樊文舉，高娟娟，張建新(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

【研究意義】煙葉是卷煙工業(yè)的命脈，煙葉的好壞直接決定卷煙的品質(zhì)[1]。優(yōu)質(zhì)煙葉不僅要求香氣濃郁，還要求吃味醇和、勁頭適中，而這些內(nèi)在品質(zhì)主要取決于煙葉中香氣物質(zhì)的種類和含量[2]。近年來，隨著我國“減害降焦”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在降低煙葉焦油量的同時(shí)，煙葉的香氣品質(zhì)也隨之下降。【前人研究進(jìn)展】為了保證煙草的香氣質(zhì)量，煙草科技工作者采取多種手段來對(duì)煙草進(jìn)行提質(zhì)增香研究，如改進(jìn)栽培技術(shù)、改善烘烤工藝和人工加香等。其中，通過改進(jìn)栽培技術(shù)和烘烤工藝提質(zhì)增香的研究已經(jīng)趨于成熟。目前，人們研究最多的是通過人工加香的方式來提升煙葉的香氣品質(zhì)，常用的增香劑主要有美拉德反應(yīng)產(chǎn)物[3-4]、植物精油[5]、糖類物質(zhì)和酶制劑等[6-8]。何邦華等[9]利用果膠酶對(duì)煙絲進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙絲美拉德反應(yīng)產(chǎn)物增加了67.2 %。普元柱等[10]研究結(jié)果表明，經(jīng)風(fēng)味蛋白酶處理的煙葉感官品質(zhì)明顯改善，其中香氣質(zhì)變好，雜氣和刺激性均得到了有效降低。同時(shí)燃燒性質(zhì)作為煙葉最重要的物理性質(zhì)之一，與煙氣中各種化學(xué)成分密切相關(guān)。關(guān)于煙葉的物理性質(zhì)，煙草工作者已進(jìn)行了大量研究，王娟等[11]、樊軍輝等[12]、武圣江等[13]分別研究了環(huán)境、品種和烘烤工藝對(duì)煙葉物理性質(zhì)的影響?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】利用酶制劑對(duì)煙葉增香的研究主要針對(duì)烤后煙葉進(jìn)行處理，對(duì)烤前鮮煙葉進(jìn)行提質(zhì)增香研究還相對(duì)較少，且酶制劑處理對(duì)煙葉燃燒特性影響的研究報(bào)道也較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以秦嶺煙區(qū)主栽品種YN99煙葉為試驗(yàn)材料，立足于前人對(duì)煙葉的酶解經(jīng)驗(yàn)，選用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、糖化酶和α-淀粉酶等對(duì)采后鮮煙葉進(jìn)行處理，以期改善陜西煙葉香氣品質(zhì)及物理性質(zhì)，為該地區(qū)烤煙煙葉提質(zhì)增香研究提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為該地區(qū)農(nóng)民增產(chǎn)增收提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年在陜西省商洛市鎮(zhèn)安縣青銅關(guān)鎮(zhèn)豐收村進(jìn)行。供試煙葉為當(dāng)?shù)刂髟云贩NYN99，種植株距為50～53 cm，行距為110～115 cm，實(shí)驗(yàn)田土壤為紅棕壤，肥力中等，按照優(yōu)質(zhì)烤煙的栽培生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行田間管理。取樣前，選擇長勢、株高、葉片數(shù)以及葉色基本一致且葉片完整并充分展開的煙株，以其中部煙葉(第8～12葉位)為試驗(yàn)材料，依據(jù)煙葉成熟采收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采取成熟度一致的煙葉。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7種不同酶處理，每種處理分別設(shè)置6個(gè)濃度水平，共42種酶處理，見表1。每個(gè)酶處理選取50片左右煙葉，用軟毛刷輕輕將葉片表面雜塵除凈，稱量后放置于干凈的塑料薄膜上。稱取一定質(zhì)量的酶制劑，用蒸餾水溶解后定容于1000 mL容量瓶中，計(jì)算出配制好的酶溶液中單位體積的酶活力單位。根據(jù)施加量的要求，用量筒量取一定體積的酶溶液，適當(dāng)稀釋后，用小型微霧噴霧器均勻地噴灑在煙葉表面，不進(jìn)行任何處理的煙葉為空白對(duì)照CK，自然通風(fēng)條件下晾制2～4 h，晾制時(shí)應(yīng)避免陽光直射，然后進(jìn)行編煙、烘烤。烘烤采用密集氣流下降式烤房，烘烤方式為掛桿式烘烤，上、中、下3層均勻裝煙，烘烤工藝采用八點(diǎn)式精準(zhǔn)密集烤煙工藝。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 香氣成分的測定 準(zhǔn)確稱取1 g煙樣，精確至0.001 g，置于15 mL頂空瓶中，加入10 μl內(nèi)標(biāo)溶液(407.68 μg/μl 乙酸苯乙酯溶液)，加蓋密封，放在自動(dòng)進(jìn)樣槽中，進(jìn)樣前將老化好的萃取頭插在頂空瓶中，于孵化器中70 ℃邊振搖邊吸附40 min，然后進(jìn)行進(jìn)樣檢測。

