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Changes of Chemical Components in Burley Tobacco during Storage

白肋烟贮藏过程中化学成分变化的研究



全 文 :Vol. 31 , No. 7
pp. 864 - 868  July , 2005
作  物  学  报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 31 卷 第 7 期
2005 年 7 月  864~868 页
白肋烟储藏过程中化学成分变化的研究
朱大恒1  刘 伟1  岳彩鹏1  宋淑红1  沈光林2  金保锋2
(1 郑州大学生物工程系 ,河南郑州 450052 ; 2 广州卷烟一厂 ,广东广州 510310)
摘  要 : 通过实验室试验和烟叶仓库试验对白肋烟贮藏过程中化学成分含量的变化进行了研究。结果表明 ,在贮藏过
程中白肋烟内在化学成分和感官品质均发生了不同程度变化。白肋烟在贮藏过程中总氮含量较稳定 ,略有下降 ;烟碱、
总挥发碱和高级脂肪酸含量均有大幅度的下降 ;总糖含量表现为前期下降、后期上升的趋势 ,而氨基酸总含量和挥发性
羰基化合物含量呈现前期上升、后期下降的趋势。贮藏过程中白肋烟的感官吸食品质得到显著改善 ,但达到最佳品质
后 ,过度的贮藏使已形成的优良感官品质下降。
关键词 : 白肋烟 ;贮藏 ;化学成分
中图分类号 : S572
Changes of Chemical Components in Burley Tobacco during Storage
ZHU Da2Heng1 , LIU Wei1 , YUE Cai2Peng1 , SONG Shu2Hong1 , SHEN Guang2Lin2 , J IN Bao2Feng2
(1 Department of Bio2engineering , Zhengzhou University , Zhengzhou 450052 , Henan; 2 Guangzhou No11 Cigarette Factory , Guangzhou 510310 , Guangdong , China)
Abstract : Many studies have been reported on the chemical changes of flue2cured tobacco during storage1 However ,
changes in chemical characteristics of burley tobacco during storage have seldom been reported1 In attempts to improve the
quality of burley tobacco during storage , changes of chemical components in burley tobacco during storage were studied
through laboratory experiment and storage experiment1 The results showed that the content of chemical components and
smoking quality of burley tobacco were changed during storage1 Nicotine ,total volatile base and higher fatty acids in burley
tobacco decreased dramatically throughout the storage duration ( Table 2 , Table 4) while total nitrogen content decreased
slightly( Table 1) 1 The total sugar decreased at the initial stages of storage and  increased  steadily thereafter
(Table 1) 1 On the contrary , total amino acids  and volatile  carbonyle compounds increased initially and decreased
thereafter (Table 3 , Fig11) 1 Accordingly , the smoking quality was significantly increased during the stages until the end of
the storage , when a gradual decrease of smoking quality was observed with the excessive process of storage ( Fig12) 1 Re2
