紫外辐照对云南曲靖上部烟叶内在品质的影响

郑 凯，李萌姗，刘远上，李华雨，罗贞宝，李浩亮，许春平

（1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院，郑州 450002；2.河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂，河南 许昌 461000；3.河南卷烟工业烟草薄片有限公司，河南 许昌 461000；4.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700；5.河南中烟工业有限责任公司，郑州 450002）

紫外辐照对云南曲靖上部烟叶内在品质的影响

郑 凯1,2，李萌姗1，刘远上1，李华雨3，罗贞宝4，李浩亮5*，许春平1

（1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院，郑州 450002；2.河南中烟工业有限责任公司许昌卷烟厂，河南 许昌 461000；3.河南卷烟工业烟草薄片有限公司，河南 许昌 461000；4.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700；5.河南中烟工业有限责任公司，郑州 450002）

为研究紫外辐照对烟叶内在品质的影响，选择复烤后的云南曲靖 B2F 烟叶制备 3 种不同加工状态样品（片烟、烟丝和烟丝加料），在封闭室内进行不同时间的紫外辐照，然后测定不同样品水溶性糖、烟碱、氯和钾含量，根据化学成分变化选择紫外辐照 2.5 h 片烟进行 GC/GC-TOFMS 分析，同时进行感官评价。结果表明，在 UV/O3并用的相乘作用下（185 nm波长的紫外线使空气中的 O2变成 O3），辐照 2.5 h 的片烟样品中水溶性糖和烟碱含量的变化较大，氯呈下降趋势，钾含量基本不变。GC/GC-TOFMS 香味物质分析表明，比对照样品含量增长了 20%的典型香味物质有 39 种，新生成的香味物质有18 种。感官评价结果显示，紫外辐照后的样品香气质有较明显提高，香气量略有上升，劲头下降明显。说明紫外辐照技术对提升卷叶内在品质是有效可行的。

紫外辐照；化学成分；香气成分；感官

决定烟叶品质的内在因素是烟叶的化学成分，这些化学成分的变化，导致烟叶吸食质量的不同[1]。在目前的卷烟生产中，烟叶必须进行 2～3 年的自然醇化，以保证其具有较好的吸食品质[2]。紫外线处理烟叶技术是一种新型的快速醇化技术，其原理是在低压汞蒸气放电灯中，汞蒸气会产生 185 nm 波长紫外线，此波长紫外线可将空气中的 O2变成 O3（臭氧），UV/O3并用的相乘作用具有强的氧化分解有机分子能力，同时可以达到杀菌和抑制烟草霉变的目的。余永茂等[3]研究表明，应用紫外线处理烟叶可以加速烟叶发酵，缩短发酵周期，对烟叶的色泽和香味质量均无不良影响。程传策等[4]研究了新鲜叶片在烘烤前用臭氧处理对其主要化学成分的影响，结果显示烤后烟叶的化学成分产生较大变化，其中绿原酸、尼古丁、茄呢醇、新植二烯、C18酸等降低 50%左右，明显地减少了烟气中令人不愉快的化学组分前提物。杨铁钊等[5]研究了烟草气孔特性、抗氧化酶活性与臭氧伤害的关系。目前国内相关技术报道不多[6-7]，对紫外辐照烟叶不同加工状态样品及其香气成分的变化未见报道[3]。本文通过对烟草原料不同加工状态下进行不同时间的紫外辐照，研究了紫外辐照对其化学成分和香味物质的影响，结合感官评价，以期为实际生产中紫外辐照技术的合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

1.1.1 材料和试剂 采集 2011 年云南曲靖的云烟87 B2F 等级烟叶。盐酸（开封市芳晶化学有限公司）、冰乙酸（天津市河东区红岩试剂厂）、二氯甲烷（天津市富宇精细化工有限公司）、乙醇（天津市凯通化学试剂有限公司）、乙酸苯乙酯（江苏江川化工有限公司）、无水硫酸钠（天津市瑞金特化学品有限公司），以上试剂均为分析纯。

1.1.2 实验仪器 使用 SHB-3 循环水多用真空泵（郑州杜甫仪器厂）、HS-4 恒温水浴锅（上海医疗器械五厂）、PL203 电子分析天平[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]、KBF240 电热恒温鼓风干燥箱（德国 BINDER 公司）、QL-866 涡旋混合仪（海门市其林贝尔仪器制造有限公司）、FED240 恒温恒湿箱（德国 BINDER 公司）、AAS-305D 流动分析仪（美国 API 公司）、6890/5973 气相色谱仪/质谱仪（安捷伦科技有限公司）、PEGASUS 4D 全二维气相色谱飞行时间质谱联用仪（美国LECO 公司）

