 nm)，找到色澤最淺的反應(yīng)液樣品，確定該樣品的低溫反應(yīng)條件即為美拉德反應(yīng)中間體形成的臨界條件。參照試驗(yàn)方法1.2.2配制反應(yīng)液，在美拉德反應(yīng)中間體形成的臨界條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后立即在冰水中終止反應(yīng)，即得到美拉德反應(yīng)中間體。將反應(yīng)液進(jìn)行冷凍干燥即得中間體固體產(chǎn)品。

1.2.5 蛋白溶出率的測定 蛋白質(zhì)含量測定按GB 5009.5—2016的凱氏定氮法執(zhí)行。根據(jù)式(1)計算蛋白溶出率。

(1)

式中：

DR——蛋白溶出率，%；

m1——上清液中蛋白質(zhì)含量，g；

m0——原料中蛋白質(zhì)含量，g。

1.2.6 水解度的測定 采用甲醛滴定法測定植物蛋白酶解產(chǎn)物中氨基氮含量，按式(2)計算水解度[19]。

(2)

式中：

DH——水解度，%；

C——?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；

V1——樣品溶液在加入甲醛后滴定至終點(diǎn)所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V2——空白溶液在加入甲醛后滴定至終點(diǎn)所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V——酶解上清液的體積，mL；

10——取樣體積，mL；

m1——樣品質(zhì)量，g；

N——原料中蛋白質(zhì)含量，%；

9.20——每克蛋白質(zhì)所含的肽鍵毫摩爾數(shù)，mmol/g。

1.2.7 卷煙試驗(yàn)樣品的制備 向煙絲中添加肽美拉德反應(yīng)中間體溶液，加香量(以中間體與煙絲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)為0.1‰。采用注射加香機(jī)將香料單體以一定濃度注射到煙支中心，制成加香卷煙樣品。將得到的試驗(yàn)煙放在(22±1) ℃、濕度(60±2)%的恒溫恒濕箱中平衡48 h以上，控制煙支質(zhì)量為0.82 g，平均質(zhì)量偏差在±0.02 g內(nèi)，備用于感官品質(zhì)評吸。

1.2.8 卷煙感官評吸方法 感官評吸由9名省級以上卷煙感官評吸專家完成。參考GB/T 16447—2004《煙草和煙草制品調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境》調(diào)節(jié)卷煙樣品的水分，制備樣品。參考YC/T 497—2014《卷煙中式卷煙風(fēng)格感官評價方法》對各卷煙樣品的品質(zhì)特征、風(fēng)格特征進(jìn)行評分，中式卷煙風(fēng)格的感官評價方法包含卷煙產(chǎn)品的燃吸品質(zhì)特征(包括舒適感特性，煙氣特性)和風(fēng)格特征(包括風(fēng)味特征，香氣風(fēng)格)共27個指標(biāo)。卷煙燃吸品質(zhì)特征和評吸香氣風(fēng)格評分標(biāo)準(zhǔn)分別見表1和表2。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理 所有試驗(yàn)重復(fù)至少3次，試驗(yàn)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016、SPSS Statistic 22.0 軟件，通過鄧肯多重范圍檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，篩選去除異常數(shù)據(jù)，以P<0.05表示數(shù)據(jù)間顯著性差異。利用Unscrambler 9.7軟件對卷煙燃吸品質(zhì)、特征香氣成分、肽美拉德反應(yīng)中間體制備條件之間進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 美拉德反應(yīng)中間體的水相制備

分別采用玉米蛋白(C)、葵花籽蛋白(K)、小麥面筋蛋白(G)、大豆蛋白(S)以及花生蛋白(P)進(jìn)行酶解處理，通過改變酶解條件，得到不同水解度的酶解液。蛋白原料不同、水解酶不同，得到的水解產(chǎn)物水解度和固形物含量也不同，水解度和固形物含量如表3所示。

將不同水解度和固形物含量的蛋白酶解物與阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、果糖及木糖等還原糖或蜂蜜共熱反應(yīng)，m酶解液∶m還原糖=100∶15，以半胱氨酸為示蹤劑，通過二階段變溫美拉德反應(yīng)確定中間體形成的臨界條件。

表1 卷煙燃吸品質(zhì)特征指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)

表2 卷煙香氣風(fēng)格指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)

反應(yīng)分成兩個階段：第一階段反應(yīng)溫度90 ℃，反應(yīng)時間0～140 min，然后加入半胱氨酸開始第二階段反應(yīng)，將反應(yīng)溫度升高至120 ℃，反應(yīng)110 min。測定變溫反應(yīng)終產(chǎn)物的A420 nm，發(fā)現(xiàn)在第一階段反應(yīng)60 min時添加半胱氨酸，變溫美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的A420 nm值均為最低，不同體系的試驗(yàn)結(jié)果一致。說明玉米蛋白、葵花籽蛋白、小麥面筋蛋白、大豆蛋白等植物蛋白肽美拉德反應(yīng)中間體形成的臨界條件為90 ℃、60 min。在此條件下進(jìn)行低溫美拉德反應(yīng)，制備不同體系的肽美拉德反應(yīng)中間體，不同中間體樣品的編號如表3所示。

表3 肽美拉德反應(yīng)中間體樣品編號及其制備條件?

