白家峰，梁德全，王宣靜，劉紹華，許春平

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，南寧530001；2.廣西真龍實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廣西鐘山542600；3.鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，鄭州450000）

煙草打頂抹杈可以促進(jìn)根系和葉片的生長，減少養(yǎng)分的消耗，同時(shí)減輕病蟲害。因此，煙草在種植過程中除留種煙株外，都必須在適當(dāng)時(shí)期對其打頂，即將花蕾及其以下葉片摘除［1］。煙草花蕾是煙草的一部分，也含豐富的香氣成分，是天然的植物香料之一，經(jīng)提取可以作為很好的煙草香精香料［2-5］。前人對煙草花蕾的報(bào)道中，孫福山等［6］采用葉花同烤與常規(guī)烘烤2種烘烤方法，比較烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀、外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量、常規(guī)化學(xué)成分含量和致香物質(zhì)含量，結(jié)果顯示葉花同烤有增加烤后煙葉致香物質(zhì)的作用。劉齊元等［7］對煙草雄性不育系和相應(yīng)的保持系花蕾內(nèi)源激素含量比值進(jìn)行分析比較，探討煙草雄性不育性發(fā)生的內(nèi)在原因，結(jié)果表明不育系花蕾中幾種內(nèi)源激素的平衡關(guān)系出現(xiàn)了異常，這可能與雄性不育有關(guān)。而對以酶解花蕾為原料進(jìn)行美拉德反應(yīng)制備煙用香料的研究不多，本研究通過酶解技術(shù)結(jié)合美拉德反應(yīng)增香制備煙用香料，旨在優(yōu)化煙草花蕾酶解工藝條件和美拉德反應(yīng)溫度，給卷煙制香條件提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

主要材料與試劑：云煙87煙草花蕾；葡萄糖、谷氨酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、3，5-二硝基水楊酸鈉、丙二醇、NaOH、H2SO4、二氯甲烷、乙酸苯乙酯均為分析純。

主要儀器與設(shè)備：Q-100A3旗箭粉碎機(jī)，上海冰都電器有限公司；HS-4恒溫水浴鍋，上海醫(yī)療器械股份有限公司醫(yī)療器械五廠；PL203電子分析天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；RIGOL UItra-3400紫外分光光度計(jì)，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DGX-9143電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；BIORIDGE盧湘儀，鄭州科技玻璃儀器廠；TGL-16M離心機(jī)，鄭州科技玻璃儀器廠；同時(shí)蒸餾萃取裝置，鄭州科技玻璃儀器廠；6890/5973氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料的預(yù)處理將干燥的云煙87煙草花蕾粉碎，過60目篩，置干燥鍋中備用。

1.2.2 單因素試驗(yàn)方法在料液比1∶10的酶解條件下，分別研究加酶量、酶解時(shí)間、pH和酶解溫度對氨基酸和還原糖含量的影響。

1）加酶量對氨基酸和還原糖含量的影響：在酶解時(shí)間4 h、酶解溫度50℃、pH 7的條件下，加酶量分別設(shè)定為1.0%、1.5%、2.0%、2.5%。

2）酶解時(shí)間對氨基酸和還原糖含量的影響：在加酶量1.5%、酶解溫度50℃、pH 7的條件下，酶解時(shí)間分別設(shè)定為4、5、6、7 h。

3）pH對氨基酸和還原糖含量的影響：在加酶量1.5%、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間5 h的條件下，pH分別設(shè)定為6、7、8、9。

4）酶解溫度對氨基酸和還原糖含量的影響：在加酶量1.5%、酶解時(shí)間5 h、pH 7的條件下，酶解溫度分別設(shè)定為30、40、50、60℃。

1.2.3 美拉德反應(yīng)處理方法在單因素酶解最優(yōu)的條件下做4個(gè)溫度梯度的美拉德反應(yīng)，4個(gè)樣品中各加入20 mL丙二醇，調(diào)pH至7，用封口膜封口，分別放入溫度為50、60、70、80℃的油浴鍋中，反應(yīng)12 h。

1.2.4 同時(shí)蒸餾萃取方法［8-11］將美拉德反應(yīng)產(chǎn)物倒入同時(shí)蒸餾萃取裝置一端的平底燒瓶中，加入100 mL去離子水，用電子調(diào)溫電熱套加熱，裝置的另一端蒸餾瓶中注入50 mL二氯甲烷，于60℃水浴中加熱。當(dāng)水與二氯甲烷分層便開始計(jì)時(shí)，2.5 h后萃取結(jié)束，在二氯甲烷萃取液中加入濃度為0.822 1 mol/mL的乙酸苯乙酯1 mL和無水硫酸鈉若干，靜置過夜。然后于35~40℃條件下濃縮，濃縮至1 mL轉(zhuǎn)移至樣品瓶中，低溫密封保存，用于GC-MS進(jìn)行定量分析。