1.1.3 气相色谱、质谱条件 色谱柱：一维柱：Rxi-5sil MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm。二维柱：RXI-17sil MS，2 m×0.15 mm×0.15 μm。进样量 1 μL，分流进样，分流比 50:1。载气：高纯氦气，1.0mL/min；进样口温度 250 ℃。炉温平衡时间 1 min。采用程序升温方式：初始温度 50 ℃；初始时间 0.2 min；以 5 /min℃ 速率由 50 ℃升至 280 ℃，保持 5 min。总运行时间 50 min。检测器：飞行时间质谱检测器；电子轰击源（EI），电子能量 70 eV，溶剂延迟 4 min；电离电压 70 eV；离子源温度 250 ℃；传输线温度 250 ℃；质谱扫描范围 45～600 amu；质谱扫面方式：总粒子流模式。

1.2 方法

1.2.1 原料的紫外辐照处理 取烟叶 500 g，去梗除杂，处理为片烟、回潮后制备为烟丝、烟丝加料（按照某三类烟加料比例添加料液）3种状态，将预处理过的烟叶样品均分成 6组，1组样品不进行紫外照射，记为 0 h，作为对照组。其余 5 组样品在封闭室内置于高臭氧紫外灯下照射 40 min、1.5 h、2.5 h、4 h、5.5 h，然后平衡 24 h。粉碎成烟末，过筛（60 目）。

1.2.2 测定方法 将样品用高臭氧紫外灯按条件照射一定时间后，依据《YCT 31—1996 烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法》、《YCT 159—2002 烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》、《YCT 160—2002 烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》、《YCT 173—2003 烟草及烟草制品中钾的测定法 火焰光度法》、《YCT 162—2011 烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》，分别进行待检测样品制备和测定水溶性糖、烟碱含量、钾和氯含量。每个样品做 3次平行实验。

1.2.3 香味成分分析前处理 样品 40 ℃烘干 2 h，粉碎，过 40 目筛。称取样品 25 g 放入 1000 mL 的烧瓶中，加入 350 mL 去离子水，并加入 126 g NaCl和几颗沸石，连接到同时蒸馏萃取装置的一端，另一端连接盛有 50 mL 二氯甲烷的小烧瓶中，60 ℃水浴加热，同时蒸馏萃取 2 h，将小烧瓶取下，加入无水硫酸钠置于冰箱中干燥过夜，再将萃取液 46 ℃水浴中浓缩至 1 mL，加入 15 μL 内标溶液，混匀，进入全二维气相色谱（GC/GC）分离，飞行时间质谱（TOFMS）分析。

1.3 统计分析

利用 SPSS 的 Duncan's multiple range test进行多组样本间差异显著性分析。

2 结 果

2.1 化学成分分析

本实验分别测定了片烟、烟丝和切丝加料烟丝中的水溶性糖、烟碱、氯和钾含量，分析其经过不同时间紫外辐照后含量的变化，结果见表1～3。表1可以看出，片烟经紫外照射后，水溶性糖及烟碱变化显著，糖碱比也随之改变，在 2.5 h 处达到最佳。氯含量有小幅降低，钾含量变化不大。由表2可以看出，烟丝经紫外照射后，水溶性糖发生较明显变化，烟碱与氯含量有小幅降低，糖碱比在 2.5 h处达到最佳。由表3可以看出，加料烟丝的水溶性糖、烟碱、糖碱比以及钾含量，氯含量整体差异性不大。对比表1～3 分析发现，紫外辐照对片烟和烟丝样品有较强的改善作用，加料后进行辐照影响效果有限。片烟及烟丝样品在紫外辐照 2.5 h 糖碱比值达到最大值。

2.2 香味成分分析

选择 2011 年曲靖 B2F 片烟的对照样品与 2.5 h样品进行 GC/GC-TOFMS 条件下香味成分分析，并列举了片烟经紫外辐照 2.5 h 样品比对照样品含量超过 20%的典型香味物质（表4）和片烟经紫外辐照 2.5 h 比对照样品新增物质（表5）。

2.3 感官质量评价

对比片烟测试样品与对照样品，以《烟草及烟草制品感官评价方法》[8]为基础，采用 9 分制量化赋值。召集厂级感官质量评委对曲靖 B2F片烟处理2.5 h 后样品与对照进行对比评吸，结果见表6。综合描述为：辐照后样品香气质有明显提高，香气量略有上升，浓度略有下降，烟气柔细度增强，劲头下降明显。

表1 片烟辐照后化学成分变化Table 1 Changes in chemical composition of sheet tobacco irradiation

表2 烟丝辐照后化学成分变化Table 2 Changes in chemical composition of tobacco irradiation

表3 加料烟丝辐照后化学成分变化Table 3 Changes in chemical composition of tobacco feeding irradiation

表5 紫外辐照处理 2.5 h 的片烟与对照样品比较新增的物质Table 5 The summary of new added substances content UV irradiated 2.5 h samples compared to the control sample of Qujing B2F sheet tobacco