2.2 加香卷煙燃吸品質(zhì)特征主成分及其與中間體制備條件的相關(guān)性

將C、K、G、S、P 5組不同樣品分別通過注射加香添加至某云煙品牌煙絲中，添加量為煙絲重量的0.1‰。美拉德反應(yīng)中間體在卷煙燃燒過程中發(fā)生后續(xù)美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生香氣物質(zhì)，強(qiáng)化卷煙特征吃味、圓和煙氣。對添加中間體的卷煙進(jìn)行感官評吸，其燃吸品質(zhì)特征得分如表4所示?？傮w來看，C系列樣品的評分高于其他系列樣品，表明玉米肽美拉德反應(yīng)中間體比其他植物蛋白肽美拉德中間體的卷煙加香作用更顯著。

表4 卷煙樣品的燃吸品質(zhì)特征得分

續(xù)表4

為明確卷煙燃吸品質(zhì)特征指標(biāo)與肽美拉德反應(yīng)中間體制備條件的相關(guān)關(guān)系，采用PLSR方法對兩者的量化結(jié)果進(jìn)行分析。PLSR是一種重要的相關(guān)性分析方法，與主成分回歸有關(guān)系，但不是尋找響應(yīng)和獨(dú)立變量之間最小方差的超平面，而是通過投影預(yù)測變量和觀測變量到一個新空間來尋找一個線性回歸模型[20]。由于變量X和Y都投影至新空間，PLS系列的方法都是雙線性因子模型，當(dāng)Y是分類數(shù)據(jù)時進(jìn)行偏最小二乘判別分析。PLS用于查找兩個矩陣(X和Y)的基本關(guān)系，即一個在這兩個空間對協(xié)方差結(jié)構(gòu)建模的隱變量方法。PLS模型將試圖找到X空間的多維方向來解釋Y空間方差最大的多維方向。PLSR特別適合當(dāng)預(yù)測矩陣比觀測的有更多變量，以及X的值中有多重共線性的時候。相比之下，除吉洪諾夫正則化情況外，標(biāo)準(zhǔn)的回歸分析在這些情況下效果不理想。以加香卷煙的12個品質(zhì)特征指標(biāo)為變量進(jìn)行主成分(PCA)分析。通過PCA分析，品質(zhì)特征的12個指標(biāo)的變量信息被第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)代替，兩個主成分共同解釋了原始變量信息的69%，結(jié)果見圖1。

主成分分析中的主成分都是由原始變量線性組合而來，組合系數(shù)的大小反映了原始變量對各個主成分影響的程度。從圖1可以看出，所有特征指標(biāo)均未位于原點(diǎn)附近，皆有對兩個主成分的貢獻(xiàn)；勁頭位于縱坐標(biāo)PC2的上方，對PC2的貢獻(xiàn)較大，對PC1的貢獻(xiàn)則較小。12個品質(zhì)特征指標(biāo)均位于橫坐標(biāo)右側(cè)，對PC1的貢獻(xiàn)較大，說明這12個品質(zhì)特征指標(biāo)之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

從品質(zhì)特征來看，51個卷煙樣品分成品質(zhì)特征得分較高的一類(C1’、C4’、P4、ND、C2’、C6’)，品質(zhì)特征得分較低的一類(G7、G5、S5、G6、K2)。樣品G7、G5位于最左側(cè)，離卷煙品質(zhì)特征指標(biāo)最遠(yuǎn)，是卷煙中品質(zhì)最差的。由以上分析知：卷煙品質(zhì)特征指標(biāo)之間有較強(qiáng)協(xié)調(diào)性；卷煙品質(zhì)特征能夠區(qū)分出卷煙的品質(zhì)高低；以大豆肽、葵花籽肽作為氮源進(jìn)行美拉德反應(yīng)形成的中間體普遍使卷煙存在口腔和喉部刺激大、收斂大、香氣不足、煙氣豐富性欠佳等問題；采用玉米肽作為氮源的美拉德反應(yīng)中間體使卷煙具有口腔刺激小、煙氣柔和圓潤、香氣足、雜氣少的特點(diǎn)，與評吸結(jié)果一致。

