密集烤房變溫調(diào)控對(duì)上部煙葉香氣物質(zhì)和氨基酸含量的影響

摘要：以云煙87上部煙葉為試驗(yàn)材料，通過煙葉自動(dòng)化密集電烤箱進(jìn)行煙葉烘烤，采用烘烤比較試驗(yàn)，設(shè)置CK（當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝）、T1處理（變溫幅度±1 ℃，變溫頻率3 h）、T2處理（變溫幅度±1.5 ℃，變溫頻率5 h），探索密集烤房變溫調(diào)控對(duì)上部煙葉香氣物質(zhì)、游離氨基酸含量的影響。利用相關(guān)性分析方法對(duì)煙葉的游離氨基酸和常規(guī)化學(xué)成分進(jìn)行分析，研究煙葉烘烤變黃期變溫處理對(duì)煙葉品質(zhì)的影響。在變溫幅度為±1.5 ℃、變溫頻率為5 h的處理（T2）條件下，葉綠素降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量均為最高，分別為815.545、111.348 μg/g，有利于中性香氣物質(zhì)總量的提高。變溫幅度為±1 ℃、變溫頻率為3 h的處理（T1）條件有利于西柏烷類降解產(chǎn)物、游離氨基酸的積累，其含量分別為135.974、18 358.97 μg/g。3種工藝處理下，煙葉游離氨基酸與常規(guī)化學(xué)成分含量大體上呈顯著或極顯著相關(guān)。在38 ℃常規(guī)變黃的基礎(chǔ)上采用正弦式程序控制的溫度變化，可明顯影響煙葉品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：烤煙；烘烤工藝；溫度變化；香氣物質(zhì)；游離氨基酸

中圖分類號(hào)：TS44⁺1""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）22-0202-07

煙葉烘烤是通過設(shè)置不同的溫濕度條件進(jìn)行濕熱交換，調(diào)控?zé)熑~生理生化的變化，完成變黃、脫水、增香、干燥，進(jìn)而彰顯煙葉的質(zhì)量特色^［1-2］。在煙葉烘烤過程中，當(dāng)煙葉進(jìn)入變黃階段，香氣前體物質(zhì)會(huì)逐漸降解，同時(shí)小分子香氣物質(zhì)會(huì)不斷積累，這是改良和提高煙葉品質(zhì)的重要時(shí)期，變黃期溫濕度參數(shù)的合理設(shè)置，對(duì)煙葉香氣的形成具有關(guān)鍵性作用^［3-4］?？緹熛銡馐遣煌N具有芳香特性的香氣物質(zhì)結(jié)合起來而產(chǎn)生利于煙葉品質(zhì)的優(yōu)良結(jié)果，煙草揮發(fā)性致香物質(zhì)是形成煙葉香氣品質(zhì)的重要基礎(chǔ)，其多種香氣物質(zhì)組分的結(jié)合和含量的多少對(duì)煙葉香氣品質(zhì)和香氣類型的形成起著定性作用^［5-7］。游離氨基酸作為煙葉香氣前體物質(zhì)的一種，其在煙葉烘烤過程中可通過與糖類物質(zhì)結(jié)合生成羰-氨或醛-氨化合物，并進(jìn)一步降解轉(zhuǎn)化成具有揮發(fā)性的小分子香氣物質(zhì)，為煙葉香氣品質(zhì)的形成提供基礎(chǔ)性作用，對(duì)煙葉品質(zhì)具有重要的貢獻(xiàn)^［8-9］。因此，在煙葉烘烤過程中合理調(diào)控密集烘烤工藝參數(shù)，對(duì)煙葉香氣品質(zhì)的形成具有重要意義?？追挤嫉葘?duì)不同烘烤方式下烤煙的香氣品質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)中煙100的香氣品質(zhì)在大箱烘烤下能夠得到提升，常規(guī)掛竿烘烤則更利于NC55的香氣品質(zhì)^［10］。王愛華等關(guān)于變黃期溫度變化對(duì)煙葉香氣物質(zhì)和游離氨基酸含量影響的研究發(fā)現(xiàn)，在采用階梯升溫變黃處理?xiàng)l件下，煙葉的香氣質(zhì)可以得到提高，這有助于增加多數(shù)香氣物質(zhì)和氨基酸的含量^［11］。過偉民等對(duì)烘烤過程中煙葉的游離氨基酸與感官品質(zhì)做簡單相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，在一定條件下降低游離氨基酸含量，可協(xié)調(diào)烤煙的感官品吸感受^［12］。陳頤等探索烘烤過程中煙葉的游離氨基酸組分含量以及轉(zhuǎn)氨酶活性的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)游離氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和棕色化產(chǎn)物的產(chǎn)生受煙葉成熟度的影響較大^［13］。傳統(tǒng)普通烤房烤煙，依靠燃煤和木材自然燃燒，烤房內(nèi)溫度受燃料燃燒特性的影響，經(jīng)常出現(xiàn)固定變黃溫度周期性浮動(dòng)變化，與現(xiàn)代烤煙控制儀燃料鼓風(fēng)燃燒控溫具有明顯區(qū)別。而煙葉致香物質(zhì)和游離氨基酸含量的變化受優(yōu)化后密集烘烤工藝影響的研究鮮有報(bào)道?；诖?，本試驗(yàn)以云南滄源煙區(qū)當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩N云煙87為研究對(duì)象，在煙葉烘烤變黃期主變黃溫度38 ℃的基礎(chǔ)上，采用變黃變溫處理，研究上部煙葉香氣物質(zhì)和游離氨基酸含量對(duì)品質(zhì)的影響，以期為提高密集烘烤烤后煙葉的品質(zhì)并優(yōu)化上部煙葉的烘烤工藝提供理論依據(jù)。