GC/MS條件：色譜柱DB-17MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，爐溫箱初始溫度40 ℃，保持3 min，以4 ℃/min升至120 ℃；以6 ℃/min升至240 ℃，保持12 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為氦氣，流速1.93 mL/min，分流比為10。電離方式為EI，70 eV；傳輸線溫度230 ℃；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量掃描范圍35～500 amu；發(fā)射電流 100 μA，檢測電壓1.4 kV。利用隨機(jī)Excalibur工作站NIST2002標(biāo)準(zhǔn)譜庫自動(dòng)檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，得到煙葉香氣成分的定性結(jié)果。

煙葉中不同香氣成分的定量結(jié)果按照內(nèi)標(biāo)法計(jì)算得出，假定其相對(duì)內(nèi)標(biāo)校正因子為1，計(jì)算公式如下:

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experiment design

其中，ms是煙樣中香氣成分含量(μg/g)；mi是內(nèi)標(biāo)物的含量(μg/g)；As是香氣成分的峰面積；Ai是內(nèi)標(biāo)的峰面積；m0是煙樣的質(zhì)量(g)。

1.3.2 熱重分析 將煙樣置于干燥箱中，40 ℃烘2 h左右，粉碎后過40目篩，即得分析煙末。稱取5 mg 左右的煙末，置于同步熱分析儀的小坩堝中，參比物為Al2O3。以10 ℃/min的升溫速度將樣品從室溫30 ℃加熱至600 ℃。熱解氣氛為氮?dú)狻醚鯕?9∶1(體積比)，載氣流速為100 mL/min。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2016對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS 22.0進(jìn)行主成分分析和聚類分析，用Origin 8.5.1進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酶處理對(duì)煙葉香氣成分的影響

本研究共檢測出63種揮發(fā)性香氣物質(zhì)(表2)，按香氣化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為醇類(9種)、酸類(2種)、酮類(16種)、醛類(8種)、酯類(5種)、烷烴類(19種)、烯烴類(3種)和氮雜環(huán)類(1種)。由表3可知，不同處理煙葉中烯烴類香氣含量最高，平均含量為1352.35 μg/g，其次，含量較高的香氣成分為醇類和酮類化合物，平均含量分別為674.03和651.15 μg/g，煙葉中的醛類化合物(195.74 μg/g)和酯類化合物(154.14 μg/g)含量相對(duì)較少，但是對(duì)煙葉香氣質(zhì)量的提升也十分重要，主要起到增加煙氣香甜氣味和濃度的作用，使煙支吸食起來更加醇和順口。煙葉揮發(fā)性香氣成分中的氮雜環(huán)類化合物主要是二烯煙堿，平均含量為154.29 μg/g，占總揮發(fā)性香氣物質(zhì)的4 %左右，是存在于煙葉中的一種堿性含氮化合物，煙氣中適量的煙堿含量可以給吸食者一定的生理刺激和較好的香吃味，但是煙堿過高，則會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的生理刺激和不適感。從香氣總量排序來看，經(jīng)120和160 U/g的果膠酶(T5)處理的煙葉中香氣總量最高，分別為5101.91和5003.22 μg/g。