3 讨 论

经过紫外线辐照后，片烟和烟丝样品的测定组分中水溶性糖和烟碱含量变化较为明显，氯含量基本呈下降趋势，钾含量基本保持不变。说明 UV/O3并用的相乘作用能有效改变烟叶的化学成分，加速烟叶内部化学物质的转化。烟丝加料样品数据与前两种样品数据区别较大，初步考虑为烟丝和烟丝加料状态下含水率不同，且烟丝加料样品料液成分中有外加糖源导致。

不同组别比较发现，紫外辐照对片烟化学成分影响最大。糖碱比是衡量烟叶品质的重要标准，结合感官评价结果，烟叶经过辐照 2.5 h 的紫外辐照其内在品质达到较好状态。

表6 2011 年曲靖 B2F 片烟紫外辐照样品感官质量Table 6 The sensory quality evaluation of 2011 Qujing B2F ultraviolet alcoholism samples and compared samples

经紫外辐射 2.5 h 后含量提升 20%的物质中有很多为致香成分，比如 2-甲基戊酸表现出青草香气，在 GB 2760—1996批准为允许使用的食品香料；异喹啉，类似茴香油香味；香叶基丙酮，具有青香、果香、蜡香、木香，并有水果香韵。苯甲醛是头香香料，还可作为食用香料和酒用香精；乙酸苯甲酯呈芳甜的茉莉香气，有强烈的、甜润的、细腻的蜂蜜样香味；苯乙醛具有类似风信子的香气，稀释后具有水果的甜香气，赋予青的头香，有提调香气的作用；烟酸甲酯属天然等同香料；松油醇有松木和丁香似的香气；大马酮具有较强的花香香气和良好的扩散力。这些香味物质有利于提升烟叶的香气质，从而进一步提高烟叶可用性[9-11]。经紫外辐照辐照 2.5 h 后样品香味成分中增加的 20 种新物质，其中也包括新增加的香味物质和一些潜香类物质，比如己醛具有天然的青草气及苹果香味；辛酸乙酯具有白兰地酒香味。可见，经进行适当时间的紫外辐照有助于提升烟叶内香气成分的形成。这些物质的产生和量的增加与辐照后样品香气质有着紧密的联系。

4 结 论

根据实验结果分析，UV/O3并用的相乘作用对烟草制品不同加工状态样品的化学成分影响差别较大。香味成分分析显示，片烟样品经紫外辐照后已有香味物质含量增加，同时伴有新的香味物质的形成。感官评价结果也说明了紫外辐照对于提升烟叶内在品质是有效可行的。下一步实验将增加样品类型，综合分析不同产地、不同部位的烟叶样品及烟草造纸法薄片产品在紫外辐照下的反应效果。

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[5]杨铁钊，殷全玉，丁永乐，等. 烟草气孔特性、抗氧化酶活性与臭氧伤害的关系[J]. 植物生态学报，2004，28（5）：672-679.

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Effects of UV Radiation on the Internal Quality of Tobacco Top Leaves in Qujing of Yunnan

ZHENG Kai1,2, LI Mengshan1, LIU Yuanshang1, LI Huayu3, LUO Zhenbao4, LI Haoliang5*, XU Chunping1
(1. College of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China; 2. Xuchang Cigarette Factory, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd, Xuchang, Henan 461000, China; 3. Henan Cigarette Industry Tobacco Sheet Co., Ltd., Xuchang, Henan 461000, China; 4. Bijie Tobacco Company of Guizhou Province, Bijie, Guizhou 551700, China; 5. China Tobacco Henan Industry Co., Ltd, Zhengzhou 450002, China)

To investigate the effect of UV radiation on internal quality of tobacco top leaves, Cured B2F leaves from Qujing, Yunnan were collected and three processing samples (sheet tobacco, tobacco and tobacco feeding) were irradiated in close chamber by ultraviolet for different period. Then soluble sugar, alkali, chloride and potassium content of each sample were measured and then sheet tobacco was chose for GC/GC-TOFMS analysis and sensory evaluation. The results showed that treatment of UV/O3and UV irradiation for 2.5 hours to sheet tobacco, soluble sugar and alkali contents changed greatly, and chloride content decreased slightly. Fragrance substance analysis by GC/GC-TOFMS showed that the treatment cause the 39 kinds of fragrance substance contents increased by 20%, and generated 18 new fragrance substance. Sensory evaluation showed that UV irradiation significantly improved aroma and strength decreased significantly.

ultraviolet radiation; chemical constituent; aroma components; sensory

S572.099

1007-5119（2014）06-0080-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.06.016

郑 凯，工程师，主要从事生物催化研究与烟草质量检测评价。E-mail：zk81@163.com。*通信作者，E-mail：18822762@qq.com

2014-06-17

2014-11-06