孫 強(qiáng)（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，山東 青島 266101）

山東濰坊是中國傳統(tǒng)煙葉產(chǎn)區(qū)，因其煙葉具有典型的中間香型風(fēng)格、良好的外觀質(zhì)量、適宜的化學(xué)成分含量、協(xié)調(diào)的內(nèi)在品質(zhì)、較低的農(nóng)藥殘留等區(qū)域特色，已成為中國卷煙配方主料煙的重要生產(chǎn)基地。為合理使用山東濰坊煙葉，充分彰顯煙葉原料風(fēng)格特征，提升煙葉原料使用價(jià)值，研究相關(guān)煙氣特征以及其中的香氣成分勢在必行，特別是分組加工技術(shù)已成為煙草行業(yè)新的加工模式［1－3］。葉絲干燥作為制絲工藝中的關(guān)鍵工序，在分組加工過程中至關(guān)重要。目前國內(nèi)外主流葉絲干燥工藝有薄板和氣流烘絲兩種類型，關(guān)于這兩種干燥工藝對煙葉加工質(zhì)量的影響研究［4－6］較多，主要集中在不同干燥工藝對物理指標(biāo)的影響方面，對香味成分的變化缺乏研究，同時(shí)未有針對山東濰坊的煙葉進(jìn)行香味成分的分析研究。在卷煙配方中，煙葉“配伍性”主要體現(xiàn)在不同香味成分的配伍［7－11］。因此研究不同干燥模式處理后煙葉香味成分的變化規(guī)律尤顯重要［12－14］。

本研究擬以山東濰坊煙葉為原料，對其不同部位煙葉進(jìn)行薄板烘絲和氣流烘絲兩種干燥工藝處理，將處理后煙葉進(jìn)行熱裂解［15－17］，分析熱裂解香味成分的含量變化，旨為特色分組加工技術(shù)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

煙葉：B2L（上部）、C3L（中部）、X2F（下部），2012年山東濰坊產(chǎn)，青島卷煙廠煙葉原料庫取樣；

隧道式葉絲回潮機(jī)（HT）：WQ714型，昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司；

薄板烘絲機(jī)：SH626Y379型，昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司；

滾筒式葉絲回潮機(jī)（RCC）：WQ3216型，秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司；

燃?xì)夤艿朗胶娼z機(jī)（HXD）：SH962型，秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司；

試樣粉碎機(jī)：FW80型，天津市泰斯特儀器有限公司；

電子分析天平：AB204－S型，感量0.000 1g，瑞士梅特勒公司；

熱裂解儀：CDS Pyroprobe 5000型，美國CDS公司；

氣質(zhì)聯(lián)用儀：HP6890/5975型，美國Agilent公司。

1.2 試驗(yàn)方法

分別選取濰坊煙葉上、中、下3個(gè)部位，將不同部位煙葉制成煙絲后，經(jīng)薄板烘絲、氣流烘絲干燥，分別取干燥后的煙絲樣品于40℃烘箱中干燥2h，置于粉碎機(jī)粉碎并過80目篩后，取篩后煙末置于封閉容器中用于香味成分分析。熱解產(chǎn)物圖中各峰經(jīng)各化合物保留時(shí)間、Wiley庫和NIST庫檢索。

1.2.1 加工工藝參數(shù)

（1）薄板烘絲工藝參數(shù)：采用隧道式葉絲回潮機(jī)—薄板烘絲機(jī)，流量5 200kg/h，筒壁溫度135℃，熱風(fēng)溫度110℃，滾筒轉(zhuǎn)速15r/min，烘絲出口水分12.5%。

（2）氣流烘絲工藝參數(shù)：采用滾筒式葉絲回潮機(jī)—燃?xì)夤艿篮娼z機(jī)，流量5 400kg/h，熱風(fēng)溫度125℃，工藝氣體溫度236℃，爐溫640℃，烘絲出口水分12.5%。

1.2.2 香味成分分析 稱取0.002g煙末，置于熱裂解石英管中，兩端塞入石英棉，用熱裂解儀進(jìn)行熱裂解，裂解產(chǎn)物進(jìn)入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行香味成分分離和鑒定，每種煙絲熱裂解重復(fù)3次。

（1）熱解器條件：在氦氣氛圍中，初始溫度為40℃，以20℃/ms升到600℃，持續(xù)10s。

（2）色譜條件：色譜柱：DB－35MS（30m×0.25mm×0.25μm）；程序升溫：40℃保持5min，以5℃/min升溫至170℃，保持10min，然后以3℃/min升溫至200℃，保持5min；進(jìn)樣口溫度：250℃；柱流速：1.0mL/min；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣80∶1；載氣：氦氣；電離電壓：70eV；離子源溫度：250℃；傳輸線溫度：250℃；質(zhì)量范圍：18～550amu；檢索譜庫：Wiley庫和NIST庫。