表2 煙葉揮發(fā)性香氣成分檢測結(jié)果Table 2 Detection result of volatile aroma components in tobacco leaves

續(xù)表2 Continued table 2

序號(hào)Number 保留時(shí)間Retention time匹配度Possibility分子式Molecular formula香氣成分Aroma components2427.10184C9H16O24-羥基-3-甲基-辛內(nèi)酯 (+/-)-5-Butyl-4-methyldihydro-2(3H)-furanone2527.48389C6H6O33,4-二甲基-2,5-呋喃二酮 2,5-Furandione, 3,4-dimethyl-2627.82796C13H28十三烷 Tridecane2729.00992C10H16O2-茨酮 Bicyclo[2.2.1]heptan-2-one, 1,7,7-trimethyl-, (1S)-2829.15997C8H10O苯乙醇 Phenylethyl Alcohol2929.27892C15H322,6,10-三甲基十二烷 Dodecane, 2,6,10-trimethyl-3029.39191C15H32十四烷,5-甲基 Tetradecane, 5-methyl-3129.67693C16H34十六烷 Hexadecane3229.80790C20H422,6,10,4-四甲基十六烷 Hexadecane, 2,6,10,14-tetramethyl-3330.24592C9H12O24-氧代異佛爾酮 2,6,6-Trimethyl-2-cyclohexene-1,4-dione3430.39987C6H8O43,5-羥基-6-甲基-2,3-二氫-4H-吡喃-4-酮 4H-Pyran-4-one,2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6- methyl-3530.54894C9H10O2乙酸苯甲酯 Acetic acid, phenylmethyl ester3630.66292C13H26庚環(huán)己烷 Heptylcyclohexane3730.95997C14H30十四烷 Tetradecane3831.05482C10H14O1,3-環(huán)己烯-1-甲醛,2,6,6-三甲基 1,3-Cyclohexadiene-1-carboxaldehyde, 2,6,6- trimethyl-3931.37695C10H16O環(huán)檸檬醛 1-Cyclohexene-1-carboxaldehyde, 2,6,6-trimethyl-4032.21590C16H342,6,10-三甲基十三烷 2,6,10-Trimethyltridecane4132.31788C13H283-甲基-3-乙基-十烷 Decane, 3-ethyl-3-methyl-4232.47392C15H32十四烷,4-甲基 Tetradecane, 4-methyl-4332.58891C15H32十四烷,2-甲基 Tetradecane, 2-methyl-4432.90984C17H365,5-二甲基戊烷 5,5-Dibutylnonane4533.49589C16H32十一環(huán)戊烷 Cyclopentane, undecyl-4633.64289C14H28正辛基環(huán)己烷 Cyclohexane, octyl-4733.7191C18H38十八烷 Octadecane4833.83887C11H22O3-異丁基-5-甲基-2-己酮 1,1-Di(isobutyl)acetone4933.99791C13H22O茄酮 6,8-Nonadien-2-one, 8-methyl-5-(1-methylethyl)-, (E)-5034.20690C12H24O23,7-二甲基乙酸辛酯 3,7-Dimethyloctyl acetate5134.31980C11H20O2-2(3H)-呋喃酮,5-丁基二氫 2(3H)-Furanone, 5-butyldihydro-5235.13882C25H522-甲基二十四烷 2-Methyltetracosane5335.94191C13H18O大馬酮 2-Buten-1-one, 1-(2,6,6-trimethyl-1,3-cyclohexadien-1-yl)-, (E)-5436.28386C15H30O正壬環(huán)己烷 n-Nonylcyclohexane5536.50789C13H20O二氫大馬酮 2-Buten-1-one, 1-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-5636.61396C13H22O香葉基丙酮 5,9-Undecadien-2-one, 6,10-dimethyl-, (E)-5740.21880C11H16O21,8(2H,5H)-萘二酮,六氫基-8a-甲基-1,8(2H,5H)-Naphthalenedione, hexahydro-8a-methyl-,5841.41994C10H10N2二烯煙堿 Nicotyrine5941.83897C20H38新植二烯 Neophytadiene6042.39497C11H16O2二氫獼猴桃內(nèi)酯 2(4H)-Benzofuranone, 5,6,7,7a-tetrahydro-4,4,7a-trimethyl-, 6142.87785C15H30O金合歡醇 (2E,6E)-3,7,11-Trimethyl-2,6,10-dodecatrien-1-ol6242.94289C13H18O巨豆三烯酮 Megastigmatrienone6343.20388C18H36O植酮 2-pentadecanone,6,10,14-trimethyl

