不同烘烤工艺对初烤烟叶挥发性香气物质的影响

李微杰，崔国民，卢 红，罗以贵*，汪伯军，许安定，陈益银，杨 超

(1.云南农业大学烟草学院，云南昆明 650201；2.云南烟草农业科学研究院，云南玉溪 653100；3.重庆市烟草公司，重庆 400023)

“两烟”在我国国民经济中占有重要的地位，卷烟的生产依赖于烤烟的生产，而对于烤烟而言，香气质、量、型是衡量其可用性和质量的重要指标，因此，改善烟叶香气质量是提升烟叶品质、提高工业可利用性的一条重要途径。改善烟叶香气质量的途径有栽培措施、调制、遗传因素等，其中烟叶烘烤工艺对烟叶香气质量的影响较为直接。国内外学者已经对烤烟香气物质的影响因素及其代谢进行了大量研究[1-3]，刘岭等研究发现，烟叶烘烤的变黄期温度过低或过高都影响烟叶淀粉、蛋白质水解，因而形成的香气前体物质较少[4]。大量的研究表明，在烘烤过程中，将温湿度变化、风速等条件与烟叶中的生理生化变化密切配合才能使烟叶形成较为协调的化学成分含量及配比，从而使烟叶香气质量得到有效改善[5-6]。K326为重庆烟区的主栽品种，其香气量比较足，因而备受卷烟企业的欢迎，然而，K326的上部烟叶烤后原烟杂色比较严重，枯焦气等杂气重，香气质差成为该品种在高海拔地区种植推广的主要障碍因素。因此，笔者以“提质增香”为中心，探索改善烟叶香气质量的最佳烘烤工艺，对K326品质的提升及该品种的推广具有重大意义。

1 材料与方法

1.1材料供试烤烟品种为K326。土壤质地为砂壤土，前茬作物为小麦。烟田栽培措施按照重庆优质烟叶生产技术方案进行。试验用烤房为符合国家密集烤房技术规范的气流下降式密集型烤房，装烟室大小为8.0 m×2.7 m×3.5 m(装烟3台)。

1.2方法试验于2011年7～10月在重庆市澎水县梅子垭乡村民试验烟地内进行。试验烟株分3个部位定叶位取样，下部第5叶，中部第11叶，上部17叶。所选鲜烟叶为同一部位、同一成熟度，编杆均匀。

试验根据烟叶烘烤变黄期、凋萎期、干叶期和干筋期的温湿度，设4种烘烤工艺参数组合模式：分别为处理1，即内动力排湿烘烤工艺，见表1；处理2，即外动力排湿烘烤工艺，见表2；处理3，即三段式烘烤工艺，见表3；处理4，即三段六步式烘烤工艺，见表4。

1.3取样方法每种处理，试验过程取样准备250片成熟度一致、素质相同的烟叶，统一编杆，并装在烤房底台，烤房门口往里50 cm附近。 烘烤结束后，每个处理取B2F等级的初烤烟叶 1.5 kg作为检测样品。

1.4指标测定方法试验所用各项指标均委托云南省烟草农业科学研究院分析测试中心检验。采用PEclarus680气质联用仪，同时用蒸馏萃取GC/MS内标半定量法。

1.5数据处理采用Excel进行数据分析处理。

2 结果与分析

2.1各处理上部烟叶初烤烟叶中类胡萝卜素降解产物含量从表5可以看出，处理2的6-甲基2-庚酮、β-环柠檬醛、巨豆三烯酮、芳樟醇、氧化异佛尔酮含量高于其他处理；处理1的二氢猕猴桃内酯、β-大马酮含量最高；处理3的香叶基丙酮、金合欢基丙酮A含量最高；处理4的β-二氢大马酮、5，6-环氧-β-紫罗兰酮含量最高。类胡萝卜素降解产物总量最高的是处理2，其次是处理4，最低的是处理3。