1"材料與方法

1.1"試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2022—2023年在云南省臨滄市滄源縣團(tuán)結(jié)村進(jìn)行。試驗(yàn)大田土壤為磚紅土，前茬作物為玉米，土壤肥力整體均勻，處于中上等水平。以烘烤特性較好的烤煙品種云煙87為試驗(yàn)材料，選取采收成熟度、葉片大小及部位一致的上部煙葉。煙株大田管理措施遵循煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，所有農(nóng)事操作均在同一天進(jìn)行。試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)有3臺(tái)自動(dòng)化煙葉烘烤箱，烤箱容量可裝煙葉鮮重165～195 kg，裝煙葉1 100～1 300張。烤后煙葉除去葉基、葉尖、主脈，碾磨成粉末后過60目篩，用于中性香氣物質(zhì)和游離氨基酸含量的測(cè)定。

1.2"試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用烘烤比較試驗(yàn)，設(shè)置常規(guī)烘烤、變溫烘烤2類共3個(gè)處理，在烘烤變黃期主變黃溫度38 ℃的基礎(chǔ)上進(jìn)行正弦式程序變溫，3種烘烤工藝試驗(yàn)處理見圖1。其中，CK：以云南當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝處理，煙葉主變黃溫度為38 ℃；T1處理：在主變黃溫度38 ℃的基礎(chǔ)上進(jìn)行變溫幅度±1 ℃、變溫范圍37～39 ℃、變溫頻率3 h的正弦式程序變溫，其他按當(dāng)?shù)睾婵竟に囘M(jìn)行；T2處理：在主變黃溫度38 ℃的基礎(chǔ)上進(jìn)行變溫幅度±1.5 ℃、變溫范圍36.5～39.5 ℃、變溫頻率5 h的正弦式程序變溫，其他按當(dāng)?shù)睾婵竟に囘M(jìn)行。取樣結(jié)束后，空出的煙葉間隙用適量麻布補(bǔ)回，避免由于裝煙密度變化引起干濕球溫度和煙葉間風(fēng)速的變化而最終影響煙葉的烘烤效果。

1.3"測(cè)定項(xiàng)目與方法

中性香氣物質(zhì)：參照劉鉆福等的方法^［14］測(cè)定。

游離氨基酸：參照周蕓等的方法^［15］測(cè)定。

常規(guī)化學(xué)成分：煙堿含量參照張帥濤等的方法^［16］測(cè)定，總氮含量參照謝丹鳳等的方法^［17］測(cè)定，水溶性總糖、還原糖的含量參照賴佳鑫等的方法^［18］測(cè)定，鉀含量參照YC/T 217—2007《煙草及煙草制品"鉀的測(cè)定"連續(xù)流動(dòng)法》^［19］測(cè)定，氯含量參照王興松等的方法^［20］測(cè)定，淀粉含量參照王紅剛等的方法^［21］測(cè)定。

