牡丹江片烟在河南仓储自然醇化过程中的质量变化

张晓莉，元 野，位辉琴，杨新宇，刘玉峰，刘 鑫，关熙宁，申洪涛，段卫东，王艳芳，刘 领

（1.河南科技大学农学院，河南 洛阳 471023；2.黑龙江省烟草公司牡丹江烟草科学研究所，黑龙江 牡丹江150076；3.天昌国际烟草有限公司，河南 许昌 461000；4.黑龙江省烟草公司牡丹江市公司，黑龙江 牡丹江157011；5.黑龙江省烟草公司哈尔滨市公司，黑龙江 哈尔滨 155900；6.河南中烟工业有限责任公司，河南 郑州 450000）

烟叶经过采收、初烤以及复烤之后，往往还存在青杂气较重、刺激性大、吃味不够醇和等缺陷，尚达不到卷烟工业生产对优质片烟原料的要求。因此，为了提高片烟品质，常通过醇化的方式减少片烟的缺陷，改善片烟的香气、吸味品质及外观质量，满足工业生产的需求[1⁃3]。在醇化过程中，烟叶化学成分变化是影响烟叶品质的主要因素。浦绍占[4]研究发现，随着醇化的进行，片烟内的烟碱含量增加，总糖、还原糖含量呈降低趋势，有机酸总量和多酚化合物总量逐渐下降；尹乐[5]研究表明，片烟的多酚类物质含量随醇化进行整体呈下降趋势；司辉等[6]分别对云南曲靖、福建三明、四川会理、贵州毕节、湖北鄂西和东北产区上、中、下3个部位片烟进行研究，发现随着醇化时间的延长，总糖、还原糖、pH 值及挥发碱含量逐渐降低，碘值逐渐升高，总氯、烟碱则没有明显的变化。

牡丹江位于黑龙江省东南部，具有纬度高、光照时间长、昼夜温差大等气候特点，有利于烟叶中糖类化合物的积累，烤后烟叶具有高糖低碱的特点，能够很好地弥补河南烤烟含氮化合物含量高、糖类含量较少而导致的吸食品质较低的缺陷，因此，牡丹江烟叶是河南中烟工业有限责任公司的重要卷烟原料之一。龙江911是河南中烟工业有限责任公司调拨量较大的牡丹江烟区的主栽品种之一，然而，该品种的片烟原料在河南仓储自然醇化过程中，化学成分的变化特征和最佳醇化周期仍不十分清楚。为此，探究龙江911 片烟原料在河南新郑醇化库中的自然醇化规律、最佳醇化周期，以及各化学指标与感官质量的相关性，旨在为河南烟草工业公司合理使用牡丹江片烟原料提供依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试材料为牡丹江烟区龙江911 片烟，C2L 等级，采用纸箱包装，200 kg/箱，密度为268.8 kg/m3，烟箱摆放距地面200 mm，距仓库墙面500 mm，堆码高度4层。

1.2 取样方法

于2018 年9 月开始将供试片烟贮存于河南新郑片烟醇化库（34.43°N，113.80°E）进行自然醇化，醇化库月平均温度8.0～32.0 ℃，月平均湿度35.1%～65.5%。以入库时间为醇化开始时间，在2019 年6月进行第1 次取样（此时已醇化9 个月），此后每3个月取样1 次，直至2021 年3 月，共取样8 次。每次从烟箱中选取15 cm长、15 cm 宽、10 cm厚的块状烟叶，待混合均匀后取样3 kg，每次取样后用无色无味塑料自封袋密封，存于-15 ℃的冰柜中。待取样结束之后统一进行化学成分测定及外观、感官质量评价。

1.3 样品检测

1.3.1 外观质量评价 由河南中烟工业有限责任公司技术中心专业人员从片烟颜色、油分、光泽、饱和度、均匀度和综合外观质量6个指标进行评价[7]。

1.3.2 感官质量评价 由河南中烟工业有限责任公司技术中心专业人员参照YC/T 415—2011《烟草在制品感官评价方法》[8]，对片烟的感官质量进行评价，评价指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性和余味，每个指标按9分制进行评定，以（香气质分值×0.3+香气量分值×0.3+杂气分值×0.08+刺激性分值×0.15+余味分值×0.17）×11.1 作为感官评吸综合质量总分。赋分标准详见表1。

表1 片烟感官评价指标赋分标准Tab.1 Scoring criteria for sensory evaluation indexes of tobacco strips