表1 内动力排湿烘烤工艺

注：起火升温速度2 ℃/h至34.0～36.0 ℃，以后各阶段之间的升温速度1 ℃/h；高温层烟叶，气流下降式烤房指烤房顶层，气流上升式烤房指烤房底层。

表2 外动力排湿烘烤工艺

注：起火升温速度2 ℃/h至34.0～36.0 ℃，以后各阶段之间的升温速度1 ℃/h；高温层烟叶，气流下降式烤房指烤房顶层，气流上升式烤房指烤房底层。

表3 三段式烘烤工艺

注：起火至要求温度的升温速度1 ℃/h，各个阶段之间的升温速度1 ℃/h；高温层，气流上升烤房指烤房底台，气流下降式烤房指烤房顶台。

2.2各处理上部烟叶初烤烟叶中棕色化反应物含量从表6可以看出，处理1的糠醇、2-乙酰基吡咯、2-环戊烯-1，4-二酮含量高于其他处理，处理4的糠醛、2，3-二氢苯并呋喃含量高于其他处理，而2-乙酰吡啶、2-环戊烯-1，4-二酮、2，3-戊二酮、2-乙酰基吡咯含量低于其他处理；处理1、2、4的2，3-二氢苯并呋喃、1-戊烯-3-酮、2，3-戊二酮含量差异小。2-环戊烯-1，4-二酮、2-乙酰吡啶含量处理1、2、3差异很小但都高于处理4。处理3的2，6-壬二烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、1-戊烯-3-酮、2，3-戊二酮含量最高。棕色化反应物总量最多的是处理1，处理3其次，最少的是处理4。

表4 三段六步式烘烤工艺

注：起火升温速度2 ℃/h至35.0～36.0 ℃，以后各阶段之间的升温速度1 ℃/1～2 h；高温层烟叶，气流下降式烤房指烤房顶层，气流上升式烤房指烤房底层。

表5 类胡萝卜素降解产物 μg/g

表6 棕色化反应产物 μg/g

2.3各处理上部烟叶初烤烟叶中芳香族氨基酸类降解产物含量如表7所示，芳香族氨基酸类降解产物总量最多的是处理2，最少的是处理1。其中，处理2的苯甲醇、苯乙醇含量最高；处理1的苯乙醛含量最高；处理3的苯甲醛含量最高，吲哚含量最低。

表7 芳香族氨基酸类降解产物 μg/g

2.4各处理上部烟叶初烤烟叶中西柏烷类降解产物含量从表8可以看出，西柏烷类降解产物总量最高的是处理2，其次是处理1，最低的是处理3。其中，处理2的丁内酯、西柏三烯二醇、降茄二酮、茄酮含量最高；处理4的寸拜醇含量较高。综合而言，处理3的西柏烷类降解产物相对其他处理含量较低。

表8 西柏烷类降解产物 μg/g

2.5各处理上部烟叶初烤烟叶中其他挥发性香气前体物含量如表9所示，处理1的正戊醛、新植二烯含量最高；处理2的3-甲基-2-丁烯醛、2-异丙基-5氧-己醛含量最高；处理3的正己醛、面包酮、3-羟基-2-丁酮、3-甲基-1-丁醇含量最高。总体上看，其他挥发性香气前提物质含量最高的是处理1，其次是处理2，最低的是处理4。

表9 其他挥发性香气前体物质 μg/g

3 结论与讨论

在烟草中，类胡萝卜素是最重要的萜烯类化合物之一，类胡萝卜素降解产物是烟草中关键的致香成分，对类胡萝卜素类色素的降解及相关因素的研究一直是热点[7-12]。具有蜜甜而持久的花香，能增进烟叶香气、醇和吸味、增加烟气丰满度作用的香叶基丙酮及金合欢基丙酮A在低温低湿的烘烤工艺中含量高于中温中湿及中温高湿烘烤工艺。中温中湿处理的6-甲基2-庚酮、β-环柠檬醛、巨豆三烯酮、芳樟醇、氧化异佛尔酮、二氢猕猴桃内酯、β-大马酮最高，其中芳樟醇可以增进烟气中的木香，与烟气自然风格相协调，增进烟香的透发性，而巨豆三烯酮、6-甲基2-庚酮等可以协调烟气中的杂气，增进香气，丰富香气类型。中温高湿的处理下β-二氢大马酮、5，6-环氧-β-紫罗兰酮含量最高，此2种物质类似于β-大马酮，可以增加烟气丰富性。总体而言，中温中湿的处理有利于类胡萝卜素降解产物总量的提高。