感官評(píng)吸：由云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司的5位感官評(píng)吸專家參照YC/T 530—2015《烤煙"煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色感官評(píng)價(jià)方法》^［22］對(duì)烤后煙葉樣品進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.4"數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016、Origin 2021、DPS 7.0.5、Photoshop 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、繪圖和統(tǒng)計(jì)分析。

2"結(jié)果與分析

2.1"變溫調(diào)控對(duì)中性香氣物質(zhì)含量的影響

2.1.1"葉綠素降解產(chǎn)物

圖2結(jié)果顯示，3個(gè)工藝處理烤后煙葉葉綠素降解產(chǎn)物中并未檢測(cè)到植醇的存在；T2處理的新植二烯含量（815.545 μg/g）顯著高于其他2個(gè)處理，CK的新植二烯含量最低。由此可見，T2處理有利于葉綠素降解，可促進(jìn)葉綠素降解產(chǎn)物的積累。

2.1.2"類胡蘿卜素降解產(chǎn)物

從表1可以看出，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物β-大馬酮、法尼基丙酮、2，6-壬二烯醛含量均以T1處理顯著最低，CK最高。T2處理的樣品中，β-二氫大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、巨豆三烯酮4、3-羥基-β-二氫大馬酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮這些物質(zhì)的含量明顯高于其他2個(gè)處理。芳樟醇、香葉基丙酮含量在各處理間存在顯著差異，以T2處理最低，分別為0、2.775 μg/g。在T1、T2處理烤后煙葉中均未檢測(cè)到β-環(huán)檸檬醛的存在。綜合分析認(rèn)為，T2處理的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量最高，更有利于類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的積累。

2.1.3"美拉德反應(yīng)產(chǎn)物

由圖3可知，T2處理的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量均最低，其中糠醛、3，4-二甲基-2，5呋喃、糠醇含量及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量均表現(xiàn)出T2lt;T1lt;CK，且在各處理間存在顯著差異；5-甲基糠醛、愈創(chuàng)木酚含量則表現(xiàn)為T2lt;CKlt;T1。綜合來看，T1、T2處理烤后煙葉的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量均較少，2個(gè)處理均不利于美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的積累。

2.1.4"苯丙氨酸類降解產(chǎn)物

由圖4可知，T1處理煙葉中的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量最低。此外，苯乙醛、苯乙醇、苯甲醇含量及苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量均表現(xiàn)出CKgt;T2gt;T1，其中T1處理顯著低于其余2個(gè)處理。由此可見，與CK相比，T1、T2處理的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物不能有效積累。

2.1.5"西柏烷類降解產(chǎn)物

由圖5可知，3個(gè)工藝處理烤后煙葉中均只檢測(cè)到茄酮這1種西柏烷類降解產(chǎn)物。茄酮含量以T1處理最高（135.974 μg/g），其次是T2處理，CK最低，各處理間差異顯著；可知T1處理更有利于香氣物質(zhì)西柏烷類降解產(chǎn)物的積累。

2.2"變溫調(diào)控對(duì)游離氨基酸含量的影響

由表2可知，3種不同工藝處理烤后煙葉游離氨基酸物質(zhì)含量大小趨勢(shì)表現(xiàn)一致，整體以亞氨基酸中的脯氨酸（Pro）含量最高，占游離氨基酸總量的81.6%～85.0%；其次為脂肪族氨基酸中的丙氨酸（Ala）；含量最低的為脂肪族氨基酸中的蛋氨酸（Met），在游離氨基酸總量中占比為0.02%～0.03%，含量次低的為脂肪族氨基酸中的異亮氨酸（Ile）。除絲氨酸外，同一種游離氨基酸含量在不同工藝處理間差異均較為明顯。其中，烤煙中蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、纈氨酸（Val）、異亮氨酸（Ile）、色氨酸（His）、精氨酸（Arg）含量的表現(xiàn)為 T1gt;T2gt;CK，各處理間存在顯著性差異。胱氨酸（Cys）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、賴氨酸（Lys）、組氨酸（Trp）含量方面，T1處理顯著高于另外2個(gè)處理，T2處理含量最低。脯氨酸（Pro）在含量T1、T2處理之間無顯著差異，以CK最低。總體而言，T1處理的游離氨基酸總含量最高，表明T1處理能夠促進(jìn)可溶性蛋白質(zhì)的降解，更有利于游離氨基酸的積累。