1.3.3 化学成分测定 按照中华人民共和国烟草行业标准，采用YC/T 159—2002 中的方法测定总糖和还原糖含量[9]，采用YC/T 160—2002 中的方法测定总植物碱含量[10]，采用YC/T 161—2002 中的方法测定总氮含量[11]，采用YC/T 217—2007 中的方法测定钾含量[12]，采用YC/T 162—2002 中的方法测定氯含量[13]，采用YC/T 216—2013 中的方法测定淀粉含量[14]，采用pH 计测定pH 值[15]，采用YC/T 202—2006中的方法测定绿原酸、芸香苷、莨菪亭等多酚类物质含量[16]，采用YC/T 282—2009 中的方法测定游离氨基酸类物质含量[17]，采用气相色谱法对非挥发性有机酸及高级脂肪酸含量进行测定[18]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016 和SPSS 22.0 软件进行数据处理和分析；采用Pearson相关分析对常规化学成分、多酚类物质、有机酸类物质、游离氨基酸类物质与香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、感官质量总得分之间相关性进行分析。

2 结果与分析

2.1 牡丹江片烟自然醇化过程中外观质量变化

由图1可知，醇化过程中，片烟外观质量表现为颜色逐渐加深、油分略有增加、光泽逐渐变暗、饱和度和均匀度略有增加。总体来说，烟叶在醇化24个月时外观质量最好，在醇化9～21个月期间颜色变化不明显，醇化24个月之后逐渐加深。

图1 牡丹江片烟自然醇化过程中外观质量变化Fig.1 Changes of appearance quality of Mudanjiang tobacco strips during natural aging

2.2 牡丹江片烟自然醇化过程中感官质量变化

由表2可知，随着醇化的进行，香气质得分表现为先上升后下降的趋势，在醇化24、27 个月时达到最大分值；香气量得分表现为逐渐上升的趋势，在醇化18、21 个月以及27、30 个月时达到最大分值；杂气得分表现为先上升后下降的趋势，在醇化21、24、27 个月时达到最大分值；刺激性得分表现为先上升后趋于稳定的趋势，在醇化15个月时达到最大分值，之后维持不变；余味得分表现为先上升后下降的趋势，在醇化15、18 个月以及24、27 个月时达到最大分值；感官质量总分在醇化9～18个月时逐渐上升，在醇化18～27个月出现先下降后上升的趋势，并在醇化27个月时达到最大分值，此时为最佳醇化时间。

表2 牡丹江片烟自然醇化过程中感官评吸指标变化分Tab.2 Changes of sensory evaluation index of Mudanjiang tobacco strips during natural agingScore

2.3 牡丹江片烟自然醇化过程中常规化学成分变化

由表3 可知，随着醇化的进行，片烟的总氮、总植物碱、总糖、还原糖、钾、氯、淀粉含量和pH 值大体均呈下降趋势，而碘值吸光度呈整体上升趋势。与醇化9 个月时相比，醇化30 个月时，总氮和总植物碱含量分别降低15.23%和1.49%，总糖和还原糖含量分别降低3.48%和7.02%，钾和氯含量分别降低64.29%和15.47%，淀粉含量降低13.19%，pH 值降低6.26%，而碘值吸光度增加16.67%。

表3 牡丹江片烟自然醇化过程中常规化学成分变化Tab.3 Changes of conventional chemical component of Mudanjiang tobacco strips during natural aging

2.4 牡丹江片烟自然醇化过程中多酚类物质含量变化

由表4可知，随着醇化的进行，片烟的新绿原酸和隐绿原酸含量呈先上升后下降再上升的趋势，莨菪亭含量呈波动上升趋势，绿原酸含量呈持续下降趋势，芸香苷含量和多酚类总含量呈先上升后下降的趋势。新绿原酸和隐绿原酸含量在醇化9～21 个月时均呈上升趋势，21～24 个月时呈下降趋势，24～30个月时呈上升趋势；芸香苷含量和多酚类总含量在醇化9～12 个月时呈上升趋势，12～30 个月时呈下降趋势。与醇化9 个月时相比，醇化30 个月时，新绿原酸、隐绿原酸和莨菪亭含量分别增加89.29%、31.91%和218.75%，绿原酸和芸香苷含量分别降低35.19%和1.56%，多酚类总含量降低9.41%。

表4 牡丹江片烟自然醇化过程中多酚类物质含量变化Tab.4 Changes of polyphenol content of Mudanjiang tobacco strips during natural agingmg/g

