張相輝,關體青,陶 冶,蘇丹丹,張文軍,熊 珍
(1.黑龍江煙草工業(yè)有限責任公司,黑龍江 哈爾濱 150001;2. 中煙施偉策(云南)再造煙葉有限公司,云南 玉溪 653100)
【研究意義】香氣物質是反應煙葉質量的重要因素之一,其組成和含量會影響煙葉的香氣量、香氣質和香型,從而影響煙葉在卷煙中應用。津巴布韋出產的煙葉是世界知名的好煙葉,其特點主要體現在油分足、香氣獨特飄逸、刺激性小,在卷煙配方中調香、調味效果好,是中式卷煙不可或缺的重要原料。云南煙葉是中國具有代表性的清香型煙葉風格產區(qū),清香型烤煙產品燃吸后具有沁人心脾的清甜香,具有突出的青草清香芬芳氣味,使人感到愉悅。在工業(yè)生產卷煙配方中具有調香、調味和提質的功能,是高級卷煙的重要原料之一[1-2]。因此比較云南煙葉與津巴布韋煙葉在香氣成分上的差異,有針對性的提升國煙葉的品質是十分必要的?!厩叭搜芯窟M展】有關國產煙葉與津巴布韋煙葉在香氣成分上的差異,已有學者開展了大量的研究[3-6],趙銘欽等[3]比較河南、湖南等5大優(yōu)質烤煙主產區(qū)的煙葉與津巴布韋煙葉,認為不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境的差異,煙葉致香物質含量差異明顯,并形成不同產地煙葉獨特風格。云南作為國內的重要產煙區(qū),其生態(tài)環(huán)境得天獨厚,與津巴布韋較為接近,逄濤等[7-8]比較了云南省新煙區(qū)煙葉與津巴布韋不同煙區(qū)煙葉致香成分,認為津巴布韋煙葉酮類、醛類、雜環(huán)類含量明顯高于新煙區(qū)煙葉。邵巖等[9-10]通過對云南和津巴布韋烤煙致香物質的相似性分析和含量差異研究,認為云南煙葉的中部煙葉與津巴布韋煙葉在主要致香物質的相似度最高。這些研究多采用常規(guī)的水溶劑或結合蒸餾萃取的方法,集中分析不同種類煙葉香氣成分含量的差異?!颈狙芯壳腥朦c】通過對比典型云南清香型煙葉與津巴布韋煙葉的香氣成分,篩選可以表征津巴布韋煙葉的特征香氣,以其具體數值來描述香氣,而不再是單純的通過抽吸等依靠人為感官來評價,極大地提高了感官評價結果的可靠性和重現性?!緮M解決的關鍵問題】這種香氣成分的篩選方法也可用于分析其他種類煙葉的香氣特征,為其它煙葉的特征香氣成分篩選和香氣風格確定提供一種思路和方法。
供試材料:紅大煙葉8個,津巴布韋煙葉4個,K326煙葉8個,均取樣于某再造煙葉公司原料庫,所有樣品均在(40±1) ℃的烘箱中烘干4 h,用粉碎機粉碎,過40目篩,過篩樣品密封備用。
主要儀器:粉碎機(北京中興偉業(yè)儀器有限公司),同時蒸餾萃取裝置[中煙施偉策(云南)再造煙葉有限公司自制],GC7890B/MS 5977 氣相色譜/質譜聯用儀(美國Agilent 公司),旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)。
分析試劑:檸檬酸、磷酸氫二鈉、無水硫酸鈉、磷酸、乙醇、二氯甲烷、乙酸苯乙酯,均為分析純試劑(國藥集團)。
1.2.1 煙草中香味物質的提取 參考相關文獻[11-13],采用兩步SDE法測定煙草中游離態(tài)、結合態(tài)致香成分,稱取煙樣5.00 g置于500 mL兩口圓底燒瓶中,加入250 mL pH值 5.59檸檬酸磷酸鹽緩沖溶液;另取50 mL二氯甲烷置于250 mL圓底燒瓶中,加0.10 mL內標溶液。同時蒸餾萃取4 h。取出二氯甲烷瓶,得到游離態(tài)致香成分。
在煙樣瓶中補水至約250 mL,加12.85 mL 3 mol·L-1H3PO4溶液,調節(jié)緩沖溶液的pH值至2.5;另取50 mL二氯甲烷置于250 mL圓底燒瓶中,加0.10 mL內標溶液。同時蒸餾萃取4 h。取出二氯甲烷瓶,得到結合態(tài)致香成分。
向二氯甲烷溶液中加無水硫酸鈉干燥至少2 h,40 ℃常壓濃縮至1 mL,進行GC-MS分析。
1.2.2 GC-MS分析條件 GC條件:HP-5MS[30 m×0.25 mm(id)×0.25 μm]毛細管色譜柱:載氣He,流速1.0 mL·min-1;進樣口溫度250 ℃;進樣量1 μl,分流比:10∶1;程序升溫:初溫50 ℃,保持2 min,以3 ℃·min-1升到200 ℃,保持2 min,再以6 ℃·min-1升到260 ℃,保持5 min。
MS條件:質譜檢測器:傳輸線溫度280 ℃;離子源溫度230 ℃;四級桿溫度:150 ℃;電磁源EI;電離能70 ev;質量數33~550 amu;質譜掃描方式:全掃描(SCAN);溶劑延遲:3.5 min。MS譜庫:NIST2.0.假定相對校正因子為1,內標法定量。
