密集烘烤干筋期最高温度对烟叶致香物质的影响

王文伦，汪应华，刘羿男，肖毅为，吴 佳，王永平，方 亮，汪华国，胡小东

(云南省烟草公司楚雄州公司，云南楚雄 675000)

烟叶的香气质和香气量与致香物质的含量和特点紧密相关，因此致香物质是衡量烤烟内在品质的重要指标之一。烘烤是烤烟生产的重要环节之一，直接影响烤烟内部物质的转化，烘烤过程中烤烟致香成分中的含量和种类都会增多。不同烘烤工艺设置对烤后烟叶的致香物质含量和种类影响明显。现有研究较多关注密集烘烤变黄期、定色期温湿度对烟叶生理生化特性及烤后烟叶品质的影响。廖和明等研究了3 种烘烤工艺对烤烟NC55中性香气物质各组分含量的影响，结果表明，中温中湿处理更能提高NC55烤后烟叶香气质量。崔国民等研究了3种不同烘烤工艺对烟叶致香成分含量的影响，结果表明，在云南玉溪和昆明采用多阶梯中温中湿烘烤工艺的烤后烟叶致香成分含量高。高远等选用部分香气成分建立了烟叶香气质量综合评价模型，利用该模型来评价烟叶烘烤增香的最佳烘烤工艺条件。詹军等研究了变黄期关键温度42 ℃和定色期关键温度54 ℃的稳温时间对上部烟叶致香物质和化学成分含量及感官评吸质量的影响。前人在吸收国外烘烤经验后提出干筋期温度应控制在65～70 ℃。

关于烘烤干筋期最高干燥温度与烟叶致香物质的关系的研究报道较少，一般干筋期最高温度以68 ℃较多。笔者探讨了云南省楚雄禄丰烟区密集烘烤干筋期最高干燥温度对烟叶致香成分的影响，旨在为优化当地密集烘烤工艺提供理论依据。

1 材料与方法

试验时间地点：2018年7—9月在云南省楚雄州禄丰县一平浪镇舍资村委会密集烤房群(海拔为1 730 m，101°54′15″E，25°12′07″N)。供试烤房：气流下降式密集烤房(8.0 m×2.7 m×3.5 m)。供试烟叶品种：当地主栽品种K326，面积6.13 hm。

仪器设备：6890N/5973N GC/MS联用仪(美国 Agilent 公司)；旋转蒸发仪(瑞士 BüCHI 公司)；PB602-S 电子天平(感量0.01 g，瑞士 METTLER TOLEDO公司)。同时设蒸馏萃取装置。

前期生长情况：供试土壤为水稻土，中等肥力。基肥N∶PO∶KO=15∶15∶18，移栽前一次性塘施；追肥N∶PO∶KO=12.5∶0∶33.5，移栽30 d后分3次浇施，施纯氮量为96kg/hm。

田间管理按楚雄州优质烤烟栽培生产技术标准进行。试验烟株4月26日移栽，植烟密度16 500株/hm，6月2日揭膜，7月5日打顶并进行药物抑芽，留叶数为20～21片。中部叶采收时间为8月20日左右。

安排在烘烤技术较好、管理规范的密集烤房群，栽烟面积与试验烤房容量相匹配。烘烤时做到同杆同质、同炉同质。试验结束在每炉烤后挂牌标记的20杆烟叶中选取成熟一致的烟叶作为致香成分分析样品。为了便于分析，致香物质按烟叶香气前体物分类方法进行分类，分类主要参考文献[1，3-4，7]。

试验设置4个处理：T，干筋期最高温度62 ℃；T，干筋期最高温度65 ℃；T，干筋期最高温度68 ℃；T，干筋期最高温度70 ℃。烘烤工艺曲线参照云南烟草农业科学研究院2018年K326烘烤技术挂图，除干筋期最高温度不同外，其他条件均保持一致。烘烤工艺曲线见图1。

图1 云南烟草农业科学研究院2018年K326烘烤技术Fig.1 2018 K326 baking technology of Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences

取烤后烟叶C3F制成烟丝，于(40±1)℃下烘焙4 h后，用粉碎机粉碎，过60目筛，所得烟末在平衡箱中于温度22 ℃、湿度60%的条件下平衡24 h。致香物质提取物添加内标后，采用气/质联用仪进行分析，结果采用内标法计算，单位为μg/g。