2.5 牡丹江片烟自然醇化过程中有机酸类物质含量变化

由表5 可知，随着醇化的进行，片烟的乳酸、柠檬酸、丁二酸、十六酸含量和高级脂肪酸总量均呈持续下降趋势，丙二酸和油酸+亚麻酸含量均呈先上升后下降的趋势，亚油酸含量呈先下降后上升再下降的趋势；草酸、乙酰丙酸、十四酸、十八酸含量均呈波动上升趋势，苹果酸、非挥发性有机酸含量和有机酸类总含量均呈先下降后上升的趋势。丙二酸和油酸+亚麻酸含量均在醇化9～12个月时呈上升趋势，12～30个月时呈下降趋势；亚油酸含量在醇化9～21 个月时呈下降趋势，21～24 个月时呈上升趋势，24～30 个月时呈下降趋势；苹果酸、非挥发性有机酸含量和有机酸类总含量均在醇化9～12 个月时呈下降趋势，12～30个月时呈上升趋势。与醇化9个月时相比，醇化30个月时，乳酸、柠檬酸、丁二酸、十六酸含量和高级脂肪酸总量分别降低77.78%、62.00%、65.22%、10.29%和7.06%，丙二酸和油酸+亚麻酸含量分别降低13.84%和7.81%，亚油酸含量降低5.75%，草酸、乙酰丙酸、十四酸和十八酸含量分别增加53.69%、7.31%、33.33%和3.33%，苹果酸、非挥发性有机酸含量和有机酸总量分别增加38.95%、17.76%和15.70%。

表5 牡丹江片烟自然醇化过程中有机酸物质含量变化Tab.5 Changes of organic acid content of Mudanjiang tobacco strips during natural agingmg/g

2.6 牡丹江片烟自然醇化过程中游离氨基酸类物质含量变化

由表6可知，随着醇化的进行，片烟的酸性氨基酸、脂肪族氨基酸、含羟基类氨基酸、含硫类氨基酸、环状亚氨基酸含量和游离氨基酸类总含量均大体呈下降趋势，而碱性氨基酸、芳香族氨基酸、酰胺类氨基酸含量均大体呈上升趋势。与醇化9个月时相比，醇化30个月时，酸性氨基酸、脂肪族氨基酸含量分别降低了28.54%、51.61%，含羟基类氨基酸、含硫类氨基酸含量分别降低20.37%、55.69%，环状亚氨基酸含量、游离氨基酸总量分别降低23.91%、10.30%，碱性氨基酸、芳香族氨基酸和酰胺类氨基酸含量分别增加86.15%、63.86%和58.07%。

表6 牡丹江片烟自然醇化过程中游离氨基酸类物质含量变化Tab.6 Changes of free amino acid content of Mudanjiang tobacco strips during natural agingµg/g

2.7 牡丹江片烟自然醇化过程中感官质量与化学成分的简单相关分析

由表7 可知，总氮含量与香气质、杂气、刺激性呈显著负相关（P<0.05），与香气量和总得分呈极显著负相关（P<0.01）；总糖含量与杂气呈显著负相关（P<0.05），与香气质和总得分呈极显著负相关（P<0.01）；还原糖含量与刺激性呈显著负相关（P<0.05），与香气量、杂气、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；钾含量与香气质呈显著负相关（P<0.05），与香气量、杂气、刺激性、总得分均呈极显著负相关（P<0.01）；pH值与香气量、杂气、刺激性呈显著负相关（P<0.05），与香气质和总得分均呈极显著负相关（P<0.01）；淀粉含量与香气量呈显著负相关（P<0.05）。

表7 牡丹江片烟自然醇化过程中化学成分与感官指标的简单相关分析Tab.7 Simple correlation analysis of chemical composition and sensory index for Mudanjiang tobacco strips during natural aging

续表7 牡丹江片烟自然醇化过程中化学成分与感官指标的简单相关分析Tab.7（Continued）Simple correlation analysis of chemical composition and sensory index for Mudanjiang tobacco strips during natural aging

新绿原酸、隐绿原酸含量与香气量均呈显著正相关（P<0.05）；绿原酸含量与香气质、余味呈显著负相关（P<0.05），与香气量、杂气、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；莨菪亭含量与香气质呈极显著正相关（P<0.01），与总得分呈显著正相关（P<0.05）；多酚类总含量与香气量、杂气、余味呈显著负相关（P<0.05），与刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）。

乳酸含量与杂气呈显著负相关（P<0.05），与香气量、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；丙二酸含量与香气量、刺激性呈显著负相关（P<0.05）；柠檬酸含量与香气质呈显著负相关（P<0.05），与香气量、杂气、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；丁二酸含量与香气质、余味呈显著负相关（P<0.05），与香气量、杂气、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；苹果酸含量与香气量、刺激性呈显著正相关（P<0.05），与香气质、杂气、总得分呈极显著正相关（P<0.01）；非挥发性有机酸含量与香气质、香气量、杂气、刺激性、总得分呈显著正相关（P<0.05）；十四酸含量与香气量、刺激性、总得分呈显著正相关（P<0.05）；十六酸含量与余味呈显著负相关（P<0.05），与香气质、香气量、杂气、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；油酸+亚麻酸含量与香气质呈显著负相关（P<0.05）；高级脂肪酸含量与香气量、杂气、刺激性呈显著负相关（P<0.05），与香气质、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；有机酸总含量与香气质、香气量、杂气、刺激性、总得分均呈显著正相关（P<0.05）。