1.3 數(shù)據(jù)處理

在Minitab軟件上采用方差分析的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

采用薄板和氣流烘絲工藝分別對山東濰坊B2L、C2L和X2F煙葉處理，將煙葉樣品用熱裂解儀熱裂解后進(jìn)氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行香味成分分析，結(jié)果見表1。由表1可知，各煙葉樣品分別鑒別出50余種香氣物質(zhì)，主要以烯烴類、醛類、烷類、苯環(huán)類、雜環(huán)類和酮類物質(zhì)為主。

2.1 干燥工藝對煙葉香味成分含量的影響

不同干燥工藝對濰坊煙葉香味含量影響見表2。

表1 樣品煙絲不同部位烘絲前后熱裂解成分含量Table 1 The CDS content of different parts of the cut tobacco samples before and after drying %

續(xù)表1

表2 干燥工藝對濰坊煙葉香味含量的影響Table 2 The influence of different drying methods on the aroma content of the tobacco of Weifang %

表2 干燥工藝對濰坊煙葉香味含量的影響Table 2 The influence of different drying methods on the aroma content of the tobacco of Weifang %

不同部位煙葉，同行中大寫字母不同表示差異極顯著（P＜0.01）；小寫字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

序號 香味成分 B2L煙葉C2L 煙葉X2F 煙葉原樣 薄板 氣流1 醛類 3.76b 4.01a 3.14c 3.74a 3.82a 3.97a 4.13a 3.33b 2.72原樣 薄板 氣流 原樣 薄板 氣流c 2 烷類 9.28C 13.17A 11.07B 14.60B 19.95A 7.55C 12.80c 16.13b 17.81a 3 苯環(huán)類 3.02B 3.34A 2.33C 3.69a 2.26c 2.52b 3.28a 2.74b 2.48c 4 烯烴類 0.76a 0.60b 0.78a 0.60b 0.73a 0.75a 0.67a 0.70a 0.69a 5 酚類 3.83c 4.11b 4.88a 3.58c 4.21b 4.47a 4.23C 5.88A 4.67B 6 酸類 10.28a 4.61b 4.67b 2.61C 6.56B 8.89A 6.95B 5.66C 9.45A 7 酯類 1.07b 0.97b 1.20a 0.99a 0.48c 0.58b 0.57b 0.58b 0.69a 8 雜環(huán)類 23.21C 42.81A 36.41B 22.85C 47.52A 45.96B 19.69C 50.29B 53.08A 9 酮類 15.42b 16.96a 15.72b 15.33B 16.76A 14.68C 14.84C 17.39A 15.75B 10 香味總量 70.63C 90.58A 80.20B 67.99C 102.29A 89.37B 67.16C 102.70B 107.34A

由表2可知，山東濰坊的B2L煙葉經(jīng)兩種工藝干燥后煙葉香味總量均有所增加，且經(jīng)薄板烘絲后香味成分總量的增加量大于氣流烘絲的，說明濰坊上部煙葉選擇薄板烘絲工藝較好。單因素方差分析結(jié)果表明：干燥工藝對各香味成分分類影響都達(dá)到了顯著水平，其中對于醛類、烷類、苯環(huán)類、雜環(huán)類和酮類等香味物質(zhì)經(jīng)薄板烘絲處理后的含量大于氣流烘絲處理后的，烯烴類、酚類、酸類和酯類等香味物質(zhì)經(jīng)過為薄板烘絲處理后的含量小于氣流烘絲處理后的。

山東濰坊的C2L煙葉經(jīng)薄板烘絲和氣流烘絲后香味總量都有所增加，且薄板烘絲后香味總量增加大于氣流烘絲，可見濰坊中部煙葉選擇薄板烘絲工藝較為適宜。單因素方差分析結(jié)果表明：除醛類香味物質(zhì)外，干燥工藝對其他各香味成分含量的影響均呈顯著水平，其中烷類、雜環(huán)類和酮類等香味物質(zhì)經(jīng)過薄板烘絲處理后的含量大于氣流烘絲處理后的，苯環(huán)類、酚類、酸類和酯類等香味物質(zhì)經(jīng)過薄板烘絲處理后的含量小于氣流烘絲處理后的。

山東濰坊的X2F煙葉經(jīng)薄板烘絲和氣流烘絲后香味總量都有所增加，且氣流烘絲后香味總量增加大于薄板烘絲，可見濰坊下部煙葉選擇氣流烘絲工藝較為適宜。單因素方差分析結(jié)果表明：除烯烴類香味物質(zhì)外，干燥工藝對其他各香味成分含量的影響均呈現(xiàn)顯著水平，其中醛類、苯環(huán)類、酚類和酮類等香味物質(zhì)經(jīng)過薄板烘絲處理后的含量大于氣流烘絲處理后的，烷類、酸類、雜環(huán)類和酯類等香味物質(zhì)經(jīng)過薄板烘絲處理后的含量小于氣流烘絲處理后的。