sults indicated that the optimum storage time for burley tobacco is about 16 - 20 months1
Key words : Burley tobacco ;Storage ; Chemical component
  烟叶储藏中包含一个极其复杂的品质变化过
程 ,开展烟叶储藏过程中的品质变化规律研究 ,对于
揭示烟叶自然醇化机理、提高烟叶醇化技术水平和
烟叶香气品质具有重要意义。近年来 ,国内外在烤
烟储藏方面的理论研究已较多 ,而在白肋烟储藏方
面的研究论文较少[1~5 ] ,对白肋烟储藏过程中的生
化变化、香气品质变化方面缺乏较系统的理论研究。
发展混合型卷烟是降低卷烟焦油和危害的重要途
径 ,而白肋烟是混合型卷烟的重要原料之一 ,其自然
醇化质量的好坏直接影响到卷烟产品的质量。本文
对白肋烟储藏过程中的化学变化、感官评吸品质变
化进行了研究 ,旨在探索白肋烟储藏过程中的品质
变化规律 ,为提高烟叶使用价值、降低烟叶有害成分
提供理论依据。
1  材料与方法
111  材料
  湖北恩施产中部三级和上部二级白肋烟片烟 ,
以中三 (C3) 、上二 (B2)表示。
112  储藏试验
11211  实验室试验  将上述烟叶样品各 10 kg 装
入烟用包装纸箱 ,于 SHH2250SP 恒温恒湿箱 (重庆四
基金项目 : 国家烟草专卖局重点项目 (110199901001)和国家教育部“十五”“211 工程”重点学科建设项目 (教重办[2002 ]第 2 号) 。
作者简介 : 朱大恒 (1965 - ) ,男 ,博士 ,教授 ,高级工程师 ,主要从事微生物工程、烟草生物发酵、贮藏与品质改良研究。
Received(收稿日期) : 2004205211 , Accepted(接受日期) : 20042112161

达实验仪器厂)内储藏 ,储藏温度为 25 ℃,相对湿度
为 65 %。样品用于测定总氮、总糖、烟碱和总挥发
碱含量。
11212  烟叶仓库试验   将上述烟叶样品各 200
kg装入烟用包装纸箱 ,于烟厂烟叶仓库中自然储藏
(与实际生产中的烟叶包装量和储藏方法相同) 。样
品用于测定氨基酸、羰基化合物、高级脂肪酸含量和
感官评吸。
11213  取样间隔  每隔 4 个月取一次样 ,采取多点
随机取样 ;整个储藏过程共取 7 次样 ,烟样于冷库冷
冻保存备用。取样次数与储藏时间的对应关系为 :
取样次数    1  2  3   4   5   6   7
储藏时间 (月) 0 4 8 12 16 20 24
113  样品化学分析方法
总氮按 YC/ T3321996 的方法测定 ;烟碱按 YC/ T3421996 的方法测定 ;总挥发碱按 YC/ T3521996 的方法测定 ;总糖按 YC/ T3221996 的方法测定 ;氨基酸采用自动分析仪法 ( GB/ T 12292290 , GB/ T 15400294)测定 ;羰基化合物采用 Chakraborty 等[6 ]的方法测定 ;高级脂肪酸采用气相色谱法 ( GB/ T 17377298)测定。2  结果与分析211  白肋烟储藏过程中总氮和总糖含量的变化  总氮和总糖是表示白肋烟中含氮化合物和水溶性糖类含量的两个品质指标。不同部位白肋烟储藏过程中总氮和总糖含量的测定结果 (表 1) 表明 ,上部烟的总氮、总糖含量高于中部烟。在储藏过程中 ,总氮含量相对较稳定 ,呈现出小幅下降趋势 ;总糖含量在前期下降 ,随着储藏时间的推移 ,又大幅上升 ,在储藏结束时含量上升约 35 %。
表 1 白肋烟储藏过程中总氮和总糖含量的变化
Table 1 Changes of total nitrogen( TN) and total sugar( TS) in burley tobacco during storage
烟叶部位
Leaf position
成分
Component ( %)
储藏时间 (月)  Storaged month
0 4 8 12 16 20 24
中三 总氮 TN 4116 4114 4112 4102 3189 3168 3169
C3 总糖 TS 0134 0130 0128 0130 0138 0149 0146
上二 总氮 TN 4182 4160 4162 4182 3190 4118 4133
B2 总糖 TS 0138 0140 0136 0134 0147 0144 0151
212  白肋烟储藏过程中烟碱和总挥发碱含量的变化
从表 2 可以看出 ,在储藏过程中白肋烟烟碱含
量发生了显著的变化 ,上部烟的烟碱和总挥发碱含
量均高于中部烟。中部烟的烟碱含量由储藏起始时
的 3160 %下降至 24 个月时的 2159 % ,上部烟的烟碱
含量由储藏起始时的 3173 %下降至 24 个月时的
2191 % ,下降幅度分别为 2718 %和 2119 % ;烟碱含量
