烟丝添加葡萄糖对白肋烟主流烟气中性香气成分含量的影响
作者：周瑢 陈茜 孔浩辉 姚佳祎 甘峰 来源：《农业与技术》2013年第11期
摘 要：采用GC/MS法对白肋烟添加不同浓度的葡萄糖后主流烟气中性香气成分进行定性定量分析，比较了加糖前后烟气成分含量的变化。结果表明：烟气中中性香气成分的种类变化不大，但是香气成分的含量变化明显。大部分中性香气成分的含量都随着加糖浓度的增加呈现出先增加后减小的变化趋势，并且在加糖浓度为3%或5%时含量达到最大值，植醇和金合欢醇的含量随着加糖浓度的增加逐渐减小，β-金合欢烯和香叶基香叶二烯的含量则呈现出逐渐增大的变化趋势。
关键词：白肋烟；葡萄糖；香气成分；含量变化 中图分类号：TS411. 1 文献标识码：A
白肋烟是混合型卷烟生产中的重要原料[1]，白肋烟与烤烟相比生物碱和总氮含量偏高，中性香气成分中的类胡萝卜素降解产物和西柏烷类降解产物的含量也偏高，糖类和氨基酸降解产物含量就显得较低[2-4]。早在1971年，Demole[5]等就对白肋烟中的香味物质进行了分析，经过分馏和气相色谱/质谱等分离分析技术，共鉴定出了193种化学成分，其中81种为新鉴定的烟草化学成分，其中许多物质都显示出香味特性，包括可以明显增加卷烟香气和吸味的大马酮和二氢大马酮。除此之外，β-紫罗兰酮，茄酮，巨豆三烯酮，金合欢基丙酮，糠醛，苧烯等也是白肋烟烟气中重要的香气成分[6]。它们各自具有不同的香气特征，在改善香气质，调和卷烟口味，醇和烟气味的刺激性等方面起着重要作用，因此如何提高卷烟烟气中的香气成分含量对于卷烟品质的提高至关重要[7-8]。
近年来，卷烟降焦减害造成香气品质下降的问题日益突出[6]。为了保证吸烟气的香味，就需要通过添加香料来弥补降焦过程中损失的香气，而糖类是生产生活中非常常见的一类有机化合物，在卷烟降焦生产中对烟丝添加不同种类的糖既符合降低卷烟焦油含量的要求，又补充了烟气中不可或缺的香气物质，因此，糖类物质在卷烟加香加料研究中起到了重要作用。本文主要针对白肋烟添加葡萄糖后中性香气成分含量的变化进行了定性定量分析，通过分析不同加糖浓度香气成分含量的改变，得出最佳的加糖方案，为改善白肋烟烟气品质和提高加香加料技术提供参考。 1 材料与方法 1.1 材料，试剂与仪器
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白肋烟样品为四川达州中浅红棕66号。
葡萄糖（分析纯，广州化学试剂厂）；二氯甲烷（色谱纯，CNW Technologies GmbH）；去离子水。
TurboMass气相色谱-质谱联用仪（Perkin Elmer Clarus 600）；吸烟机（CERULEAN SM450）；HY-5回旋式振荡器（江苏金域国胜实验仪器厂）；分析天平（Sartourius CP224S，Max=220g，d=0.1mg）；旋转蒸发仪（BUCHI Rotavapor R-ZIS）。 1.2 实验方法 1.2.1 样品加料与准备
依次称量15.000g烟丝样品6份，其中1份样品作为空白对照。分别称取占烟丝干重1%、3%、5%、7%、9%的葡萄糖5份，取5mL二次水使其充分溶解后分别均匀喷洒于5份烟丝样品。将加糖的烟丝搅拌均匀后在室温下放置晾干。将上述烟丝用手工卷烟机卷制成烟支（每支烟丝含量为0.7g左右），将制备好的烟支放恒温恒湿箱内（22℃±1℃和60%±2%相对湿度）平衡48h。将平衡好的烟支称重，挑取质量为均重±0.02g的烟支。 1.2.2 卷烟烟气总粒相物的捕集
将剑桥滤片装进烟气捕集器，按照GB-T19609-2004规定的标准抽吸条件抽吸平衡好的烟支，用直径45 mm剑桥滤片捕集5支卷烟主流烟气粒相物（TPM），卷烟抽吸完后，空吸5口，让主流烟气自由沉积30s，然后迅速将捕集粒相物的剑桥滤片取出，折叠，放入50mL锥形瓶中，并用1/4的剑桥滤片擦拭捕集器也放入锥形瓶中，依次加入30mL二氯甲烷萃取液和1mL，200ppm的乙酸苯乙酯（内标）的二氯甲烷溶液，室温下振荡萃取30min，静置10min。将萃取液倒入旋转蒸发瓶中，蒸发浓缩至1mL，取上层清液用0.45um微孔有机滤膜过滤，滤液进行 GC /MS分析。
1.2.3 白肋烟烟气中重要香气成分的分离与分析