2.2 機(jī)理分析

3個(gè)部位煙葉在兩種干燥工藝下香味成分都有顯著差異，煙葉在受高溫處理過程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，葉絲干燥前后由于高溫作用使糖、酚類物質(zhì)與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，一些胡蘿卜素在高溫下也能加快降解，所以一些香味物質(zhì)會(huì)增加，同時(shí)由于高溫作用煙草的一些揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)香味物質(zhì)也會(huì)有損失，而進(jìn)一步產(chǎn)生差異結(jié)果［18］。相關(guān)機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

通過對不同部位煙葉進(jìn)行薄板和氣流烘絲處理，考察了干燥前后樣品煙葉中各香味成分含量的變化情況，比較山東濰坊上、中、下3個(gè)部位煙葉在兩種干燥工藝下香味成分的變化規(guī)律。結(jié)果表明，濰坊上、中、下3個(gè)部位煙葉經(jīng)薄板烘絲和氣流烘絲后香味總量都有所增加，干燥工藝對3個(gè)部位煙葉各香味成分分類影響都達(dá)到了顯著水平。濰坊上部和中部煙葉經(jīng)薄板烘絲后香味總量增加大于氣流烘絲，下部經(jīng)氣流烘絲后香味總量增加大于薄板烘絲工藝?？梢姙H坊中、上部煙葉選擇薄板烘絲工藝較好，下部煙葉選擇氣流烘絲工藝較好，產(chǎn)生差異結(jié)果的相關(guān)機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。

1 姚光明，喬學(xué)義，申玉軍，等.烤煙葉片在不同葉絲干燥工序中葉絲填充值和整絲率的變化［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（2）：69～73.

2 王鎮(zhèn)增，李春光，孫覓，等.不同葉絲分組干燥技術(shù)比較［J］.煙草科技，2010（2）：8～10.

3 王正強(qiáng)，王正國.卷煙分組加工工藝的研究及應(yīng)用［J］.品牌，2010（8）：72～73.

4 閆克玉.煙草化學(xué)［M］.鄭州：鄭州大學(xué)版社，2002：140～152.

5 符云鵬，王德華，李志偉，等.不同產(chǎn)區(qū)香料煙香味成分含量比較［J］.中國煙草學(xué)報(bào)，2012，18（1）：12～18.

6 劉國順，王可，劉靜靜，等.不同產(chǎn)地烤煙中性致香物質(zhì)對比分析［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，22（2）：26～29，32.

7 郝輝.單等級煙葉適合薄板或熱風(fēng)隧道式烘絲的判別分析［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，16（2）：141～143，149.

8 龍章德，林順順，田兆福，等.煙草多酚類化合物對卷煙品質(zhì)的影響［J］.食品與機(jī)械，2013，29（6）：41～44.

9 韋小玲，康金嶺.管板式烘絲機(jī)工藝參數(shù)對卷煙香氣的影響［J］.食品與機(jī)械，2012，28（6）：193～196.

10 丁玉.質(zhì)譜及聯(lián)用新技術(shù)在煙草化學(xué)中的應(yīng)用研究［D］.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2011.

11 王鎮(zhèn)增，李春光，孫覓，等.不同葉絲分組干燥技術(shù)比較［J］.煙草科技，2010（2）：8～10.

12 曾德芬，徐雪芹.烤煙化學(xué)成分與香氣品質(zhì)的關(guān)系研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（35）：17 316～17 318，17 321.

13 崔韜，何書杰，毛多斌，等.不同類型煙葉中堿性香味成分的分析研究［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2011（4）：83～85.

14 朱勇，何邦華，劉澤，等.制絲線主要熱處理工序前后原料致香成分差異性解析［J］.煙草科技，2013（3）：37～42.

15 董寧寧.碳水化合物的熱裂解氣相色譜—質(zhì)譜研究［J］.質(zhì)譜學(xué)報(bào)，2004，25（1）：24～28.

16 羅昌榮，謝焰，印黔黔，等.木糖/脯氨酸共裂解過程揮發(fā)性化合物形成規(guī)律［J］.食品與機(jī)械，2013，29（2）：1～7.

17 陳耀歧，洪源，曾令杰，等.利用裂解技術(shù)模擬測定烤煙的熱釋放行為［J］.食品與機(jī)械，2015，31（2）：19～31.

18 于建軍.卷煙工藝學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009：196～199.