的下降主要发生在储藏的前期和中期 ,在储藏的后
期下降趋于平缓。中部和上部烟的总挥发碱含量在
储藏过程中也呈现明显的下降趋势 ,中部叶的总挥
发碱含量由储藏起始时的 1107 %下降至 24 个月时
的 0179 % ,上部烟的总挥发碱含量由储藏起始时的
1108 %下降至 24 个月时的 0185 % ,下降幅度分别为
2612 %和 2113 %。从储藏过程中总挥发碱含量的动
态变化来看 ,其前期和中期变化不明显 ,在储藏的后
期有快速下降的趋势。
表 2 白肋烟储藏过程中烟碱和总挥发碱含量的变化
Table 2 Changes of nicotine and total volatile base( TVB) in burley tobacco during storage
烟叶部位
Leaf position
成分
Component ( %)
储藏时间 (月)  Storaged month
0 4 8 12 16 20 24
中三 烟碱 Nicotine 3160 3119 2170 3117 2186 2172 2159
C3 总挥发碱 TVB 1107 1100 0199 1105 1110 0186 0179
上二 烟碱 Nicotine 3173 3123 3134 3101 3124 2174 2191
B2 总挥发碱 TVB 1108 1108 1112 0196 1105 0192 0185
213  白肋烟储藏过程中氨基酸含量的变化
对储藏过程中不同部位白肋烟中氨基酸含量测
定的结果见表 3。可以看出 ,白肋烟中含量最高的
氨基酸是天冬氨酸 ,其次是色氨酸、脯氨酸、丝氨酸、
谷氨酸和苯丙氨酸等 ;含量最低的是苏氨酸和异亮
氨酸。上部烟的各种氨基酸含量普遍高于中部烟 ,
其总含量高出近 20 %。
两个部位烟叶的氨基酸总含量在储藏过程中的
变化规律十分相似 ,均呈前期上升、后期下降的趋
势 ,且均在储藏 8 个月时达到最高值。中部烟由储藏
起始时的 15105 mg/ g 上升至 8 个月时的 19157 mg/ g ,
而后逐渐下降至 24 个月时的 16163 mg/ g ;上部烟由储
藏起始时的 18151 mg/ g 上升至 8 个月时的 21128 mg/
g ,而后逐渐下降至 24 个月时的 17142 mg/ g。
不同种类的氨基酸在储藏过程中的含量变化规
律不同。中部烟叶的天冬氨酸有逐渐下降的趋势 ;
568 第 7 期 朱大恒等 :白肋烟储藏过程中化学成分变化的研究    

谷氨酸和色氨酸变化不明显 ;甘氨酸、丙氨酸、缬氨
酸和异亮氨酸均呈明显增加趋势 ;而丝氨酸、苯丙氨
酸、赖氨酸等多数氨基酸含量与氨基酸总含量的变
化一致 ,均呈前期上升、后期下降的趋势。上部烟的
天冬氨酸有逐渐下降的趋势 ;谷氨酸、甘氨酸、异亮
氨酸变化不明显 ;丝氨酸呈现出明显增加趋势 ;而亮
氨酸、赖氨酸和色氨酸等多数氨基酸与氨基酸总含
量的变化一致 ,均呈前期上升、后期下降的趋势。
表 3 白肋烟储藏过程中氨基酸含量的变化
Table 3 Content changes of  amino acids in burley tobacco during storage
烟叶部位
Leaf position
氨基酸
Amino acid (mg/ g)
储藏时间 (月) Storaged  month
0 4 8 12 16 20 24
中三 天冬氨酸 Asp 6186 6146 4184 5184 6128 5153 5152
C3 苏氨酸 Thr tr tr 1106 tr tr tr tr
丝氨酸 Ser 1121 2108 2133 2124 2144 2136 2116
谷氨酸 Glu 0182 0190 0186 0182 0184 0186 0188
甘氨酸 Gly 0114 0118 0119 0118 0119 0118 0118
丙氨酸 Ala 0149 0160 0168 0158 0162 0159 0162
胱氨酸 Cys 0109 0112 0113 0110 0110 0110 0110
缬氨酸 Val 0122 0134 0133 0146 0150 0149 0148
异亮氨酸 Ile 0104 0108 0110 0106 0112 0106 0115
亮氨酸Lec 0116 0120 0122 0114 0119 0116 0120
酪氨酸 Tyr 0111 0113 0120 0112 0116 0113 0113
苯丙氨酸 Phe 0150 0194 1104 0177 0189 0178 0171
赖氨酸Lys 0122 0133 0142 0126 0129 0128 0128
组氨酸 His 0130 0156 0164 0142 0150 0144 0139
脯氨酸 Pro 1160 3108 3148 1188 2102 1190 2110
色氨酸 Trp 2120 2140 2130 2110 2110 2110 2120
总量 Total 15105 18187 19157 16142 17182 16152 16163