C1、C2、C3、C4等的坐標(biāo)值分別代表樣品C1、C2、C3、C4和其余卷煙樣品在PC1和PC2上的得分

采用PLSR分析法分析肽美拉德反應(yīng)中間體制備條件與品質(zhì)特征的相關(guān)關(guān)系，作為一種雙線性模型分析方法，PLSR可同時實(shí)現(xiàn)對自變量矩陣(X)和因變量矩陣(Y)的潛變量映射變換。PLSR分析分為單因變量(PLS1)回歸分析和多因變量(PLS2)回歸分析兩種，前者適用于只有一個因變量存在時的相關(guān)分析，后者適用于2個或2個以上因變量存在的分析。PLS1即貢獻(xiàn)性分析，一次只能對一個因變量進(jìn)行解釋和預(yù)測。PLS2是多因變量回歸分析，能消除因變量之間存在的多重共線性，當(dāng)因變量數(shù)目較多且相互之間關(guān)系較復(fù)雜時，使用PLS2更有優(yōu)勢。在進(jìn)行具體數(shù)據(jù)分析，常常結(jié)合使用PLS2和PLS1。首先通過PLS2分析快速判斷自變量對因變量的整體影響，進(jìn)而根據(jù)PLS2分析結(jié)果，針對性地對變量進(jìn)行PLS1分析。以常規(guī)化學(xué)成分為X變量矩陣，卷煙品質(zhì)特征為Y變量矩陣進(jìn)行PLS2相關(guān)性分析，并建立模型，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，模型中前兩個主成分累積提取了X變量92%的信息和Y變量4%的信息。水解度、蛋白溶出率及使用酶的數(shù)量在左側(cè)，對卷煙的品質(zhì)特征產(chǎn)生負(fù)面影響。為進(jìn)一步明確肽美拉德反應(yīng)中間體制備條件對煙氣特性的影響關(guān)系，對煙氣特性的每個指標(biāo)進(jìn)行PLS1分析，結(jié)果見圖3。

小橢圓代表50%的解釋方差，大橢圓代表100%的解釋方差；小圓圈標(biāo)注代表存在顯著相關(guān)性(P<0.05)

圖3 肽美拉德反應(yīng)中間體制備條件對其加香卷煙煙氣特性的貢獻(xiàn)性分析(PLS1)

由圖3可知，蛋白溶出率與口腔刺激/舌部灼燒、收斂、喉部干燥、勁頭呈顯著正相關(guān)，與口腔殘留/干燥感、喉部刺激、鼻腔刺激、香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤、雜氣、煙氣濃度呈顯著負(fù)相關(guān)；而水解程度亦即酶的種數(shù)對各個燃吸品質(zhì)指標(biāo)沒有相關(guān)性。可見，用于進(jìn)行美拉德反應(yīng)的底物蛋白肽濃度是調(diào)控美拉德反應(yīng)中間體對卷煙燃吸品質(zhì)影響的最關(guān)鍵因素，實(shí)際應(yīng)用時應(yīng)考慮采用蛋白溶出率大的蛋白肽進(jìn)行美拉德反應(yīng)中間體的制備并將其應(yīng)用于卷煙加香。

2.3 加香卷煙香氣風(fēng)格特征主成分及其與中間體制備條件的相關(guān)性

為進(jìn)一步探索添加不同中間體的卷煙香氣風(fēng)格指標(biāo)之間的相互影響及其對不同肽中間體的卷煙香韻分類情況，以評吸香氣風(fēng)格(表5)為變量對施加了美拉德反應(yīng)中間體的卷煙樣品進(jìn)行PCA分析，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，PC1和PC2僅代表了嗅香香氣風(fēng)格變量的32%的信息，各個指標(biāo)及卷煙樣品在主成分分析圖上也較為分散，可能是由香氣風(fēng)格指標(biāo)較多且相互之間協(xié)同作用較弱導(dǎo)致的；由圖2也可以明顯看出樣品CJ、NJ和CY的評吸香氣風(fēng)格類似，甜香和花香都比較突出；果香、膏香、豆香和清香距離相對較近，說明4種評吸香韻風(fēng)格可能具有一定的協(xié)同作用[21]，奶香和藥草香距離較近，說明這兩種評吸香韻風(fēng)格可能具有一定的協(xié)同作用，產(chǎn)生奶香的物質(zhì)在一定程度上也能產(chǎn)生藥草香。該研究結(jié)果表明不同的香型會存在同源情況，即同一種物質(zhì)或同一類物質(zhì)的協(xié)同將引起兩個或多個香型的同時出現(xiàn)。

表5 卷煙樣品的評吸香氣風(fēng)格得分?