1.2.5 GC-MS條件色譜條件［12］：色譜柱為HP-5MS色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度280℃，分流比10∶1，進(jìn)樣量1 μL，載氣為氦氣，載氣流量3 mL/min，升溫程序：初起始溫度50℃，以4℃/min升至280℃；質(zhì)譜條件：EI源，接口溫度270℃，電子能量70 eV，四極桿溫度150℃，采集模式為掃描，質(zhì)量掃描范圍為35~550m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)分析結(jié)果

2.1.1 加酶量對還原糖和氨基酸含量的影響由圖1可知，還原糖含量隨加酶量的增加變化幅度較小，在加酶量為1.5%時(shí)含量最高，氨基酸含量隨加酶量的增加先升后降，在加酶量為1.5%時(shí)氨基酸含量最高，因此選擇1.5%為最適加酶量。

圖1 加酶量對還原糖和氨基酸含量的影響

2.1.2 酶解時(shí)間對還原糖和氨基酸含量的影響由圖2可知，還原糖和氨基酸含量均隨酶解時(shí)間的加長呈先升后降的趨勢，在酶解時(shí)間為5 h時(shí)還原糖和氨基酸含量均達(dá)到最大值，因此選擇5 h為最適酶解時(shí)間。

圖2 酶解時(shí)間對還原糖和氨基酸含量的影響

2.1.3 酶解pH對還原糖和氨基酸含量的影響由

圖3 酶解pH對還原糖和氨基酸含量的影響

2.1.4 酶解溫度對還原糖和氨基酸含量的影響由圖4可知，還原糖和氨基酸含量隨溫度的增加均呈現(xiàn)先增后降的趨勢，在酶解溫度為50℃時(shí)還原糖和氨基酸含量均達(dá)到最大值，因此選擇50℃為最適酶解溫度。

圖4 酶解溫度對還原糖和氨基酸含量的影響

2.2 香味成分物質(zhì)分析

在最優(yōu)的酶解條件下進(jìn)行4個(gè)溫度梯度的美拉德反應(yīng)，經(jīng)同時(shí)蒸餾萃取提取香味物質(zhì)并進(jìn)行GCMS分析。由表1可知，煙草花蕾酶解后經(jīng)過美拉德反應(yīng)和同時(shí)蒸餾萃取提取，提取的香味物質(zhì)在美拉德反應(yīng)為50℃時(shí)有45種，60℃時(shí)有48種，70℃有47種，80℃時(shí)有43種，主要包括醇、醛、酸、酯、酮、萜烯類，其他還有酚、酰胺、呋喃、吲哚、吡啶、腈等。從煙堿含量來看，美拉德反應(yīng)溫度為50℃時(shí)含量最高，但4個(gè)溫度梯度對煙堿含量的影響很小，最大值與最小值之間相差甚微；從香氣成分總量來看，美拉德反應(yīng)溫度為60℃時(shí)含量最高，高達(dá)497.85 μg/g，香氣成分總量由高到低依次是美拉德反應(yīng)溫度為60、70、80、50℃時(shí)，因此，煙草花蕾酶解后經(jīng)美拉德反應(yīng)溫度在60℃時(shí)增香香氣含量最多，50℃時(shí)增香香氣含量最少。其中軟脂酸、肉豆蔻酸、苯乙醛、三環(huán)烯等香味物質(zhì)含量高，二氫獼猴桃內(nèi)酯、大馬士酮、油酸酰胺、2-正戊基呋喃香氣閾值低，是煙草中關(guān)鍵的致香物質(zhì)，對煙草香氣貢獻(xiàn)突出。

表1 不同溫度下美拉德反應(yīng)提取的香味物質(zhì)含量

3 小結(jié)

本研究以煙草花蕾為原料，通過酶解工藝及美拉德反應(yīng)溫度優(yōu)化來制備煙草花蕾香料，得到煙草花蕾酶解的最優(yōu)條件為酶解溫度50℃、pH 7、酶解時(shí)間5 h、加酶量1.5%；經(jīng)GC-MS分析香味成分，美拉德反應(yīng)60℃時(shí)香味物質(zhì)總量最高且種類最多，高達(dá)48種香氣成分，主要包括醇、醛、酸、酯、酮、呋喃和吡啶等；其中軟脂酸、肉豆蔻酸、苯乙醇、苯甲醇、苯乙醛、三環(huán)稀等香味物質(zhì)含量高，二氫獼猴桃內(nèi)酯、大馬士酮、油酸酰胺、2-正戊基呋喃香氣閾值低，是煙草中關(guān)鍵的致香物質(zhì)，對煙草香氣貢獻(xiàn)突出。通過將廢棄煙草花蕾經(jīng)過酶解處理和美拉德反應(yīng)增香后得到含有致香物質(zhì)的香料，可以成為煙草香料的物料來源，為卷煙的實(shí)際生產(chǎn)提供新方向。

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