上二 天冬氨酸 Asp 6142 7190 5166 4164 6124 5196 5160
B2 苏氨酸 Thr tr tr 1184 1118 tr tr tr
丝氨酸 Ser 2120 2108 2122 2148 2146 2140 2146
谷氨酸 Glu 0190 0198 0182 0185 1106 0182 0186
甘氨酸 Gly 0120 0118 0120 0118 0118 0118 0118
丙氨酸 Ala 0163 0166 0172 0169 0168 0172 0165
胱氨酸 Cys 0112 0114 0113 0110 0112 0110 0110
缬氨酸 Val 0140 0133 0134 0146 0130 0144 0144
异亮氨酸 Ile 0107 0108 0108 0107 0107 0106 0109
亮氨酸Lec 0121 0118 0123 0124 0115 0114 0119
酪氨酸 Tyr 0114 0113 0119 0116 0114 0116 0116
苯丙氨酸 Phe 0199 1105 1107 0189 0182 0184 0181
赖氨酸Lys 0134 0142 0144 0138 0132 0130 0136
组氨酸 His 0158 0168 0168 0160 0155 0155 0155
脯氨酸 Pro 3146 2186 3164 2175 1164 2156 2130
色氨酸 Trp 1170 2170 2180 2140 2110 2110 1190
总量 Total 18151 20177 21128 18187 17158 18105 17142
  注 :tr 表示痕迹量。tr = trace1
214  白肋烟储藏过程中羰基化合物含量的变化
从图 1 可看出 ,储藏过程中白肋烟 (中三) 的羰
基化合物含量有明显的变化。中部烟叶非挥发性羰
基化合物含量在储藏前期略有增加 ,而后逐渐下降 ;
挥发性羰基化合物含量在储藏前期有较明显的增
加 ,而后有下降趋势。总羰基化合物含量的动态变
化趋势与非挥发性羰基化合物相似 ,在储藏前期略
有增加 ,而后明显下降。
上部烟的挥发性、非挥发性羰基化合物含量及
羰基化合物总量在储藏过程中的动态变化趋势与中
部烟相似 (结果未列出) 。
215  白肋烟储藏过程中高级脂肪酸含量的变化
对储藏过程中不同部位白肋烟中的棕榈酸、硬
脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸含量进行了测定 (表 4) ,
图 1 白肋烟(中三)储藏过程中羰基化合物含量的变化
Fig11 Changes of carbonyle compounds in burley
tobacco during storage
668     作   物   学   报 第 31 卷  

结果表明 ,白肋烟 (中三) 储藏过程中上述 5 种高级
脂肪酸含量及其总含量均呈大幅减少趋势 ,且在储
藏的前期和中期下降速度较快 ,在储藏的后期变化
趋于平缓。上部烟的高级脂肪酸含量动态变化趋势
与中部烟相似 (结果未列出) 。
表 4 白肋烟储藏过程中高级脂肪酸含量的变化(中三)
Table 4 Changes of higher fatty acids in burley tobacco during storage( C3)
高级脂肪酸
Higher fatty acid (μg/ g)
储藏时间 (月) Storaged month
0 4 8 12 16 20 24
棕榈酸 Palmitic 481 290 259 232 190 198 190
硬脂酸 Stearic 476 250 210 216 168 187 175
油酸 Oleic 151 4217 7314 7410 5114 5412 5113
亚油酸 Linoleic 453 230 226 216 175 174 170
亚麻酸 Linolenic 2 302 1 392 1 350 1 397 1 036 1 140 1 040
总 量 Total 3 881 2 205 2 109 2 135 1 620 1 753 1 626
216  白肋烟储藏过程中感官评吸质量的变化
烟叶的感官评吸质量是烟叶品质优劣的最终体
现 ,与烟叶内在化学特性密不可分。上述化学分析
结果表明 ,在储藏过程中 ,白肋烟的各种内在化学成
分含量发生了显著变化 ,这无疑将会对白肋烟的感
官评吸质量产生深刻的影响。评吸结果表明 ,白肋
烟在储藏过程中整体感官质量有明显的改善 ,透发
出陈化烟叶特有的香气特征和韵味。
从整体感官评分看 (图 2 ,表 5) ,烟叶在储藏的
前期至中期 ,感官质量提高速度较快 ,由储藏起始时
的 63 分上升至 16 个月时的 87 分。在储藏的中后
期 ,感官质量稳定在较高水平 ;在储藏的末期 ,感官
质量有明显回落趋势。中部和上部烟有类似的变化