表3 不同處理煙葉中香氣組分含量Table 3 Aroma components content in tobacco leaves of different treatments

續(xù)表3 Continued table 3

處理Treatments香氣組分 Aroma components醇類(Y1)酸類(Y2)酮類(Y3)醛類(Y4)酯類(Y5)烷烴類(Y6)烯烴類(Y7)氮雜環(huán)(Y8)香氣總量Total aroma排序RankingT7A4553.223.12489.2170.69115.6435.541295.89148.13231.3332T7A5531.4718.45471.63175.89123.96470.921129.95143.313065.5837T7A6623.7123.08538.08189.44133.13483.031157.33166.43314.2229CK654.9315.79629.03190.41141.79427.381025.6142.163227.0934

注： T1～T7分別表示中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、糖化酶、α-淀粉酶，CK為空白對(duì)照。A1～A6表示酶濃度分別為25、50、75、100、120、160 U/g。

Note: T1-T7 represent neutral protease, papain, flavor protease, cellulase, pectinase, glucoamylase and alpha amylase respectively and CK is blank control. A1-A6 represent the enzyme concentration of 25，50，75，100,120，160 U/g.

2.2 主成分分析

主成分分析法是將原來多個(gè)指標(biāo)重新組合成一組新的且彼此無關(guān)的少量綜合指標(biāo)，從而用少量指標(biāo)來綜合反映原來變量信息的一種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法[14-15]。本研究用主成分分析不同酶處理煙葉中香氣組成，篩選出了香氣品質(zhì)最優(yōu)的幾種酶處理煙葉。由表4可知，前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)達(dá)到89.05 %，能夠代表樣本絕大部分的信息，因此選前4個(gè)主成分進(jìn)行分析。表5為前4個(gè)主成分的載荷矩陣，由表4～5可以得出，第一主成分PC1單獨(dú)說明了整個(gè)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)變異的62.65 %，主要綜合了醇類、酸類、酮類、醛類、酯類、烯烴類和二烯煙堿等7個(gè)因子的變異信息，構(gòu)成了煙葉的基礎(chǔ)香氣。第二主成分PC2方差貢獻(xiàn)率為12.83 %，主要以烷烴類化合物(X6)的影響為主，烷烴類化合物主要分布于煙葉表面的蠟質(zhì)層中，可以有效防止煙葉水分和香氣的揮發(fā)，是煙草中天然的保潤劑。第三主成分PC3和第四主成分PC4方差貢獻(xiàn)率分別為7.23%、6.34 %，主要以二烯煙堿(X8)和烯烴類化合物(X7)的影響為主?？偟膩碚f，PC1和PC2對(duì)香氣物質(zhì)的貢獻(xiàn)較大，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到75.47 %。

表4 特征值與累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 4 Eigenvalue and cumulative contribution rate

表5 主成分載荷矩陣Table 5 Principal component load matrix

表6 不同處理煙葉香氣主成分得分Table 6 Principal component scores of aroma in different treatments

注： T1～T7分別表示中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、糖化酶、α-淀粉酶，CK為空白對(duì)照。A1～A6表示酶濃度分別為25、50、75、100、120、160 U/g。

Note: T1-T7 represent neutral protease, papain, flavor protease, cellulase, pectinase, glucoamylase and alpha amylase respectively and CK is blank control. A1-A6 represent the enzyme concentration of 25 ，50 ，75，100，120，160 U/g.

