王小飛 祖萌萌 武超偉 常嶺 聶聰 樊新順 郭吉兆

摘要 對比分析烤煙煙葉、造紙法再造煙葉主流煙氣成分含量的差異，并剖析影響造紙法再造煙葉感官質(zhì)量的關(guān)鍵成分，為造紙法再造煙葉品質(zhì)的改善提供方向。結(jié)果表明，3種香型烤煙煙葉、再造煙葉主流煙氣成分含量有較顯著的差異，主要表現(xiàn)為造紙法再造煙葉主流煙氣中醛類、醇類含量高于煙葉，而有機(jī)酸、糖類、氮雜環(huán)類、氧雜環(huán)類含量低于煙葉;進(jìn)一步對比國內(nèi)外再造煙葉發(fā)現(xiàn)，國外造紙法再造煙葉產(chǎn)品感官質(zhì)量得分和煙氣pH顯著高于國內(nèi)產(chǎn)品。結(jié)合余弦相似的理論分析發(fā)現(xiàn)煙氣中吡啶類、呋喃酮類化合物與感官質(zhì)量指標(biāo)中木質(zhì)氣、燒紙氣有一定的相關(guān)性。

關(guān)鍵詞 烤煙煙葉;造紙法再造煙葉;主流煙氣;成分含量;感官質(zhì)量

中圖分類號 TS41+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）15-0194-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.15.053

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract In order to improve the sensory quality of reconstituted tobacco sheet，the main stream smoke of tobacco and papermaking reconstituted tobacco leaves was researched.The results showed that the content of the mainstream smoke components in fluecured tobacco and reconstituted tobacco leaves varied significantly;the content of aldehydes and alcoholsin papermaking reconstituted tobacco leaves was higher than that of tobacco，while the content of organic acids，sugars，nitrogen heterocyclic compounds and oxygen heterocyclic compounds was lower;the sensory quality scores and the smoke pH of foreign product was significantly superior toother products;the pyridines and furanones in the smoke were negatively correlated with the odour of burning paper taste by the analysis of cosine similarity.

Key words Fluecured tobacco leaves;Papermaking reconstituted tobacco leaves;Mainstream smoke;Component content;Sensory quality

基金項目 河南卷煙工業(yè)煙草薄片有限公司科技開發(fā)項目（20184100 10340016）。

作者簡介 王小飛（1981—），男，安徽合肥人，工程師，博士，從事再造煙葉產(chǎn)品技術(shù)研究。*通信作者，高級工程師，碩士，從事再造煙葉技術(shù)工藝研究。

收稿日期 2019-02-15

卷煙煙氣中化學(xué)成分種類接近4 000種[1]，煙氣成分的組成、含量、比例及相互作用決定著產(chǎn)品香氣品質(zhì)。與天然煙葉相比，造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程涉及提取、濃縮、抄造、涂布等工藝，加工過程中不可避免地?fù)p失了部分煙草成分[2-4]，同時為滿足成型工藝要求，使用了木纖維、碳酸鈣等非煙草物質(zhì)，這些都會導(dǎo)致造紙法再造煙葉產(chǎn)品主流煙氣成分與天然煙葉有一定的差異，進(jìn)而影響造紙法再造煙葉產(chǎn)品感官質(zhì)量和在卷煙配方中的適用性[5-7]。

目前，關(guān)于造紙法再造煙葉的研究主要集中在產(chǎn)品成分對比分析、品質(zhì)改善研究以及減害降焦等領(lǐng)域。在造紙法再造煙葉成分分析方面研究報道較多[8-11]，如吳麗君等[8]對比分析不同牌號、廠家造紙法再造煙葉產(chǎn)品化學(xué)成分的差異，研究發(fā)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品在無機(jī)氯、總糖、煙堿、還原糖、總氮上具有顯著差異。陳祖剛等[9]對比國內(nèi)外造紙法再造煙葉產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)造紙法再造煙葉吸味和主要香味成分的含量較國外同類產(chǎn)品有一定差距。在品質(zhì)改善方面的研究報道也較多[12-19]，如Sakuma等[12]提出在產(chǎn)品中加入煙葉水提物能降低刺激;Stevenson等[13]報道Philip Morris在再造煙葉產(chǎn)品中使用銨以提升產(chǎn)品香氣;Cox等[14]采用糖胺反應(yīng)物提高產(chǎn)品香氣。在減害降焦方面，Gao等[20]、Ge等[21]研究發(fā)現(xiàn)再造煙葉產(chǎn)品中添加檸檬酸鹽、磷酸尿素能一定程度上降低煙氣中CO釋放量;孫德平等[22]利用中性蛋白酶、果膠酶和糖化酶去除產(chǎn)生巴豆醛的前體物質(zhì)，并結(jié)合堿法預(yù)處理、助燃劑應(yīng)用從而減少再造煙葉主流煙氣中巴豆醛的釋放量。

