烟草在线专稿 [摘要]:对比研究了密集烘烤过程中42℃和54℃两个关键温度点的不同稳温时间对上部烟叶香气物质和常规化学成分含量及感官评吸的影响。结果表明:适当延长稳温时间有助于石油醚提取物含量提高;当以42℃持续12h,54℃持续12h进行烘烤时,其香气物质总量、棕色化反应产物类、类西柏烷类、类胡萝卜素类香气物质和新植二烯含量最高,且明显提高巨豆三烯酮总量(19.970μg•g-1);并且能够显著降低上部烟叶的烟碱和淀粉含量,使还原糖和总糖含量增加,糖碱比和氮碱比比较适宜,明显改善上部烟叶香吃味,表现为香韵较好,香气量较足,香气质纯净,烟气柔和,刺激性较小,杂气较少,余味舒适,口感较好。
关键词:密集烘烤;稳温时间;烤烟;上部烟叶;香气质量;评吸质量
烤烟上部叶包括上二棚叶和顶叶,共5~7片,约占单株产量的40%,在烟叶原料生产中占有十分重要的地位[1]。然而,我国各烤烟产区上部烟叶不同程度存在烟碱含量偏高、淀粉残留量过多、内在化学成分不协调、香气风格不突出、刺激性较大、可用性低等突出问题[2-3]。烘烤操作对烟叶香气物质的形成具有极其重要的影响,但是生产中普遍反映密集烘烤烟叶油分少、香气质量降低、香吃味差[4]。而延长烘烤过程中关键温度点的稳温时间,可以促进大分子物质的降解,在不同程度上有利于烤烟品质的形成[5]。针对上面的问题,前人在不同的烘烤工艺中提出了一些关键温度点的稳温时间来改善烟叶质量,并且也在一定程度上提高了烟叶的质量[5-7]。然而这些研究大部分集中在中部烟叶,关于稳温时间与烤烟上部烟叶的研究目前还鲜有报道。本研究探讨了密集烘烤过程中42℃和54℃两个关键温度点的稳温时间对上部烟叶香气物质和常规化学成分及感官评吸的影响,旨在为提高烟叶香气质量及密集烘烤工艺的完善提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2008~2009年在重庆市武隆县现代烟草农业示范园密集烤房群进行,供试烤房为标准气流下降式烤房,供15座。供试烤烟品种为云烟87,试验地土壤肥力中等,烟田规范化栽培和管理,烟叶正常成熟。以上部叶(第15~16位叶)为试验材料。
1.2 试验设计
按成熟标准采收烟叶后,从中挑选出成熟度、大小基本一致的叶片,按每竿130片绑竿标记,分别挂置在各烤房底层、中层、上层距离装烟室门口各2、4、6m处,每层6竿。各处理烟叶均在同一天内完成采收、编烟、装炕与开烤,装烟密度为70kg/m3。
试验选取变黄后期42℃和定色期后期54℃两个对香气物质形成具有重要作用的关键温度点,设5个处理:CK:对照为当地三段式烘烤工艺(干球38℃,湿球35℃,烟叶变黄八成发软;干球42℃,湿球36~37℃,持续8h,烟叶黄片青筋主脉发软;干球48℃,湿球38℃,黄片黄筋小卷筒;干球54℃,湿球39℃,持续5~8h,叶片全干大卷筒;烤后烟叶完全干筋。自烘烤开始到42℃风机转速为960r/min;42~54℃为1450r/min;54℃至烘烤结束为720r/min。);T1:42℃持续12h,54℃持续12h;T2:42℃持续12h,54℃持续16h;T3:42℃持续16h,54℃持续12h;T4:42℃持续16h,54℃持续16h。各处理中其它工艺均按当地工艺进行。回潮后对标记烟叶进行分级,取B2F(上橘二)2.0kg用于分析,各处理3次重复。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 常规化学成分
试样的制备:烘箱法(YC/T 31-1996);烟碱、水溶性糖、还原糖、氯、总氮:连续流动法(YC/T 159~162-2002);钾:连续流动法(YC/T 217-2007);蛋白质:连续流动法(YC/T 249-2008);淀粉含量采用酸解法测定[8];石油醚提取物(以下简称醚提物)采用索氏提取差重法测定[9]。
1.3.2 中性致香物质提取及定性定量分析
香气物质的提取和定性定量条件:中性致香物质提取及定性定量分析采用HP5890II-5972气质联用仪(美国安捷伦公司)。在同时蒸馏萃取装置的一端接盛有10g烟样、1g柠檬酸、350mL蒸馏水和0.5mL内标的500mL圆底烧瓶,用恒温电热套加热;装置的另一端接盛有40mL二氯甲烷的250mL圆底烧瓶。将该端烧瓶置于水浴温度60℃的恒温锅中加热,同时蒸馏萃取2.5h后加入10g无水硫酸钠干燥有机相,然后于60℃水浴中浓缩至lmL左右即得。分析样品由GC/MS鉴定结果和NIST库检索定性。GC/MS分析条件:色谱柱为HP-5MS(30m×0.25mm×0.25×μm);载气为He;流速1mL/min;进样口温度260℃;传输线温度280℃;离子源温度177℃;升温程序:初温50℃,恒温1min后,以8℃/min的速率升至160℃,保持2min后,以8℃/min的速率升至280℃,保持15min;分流比l:15;进样量2μL;电离能70eV;质量数范围35~455amu;MS谱库NIST02;采用硝基苯内标法定量。