圖1 主成分分析PC1、PC2得分圖Fig.1 PCA scores for 42 tobacco treatments on PC1 and PC2

由表6可知，經(jīng)120和160 U/g的果膠酶(T5)處理的煙葉主成分綜合得分最高，說明這2種酶處理下煙葉的綜合香氣品質(zhì)最優(yōu)，與香氣總量排名結(jié)果一致。由PCA得分圖(圖1)可以看出，主成分得分最高的兩種處理T5A5和T5A6均落在得分圖的第四區(qū)間，表明這2種酶處理的煙葉中基礎(chǔ)香氣品質(zhì)最佳，但在PC2上分布較靠下，這2種處理的煙葉的保潤性能還有待進(jìn)一步提升。

2.3 聚類分析

以煙葉中8種不同的香氣組分含量作為變量指標(biāo)，對(duì)42個(gè)不同酶處理煙樣進(jìn)行系統(tǒng)聚類。由圖2可知，42個(gè)不同酶處理煙樣分為了4個(gè)類別。第一類聚集了3個(gè)不同處理煙樣，即T7A3、T5A6和T5A5，這3種處理的煙樣的香氣品質(zhì)最為類似，并且在主成分分析中得分最高，煙葉整體香氣質(zhì)量最佳。第二類聚集了16個(gè)不同處理煙樣，包括了所有的風(fēng)味蛋白酶(T3)處理和中性蛋白酶(T1)、木瓜蛋白酶(T2)和糖化酶(T6)的部分濃度處理的煙樣，并且這些煙樣的香氣總量較高，主成分得分排名比較靠前，說明這些煙樣的香氣品質(zhì)較好。第三類聚集了16個(gè)不同處理煙樣，主要有α-淀粉酶(T7)和纖維素酶(T4)處理的煙葉，說明經(jīng)這兩種酶處理的煙葉香氣風(fēng)格比較類似，但是整體香氣質(zhì)量欠佳。第四類聚集了7個(gè)不同處理煙樣，分別為T1A1、T2A2、T5A1、T5A2、T6A1、T6A3和T6A6，經(jīng)這幾種處理的煙樣中香氣總量均較低，在所有處理中處于中下水平?？傮w來說，經(jīng)同一種酶處理的煙葉香氣風(fēng)格比較類似，說明不同酶對(duì)烤煙香氣的影響機(jī)理不同，具體的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

圖2 不同處理煙葉聚類分析譜系圖Fig.2 Dendrogram of cluster analysis of tobacco leaves with different treatments

2.4 熱重分析

以CK為例，圖3為對(duì)照煙葉熱重(TG)和微分熱重(DTG)曲線，其中TG曲線表示了煙樣質(zhì)量隨溫度的變化規(guī)律，DTG曲線表示的是煙樣質(zhì)量的變化量隨溫度的變化規(guī)律。由圖3可以看出，未經(jīng)任何處理的對(duì)照樣品熱失重主要分為4個(gè)明顯的階段：①室溫～120 ℃，樣品質(zhì)量損失率為8.2 %，此階段主要為煙樣中吸附水的蒸發(fā)[16]，并伴隨煙草中小部分極易揮發(fā)的物質(zhì)和烷烴類化合物的揮發(fā)[17]。②120～250 ℃，樣品質(zhì)量損失率為23.5 %，此階段主要是樣品中易揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)[18]，也有研究認(rèn)為是煙堿的揮發(fā)和一些高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的香氣物質(zhì)的揮發(fā)[19]。③250～434 ℃，樣品質(zhì)量損失率最大為34.2 %，此階段主要為煙樣中一些大分子物質(zhì)，如果膠、纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等的降解[20]，同時(shí)焦油態(tài)產(chǎn)物在此階段最為豐富[19]。④434～600 ℃，樣品質(zhì)量損失率較小，損失量為8.7 %，此階段為樣品高溫炭化過程，主要生成大量的小分子氣態(tài)化合物及一些多環(huán)芳烴等，此階段對(duì)煙草香氣物質(zhì)的形成貢獻(xiàn)不大。經(jīng)過以上4個(gè)階段的熱解反應(yīng)，最終煙樣殘余產(chǎn)物的質(zhì)量為原始煙樣質(zhì)量的25.5 %。