准确称取平衡后的烟末样品25.0 g，放入蒸馏萃取装置中，采用二氯甲烷作为溶剂，对烟丝连续进行动态萃取2 h，所得提取物经无水硫酸钠干燥后，于旋转蒸发仪中浓缩至1.0 mL，加入50 μL 0.1 mol/L萘溶液(介质为无水乙醇)，摇匀，采用气质联用仪进行分析。仪器分析条件为色谱柱：HP-5MS(30 m,0.25 mm,0.25 m)毛细管柱；进样口温度：260 ℃；载气：He，1 mL/min；程序升温：50 ℃保持1 min，以8 ℃/min上升至160 ℃，保持2 min后以8 ℃/min 上升至260 ℃，保持15 min；进样量：2 μL，分流比：25∶1；传输线温度：280 ℃；电离方式：EI，电离能量：70 eV；离子源温度：230 ℃；四级杆温度：150 ℃；质量范围35～455 aum。采用NIST05、Wiley275谱库进行检索定性，定量采用内标法。

采用软件IBM Statistics SPSS 22.0及 Microsoft Office Excel 2010进行数据整理和分析。

2 结果与分析

干筋期不同最高干燥温度对烟叶致香物质总量有着明显影响。由图2可知，在禄丰县一平浪镇，在T(65 ℃)处理条件下，烟叶致香物质总量最高，达704.330 μg/g,比T和T处理分别高出67.00 %和32.86% ，与T处理差别不大，仅高出5.11%。

图2 干筋期不同干燥温度处理致香物质总量比较Fig.2 Comparison of the total amount of flavoring substances treated at different drying temperatures during dry gluten period

参考陈越立等的研究结果，将吲哚列入苯丙氨酸类物质。由表1可知，在T处理条件下，烟叶苯丙氨酸类物质总含量最高，T处理最低。T处理的苯甲醛与其他3个处理差别不大，苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛和吲哚含量明显高于T和T。T处理的苯甲醇和吲哚含量最高，苯甲醇具有弱花香；T处理的苯乙醇和苯乙醛含量最高，苯乙醇具有甜香、坚果香，苯乙醛带有皂香、焦香，它们对烤烟的果香、清香贡献最大。

由表2可知，4个处理的类西柏烷类物质总含量与苯丙氨酸类物质分布规律一致，T处理明显高于其他3个处理，特别是茄酮含量，茄酮本身具有良好的清香气息，可以作为重要的单体香应用于卷烟香料制作。T处理最低。

表1 干筋期不同干燥温度处理苯丙氨酸类物质总含量及其保留时间比较Table 1 Comparison of total content and retention time of phenylalanine in different drying temperatures during dry gluten period μg/g

表2 干筋期不同干燥温度处理类西柏烷类物质总含量及其保留时间比较

烟叶在调制、醇化、发酵过程中蛋白质水解形成氨基酸，淀粉水解形成糖，其含量分别高达1%和22%，两者反应产生复杂的混合物，包括各种挥发性化合物和大分子的棕色化合物，即为棕色化反应物。棕色化产物中含有多种令人愉快的香气和吸味，其中，吡咯、呋喃类物质含量较少，但其特有的浓郁香气，可以掩盖杂气，增强香味及提高烟气质量。由表3可知，4个处理的棕色化反应产物总含量分布规律与类西柏烷类物质一致，T处理明显高于其他3个处理，T处理最低。

由表4可知，T处理的类胡萝卜素降解产物总含量高于其他3个处理，T处理最低。β-大马酮能增加烟草的花香味，尤其是产生典型的清香，4个处理间差异不大；巨豆三烯酮具有烟草香和辛香底韵，能显著增强烟香，改善吸味，调和烟气，减少刺激性；香叶基丙酮和二氢猕猴桃内酯可起到增加烤烟香气及消除刺激性的作用，T处理的二氢猕猴桃内酯远高于其他3个处理。

表3 干筋期不同干燥温度处理棕色化反应产物总含量及其保留时间比较Table 3 Comparison of total content and retention time of browning reaction products treated at different drying temperatures during dry gluten period μg/g