續(xù)表5

以美拉德反應(yīng)中間體制備時蛋白水解度、蛋白溶出率及使用酶的數(shù)量為X變量矩陣，評吸香氣風(fēng)格烤煙煙香、清香、果香、辛香、木香、青滋香、花香、藥草香、豆香、可可香、奶香、膏香、烘焙香、甜香為Y變量矩陣，對兩者進(jìn)行PLS2分析建立模型，結(jié)果如圖5。

圖4 基于香氣風(fēng)格的卷煙樣品主成分分析

由圖5可知，模型對X變量的解釋率為93%，對Y變量的解釋率為14%，因此主要從X軸距離判定不同樣品的差異性。青滋香和木香位于橢圓最左側(cè)，可可香和奶香位于橢圓最右側(cè)：水解度、蛋白溶出率及加酶量與可可香、奶香呈正相關(guān)。對評吸香氣風(fēng)格青滋香、木香、烘焙香、烤煙煙香等進(jìn)行PLS1分析，結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，水解度與烤煙煙香、清香、木香、青滋香、花香、可可香呈顯著負(fù)相關(guān)，與果香、辛香、藥草香、豆香呈顯著正相關(guān)。蛋白溶出率與烤煙煙香、清香、藥草香、豆香、可可香呈顯著正相關(guān)，與果香、辛香、木香、青滋香、花香呈顯著負(fù)相關(guān)。水解度越高，水解產(chǎn)物的分子量越小，因此更容易發(fā)生美拉德反應(yīng)[22]，尤其通過Strecker降解形成吡嗪強(qiáng)化烘烤香、形成Strecker醛強(qiáng)化青滋香和花香。如果美拉德反應(yīng)程度弱，則烘烤香弱化，酯類物質(zhì)或呋喃類物質(zhì)的形成相對增強(qiáng)，對果香、藥草香和豆香的強(qiáng)化作用提高。蛋白溶出率越高，美拉德反應(yīng)越容易發(fā)生，因此與水解度對卷煙香韻的影響關(guān)系相似，然而還可以發(fā)現(xiàn)不同之處，蛋白溶出率較高而水解度較低時，酶解產(chǎn)物濃度較高但是以相對分子質(zhì)量較大的肽形式存在，該條件下藥草香和豆香得以強(qiáng)化，說明藥草香和豆香的形成與相對分子量較大的肽的美拉德反應(yīng)有關(guān)；在蛋白溶出率較低而水解度較高時，大量的酪氨酸R基暴露，在美拉德反應(yīng)過程中易發(fā)生交聯(lián)，引起酚類聚合物的形成，導(dǎo)致木香氣味的產(chǎn)生。根據(jù)該研究結(jié)果，可以針對不同的卷煙產(chǎn)品香韻特征，通過調(diào)節(jié)水解度和蛋白溶出率制備不同的肽美拉德反應(yīng)中間體強(qiáng)化不同的卷煙香氣風(fēng)格。

圖5 美拉德反應(yīng)中間體制備條件與香氣風(fēng)格的相關(guān)性分析

圖6 美拉德反應(yīng)中間體制備條件對香氣風(fēng)格的貢獻(xiàn)性分析(PLS1)

3 結(jié)論

利用堿性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶在不同的工藝條件下對玉米蛋白、葵花籽蛋白、小麥面筋蛋白、大豆蛋白進(jìn)行水解，得到植物蛋白肽，再通過二階段變溫美拉德反應(yīng)明確了肽美拉德反應(yīng)中間體形成的條件為90 ℃、60 min，在此條件下進(jìn)行熱反應(yīng)制備的肽美拉德反應(yīng)中間體添加至卷煙中，發(fā)現(xiàn)中間體能夠強(qiáng)化卷煙特征吃味、圓和煙氣，具有良好的加香矯味效果，其中玉米肽美拉德反應(yīng)中間體增香效果最理想。植物蛋白酶解后的蛋白溶出率與煙氣口腔刺激/舌部灼燒、收斂、喉部干燥、勁頭呈顯著正相關(guān)，與口腔殘留/干燥感、喉部刺激、鼻腔刺激、香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤、雜氣、煙氣濃度呈顯著負(fù)相關(guān)。用于進(jìn)行美拉德反應(yīng)的底物蛋白肽濃度是調(diào)控美拉德反應(yīng)中間體對卷煙燃吸品質(zhì)影響的最關(guān)鍵因素。水解度與烤煙煙香、清香、木香、青滋香、花香、可可香呈顯著負(fù)相關(guān)，與果香、辛香、藥草香、豆香呈顯著正相關(guān)。蛋白溶出率與烤煙煙香、清香、藥草香、豆香、可可香呈顯著正相關(guān)，與果香、辛香、木香、青滋香、花香呈顯著負(fù)相關(guān)?？梢葬槍Σ煌木頍煯a(chǎn)品香韻特征，通過調(diào)節(jié)水解度和蛋白溶出率制備不同的肽美拉德反應(yīng)中間體強(qiáng)化不同的卷煙香氣風(fēng)格。