2.3"烤煙游離氨基酸與常規(guī)化學(xué)成分的相關(guān)性分析

對(duì)烤后煙葉游離氨基酸含量和常規(guī)化學(xué)成分做相關(guān)性分析。由圖6-A可知，CK煙葉總糖、煙堿含量均與Gly、Ala、Cys、Ile、Tyr、His含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；還原糖含量與Gly、Cys、Ile含量呈顯著正相關(guān)，與其他游離氨基酸間均呈正相關(guān)關(guān)系；總氮與各個(gè)游離氨基酸含量之間沒有顯著相關(guān)性；氯含量與Asp含量呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著；鉀含量與Gly、Ala、Tyr、His含量之間呈顯著或極顯著正相關(guān)；淀粉只與Gly、Cys含量之間呈顯著正相關(guān)，與其他游離氨基酸含量間均呈不顯著正相關(guān)。由圖 6-B 可知，T1處理下，煙葉總糖、還原糖、總氮、淀粉含量均與游離氨基酸含量呈正相關(guān)；氯含量與游離氨基酸含量呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著；煙堿含量與Ala、Val、Met、Phe、Lys、Trp、 Pro及游離氨基酸總量之間呈顯著正相關(guān)，與Leu含量呈顯著負(fù)相關(guān)。由圖6-C可知， T2處理下，煙葉總糖、還原糖、總氮、煙堿含量均與游離氨基酸含量呈正相關(guān)，其中除總氮含量與Trp含量之間沒有顯著相關(guān)性外，總糖、還原糖、總氮含量均與Ala、Asp、Thr、Ser、Val、Leu、His、Trp、Arg、Pro及游離氨基酸總量之間呈顯著或極顯著相關(guān)性；鉀、氯含量均與Asp、Leu、His、Trp含量之間呈顯著或極顯著正相關(guān)。

2.4"變溫調(diào)控對(duì)感官評(píng)吸的影響

由表3可知，T1處理下，香氣質(zhì)、柔細(xì)度、余味、雜氣、刺激性這5個(gè)評(píng)吸指標(biāo)的得分均最高；T2處理下，除刺激性指標(biāo)得分較高，香氣量、燃燒性、灰色指標(biāo)得分一致外，其余各評(píng)吸指標(biāo)得分均最低 ?？傮w而言，T1處理的煙支甜度好、香氣質(zhì)好、成熟煙香顯露，整體質(zhì)量較好；CK煙支濃度稍高，甜度稍欠，柔細(xì)度稍差，刺激性稍大，整體質(zhì)量一般；T2處理的煙支甜度、潤度稍差，濃度也稍低，雜氣、余味較差，整體質(zhì)量稍差。

3"討論

煙葉烘烤是一種用于處理煙葉的方法，可以人為調(diào)控特定環(huán)境，進(jìn)行干燥和生理生化影響，以彰顯煙葉的質(zhì)量特色^［23-24］。在煙葉烘烤過程中，伴隨著香氣前體物降解和美拉德反應(yīng)的發(fā)生，通過合理調(diào)控變黃期的溫濕度，可以有效推動(dòng)煙葉香氣前體物的充分降解轉(zhuǎn)化和煙葉香氣成分的產(chǎn)生^［25-26］。游離氨基酸在煙草香味物質(zhì)的形成過程中發(fā)揮重要作用。若煙葉內(nèi)含有較多的氨基酸，則煙氣刺激性過大，帶有苦澀感；若煙葉內(nèi)的氨基酸含量極低，則抽吸時(shí)平淡無味，無法獲得滿足感；一定含量的氨基酸可增加煙氣的豐富度和勁頭^［27-28］。本研究結(jié)果表明，不同烘烤工藝處理下，煙葉中性香氣物質(zhì)、游離氨基酸、常規(guī)化學(xué)成分、烤后煙葉感官評(píng)吸結(jié)果差異較大，這與李曉輝等的研究結(jié)果^［29-30］相符。

