添加墨红玫瑰对烘烤不同阶段烟叶表面化合物的影响

王柱石，朱海滨，饶骏晨，杨 义，郑 武，张琪龙，孟韦名，叶贤文

（1. 云南瑞升烟草技术（集团）有限公司，云南 昆明 650106；2. 红云红河 烟草（集团）有限责任公司，云南 昆明 650202；3.云南省烟草 公司昆明市公司安宁分公司，云南 安宁 650300）

烤烟的香气是评价烟叶品质及其工业可用性的核心内容与重要指标，很大程度上决定了烟草品质的优劣[1]。烟叶表面化合物的组成和含量与烟叶香气质、香气量的形成有着密切的关系，对烤后烟叶的香气状况及吸食品质有着重要的影响[2-3]，通常情况下烟叶表面化合物多的烟叶，香气较饱满、浓郁、醇厚。近年来随着烤烟品种特性的退化和密集烤房的推广，烤后烟叶普遍出现香气量不足、香气质欠佳的状况，优质原料的短缺影响了卷烟品牌价值的提升，如何提高烟叶香气量与香气质从而改善初烤烟叶的品质一直是烟草研究的热点领域，也获得了多方面的研究成果[4-9]。

天然香料植物墨红玫瑰有着独特浓郁的芳香气 味[10]，其香味纯正而浓烈，具有丝绒般的质感[11]，在高档卷烟中用墨红玫瑰精油作为调香剂时，能赋予卷烟清新自然的花香，使香气优雅柔顺，减少刺激性，提高舒适感。有研究表明[12-15]，在烟叶烘烤过程中添加天然香料植物可以提高烤后烟叶香气物质总量、改善烟叶吸食品质；但这些研究多集中于烘烤过程添加香料植物对烤后烟叶的整体评价，对烘烤不同阶段烟叶表面化合物的变化及影响未见报道。鉴于烟叶表面化合物是烤烟致香物质的主要来源之一，对卷烟香气有着重要影响，笔者通过研究烘烤不同阶段墨红玫瑰挥发性物质变化、以及烘烤过程添加外源天然香料植物墨红玫瑰对烘烤不同阶段烟叶表面化合物的影响，旨在找出香料植物对烘烤过程不同阶段烟叶表面化合物质的影响规律，为烘烤过程添加香料植物来提高烤后烟叶香气品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及仪器

供试香料植物为采自昆明市安宁市八街镇当季生长正常、无病虫害的墨红玫瑰花朵，墨红玫瑰均于晴朗天气上午采摘，后放于阴凉处自然风干。供试烟叶为成熟采收的K326 中部叶（第10～11 叶位），田间管理按昆明市优质烤烟栽培生产技术规范进行。供试烤房为2 路4 棚的气流下降式标准密集烤房（2 座），装烟室长8 m、宽2.7 m、高3.5 m。

试验仪器包括：Agilent 7890A/5975C 气相色谱-质谱联用仪，20 mL 透明钳口顶空瓶及20 mm 银色开口铝盖（美国安捷伦公司）；75 μm CAR/PDMS 手动SPME 进样器和固相微萃取头（美国Supelco 公司）；PC-420D 型电磁加热搅拌器（美国Coming 公司）；电热式烘箱（上海一恒科学仪器有限公司）。

1.2 试验设计

试验于2018 年在昆明市安宁市八街镇窑坡村委会进行，试验设1 个处理（烘烤时添加墨红玫瑰干花，下文简称为烘烤调香）、1 个对照（不添加墨红玫瑰干花，常规烘烤）。烟叶按当地成熟采烤标准依叶位采收后，挑选同一地块成熟度和大小基本一致的叶片，按每竿120 片绑竿。各处理烟叶在同一天内完成采收、编烟与开烤。墨红玫瑰的添加比例参考文献[14]：每 1 kg 鲜烟叶添加0.004 kg 干花；试验时根据装烟量估算所需墨红玫瑰总量，将干花平分装入4 个圆形竹筐内摊平，装烟时将上述竹筐置于烤房顶棚（进风口）左右两侧距离加热室1 m 的烟叶上方。

将点火开始时间记为0 h，此后每隔24 h 对烘烤过程中的烟叶取样1 次，直至烘烤结束。烟叶每次选取30 片（所取烟叶样品能够代表该时间段内烟叶整体变化情况），烟叶取完后用麻布片盖住空隙以防止漏气。将所取烟叶通过液氮法予以保存后及时送回实验室检测烟叶表面化合物。各处理烘烤工艺均严格按三段式烘烤工艺进行。