新植二烯是烟叶中主要的萜烯类化合物，为致香物质中含量最高的成分，能增加烟叶的香气和吃味，还能进一步分解转化为呋喃类化合物，使烟气柔和减轻刺激，产生兰草香和清香。从前文可以看出，T处理在苯丙氨酸类、类西柏烷类、棕色化反应产物和类胡萝卜素降解产物的总含量均优于T处理，但是致香物质总量低于T处理，原因主要在于2个处理在新植二烯含量上的差异。新植二烯含量以T处理最高，高于T处理29.349 μg/g，T处理最低(图3)。致香物质总量除去新植二烯含量，T和T处理之间相差只有4.889 μg/g，差距不明显。

从其他未分类致香物质含量来看，T处理最高，T处理其次，T处理最低。对烟叶清香风格形成贡献最大的是大马酮含量。在该试验中，4个处理间大马酮含量差异较小(表5)。

表4 干筋期不同干燥温度处理类胡萝卜素降解产物总含量比较Table 4 Comparison of total content and retention time of carotenoid degradation products treated at different drying temperatures during dry gluten period μg/g

注：保留时间74.485 min Note:Retention time was 74.485 min图3 干筋期不同干燥温度处理新植二烯总量比较Fig.3 Comparison of neophydiene content at different drying temperatures during dry gluten period

干筋期是三段式烘烤工艺的最后一个环节，是决定烟叶烘烤价值的重要阶段。虽然烤烟致香物质大部分在烘烤的变黄和定色期形成，但干筋期后期温度会影响致香物质的分解。周平等研究用贡献率作指标，发现变片阶段(38 ℃)对致香物质贡献率最大，达0.52，干筋阶段(68 ℃)的贡献率为负值，为-0.09。因此，干筋期的最高温度对烤烟致香物质的含量和特点有着较大影响。崔国民等研究验证了在云南玉溪和昆明针对云烟87品种采用最高干筋温度65 ℃烘烤工艺能得到最高的致香物质含量。李万乾等研究认为，云南弥渡红花大金元品种在干筋期[(63.0±0.5)～(64.0±0.5)]℃烤后烟叶表现最佳，这与该研究结果相似。徐成龙等研究表明，在云南祥云当干筋期最高温度为63 ℃时，致香物质总量最高，感官质量总体表现最佳。廖和明等研究证明，在山东诸城采取中温中湿烘烤工艺对烤烟品种NC55采取的最高干筋温度是68 ℃。杨士福在河南省襄城县利用热泵烤房对中烟100、豫烟10号进行烘烤工艺研究，选择的干筋期最高温度为68 ℃。高远等的研究(品种分别是云烟 87、中烟100和云烟 87)未提及最高干筋温度，而王战义等针对云烟 87品种调整干筋期湿球温度，干球温度则设置了一个较为宽泛的范围(干筋前期干球温度为54～60 ℃，干筋后期干球温度为60～68 ℃)。这些研究结果表明，在不同区域、不同烤烟基因型、不同部位、不同烤房类型采用的最适宜干筋期最高温度并不一致。

该研究结果表明，烟叶致香物质类胡萝卜素类10种、棕色化产物7种、苯丙氨酸类4种、类西柏烷类2种、新植二烯为1类，其他类别57种。在云南楚雄禄丰烟区，密集烤房采用T(65 ℃)处理干燥烟叶时，烤后烟叶的致香物质总量最高，同时，在致香物质各类比较中，T处理(62 ℃)在类胡萝卜素类、棕色化产物、苯丙氨酸类和类西柏烷类含量均为最高，T处理的新植二烯和其他类致香物质含量最高。2个处理间致香物质最为明显的差别是新植二烯的含量。新植二烯属叶绿素降解产物，是初烤烟叶中含量较高的关键中性香气成分，与其他致香物质具有较强的相关性，其含量对烟叶香型风格和卷烟品吸质量具有重要影响。在致香物质总量和各分类中，T处理(68 ℃)和T处理(70 ℃)表现均不佳，说明在干筋期，温度过高不利于香气物质的积累和转化。

表5 干筋期不同干燥温度处理其他类致香物质总含量比较Table 5 Comparison of total content and retention time of other aromatic substances treated at different drying temperatures during dry gluten period μg/g