程向紅，劉強，王根發(fā)，邱建華，武志勇

1.河南中煙工業(yè)有限責任公司 技術(shù)中心，河南 鄭州 450000；2.河南農(nóng)業(yè)大學 煙草學院，河南 鄭州 450002

0 引言

香料煙是紅花煙草的一種特殊煙草類型，在品種、外觀、物理性狀、化學成分和吸食風格等方面均與烤煙有著較大的區(qū)別。香料煙具有獨特的濃郁芳香，是生產(chǎn)混合型、外香型和東方型卷煙的重要原料。鑒于香料煙的重要用途，其煙葉品質(zhì)成為煙草研究領(lǐng)域的熱點。目前，關(guān)于品種[1-2]、栽培[3-4]、調(diào)制[5]、醇化[6-7]等技術(shù)對香料煙品質(zhì)的影響已有較多研究成果。香料煙香氣成分的影響因素研究多集中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，而加工工藝對香料煙香氣成分的影響研究鮮有報道。

由于香料煙在卷煙配方中的比例相對較小，為便于生產(chǎn)投料，國內(nèi)卷煙生產(chǎn)企業(yè)多將香料煙和烤煙混合在一起進行制絲加工。葉絲干燥是卷煙制絲加工的關(guān)鍵工序，對葉絲及卷煙產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響[8-9]，烤煙的干燥過程加工參數(shù)是否完全適用于香料煙，成為卷煙加工過程中亟待解決的問題。此外，隨著近年來我國出口卷煙業(yè)務(wù)的發(fā)展，出口型卷煙市場呈現(xiàn)目的地國家(地區(qū))分散化、風格多樣化、需求迫切化的特點。為適應(yīng)這一國際市場需求，將香料煙分為一個模塊單獨制絲，再和其他模塊煙絲進行精細化組配，是一個重要的發(fā)展方向。基于此，本研究擬以國內(nèi)香料煙為原料單獨制絲，研究干燥強度對香料煙葉絲酸性致香成分、中性致香成分、感官品質(zhì)和物理指標的影響，以期為香料煙制絲加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

主要材料：某出口型卷煙配方香料煙葉組，由河南中煙工業(yè)有限責任公司提供。

主要儀器：SH6滾筒式葉絲干燥機，昆明船舶設(shè)備集團有限責任公司產(chǎn)；XR-1000 ML型同時蒸餾萃取裝置，鄭州科技玻璃儀器廠產(chǎn)；890A-5977B型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司產(chǎn)；JB285型電子天平，瑞士梅特勒公司產(chǎn)；YQ-2型煙絲振動檢測篩、YDZ-3型煙絲填充值測定儀，鄭州煙草研究院提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 干燥強度的設(shè)定在保證出口物料含水率為(12.5±0.5)%，滿足后續(xù)加工要求前提下，將干燥工序的參數(shù)組合設(shè)定為5個不同的干燥強度[10](見表1)。

表1 干燥強度參數(shù)設(shè)定Table 1 The parameter setting of drying intensity

1.2.2 葉絲制備與取樣將香料煙配方葉組松散回潮、混配均勻、切絲，制成寬度為1.0 mm、含水率為(20±1)%的葉絲。將制成的葉絲樣品在設(shè)定的5個干燥強度條件下分別進行滾筒干燥處理，待生產(chǎn)穩(wěn)定后取樣。

1.2.3 致香成分測定樣品前處理將葉絲樣品干燥，粉碎，過40目篩。稱取25 g樣品，加入350 mL蒸餾水和適量的NaCl，放入同時蒸餾萃取儀中萃取2.5 h。將萃取液進行酸堿分離，分別分離出酸性和中性致香成分，各組分濃縮后，加入內(nèi)標物，進行GC和GC-MS分析。

1.2.4 酸性致香成分的測定條件色譜柱HP-5(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣高純氦，流速0.8 mL/min，進樣口溫度250 ℃，傳輸線溫度280 ℃。升溫程序40 ℃(保持2 min)，以8 ℃/min的速率升溫至240 ℃(保持15 min)。進樣方式不分流，進樣量 1 μL；電離能70 eV，質(zhì)量數(shù)范圍35～500 amu，MS 譜庫NIST11。

1.2.5 中性致香成分的測定條件色譜柱HP-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，載氣高純氦，流速1.0 mL/min，進樣口溫度250 ℃，傳輸線溫度280 ℃。升溫程序50 ℃(保持5 min)，以2 ℃/min的速率升溫至80 ℃(保持5 min)，然后以3 ℃/min的速率升溫至230 ℃(保持16 min)，最后以12 ℃/min的速率升溫至250 ℃(保持12 min)。進樣方式分流進樣，分流比30∶1，進樣量1 μL；電離能70 eV，質(zhì)量數(shù)范圍35～500 amu，MS 譜庫NIST11。