圖3 對(duì)照煙葉TG/DTG曲線Fig.3 TG/DTG curve of control tobacco leaves

表7 不同處理煙葉熱失重過程比較Table 7 Comparison of pyrolysis process of tobacco leaves with different treatments

由表7可知，第Ⅰ階段最大失重速率溫度在56.6～86.0 ℃，其中經(jīng)中性蛋白酶處理的煙葉最大失重速率溫度最大(86.0 ℃)，纖維素酶和糖化酶處理的煙葉次之，α-淀粉酶和果膠酶處理的煙葉最大失重速率溫度較小，分別為56.6和58.9 ℃，均低于對(duì)照煙葉。此溫度值的大小主要反映了不同煙葉中物理結(jié)合水溫度敏感性的強(qiáng)弱，即最大失重速率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度越大說明煙葉的持水能力越強(qiáng)[21]；該階段的質(zhì)量損失率在4.8 %～7.9 %，其中經(jīng)過酶處理的煙葉在此階段的質(zhì)量損失率均低于對(duì)照煙葉，可能是由于酶處理加快了煙葉在烘烤階段的失水。

第Ⅱ階段，最大失重速率溫度在195.8～203.4 ℃，不同處理間差異不是太大，其中以果膠酶處理的煙葉在此階段的最大失重速率溫度最高，糖化酶處理的煙葉最低。該階段的質(zhì)量損失率在19.9 %～24.2 %，其中對(duì)照煙葉的質(zhì)量損失率最低(19.9 %)，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和果膠酶處理的煙葉質(zhì)量損失率最高，說明這些酶處理的煙葉在此階段揮發(fā)性物質(zhì)最多。

第Ⅲ階段，最大失重速率溫度在314.3～330.5 ℃，其中中性蛋白酶處理的煙葉在此階段的最大失重速率溫度最高(330.5 ℃)，α-淀粉酶和果膠酶處理的煙葉最低(314.3 ℃)；該階段的質(zhì)量損失率較其它幾個(gè)階段都高(34.1 %～37.1 %)，其中以果膠酶處理的煙葉最高(37.1 %)，風(fēng)味蛋白酶處理的煙葉次之(36.1 %)，纖維素酶、糖化酶和α-淀粉酶處理的煙葉質(zhì)量損失率相當(dāng)。

第Ⅳ階段，主要為煙葉炭化階段，較第Ⅱ和Ⅲ階段對(duì)煙葉揮發(fā)性物質(zhì)的貢獻(xiàn)不大，此階段最大失重速率溫度在466.4～474.0 ℃，其中經(jīng)木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶和糖化酶處理的煙葉在此階段的DTG曲線無明顯峰值。該階段的質(zhì)量損失率在5.4 %～12.9 %，不同處理間差異較大，其中以α-淀粉酶處理的煙葉在此階段的失重率最高，中性蛋白酶處理的煙葉失重率最低。當(dāng)溫度升至600 ℃后，不同處理煙葉的質(zhì)量殘余率為23.8 %～30.3 %，其中經(jīng)果膠酶處理的煙葉殘余量最低(23.8 %)，纖維素酶、中性蛋白酶和糖化酶處理的煙葉殘余量較高。