采用美国Perkin Elmer气质联用仪对处理好的烟气样品进行定量分析。GC/MS条件：色谱柱：DB-5MAS （50 m×0.25 mm i.d.×0.25 um d.f.）毛细管柱；进样温度：280 ℃；载气：He；进样量：1uL；分流比：50：1；程序升温：40℃时保持5 min，以1 ℃/min速率升温至100 ℃；以 2 ℃/min 速率升温至210 ℃，以6 ℃/min速率，升温至280 ℃，保持10 min；溶剂延迟：3.5 min；传输线温度：280 ℃；电离方式：EI；离子源温度：230 ℃；电离能量：70 eV；扫描范围：30～350 amu。采用NIST谱库检索定性，采用内标法定量分析。 2 结果与分析
2.1 不同加糖浓度对于白肋烟烟气中酮类香气成分的影响
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酮类是烟气中性成分最主要的组成物质，烟草中酮类物质主要是由西柏烯的降解、类胡萝卜素的降解、Amadori化合物的降解形成。 茄酮主要来源于西柏烯类物质的降解，它具有新鲜胡萝卜样的香味，能够增加烟草香，使烟气丰满又醇和细腻。表1中列出了不同加糖浓度下检测到的酮类香气成分的含量，结果以每克烟丝中所含香气成分含量来表示，结果表明：茄酮的含量随加糖浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势，并在加糖浓度为3%时，茄酮的含量达到最大。同样地，来源于胡萝卜素的降解巨豆三烯酮和β-大马酮，以及其他酮类香气成分金合欢基丙酮，3，4-脱氢-β-紫罗兰酮，苯乙酮等香气成分的含量也呈现出类似于茄酮的变化趋势，且均在3%或5%的加糖浓度时成分含量达到最大值。有相同变化趋势的还有环戊烯醇酮类香气成分。
表1 不同加糖浓度下白肋烟烟气中酮类香气成分含量变化表 （μg/g） 保留时间 名称 空白 1% 3% 5% 7% 9%
13.44 2-环戊烯-1-酮 2.28 2.51 5.14 1.82 1.93 1.47 20.02 2-甲基-2-环戊烯-1-酮 4.07 4.35 6.65 3.77 3.21 2.37 26.93 3-甲基-2-环戊烯-1-酮 1.73 1.83 3.12 2.06 2.12 1.75 23.63 3，4-二甲基-2-环戊烯酮 0.36 0.33 0.82 0.42 0.37 0.27 36.00 2，3-二甲基-2-环戊烯-1-酮 2.16 2.55 3.45 3.00 2.75 2.33 44.65 3-异丙基-2-环戊烯-1-酮 0.04 0.83 1.25 0.62 0.87 0.77 34.77 甲基环戊烯醇酮 2.87 2.87 5.61 5.41 5.21 4.84 10.49 环戊酮 1.21 1.21 1.49 0.87 0.77 0.67 14.76 3-甲基环戊酮 0.23 0.58 0.93 0.78 0.91 0.94 14.09 2-甲基环戊酮 0.30 0.79 1.09 0.49 0.33 0.31 77.59 茄酮 14.01 14.15 15.48 12.54 11.21 11.50 92.10 巨豆三烯酮a - 0.42 0.48 0.42 0.27 0.30 96.13 巨豆三烯酮c 0.33 0.77 0.80 1.21 0.86 0.88 93.33 巨豆三烯酮b 1.05 1.02 1.30 1.42 1.00 1.18
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95.45 β-大马酮 0.51 0.75 0.72 0.90 0.69 0.67 111.97 金合欢基丙酮 2.09 2.51 2.37 2.23 2.05 2.08 96.40 3，4-脱氢-β-紫罗兰酮 0.35 0.34 0.40 0.33 0.35 0.27 40.16 苯乙酮 0.56 0.52 0.97 0.78 0.66 0.59 6.12 2，3-戊二酮 1.64 3.50 3.92 3.34 4.32 4.53 注：表中“-”代表未检出。
2.2 不同加糖浓度对于白肋烟烟气中醛类香气成分的影响