本研究結(jié)果表明，相對(duì)于其他2個(gè)處理方式，T2處理煙葉的葉綠素降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的含量更高，這與張燁等的研究結(jié)果^［31-32］相似。3個(gè)工藝處理下，煙葉均未檢測(cè)到植醇這一葉綠素降解產(chǎn)物。王念磊等的研究表明，由于烤煙品種不同，葉綠素含量、葉綠素降解產(chǎn)物種類也不同^［33］。T2處理的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量均最低，糠醛、3，4-二甲基-2，5呋喃、糠醇含量及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量大小表現(xiàn)為T2lt;T1lt;CK，T1、T2處理烤后煙葉美拉德反應(yīng)產(chǎn)物物質(zhì)含量均較少，可能與可溶性蛋白質(zhì)的降解和游離氨基酸的積累有關(guān)，這與向海英等的研究結(jié)果^［9］一致。3個(gè)工藝處理下，烤后煙葉中均只檢測(cè)到茄酮這一西柏烷類降解產(chǎn)物，說明西柏烷類降解產(chǎn)物與不同烤煙品種有關(guān)，這與王念磊等的研究結(jié)果^［33］一致。相較于CK、T2處理， T1處理更有利于香氣物質(zhì)西柏烷類降解產(chǎn)物的積累。3種工藝處理下，烤后煙葉游離氨基酸物質(zhì)含量趨勢(shì)表現(xiàn)一致，整體以亞氨基酸中的脯氨酸（Pro）含量最高，在游離氨基酸總量中占81.6%～85.0%，這與賈國濤等的研究結(jié)果^［34］一致。含量最低的為脂肪族氨基酸中的蛋氨酸（Met），在游離氨基酸總量中占0.02%～0.03%，這與陳頤等的研究結(jié)果^［13］相符。T1處理的游離氨基酸總含量最高，表明T1工藝條件能夠促進(jìn)可溶性蛋白質(zhì)的降解，更有利于游離氨基酸的積累，這與陳頤等的研究結(jié)果^［35］一致。不同烘烤工藝處理下，煙葉游離氨基酸含量與常規(guī)化學(xué)成分含量大體上呈顯著或極顯著正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，二者關(guān)系較為密切，這與董洪旭等在不同生態(tài)區(qū)域總糖、還原糖、鉀含量、糖堿比與大部分游離氨基酸含量呈負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果^［36］相似。游離氨基酸含量對(duì)煙葉品質(zhì)有重要影響，分析3種不同工藝處理對(duì)感官評(píng)吸的影響，以T1處理的烤后煙葉綜合得分最高。鄧國賓等的研究也顯示，蛋氨酸、精氨酸、酪氨酸、甘氨酸、異亮氨酸含量在一定范圍內(nèi)提高后，會(huì)對(duì)煙葉品質(zhì)產(chǎn)生積極影響，煙葉總體品質(zhì)會(huì)得到改善^［37］。

4"結(jié)論

在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝主變黃溫度38 ℃的基礎(chǔ)上，通過不同變溫幅度和變溫頻率參數(shù)的設(shè)置，對(duì)變黃期煙葉進(jìn)行2個(gè)變黃變溫處理。本研究認(rèn)為，通過對(duì)密集烤房烘烤變黃期變溫幅度和變溫頻率的合理調(diào)控，可明顯影響烤后煙葉中性香氣物質(zhì)、游離氨基酸含量及煙葉品質(zhì)。變溫幅度為±1.5 ℃、變溫頻率為5 h的處理?xiàng)l件，有助于增加煙葉中葉綠素降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、中性香氣物質(zhì)的總量。在變溫幅度為±1 ℃、變溫頻率為3 h的處理?xiàng)l件下，有利于西柏烷類降解產(chǎn)物、游離氨基酸的積累，且感官評(píng)吸整體質(zhì)量較好。有關(guān)密集烤房烘烤過程中香氣物質(zhì)和游離氨基酸的分子機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

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