将墨红玫瑰干花（1.5 kg）置于电热式烘箱，通过模拟烤烟三段式烘烤工艺，测定烘烤不同阶段墨红玫瑰的挥发性物质变化情况。烘烤设定温度及稳温时间为：35℃稳温20 h、38℃稳温32 h、42℃稳温22 h、47℃稳温25 h、54℃稳温20 h、57℃稳温12 h、60℃稳温12 h、68℃稳温25 h，分别在烘烤前、烘烤24、48、72、96、120 h 和烘烤结束后取样50 g 进行挥发性物质检测。

1.3 样品处理及分析方法

1.3.1墨红玫瑰挥发性物质分析方法样品前处理方法及仪器条件（色谱条件、质谱条件）参考文献[16]进行。采用NIST05、Wiley275 谱库进行检索定性。化合物相对含量的确定采用峰面积归一化法。

1.3.2烟叶表面物质提取与分析方法将烟叶从主脉处切开，去掉主脉后于叶尖和叶基部各取15 cm 留样、剩下中间段两端各舍去10 cm 后留样。分别将叶尖、叶中、叶基样品进行充分混合，从叶尖和叶基样品各取7.5 g、叶中样品10 g，混合成所需测定的样品。3 个盛有100 mL 二氯甲烷的烧杯依次排列后将样品进行梯度洗脱，每次浸泡2 s，然后将叶片提出置于空气中至叶面上的二氯甲烷不再滴下，再次萃取，每个梯度共萃取3 次，萃取后的将三个梯度的二氯甲烷合并，加入内标物萘2 mL。用无水硫酸钠脱水12 h，用定性滤纸过滤，置于带1 mL 尾管的浓缩瓶中，使用旋转蒸发仪浓缩，浓缩条件为水浴温度45℃、压力560 Pa、转速50～60 r/min，浓缩至1 mL，用有机系滤头过滤于色谱进样瓶储中存于冰箱待测。

分析方法同1.3.1。

2 结果与分析

2.1 烘烤不同阶段墨红玫瑰挥发性物质的组成

采用质谱检索定性、峰面积归一化法定量的方法得到烘烤不同阶段墨红玫瑰的挥发性成分（见表1）。在烤前、烘烤24、48、72、96、120 h 及烤后分别检测出24、31、31、31、32、34 和31 种化合物，即在烘烤前期墨红玫瑰挥发性物质数量有明显增加，在烘烤中后期无明显变化。在烘烤各阶段，墨红玫瑰挥发性物质中峰面积占比最大的为酚类物质，但在加热前（烤前）为丁香酚，占峰面积的52.45%；加热后（烤中、烤后）为2-甲氧基-3-(2-丙稀基)-苯酚，占峰面积的40%以上。在烘烤前，墨红玫瑰挥发性物质中未检测出酮类物质，酸类、烃类物质峰面积占比高于其他阶段。随着烘烤时间的增加和温度的升高，醛类、酯类、酮类物质所占峰面积逐渐增加，至烘烤120 h 后达到最大值，烤后略有下降；醇类物质所占峰面积在烘烤72 h 最小；酚类物质所占峰面积在烘烤24 h 达到最大值后略有减少。

2.2 烘烤不同阶段烟叶表面化合物质的组成

常规烘烤和烘烤调香不同阶段烟叶表面化合物质组成分别见表2 和表3。从检测结果看，常规烘烤和烘烤调香过程中烟叶表面化合物质总含量变化规律一致，即随着烘烤时间的增加烟叶表面化合物质总含量均呈现先增加后减少的趋势，并在烘烤72 h 总含量达到最大值。在常规烘烤的烤前、烘烤24、48、72、96、120 h 及烤后烟叶表面分别检测出22、22、22、23、25、25 和24 种化合物；而在烘烤调香的烤前、烘烤24、48、72、96、120 h 及烤后烟叶表面分别检测出22、23、22、23、28、27 和25 种化合物，可见在烟叶烘烤中后期烘烤调香过程的烟叶表面化合物数量比同期常规烘烤略多一些。