由于煙氣組成與產(chǎn)品感官質(zhì)量直接相關(guān)，明確國內(nèi)外造紙法再造煙葉產(chǎn)品、煙葉在煙氣組成方面的差異，對改善造紙法再造煙葉感官品質(zhì)有重要意義。筆者系統(tǒng)分析烤煙煙葉、國內(nèi)外造紙法再造煙葉產(chǎn)品煙氣成分的區(qū)別，并探索影響產(chǎn)品感官質(zhì)量的關(guān)鍵成分，為造紙法再造煙葉產(chǎn)品設(shè)計以及在卷煙中的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材。河南許昌煙葉、云南曲靖煙葉、貴州遵義煙葉、國內(nèi)外造紙法再造煙葉產(chǎn)品1#～5#，均由鄭州煙草研究院提供。

1.1.2 試劑。乙酸苯乙酯（98%，英國Alfa Aesar 公司）;氘代苯（99.5%，美國CIL公司）;二氯甲烷（色譜純，美國JT Baker公司）;甲醇（色譜純，美國Dikma公司）;異丙醇（分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）。

1.1.3 儀器與設(shè)備。

SM450-PC107直線型吸煙機(jī)，英國Cerulean 公司;Agilent 7890B-5977A氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司;Metrohm720 電位滴定儀，瑞士萬通公司;101-3AB型干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品制作與煙氣捕集。

按照GB 5606.3—2005規(guī)定要求，將3種烤煙煙葉、5種造紙法再造煙葉產(chǎn)品分別卷制成卷煙樣品，并在（22±1）℃、相對濕度（60±2）%的環(huán)境中平衡48 h。

1.2.2 分析與檢測。

依據(jù)GB 5606.4—2005《卷煙第4部分感官技術(shù)要求》、YC/T 498—2014 《再造煙葉（造紙法）感官評價方法》評價再造煙葉產(chǎn)品感官質(zhì)量;

依據(jù)李孟華等[23]方法測定卷煙煙氣pH;按照 ISO 3308—2012規(guī)定檢測產(chǎn)品主流煙氣成分。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙煙葉主流煙氣成分對比分析 從3種不同香型烤煙煙葉主流煙氣成分分析結(jié)果（表1～2）可看出，不同香型烤煙煙葉主流煙氣成分含量有較大的差異。許昌煙葉主流煙氣中醇類、有機(jī)酸、氮雜環(huán)類化合物占比較高，如乙二醇、1，3-丙二醇、乳酸、2-異丙基-3-羰基-丁酸、3-甲基呋喃、2-乙烯基呋喃等成分釋放量顯著高于其他2種香型煙葉;遵義煙葉主流煙氣中醛類（如甲醛、丙烯醛等）、酮類（如丙酮、2-丁酮、2，3-丁二酮、1-羥基-2-丙酮）、酚類（如對苯二酚）含量較高;曲靖煙葉主流煙氣中氧雜環(huán)類化合物含量分別是許昌煙葉、遵義煙葉的1.02倍、1.33倍。

2.2 國內(nèi)外造紙法再造煙葉主流煙氣成分分析 從國內(nèi)外造紙法再造煙葉主流煙氣成分及含量（表3）可看出， 1#國外造紙法再造煙葉產(chǎn)品主流煙氣中醛類含量與國內(nèi)產(chǎn)品接近，醇類含量最高，是國內(nèi)產(chǎn)品均值的3.08倍，其他成分如有機(jī)酸、酚類、氮雜環(huán)類含量顯著低于國內(nèi)產(chǎn)品，分別僅為國內(nèi)產(chǎn)品均值的47.6%、79.2%、56.9%。

進(jìn)一步對比烤煙煙葉、造紙法再造煙葉主流煙氣成分發(fā)現(xiàn)，造紙法再造煙葉醛類、醇類含量顯著高于天然烤煙煙葉，而有機(jī)酸、糖類、氮雜環(huán)類、氧雜環(huán)類等含量低于天然烤煙煙葉。造紙法再造煙葉在生產(chǎn)過程中，使用了丙二醇、甘油等保潤劑，在抽吸過程中，丙二醇、甘油部分轉(zhuǎn)移到煙氣中，從而導(dǎo)致造紙法再造煙葉煙氣醇類化合物含量高于天然烤煙煙葉。根據(jù)Tarora等[24]研究報道，煙氣中醛類、酮類等羰基化合物主要來源于煙葉中的碳水化合物（如纖維素等）熱裂解產(chǎn)生，造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中使用一定量的木纖維，這可能是導(dǎo)致再造煙葉產(chǎn)品中醛類含量較高的重要原因;同時外源性木纖維燃燒、裂解產(chǎn)物一定程度上會稀釋煙氣中的有機(jī)酸、糖類、氮雜環(huán)類、氧雜環(huán)類化合物，從而使這類化合物含量整體上低于天然烤煙煙葉。