綜上所述，熱解過程的第Ⅱ和Ⅲ階段煙樣熱失重率最高，對(duì)煙葉香氣質(zhì)量的貢獻(xiàn)最大，其中經(jīng)果膠酶處理的煙葉在這兩個(gè)階段的失重率最高為60.3 %，說明果膠酶處理可以使煙葉中的大分子物質(zhì)(果膠、纖維素、蛋白質(zhì)等)更好地暴露出來，增加了煙葉燃燒時(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)的含量。

3 討 論

3.1 煙葉香氣成分組成和含量

香氣品質(zhì)作為衡量烤煙質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，其品質(zhì)的優(yōu)劣在很大程度上取決于香氣物質(zhì)的含量和組成[22]。本研究利用HS-GC/MS聯(lián)用對(duì)不同酶處理的煙樣香氣成分進(jìn)行分析，共檢測出63種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，主要分為醇類(9種)、酸類(2種)、酮類(16種)、醛類(8種)、酯類(5種)、烷烴類(19種)、烯烴類(3種)和氮雜環(huán)類(1種)，其中以烯烴類(主要為新植二烯)、醇類、酮類和烷烴類為主，構(gòu)成了煙葉的主體香氣，此結(jié)果與Xiang 等人[23]的研究結(jié)果基本一致。王林等[24]利用酶濃度為40 U/g的中性蛋白酶、糖化酶和α-淀粉酶對(duì)烘烤前煙葉進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)，經(jīng)酶處理過的煙葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的總量顯著高于空白對(duì)照，本研究得出的結(jié)論與此相符。從不同酶處理煙葉的香氣總量排序和主成分得分來看，經(jīng)120和160 U/g果膠酶處理的煙葉整體香氣質(zhì)量最佳，于建軍等人[25]的研究發(fā)現(xiàn)果膠酶處理能夠有效降解煙葉細(xì)胞壁物質(zhì)，改變了煙葉的纖維結(jié)構(gòu)，使中性香氣物質(zhì)顯著增加。系統(tǒng)聚類分析把42個(gè)不同酶處理煙樣分成了4個(gè)類別，其結(jié)果與主成分排名順序基本一致，說明經(jīng)同一種酶處理的煙葉香氣風(fēng)格比較類似。

3.2 煙葉熱解性質(zhì)

熱重分析是指在模擬煙支燃燒時(shí)的氣氛條件(10 %氧氣濃度)和空氣流速的條件下，通過程序控溫來測量煙樣的質(zhì)量與燃燒溫度變化關(guān)系的一種分析技術(shù)，目前已成為研究煙草燃燒、熱解過程及其動(dòng)力學(xué)行為的有效工具[26-28]。本研究通過對(duì)不同處理煙樣熱解性質(zhì)進(jìn)行分析，得到不同處理煙樣均經(jīng)歷了4個(gè)不同的熱失重階段，此結(jié)果與Qin等人[29]研究發(fā)現(xiàn)基本一致。第Ⅱ階段和第Ⅲ階段煙樣熱失重率最高，對(duì)煙葉揮發(fā)性香氣物質(zhì)貢獻(xiàn)最大，其中經(jīng)果膠酶處理的煙葉在這兩個(gè)階段的失重率最高，最終樣品質(zhì)量殘余率最低，與香氣總量研究的結(jié)果相符。

4 結(jié) 論

(1)不同酶處理煙樣中共檢測出63種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，其中以烯烴類(主要為新植二烯)、醇類、酮類和烷烴類為主，構(gòu)成了煙葉的主體香氣，其中經(jīng)120和160 U/g果膠酶處理的煙葉整體香氣質(zhì)量最佳。

(2)經(jīng)果膠酶處理的煙葉在第Ⅱ和Ⅲ階段熱失重率最高，最終樣品質(zhì)量殘余率最低，說明果膠酶處理可以有效提高煙葉中香氣物質(zhì)含量，改善烤煙煙葉香氣質(zhì)量。

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