1.2.3 數據統(tǒng)計與分析 分別應用MINITAB17 和IBM SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析及LSD法多重比較分析。
在不同類型煙草樣品中共檢測到55種游離態(tài)香氣成分,遠高于蘇菲等[11]檢測定量得到27種游離態(tài)中性香氣成分。究其原因與選取原料及測定過程中提取溶劑、分析條件等差異有關。
由表1可見,對比3種煙葉的游離態(tài)香氣成分含量,津巴布韋煙葉中含量最高的游離態(tài)香氣成分共有21種,其中酮類(3種)、醇類(4種)、醛類(6種)、酚類(1種)、酯類及內酯類(4種)、雜環(huán)類(1種)和烯烴類(1種)。
表1 不同煙葉品種的游離態(tài)香氣成分Table 1 Free aroma components of different kinds of tobacco
續(xù)表1 Continued table 1
經多重比較分析,津巴布韋煙葉游離態(tài)香氣成分含量最高,且與其它2種煙葉間有顯著性差異的成分共有11種,包含酮類(2種)、醛類(3種)、酯類及內酯類(3種)、醇類(2種)及烯烴類(1種)。
結合香氣成分的含量對比和多重比較分析結果可知,能呈現津巴布韋特征香氣的游離態(tài)成分如表2。
表2 津巴布韋游離態(tài)特征香氣成分Table 2 Free typical aroma components of Zimbabwe tobacco
用兩步法SDE-GC-MS檢測方法,從煙葉樣品中共檢測到67種結合態(tài)致香成分。與游離態(tài)香氣成分一樣,相比于蘇菲等[11]檢測定量得到30種糖苷結合態(tài)中性香氣成分,檢測到的結合態(tài)香氣成分更多,與其研究結果一致的是檢測得到的結合態(tài)香氣成分種類均大于游離態(tài)香氣。
由表3可見,與其他3類煙葉比較,津巴布韋煙葉中含量最高的結合態(tài)致香成分有34種,包含酮類(11種)、醇類(4種)、醛類(9種)、酚類(2種)、酯類及內酯類(4種)、雜環(huán)類(3種)及烯烴類(1種)。
表3 不同類型煙草結合態(tài)香氣成分Table 3 Combined aroma components of different kinds of tobacco
經多重比較分析,津巴布韋煙葉中含量最高且與其他3種煙葉之間有顯著性差異的成分共有22種,包含酮類(6種)、醇類(2種)、醛類(9種)、酯類及內酯類(5種),這22種香氣成分共同構成了津巴布韋的獨特香氣特征(表4)。
續(xù)表3 Continued table 3
續(xù)表3 Continued table 3
表4 津巴布韋結合態(tài)特征香氣成分Table 4 Combined typical aroma components of Zimbabwe tobacco
續(xù)表4 Continued table 4
經過兩步法進行香氣成分的提取,共得到55種游離態(tài)香氣成分和67種結合態(tài)香氣成分,結合態(tài)香氣成分比游離態(tài)香氣成分多,蘇菲等[12]也有相同的結果。
其中,游離態(tài)香氣成分中酮類、醇類、醛類、酯及內酯類的種類較多,逄濤等[8]的研究也有相同結果。螺巖蘭草酮的含量差異最為突出,其在津巴布韋煙葉中的含量約為云南煙葉的2~8倍。反-2,順-6-壬二烯醛在津巴布韋煙葉中的含量約為云南煙葉的2倍以上,趙銘欽[3]也有相同結果。但與常規(guī)研究結果[7-10]不一樣的是,新植二烯作為凸顯清香風格的香氣成分,其在云南煙葉中的含量多高于津巴布韋,通過研究,津巴布韋煙葉中的新植二烯含量明顯高于云南煙葉,究其原因與選取的煙葉樣本種類或種植年份的不同有關。
與游離態(tài)香氣成分一樣,相比于蘇菲等[11]檢測定量得到30種糖苷結合態(tài)中性香氣成分,檢測到的結合態(tài)香氣成分更多,究其原因與選取原料及測定過程中提取溶劑、分析條件等差異有關。其中,以酮類、醛類香氣成分最多,其次是醇類、酯類及內酯類[18]。逄濤等[7-8]、邵巖等[10]也有相同的研究結果。
通過津巴布韋煙葉與典型云南煙葉的致香成分比較,篩選出4-羥基-β-二氫大馬酮、螺巖蘭草酮等11種特征游離態(tài)香氣成分,和1,2-環(huán)己二酮、大馬士酮、巨豆三烯酮等22種特征結合態(tài)香氣成分,這些篩選出的香氣成分共同呈現出津巴布韋煙葉焦甜香、烤甜香、香氣醇和、飄逸感強、煙香豐滿、少有雜氣和刺激性、余味干凈、口腔生津回甜的香氣特征。