2.3 烤煙煙葉、造紙法再造煙葉煙氣pH分析

經(jīng)分析，曲靖煙葉、遵義煙葉、許昌煙葉煙氣pH分別為5.50、5.73、586，國內(nèi)外造紙法再造煙葉產(chǎn)品1#～5#煙氣pH分別為607、5.47、5.53、5.28、5.63;1#國外產(chǎn)品煙氣pH顯著高于烤煙煙葉、國內(nèi)產(chǎn)品，這可能是由于1#國外產(chǎn)品煙氣中有機(jī)酸含量較低所導(dǎo)致的。煙氣pH的增加，一定程度上能提升產(chǎn)品的勁頭和滿足感，改善產(chǎn)品抽吸品質(zhì)[25-26]。

2.4 再造煙葉感官質(zhì)量評價

對比評價不同產(chǎn)品的感官質(zhì)量（表4）可見，1#國外產(chǎn)品的感官質(zhì)量最好，其香氣、煙味得分最高，而感官質(zhì)量缺陷（如木質(zhì)氣、燒紙氣，殘留等）較輕。國內(nèi)產(chǎn)品感官質(zhì)量得分有一定的差異，主要存在木質(zhì)氣、燒紙氣、灼燒干燥等方面的不足。

2.5 造紙法再造煙葉煙氣成分與感官缺陷相關(guān)性分析

基于造紙法再造煙葉煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)和感官質(zhì)量評價得分，根據(jù)余弦相似性原理[27]，分析煙氣成分和感官缺陷相關(guān)性，并結(jié)合煙葉煙氣成分驗證，初步獲得對感官木質(zhì)氣、燒紙氣產(chǎn)生負(fù)影響的成分分別為2-甲基四氫呋喃-3-酮、2，4-二羥基-2，5-二甲基-3-二氫-呋喃-3-酮、3-乙基吡啶、2，6-二甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶，對木質(zhì)氣、燒紙氣息負(fù)面影響最大的主要是呋喃酮類、吡啶類化合物。這與文獻(xiàn)報道基本一致[28-29]。

3 結(jié)論

該研究對比分析了3種香型烤煙煙葉、造紙法再造煙葉主流煙氣成分的差異，并在感官質(zhì)量評價的基礎(chǔ)上，采用余弦相似性分析煙氣成分和感官質(zhì)量相關(guān)性，研究結(jié)果表明：

（1）3種香型烤煙煙葉主流煙氣成分有較為顯著的差異，其中許昌煙葉主流煙氣中醇類、有機(jī)酸、氮雜環(huán)類化合物含量較高;遵義煙葉主流煙氣中醛類、酮類、酚類含量較高;曲靖煙葉主流煙氣中氧雜環(huán)類化合物含量分別是許昌煙葉、遵義煙葉的1.02倍、1.33倍。

（2）國外造紙法再造煙葉產(chǎn)品主流煙氣中醛類含量與國內(nèi)產(chǎn)品接近，醇類含量最高，是國內(nèi)產(chǎn)品均值的3.08倍，其他成分如有機(jī)酸、酚類、氮雜環(huán)類含量顯著低于國內(nèi)產(chǎn)品，分別僅為國內(nèi)產(chǎn)品均值的47.6%、79.2%、56.9%。國外產(chǎn)品煙氣中有機(jī)酸、糖類含量較低，這可能是其煙氣pH較高的主要原因。

（3）造紙法再造煙葉在生產(chǎn)過程中，使用了多元醇保潤劑、木纖維，導(dǎo)致造紙法再造煙葉產(chǎn)品煙氣中醇類、醛類含量顯著高于天然烤煙煙葉，同時也降低了煙氣中有機(jī)酸、糖類、氮雜環(huán)類、氧雜環(huán)類等含量。

（4）采用余弦相似性原理分析煙氣化學(xué)成分與感官質(zhì)量的相關(guān)性，初步發(fā)現(xiàn)煙氣中吡啶類、呋喃酮類化合物與感官質(zhì)量指標(biāo)中木質(zhì)氣、燒紙氣有較明顯的負(fù)相關(guān)性。

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