脂肪族氨基酸含量与香气质、杂气、余味呈显著负相关（P<0.05），与香气量、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）；含羟基类氨基酸含量与刺激性呈显著负相关（P<0.05）；酰胺类氨基酸含量与香气量呈显著正相关（P<0.05）；含硫类氨基酸含量与香气质、杂气、余味呈显著负相关（P<0.05），与香气量、刺激性、总得分呈极显著负相关（P<0.01）。

3 结论与讨论

自然醇化作为提升片烟品质的重要措施，对于复烤片烟外观品质的改善、青杂气去除、香气的产生、化学成分的变化有直接的影响[6]。烟叶的外观品质在一定程度上能够直接衡量烟叶的质量，烟叶的外观特征主要包括颜色、油分、成熟度、光泽、饱和度和均匀度等。张坤兰等[19]研究表明，外观质量好的烟叶，感官评吸总分也随之提高。唐宇等[20]通过对云南宣威烟叶进行外观质量和感官评吸相关性分析得出，烟叶的成熟度、颜色等与其感官评吸质量相关性较弱，烟叶油分与其感官评吸质量相关性较强。本研究中，随着自然醇化的进程，龙江911片烟在醇化21、24 个月时外观质量较好，并在醇化24 个月时达到最佳。感官质量指标是判断烟叶醇化程度的重要依据和最直接体现。李炎强等[21]研究表明，云南烤烟复烤叶片醇化过程感官质量有明显提高，醇化初期感官质量变化明显，陈化至24～30个月阶段感官质量最好，之后缓慢下降。熊文等[22]研究表明，醇化过程中不同部位烟叶的香味物质的变化情况差别明显。从香味成分的变化情况看，各个部位适宜的醇化时间表现为上部烟叶2 a 以上，中部烟叶1.5～2.0 a，下部烟叶1 a 左右。齐凌峰等[23]研究表明，不同地区上部烟叶在厦门醇化库中的最佳醇化期也不同。云南保山B2F 片烟的最佳醇化期为21 个月，贵州长顺B2F 片烟的最佳醇化期为25个月，福建泰宁B2F 片烟的最佳醇化期为21～23 个月，辽宁北票B2F片烟的最佳醇化期为20个月。本研究结果表明，在醇化9～27 个月，牡丹江龙江911中部烟叶感官评吸总分缓慢增长，醇化27个月时达到最佳醇化时间，之后缓慢下降。

烟叶内部的化学成分是烟叶质量形成的基础，同时也是感官质量变化的主要影响因素。本研究结果表明，片烟的总氮、总植物碱、总糖、还原糖等常规化学成分含量在醇化过程中呈下降趋势。总糖和还原糖含量降低的原因可能是由于一部分糖参与了棕色化反应，导致水溶性总糖含量减少；还原糖与氨基化合物发生美拉德反应或是被氧化成醛类、酮类等物质，使还原糖含量呈下降趋势[24]。总氮和总植物碱含量降低可能是由于一部分挥发性氮化合物的分解产物散失到了空气中[25]。本研究中，多酚类物质随着醇化的进行呈下降趋势，这可能是由于多酚类物质在多酚氧化酶的作用下发生酶促棕色化反应[26]。醇化过程中，片烟游离氨基酸类总含量呈下降趋势，这可能是由于部分氨基酸在醇化过程中参与非酶促棕色化反应所导致的[27]。有机酸总量升高可能是由于醇化过程中，发生的复杂物理化学变化使大分子物质降解，生成有机酸的速度大于降解速度[28]。非挥发性有机酸含量降低可能是受烟叶干物质减少、微生物代谢消耗的影响[29]。

相关分析表明，常规化学成分中总氮、总糖、还原糖和钾含量与感官质量总分相关性显著或极显著。多酚类物质的降解产物能增加烟草的香气量，对提高烟叶品质有重要意义[30⁃32]。本研究中，绿原酸、莨菪亭含量和多酚类物质的总含量与感官质量指标相关性显著或极显著，其中绿原酸含量与感官质量总分呈极显著负相关，莨菪亭含量与感官质量总分呈显著正相关。有机酸类物质可调节烟气的酸碱度，提高吸味的醇和性[33]。胡建军等[34]研究表明，烤烟挥发性有机酸含量与感官评吸指标显著相关，这与本研究结果一致。氨基酸与糖类物质发生美拉德反应形成的产物可赋予烟草特有的香气[35]。邓国宾等[36]和王树声等[37]研究认为，游离氨基酸组分与感官评吸指标之间存在显著相关性。本研究发现，脂肪族氨基酸和含硫类氨基酸含量与感官质量指标相关性显著，与感官质量总分相关性极显著。

总得来说，醇化过程中，龙江911片烟感官质量与化学成分之间密切相关，在醇化27个月时感官质量达到最佳，此时应对醇化片烟进行及时加工，既可以保证质量又能降低人工维护的损耗。