1.2.6 感官評吸將5個干燥強度處理后的香料煙葉絲在卷煙機上卷制成卷煙，煙支規(guī)格(25+59) mm×24.3 mm，試驗煙支在《煙草及煙草制品 調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境》(GB/T 16447—2004)[11]規(guī)定的條件下調(diào)節(jié)72 h，由河南中煙責任有限公司技術(shù)中心評吸委員評吸。

1.2.7 葉絲物理指標測定葉絲填充值測定參照《卷煙 煙絲填充值的測定》(YC/T 152—2001)[12]進行；葉絲整絲率和碎絲率測定參照基于《卷煙工藝測試與分析大綱》[13]制定的方法進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸性致香成分分析

煙草中的有機酸是三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，又是合成糖類、脂類和氨基酸的中間產(chǎn)物，可以增加煙氣酸性，使煙氣醇和、甜潤舒適，直接影響煙葉及其制品的品質(zhì)，對煙葉的香氣貢獻顯著[14]。揮發(fā)性有機酸是香料煙最為重要的特征香味成分[15-16]，其中異戊酸和β-甲基戊酸的香味特征強度明顯高于其他揮發(fā)性有機酸，二者的混合物可以替代卷煙配方中的香料煙葉[17]。本文共定性定量檢測出19種有機酸，其中揮發(fā)性有機酸10種。

不同干燥強度下香料煙葉絲酸性致香成分比較結(jié)果如表2所示。由表2可知，干燥強度對香料煙有機酸含量有較大影響。隨著干燥強度的提高，異戊酸含量、β-甲基戊酸含量、揮發(fā)性有機酸總量、非揮發(fā)性有機酸總量均呈現(xiàn)下降趨勢。揮發(fā)性有機酸總量下降幅度較大，超過50%；非揮發(fā)性有機酸總量下降幅度較小，在20%以內(nèi)。葉絲干燥工序中高含水率葉絲在較高溫度的筒壁和熱風作用下，短時間內(nèi)體積膨脹，受熱膨脹后的葉絲在滾筒出口處水分快速蒸發(fā)，同時伴隨大量揮發(fā)性物質(zhì)的流失[18]，因此在干燥工序后香料煙葉絲中的有機酸含量顯著降低。

表2 不同干燥強度下香料煙葉絲酸性致香成分比較結(jié)果Table 2 Comparison of acidic aroma components of oriental tobacco of different drying intensities μg/g

2.2 中性致香成分分析

煙草中性致香成分含量與其感官品質(zhì)密切相關(guān)[19-20]。本研究將中性致香成分按香味前體物不同分為類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物、類西柏烷降解產(chǎn)物、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物和新植二烯五大類[21]。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是煙葉中關(guān)鍵的致香成分，燃吸過程中其熱裂解產(chǎn)物是卷煙香味的重要成分，如巨豆三烯酮(1、2、3、4)、β-大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯等，它們香氣閾值較低，能增加煙氣的優(yōu)雅飄逸感和甜潤感。芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物具有典型的杏仁香、果甜香、玫瑰花香等清爽香氣。類西柏烷類降解產(chǎn)物主要為茄酮，茄酮除本身具有良好的香氣外，還可轉(zhuǎn)化為茄醇、茄尼呋喃、降茄二酮等煙草香味成分。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是煙葉加工過程中，氨基酸與糖類物質(zhì)發(fā)生非酶棕色化反應(yīng)形成的化合物，具有濃郁香氣、掩蓋雜氣、增強香味的作用[22]。新植二烯是葉綠素降解過程中產(chǎn)生的萜烯類化合物，是一種C20聚類異戊二烯，也是煙葉中含量最高的中性致香成分，具有清香或青果香，可以降低刺激、醇和煙氣[23]。

不同干燥強度下香料煙葉絲中性致香成分比較結(jié)果如表3所示。由表3可知，干燥強度對類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量有一定影響，與低強度相比，較低強度、中強度和較高強度含量稍有下降，高強度含量下降較為明顯。不同干燥強度下，芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物總量變化不太明顯，也無明顯的規(guī)律性；中等強度含量最高，這說明芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物在香料煙葉絲干燥過程中的化學變化非常復雜。茄酮含量與干燥強度之間沒有明顯的規(guī)律性，其中低強度條件下含量最高。隨著干燥強度的提高，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量呈現(xiàn)明顯規(guī)律增加，增幅達56%。這是因為溫度越高，美拉德反應(yīng)速度越快，促進更多反應(yīng)產(chǎn)物的生成[24]。因此，高干燥強度有利于美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的形成和積累。隨著干燥強度的提高，新植二烯含量呈現(xiàn)下降趨勢，干燥強度越高，下降越明顯，最終下降幅度達40%。這是因為新植二烯在高溫高濕條件下可分解轉(zhuǎn)化成低分子香味成分，這與隨干燥強度升高，葉絲青香下降、烘焙香增加相吻合[23]。整體上，隨著干燥強度的提高，中性致香成分總量先增加后降低，以中等干燥強度的含量最高。