规律。
从单项指标看 ,以中部烟叶为例 ,香气风格特征
在储藏过程中有显著的提高。在储藏的前 12 个月
中 ,香气风格特征逐渐增强 ,白肋烟的香气得以显露
和增强 ,这对感官质量的改善起到了至关重要的作
用 ;在储藏的 12 至 20 个月中 ,香气风格特征达到并
图 2 白胁烟储藏过程中感官评吸质量的变化
Fig12 Changes of smoking quality in burley tobacco
during storage
保持最好状态 ,之后 ,香气风格特征有弱化趋势。香
气丰满度、烟气浓度和余味也有相似的变化趋势 ,这
些指标的变化与烟叶中重要香气成分挥发性羰基化
合物含量的变化规律一致。而凝聚性、细腻度和燃
烧性在储藏前期逐渐提高 ,并保持到储藏结束。杂
气、刺激性和劲头在储藏前期表现为显著下降的特
点 ,达到最好值后保持到储藏结束 ,这与烟碱、总挥
发碱和高级脂肪酸含量的减少有密切关系。
表 5 白肋烟储藏过程中感官评吸质量的变化(中三)
Table 5 Changes of smoking quality of burley tobacco during storage( C3)
评吸指标 (分)
Evaluation index(score)
储藏时间 (月) Storaged month
0 4 8 12 16 20 24
风格特征 Style 12 13 14 16 16 16 15
丰满度 Body 10 11 12 13 14 13 13
浓度 Richness 6 6 7 8 8 7 7
细腻 Smoothness 5 6 7 7 7 7 7
凝聚性 Concentration 5 6 6 7 7 7 7
劲头 Strength 7 8 9 10 10 10 10
杂气 Offensive odor 5 6 6 7 7 7 7
刺激性 Harshness 5 6 7 7 7 7 7
余味 After taste 5 6 6 7 7 7 6
燃烧性 Combustibility 3 3 4 4 4 4 4
总分 Total 63 71 78 86 87 85 83
768 第 7 期 朱大恒等 :白肋烟储藏过程中化学成分变化的研究    

3  结论与讨论
311  在储藏过程中 , 白肋烟的内在化学成分含量
发生了明显的变化 ,变化规律和变化幅度存在明显
的差异。烟叶总氮含量小幅的下降趋势 ( 5 %~
10 %)主要发生在储藏中期 ,这与烤烟在储藏过程中
的变化一致[7 ] 。白肋烟的烟碱含量下降 15 %~
30 % ,尤其在储藏的前期和中期下降速度较快 ,储藏
后期趋于平缓。白肋烟的总挥发碱含量在储藏过程
中下降幅度为 20 %~25 % ,但前期和中期变化不明
显 ,后期快速下降。白肋烟的总糖含量在储藏前期
表现下降趋势 ,随着储藏时间的推移 ,又大幅上升 ,
在储藏结束时 ,上升了约 30 %。在储藏过程中氨基
酸总含量前期上升、后期下降 ,表明前期积累和后期
转化的过程。前期的上升与大分子含氮化合物的分
解有关 ,表明其积累速度大于消耗速度 ,而中后期的
下降与氨基酸的降解和参与香味成分形成的化学反
应有关 ,此时其消耗速度大于积累速度。白肋烟储
藏过程中 ,高级脂肪酸含量呈大幅减少趋势 ,且在储
藏前期和中期下降速度较快 ,后期趋于平缓 ,这与烤
烟在储藏过程中的变化一致[8 ] 。白肋烟羰基化合物
总量和非挥发性羰基化合物含量在储藏前期略有增
加 ,而后逐渐下降 ;挥发性羰基化合物含量在储藏前
期增加较明显 ,在后期有下降趋势。
312  烟碱 (尼古丁) 是烟叶和卷烟的主要有害成分
之一 ,烟碱不仅直接有害于健康 ,而且是烟草和烟气
中主要致癌成分烟草特有亚硝胺 ( TSNA) 的重要前
体物。因此 ,降低烟碱含量对吸烟与健康以及减少
烟草废弃物对环境的污染具有重要意义 ,不断控制
和降低卷烟烟碱量是国际烟草业发展的必然趋势 ,
也是降低吸烟危害的重要途径之一。本研究表明 ,
通过储藏可有效降低烟叶烟碱含量 ,从而减少烟碱
的危害 ,同时也有助于降低白肋烟的粗糙感、刺激性
和劲头 ,改善烟气质量。
313  氨基酸、糖类和高级脂肪酸是烟叶中重要的香
味前体物 ,这些成分的转化与相互反应对白肋烟在
储藏过程中香味成分的大量形成和感官评吸质量的
提高起到了重要作用 ,使烟气向细腻、柔和、协调、醇
和舒适的方向转化。羰基化合物是烟叶中的一类重
要香气成分 ,烟叶等级越高 ,羰基化合物尤其是挥发
性羰基化合物含量越高[9 ] ,本研究结果再次证明这
一点。
314  白肋烟在储藏过程中整体感官质量的改善与
上述烟叶化学特性的变化是密切相关的。白肋烟在
储藏过程中整体感官质量的变化依次经历感官质量
上升期、感官质量最佳和相对稳定期以及感官质量
下降期。本研究结果表明 ,白肋烟在储藏 16~20 个
月时整体感官质量较好 ,这对指导实际生产、提高烟
叶使用价值具有重要意义。
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