醛类分为脂肪族醛类和芳醛类2种香气成分类型。其中苯甲醛是由苯丙氨酸降解产生，具有杏仁香，樱桃香和甜香[1]。如表所示（表2）醛类物质含量随加糖浓度的增大呈现出先增加后减小的变化趋势，且在加糖浓度为5%时含量达到最大，与苯甲醛呈现出相同变化趋势的还有糖的降解产物糠醛，以及其他一些有特殊植物香韵的脂肪醛类物质，如2-甲基丁醛，3-甲基丁醛，丁烯醛，戊醛等。
表2 不同加糖浓度下白肋烟烟气中醛类香气成分含量变化表（μg/g） 保留时间 名称 空白 1% 3% 5% 7% 9% 26.69 苯甲醛 0.26 0.40 0.47 0.33 0.35 0.37 5.07 3-甲基-丁醛 1.79 2.19 2.23 1.46 1.39 1.32 5.27 2-甲基丁醛 1.67 2.15 2.15 1.50 1.42 1.41 13.38 2-糠醛 0.55 0.92 0.84 0.54 0.58 0.57
34.13 2-乙烯基-2-丁烯醛 0.12 0.21 0.54 0.47 0.47 0.36 44.14 戊醛 0.87 1.02 2.46 0.84 0.99 1.05
2.3 不同加糖浓度对于白肋烟烟气中醇类香气成分的影响
醇类也是卷烟烟气中一类重要成分，它们在卷烟中的作用在许多方面类似于酮类。此类物质通常具有植物花香香韵。结果表明（表3），在检测到的4种醇类物质中，植醇和金合欢醇的含量随着加糖浓度的增加而逐渐减小，而加入不同浓度的葡萄糖后，香叶醇和高芳樟醇的含量略微有所增加，但是这种含量的变化并不明显。
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表3 不同加糖浓度下白肋烟烟气中醇类香气成分含量变化表（μg/g） 保留时间 名称 空白 1% 3% 5% 7% 9%
108.29 植醇 198.53 186.45 171.96 138.45 125.16 130.64 113.21 香叶醇 0.95 1.01 1.12 1.26 1.03 0.98 82.97 高芳樟醇 0.26 0.29 0.28 0.25 0.23 0.21 111.72 金合欢醇 3.82 3.57 3.24 3.14 3.19 3.44
2.4 不同加糖浓度对于白肋烟烟气中萜烯类香气成分的影响
萜烯类物质包括单环萜烯类和开链萜烯类物质。结果表明（表4），其香气类型主要以植物香气为主，随着加入葡萄糖浓度的逐渐增加，β-金合欢烯和香叶基香叶二烯的含量逐渐增大，且在加糖浓度为3%时，烟气分析中检测到罗勒烯，其他加糖浓度并未检测到此物质。单环萜烯类物质苧烯有柑桔香气，其含量随加糖浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势，并在加糖浓度为3%时，苧烯的含量达到最大。
表4 不同加糖浓度下白肋烟烟气中萜烯类香气成分含量变化表（μg/g） 保留时间 名称 空白 1% 3% 5% 7% 9% 38.05 罗勒烯 - - 0.27 - - -
85.11 β-金合欢烯 0.44 0.31 0.22 0.24 0.47 0.54 113.81 α-金合欢烯 6.03 5.31 4.62 4.75 4.12 4.16 129.15 香叶基香叶二烯 2.49 1.99 1.73 2.11 4.43 1.17 35.33 苧烯 7.50 7.36 11.27 2.84 1.81 0.89 注：表中“-”代表未检出。
2.5 不同加糖浓度对于白肋烟烟气中性香气成分总量的影响
香味物质有多种分类方法，如按化学功能团分类，按香味前体物分类和按2者混合分类。为了便于分析，在此采用了按化学功能团分类[13]。将检测到的烟气中中性香气成分分为4大类：酮类（环戊酮、环戊系统类，其他）、醛类（芳醛、脂肪醛）、萜烯类（开链萜烯类和单环萜烯类）和醇类。可以看出（表5），仅就各种类型的中性香气成分总量而言，醇类>酮类>
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萜烯类>醛类。除了醇类物质以外，其他类型的香气成分总量都随着加糖浓度的增加而增大，且总量均在加糖浓度为3%时达到最大（开链萜烯类除外）。从加入葡萄糖后香气成分的变化上来看，酮类和醇类香气成分的含量在加糖后的变化较醛类要大，萜烯类香气成分的含量变化并不明显。