1.4 数据处理
采用Microsoft Excel2003进行数据处理;采用SPSS17.0进行统计分析和方差分析;采用LSD法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同稳温时间对上部烟叶醚提物含量的影响
图1 不同处理上部烟叶醚提物的含量
醚提物主要包括挥发油、树脂、油脂、蜡、类胡萝卜素等化学成分[10],其被认为是与烟叶油分有关的成分,与烟叶的总体质量相一致[11]。由图1可知,T4处理的烤后上部烟叶醚提物含量最高,经方差分析发现,各处理均与对照在0.05水平上差异显著,只有T2较对照显著降低,其它处理均显著增加,但是T1、T3、T4之间差异不显著。由T3、T4可见,适当延长42℃的稳温时间有利于增加醚提物的含量,而T2醚提物下降的原因可能是42℃延长时间不够,没有形成足够的醚提物,而54℃稳温时间又较长,导致醚提物在此高温下部分降解。
2.2 不同稳温时间对上部烟叶香气物质成分含量的影响
对经GC/MS定性定量分析检测出的36种中性致香物质按烟叶香气前体物分类方法进行分类,其中,苯丙氨酸类4种,棕色化反应产物类3种,类西柏烷类2种,类胡萝卜素类11种,其他类15种及新植二烯。从表1可以看出,与对照相比,各处理均能明显增加香气物质的总量,增加幅度分别为30.52%,11.10%,22.01%,20.80%。
2.2.1 不同处理对苯丙氨酸类物质含量的影响
苯丙氨酸类香气物质对烤烟香气具有良好的影响,尤其是对烤烟的果香、清香贡献最大,在烤烟的挥发油中,最主要的化合物是苯甲醇和苯乙醇,它们可使烟气增加花香的香味[12]。表1表明,与对照相比,各处理(除T2)烟叶中苯丙氨酸类香气物质总含量均较高,T1、T3、T4分别较对照增加了12.61%,20.78%,2.37%,其中T2(13.006μg•g-1)较对照略有下降。在所测定的4种苯丙氨酸类香气物质中,T1烟叶中苯甲酸含量最高,而苯乙醇含量最低;T2的苯甲酸和苯甲醛含量均最低;T3中苯乙醇含量最高;T4的苯乙醛和苯甲醛含量均最高。
2.2.2 不同处理对棕色化反应产物类物质含量的影响
棕色化产物具有令人愉快的香气和吸味,它们对烟草香吃味质量的形成具有十分重要的影响,烟叶醇化后的坚果香、甜香等优美香气与这些化合物有密切的关系[13]。由表1可知,延长稳温时间后,各处理上部烟叶棕色化产物的含量分别较对照增加了2.069、0.502、0.080、0.982μg•g-1。烟叶中棕色化产物的积累程度明显不同,T1的糠醛和糠醇含量明显高于其他处理;而CK的糠醇和5-甲基糠醛含量最低;在所测定的3种棕色化产物中,各处理的糠醛含量均最高。
2.2.3 不同处理对类西柏烷类物质含量的影响
类西柏烷类香气物质主要包括茄酮及其衍生物,茄酮是烟草中含量丰富的中性香气物质之一,赋予一种醛和酮的烟味[12],它不但本身具有很好的香气,而且其降解转化产物也是烟草中很重要的致香物质[14]。从表1看出,类西柏烷类物质总量以T1(69.348μg•g-1)最高,较对照增加32.39%,T2和T3分别增加27.40%,21.50%,T4较对照明显降低,其中T1的茄酮和西柏三烯二醇均为最高,T4的最低。
2.2.4 不同处理对类胡萝卜素类香气物质含量的影响
类胡萝卜素类香气物质是构成烟叶香气质量的重要组分,其产生的香味域值相对较低,但对烟叶香气质量的贡献率较大[15]。表1表明,各处理烟叶的类胡萝卜素类香气成分含量均高于对照,分别比对照增加了22.66%、3.22%、6.68%、13.53%。在所测定的11种类胡萝卜素类香气物质中,与对照相比,只有T1是全部提高的;二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮C、巨豆三烯酮D、香叶基丙酮、β-大马酮、β-二氢大马酮的含量均以T1最高;巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮 B、β-紫罗兰酮、6-甲基-2-庚酮的含量均以T4最高;T2的6-甲基-5-庚烯-2-酮含量最高。
2.2.5 不同处理对新植二烯和其他类香气物质含量的影响
新植二烯是烤烟中性致香物质中含量最高的成分,由于其可直接转移到烟气中,并具有减轻刺激和柔和烟气的作用,因而与烟气的品质密切相关[16]。表1表明,各处理的新植二烯含量均明显高于对照,增幅分别为25.26%、11.03%、18.88%、21.94%。新植二烯含量的大幅度增加,对烟