表3 不同干燥強度下香料煙葉絲中性致香成分比較結(jié)果Table 3 Comparison of neutral aroma components in oriental tobacco of different drying intensities μg/g

2.3 感官品質(zhì)分析

葉絲干燥是制絲工藝最為關(guān)鍵的工序之一，干燥參數(shù)直接影響煙葉中致香成分的轉(zhuǎn)移、降解和轉(zhuǎn)化[8]，最終影響葉絲的感官品質(zhì)[9]。不同干燥強度下香料煙葉絲感官品質(zhì)評價結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出，隨著干燥強度的提高，香料煙香氣特征明顯減弱，這與其酸性致香成分含量變化趨勢一致，說明干燥強度越大，香料煙的特征香味損失越多。隨著干燥強度的提高，其他各項指標得分趨勢均先增加后降低。香氣質(zhì)以較低、中等干燥強度時較好，香氣量以中等、較高干燥強度時較高，這也與不同干燥強度下中性致香成分含量變化趨勢基本一致。濃度以較高、高干燥強度時較高，雜氣、刺激和余味以中等、較低干燥強度時較好。

表4 不同干燥強度下香料煙葉絲感官品質(zhì)評價結(jié)果Table 4 Sensory quality scores of oriental tobacco leaves under different drying intensities 分

較低、中等干燥強度的感官品質(zhì)總分較高。這是因為制絲工藝過程中，煙葉不但發(fā)生著物理性狀的變化，化學成分也在發(fā)生變化，適宜溫、濕度參數(shù)的設(shè)置可以促使煙葉的大分子化合物轉(zhuǎn)化為小分子的香味成分，提升感官品質(zhì)。與烤煙相比，香料煙總氮、煙堿含量較低，糖/堿比、有機酸含量較高，適度的干燥強度有利于糖類、酸類轉(zhuǎn)化為小分子的致香成分；干燥強度過高時，揮發(fā)性酸含量下降過大，非揮發(fā)性酸類、糖類轉(zhuǎn)化過度，易產(chǎn)生焦糊類物質(zhì)。

2.4 香料煙葉絲物理指標分析

葉絲填充值和葉絲結(jié)構(gòu)(整絲率、碎絲率)是葉絲干燥工序加工質(zhì)量的主要物理指標,對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量、原料消耗等都有直接影響。不同干燥強度下香料煙葉絲物理指標如表5所示。由表5可以看出，隨著干燥強度的提高，葉絲填充值逐步增加，整絲率下降，碎絲率稍有上升。這說明干燥強度的提高有利于提高葉絲填充能力，但同時增加了葉絲的造碎程度，這與烤煙葉絲加工特性[10]一致。

表5 不同干燥強度下香料煙葉絲物理指標Table 5 Physical index of cut oriental tobacco leaves under different drying intensities

3 結(jié)論

本文以國內(nèi)配方香料煙葉組為原料，研究了干燥強度對香料煙葉絲酸性致香成分、中性致香成分、感官品質(zhì)和物理指標的影響。結(jié)果表明，干燥強度對香料煙酸性致香成分含量、中性致香成分含量、感官品質(zhì)和物理指標均有較大影響。隨著干燥強度的提高，揮發(fā)性有機酸總量、非揮發(fā)性有機酸總量均呈現(xiàn)下降趨勢，揮發(fā)性有機酸總量下降幅度較大，超過50%；非揮發(fā)性有機酸總量下降幅度較小，小于20%。隨著干燥強度的提高，中性致香成分中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量呈增加趨勢，最高增幅達56%；新植二烯含量呈現(xiàn)下降趨勢，最終降幅達40%；中性致香成分總量先增加后降低，以中等干燥強度時含量最高。干燥強度越大，香料煙香氣特征越弱，中等、較低干燥強度有利于提高香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激和余味，較高強度有利于提升煙氣濃度。干燥強度的提高有利于提高葉絲填充能力，但會增加葉絲的造碎程度。綜上所述，在香料煙制絲加工的生產(chǎn)實踐中，干燥工序以較低和中等干燥強度為宜。