表5 不同加糖浓度下白肋烟烟气中中性香气成分总量变化表（μg/g） 致香成分 香气类型 空白 1% 3% 5% 7% 9%
环戊酮类 有扩散香气，部分组分有不愉快的“工业”气息。 1.74 2.58 3.51 2.14 2.01 1.92 环戊烯酮类 以辛辣的焦香为主；部分组分有坚果香。 13.51 15.27 26.04 17.1 16.46 13.8 其他酮类物质 以植物性香气为主（不同组分香气特征不同）。 20.54 23.98 26.44 23.17 21.41 22.00
酮类累计 - 35.79 41.83 55.99 42.41 39.88 37.72
开链萜烯类 以植物性香气为主（不同组分香气特征不同）。 8.96 7.61 6.84 7.1 9.02 5.87 单环萜烯类 以植物性香气为主（不同组分香气特征不同）。 7.5 7.36 11.27 2.84 1.81 0.89 萜烯类累计 - 16.46 14.97 18.11 9.94 10.83 6.76
芳醛 具有苦杏仁的特征香气，果香味强烈并有一定的麻醉性气息，且香味有拙舌感。 0.26 0.4 0.47 0.33 0.35 0.37
脂肪醛 有特殊植物香韵（不同组分香气特征不同）。 5 6.49 8.22 4.81 4.85 4.71 醛类累计 - 5.26 6.89 8.69 5.14 5.20 5.08
醇 带有植物花香香韵。 203.56 191.32 176.6 143.1 129.61 135.27 醇类累计 203.56 191.32 176.6 143.1 129.61 135.27 总计 - 261.07 255.01 259.39 200.59 185.52 184.83 3 结果讨论
本实验表明加不同浓度的葡萄糖后，烟气中中性香气成分的种类变化不大，但是香气成分的含量有较为明显的变化。
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总体来说，大部分中性香气成分的含量都随着加糖浓度的增加呈现出先增加后减小的变化趋势，并且在加糖浓度为3%或5%时含量达到最大，植醇和金合欢醇的含量随着加糖浓度的增加而逐渐减小，β-金合欢烯和香叶基香叶二烯的含量则呈现出逐渐增大的趋势。
在加入葡萄糖的含量达到烟丝干重的3%时，白肋烟主流烟气中以环戊酮类为代表的扩散香，以环戊烯酮类为代表的辛辣焦香，以及其他酮类，单环萜烯类，醛类所各自具有的植物香韵均得到加强，而开链萜烯类和醇类所具有的植物香气则略显不足，但这种影响并不显著。综上所述，最佳加香加料方案为：所加葡萄糖含量占烟丝干重的3%。在此加料方案下，白肋烟主流烟气中大部分中性香气成分的含量达到最大，这一结论为改善卷烟香味和提高加香加料技术提供了参考。 参考文献
[1] 史宏志，刘国顺，谢子发，等.不同产地白肋烟中性香气成分及生物碱组成和含量分析[J].中国烟草学报，2008，14（4）：23-27.
[2] 刘彩云，刘洪祥，常志隆，等.烟草香气品质研究进展[J].中国烟草科学，2010（06）：75-77.
[3] 叶荣飞，赵瑞峰.烟草香气物质来源[J].广东农业科学，2011（05）：51-53.
[4] 谭志光，黄伟科，张玉萍，等.食用香精香料的制备及其安全控制[J].食品工业科技，2009（02）：34-36
[5] 洪华俏，郭紫明，易克，等.卷烟主流烟气的中性和碱性香气成分分析[J].湖南农业科学，2008（3）：140-142.
[6] 国家烟草质量监督检验中心.GB/T 19609-2004 卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油[S].国家质检总局.
[7] 安毅，徐丽霞，杨靖，等.烘焙条件对白肋烟重要致香成分的影响[J].烟草科技，2012（10）：56-60.
[8] 赵晓丹，鲁喜梅，史宏志，等.不同烟草类型烟叶中性致香成分和生物碱含量差异[J].中国烟草科学，2012，33（2）：7-11.
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