常规烘烤和烘烤调香不同阶段烟叶表面化合物的组成较相似，主要为醇类物质、烃类物质、酮类物质及烟碱；其中，酮类、醇类物质随着烘烤时间的增加呈现先增后减再增的趋势，在烘烤72 h 含量最高，在烘烤96 h 急剧降低后又开始增加；烃类物质在烘烤24 h 减少，随后一直缓慢增加，至72 h 达最大值；烟碱含量先增后减，在烘烤72 h 达到最大值后逐渐减少。从各化合物来看，常规烘烤和烘烤调香不同阶段烟叶表面化合物质中含量较大的单体化合物均为1,5,9-三甲基-12-异丙基-4,8,13-环十四碳三烯-1,3-二醇、烟碱、5-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-环己烯、东莨菪内酯、茄酮、二十七至三十一烷、植烷、9-辛基十七烷。在烘烤48 h 至烘烤结束后，添加烘烤调香过程的烟叶表面化合物中醇类物质含量、烃类物质含量及化合物总量均高于常规烘烤。

表1 烘烤过程不同阶段墨红玫瑰挥发性物质成分

表2 常规烘烤不同阶段烟叶表面化合物 （μg/g）

3 结论与讨论

烃类和双萜类是重要的烟叶致香物质前体物，其中烷烃是烟叶上表皮蜡质主要成分，是对烤烟香气和吃味有重要影响的叶表类脂物[17]。研究表明，烘烤调香不同阶段烟叶表面化合物总含量明显高于常规烘烤；在烟叶常规烘烤和烘烤调香过程烟叶表面含量较多的化学物质为烟碱、醇类和烷烃类化合物。这与李祥等[18]的研究结果类似，但与其他部分学者的研究结果不完全一致[19-20]，这可能是由于检测本身存在的误差及样品收集的时间、部位、方法等差异所造成。烟碱含量在烘烤调香过程的前72 h 高于常规烘烤，在烘烤96 h 至烤后低于常规烘烤；烟叶表面醇类化合物除在烘烤前及烘烤24 h 时低于常规烘烤外，在烘烤调香其他各阶段均略高于常规烘烤，其中1,5,9-三甲基-12-异丙基-4,8,13-环十四碳三烯-1,3-二醇为α-和β-4,8,13-西柏三烯-1,3-二醇，α-和β-4,8,13-西柏三烯-1-醇的母体，在烘烤调香各阶段含量较高，它是烤烟表皮类脂物的主要成分；烟叶表面烃类化合物在烘烤调香各阶段均明显高于常规烘烤；烟叶表面化合物中酮类含量相对较少，其在烘烤调香过程的前72 h 低于常规烘烤，在烘烤96 h 至烤后高于常规烘烤。

对比烘烤过程不同阶段墨红玫瑰挥发性物质成分、烟叶常规烘烤和烘烤调香不同阶段烟叶表面化合物质发现，墨红玫瑰含有的挥发性物质成分在常规烘烤烟叶和烘烤调香烟叶表面未直接检测出，而墨红玫瑰和烟叶均含有的物质如苯甲醇、芳樟醇、苯乙醇在烘烤调香过程的中后期及烤后其含量明显高于对照。在烘烤96 和120 h 及烤后，添加墨红玫瑰烘烤烟叶表面化合物数量比同期常规烘烤分别多3、2 和1 种；其中在烘烤96 h 后多检测出2-戊基呋喃、3-乙烯基-4-甲基-1H-吡咯-2,5-二酮、2-甲基-2-丁烯-1-醇，在烘烤120 h 后多检测出2-戊基呋喃、3-乙烯基-4-甲基-1H-吡咯-2,5-二酮，在烤后多检测出2-甲基-2-丁烯-1-醇。在烘烤48 h 至烘结束烤后，烘烤调香的烟叶表面化合物中醇类物质含量、烃类物质含量及化合物总量均高于常规烘烤。

表3 烘烤调香不同阶段烟叶表面化合物 （μg/g）

综合来看，在烟叶烘烤过程添加香料植物（烘烤调香）可以增加烘烤中后期烟叶表面酮类物质含量、醇类物质含量、烃类物质含量及化合物总量，但香料植物挥发性物质对烘烤过程烟叶表面化合物质的影响不是简单的吸附累积，从试验数据初步判断香料植物挥发性物质在烘烤前期通过吸附于烟叶表面或进入烟叶内部参与了相关化学反应，致使烟叶表面化学物质数量、含量高于常规烘烤。另外，对于是香料植物哪类挥发性物质参与烟叶内部的化学反应有待应用分子技术开展进一步的研究。