棕色化反应产物中含有不少优质烟草的致香成分，因而棕色化反应程度较高的烟草，其烟气质量也较好[13]，含有大量的糖和氨基酸的青烟叶在经调制后，形成多种对烟气香吃味有良好贡献的Maillard反应化合物，包括吡嗪类、吡咯类、呋喃类、吡喃类等。醇化后烟草的坚果香、甜香、爆米花香等优质香气与这些化合物有很大关系。中温中(高)湿的糠醛、2，3-二氢苯并呋喃含量高于低温处理，表明中温有利于糠醛、2，3-二氢苯并呋喃的转化，而其中糠醛、2，3-二氢苯并呋喃含量中温高湿的处理最高，说明在中温的条件下，湿度适当增加有利于糠醛、2，3-二氢苯并呋喃含量的增加；1-戊烯-3-酮、2，3-戊二酮含量低温低湿的处理最高，则说明低温低湿的条件有利于该物质的形成。

在烤烟中苯丙氨酸的代谢产物如苯甲醇、苯乙醇是烟草中含量较丰富的香味成分之一。苯乙醇可以增加烟气浓度和丰满度，苯乙酮可以增加烟气花香和豆香韵，调和烟香，苯甲醛具有飘逸的坚果香，增加烟气的香气。该研究中，中温中湿的处理下苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛含量最高，说明中温中湿有利于此3种物质的转化形成；而能增加烟气丰富度及甜润感的吲哚则是低温低湿的处理含量最低，说明适当增加烘烤时的温度及湿度能增加其含量。

烟草的表皮蜡质经过调制形成西柏烷类降解产物，而其降解产物茄尼酮及其转化产物茄酮、茄那士酮、降茄二酮等也是重要的烟草香气物质，增加烟气的醇和度、丰满度、细腻度，增加口感的润度，掩盖杂气，改善余味，对于提高改善烟气香气质量有着重要的作用[14]。中温中湿处理的西柏烷类降解产物总量最高，最低的是低温低湿的处理，其中中温中湿处理的丁内酯、西柏三烯二醇、降茄二酮、茄酮含量最高，说明中温中湿有利于提高此4种物质的形成；而低温低湿处理的寸拜醇含量最低，含量最高的是中温高湿的处理，说明在中温的条件下适当增加湿度有利于该物质的转化形成。

新植二烯具有淡木香，与烟香协调，能提调烟香的自然风味，对清甜香韵的形成意义重大。面包酮具有烤面包的味道，能增加烟气丰满度，提高烟气的丰富性。3-羟基-2-丁酮、2-异丙基-5氧-己醛等对烟气香气质量的改善有着重要的作用。该试验中，中温中湿的处理下正戊醛、新植二烯、3-甲基-2-丁烯醛、2-异丙基-5氧-己醛含量高于其他处理，说明中温中湿为此4种物质转化形成的最佳条件；低温低湿的处理下的正己醛、面包酮、3-羟基-2-丁酮、3-甲基-1-丁醇含量最高，说明低温低湿的烘烤环境有利于此4种物质的形成。

研究中同为中温中湿的处理1和处理2，其苯甲醇含量、苯乙醛、苯乙醇、苯甲醛及芳香族氨基酸类降解产物总量差值较大，差异为排湿动力的差异，造成差异的机理还有待进一步研究。

所有香气前体物质总量最高的是处理2即外动力排湿中温中湿的处理，为352.03 μg/g；其次为内动力排湿中温中湿的处理，为347.79 μg/g；最低的为低温低湿的处理，为310.61 μg/g。说明中温中湿有利于提高重庆烟区K326上部叶的香气前体物质的转化形成，有利于提高和改善上部叶香气质量。中温中湿的烘烤工艺处理降低了烟叶烘烤前期的失水率，促进了烟叶保湿变黄，促进了烟叶香气前体物质的形成和积累，定色期是烟叶香气物质形成的关键时期，其分别以改变烟叶细胞结构、扩大干湿差等方式来促进烟叶失水定色；与此同时，在保证定色顺利完成的前提下保持适当的湿度促进香气物质在此阶段的大量形成，在干筋期设定62～63 ℃，稳定一段时间，再升温至68 ℃，从而降低干筋期的平均干筋温度，减少香气物质的挥发，使得最后的香气物质大量积累，改善烟气的香气质量。

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