烟叶烘烤过程中烤房内挥发性成分的变化规律

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2022.02.020

摘要/Abstract

摘要： 为研究烟叶烘烤过程中烤房内挥发性成分的变化规律，采用固相微萃取-气相色谱/质谱（SPMEGC/MS）联用的方法检测烤房内和烟叶中的挥发性成分，并对检测到的挥发性成分进行分析。结果表明，在烤房内和烟叶中检测到的挥发性成分分别有76种和96种，共同检测到的挥发性成分有19种；其中烟碱和叶绿醇是烤房内和烟叶中挥发性成分含量最多的物质，总量占比分别为91.59%和92.86%，烤房内烟碱和叶绿醇相对香气活性值（ROAV）分别为1 030.30和138.87；烤房内的烟碱含量和烟叶中的烟碱含量变化趋势一致，总体呈现先升高后降低并逐渐稳定的趋势，在42 ℃末达到最大值，并在47℃末—68℃末趋于稳定；烟叶中的叶绿醇含量在烘烤过程中呈先升高后降低的趋势，在42℃末达到最大值，烤房中的叶绿醇含量在烘烤过程中呈逐渐升高的趋势，在54 ℃末—68 ℃末趋于稳定。聚类分析结果表明，烤房内挥发性成分在开烤—42 ℃末变化明显，在47℃末—68℃末趋于稳定。

关键词: 烟叶, 烤房, 挥发性成分, 固相微萃取, 气相色谱-质谱

Abstract: In order to study the change of volatile components in curing room during tobacco curing process，the volatile components in curing room and tobacco leaves were detected by solid phase microextraction combined with gas chromatography‑mass spectrometry（SPME‑GC/MS），and the detected volatile components were analyzed. The results showed that 76 and 96 volatile components were detected in the curing room and tobacco leaves，respectively，and 19 volatile components were detected together.Nicotine and chlorophyl were the most volatile components in curing room and tobacco leaves，and the total proportions were 91.59% and 92.86%，respectively. The relative aroma activity values（ROAV）of nicotine and chlorophyl were 1 030.30 and 138.87，respectively in curing room.The nicotine content in the curing room had the same trend as that in the tobacco leaves，increasing first，then decreasing and gradually stabilizing，reaching the maximum value at the end of 42℃ and stabilizing at the end of 47—68℃. The content of chlorophyl in tobacco leaves increased firstly and then decreased during the curing process，and reached the maximum value at the end of 42℃.The content of chlorophyl in curing room increased gradually during the curing process，and stabilized at the end of 54— 68℃.The results of cluster analysis showed that the volatile components changed significantly from the beginning of baking to the end of 42℃ and tended to be stable at the end of 47— 68℃.

Key words: Tobacco leaves, Curing room, Volatile components, Solid phase microextraction, GC?MS

中图分类号:

S572

黄涛, 雷强, 俞世康, 何佶弦, 张启莉, 谢良文, 母明新, 景延秋. 烟叶烘烤过程中烤房内挥发性成分的变化规律[J]. 河南农业科学, 2022, 51(2): 169-180.

HUANG Tao, LEI Qiang, YU Shikang, HE Jixian, ZHANG Qili, XIE Liangwen, MU Mingxin, JING Yanqiu. Changes of Volatile Components in Tobacco Curing Room during Flue‑curing[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2022, 51(2): 169-180.

图/表 3

参考文献

［1］宋朝鹏，高远，武圣江，等.密集烘烤定色期烟叶类胡萝卜素降解及相关酶活性变化［J］.中国农业科学，2009，42（8）：2875‑2881.
SONG C P，GAO Y，WU S J，et al.Carotenoid degradation and activities of related enzymes in tobacco leaves during
intensive curing and color fixing period［J］.Scientia Agricultura Sinica，2009，42（8）：2875‑2881.
［2］DAN D P.Characterization of the key aroma compounds in traditional hunan smoke‑cured pork leg by aroma extract dilution analysis，odor activity value，and sensory evaluation experiments［J］.Foods，2020，9（4）：413.
［3］樊文举，高娟娟，王玉堂，等.秦岭烟区不同基因型烤烟化学成分与挥发性香气物质研究［J］.山地农业生物学报，2016，35（6）：18‑25.
FAN W J，GAO J J，WANG Y T，et al.Studies on chemical constituents and volatile aroma compounds of different genotypes of flue‑cured tobacco in Qinling tobacco area［J］.Journal of Mountain Agricultural Biology，2016，35（6）：18‑25.
［4］周冀衡，王勇，邵岩，等.产烟国部分烟区烤烟质体色素及主要挥发性香气物质含量的比较［J］.湖南农业大学学报（自然科学版），2005，31（2）：128‑132.
ZHOU J H，WANG Y，SHAO Y，et al.Comparison of the contents of plastid pigments and main volatile aroma
compounds in flue‑cured tobacco in some tobacco‑producing areas［J］.Journal of Hunan Agricultural University（Natural Science Edition），2005，31（2）：128‑132.
［5］黄兰芳，马南南，郭方遒，等.加速溶剂萃取-气相色谱-质谱法测定烟叶挥发性成分［J］.光谱实验室，2008，20（4）：572‑577.
HUANG L F，MA N N，GUO F J，et al.Determination of volatile components in tobacco leaves by accelerated solvent extraction‑gas chromatography‑mass spectrometry［J］.Spectrum Laboratory，2008，20（4）：572‑577.
［6］刘雷，王俊，雷强，等.凉山和宜宾烤烟烟叶中特征挥发性物质的聚类分析与产地识别［J］.烟草科技，2013（7）：58‑62.
LIU L，WANG J，LEI Q，et al.Cluster analysis and origin identification of characteristic volatile substances in flue‑cured tobacco leaves in Liangshan and Yibin tobacco［J］.Tobacco Technology，2013（7）：58‑62.
［7］吴丽君，段佳，李春子，等.同时蒸馏萃取-气相色谱/质谱法分析烟草中挥发性成分［J］.分析科学学报，2012，28（6）：807‑810.
WU L J，DUAN J，LI C Z，et al.Analysis of volatile components in tobacco by simultaneous distillation extraction‑gas chromatography mass spectrometry［J］.Journal of Analysis Science，2012，28（6）：807‑810.
［8］凌军，孙胜南，陈剑明，等.云南清甜香典型片烟和非典型碎烟间挥发性致香成分差异性分析［J］.南方农业学报，2021，52（2）：374‑384.
LING J，SUN S N，CHEN J M，et al.Analysis of volatile flavor composition differences between typical smoke and
atypical broken cigarettes in Yunnan ［J］.Southern Agricultural Journal，2021，52（2）：374‑384.
［9］刘哲.基于香气活力值的烟叶、卷烟、烟草添加剂主要香气成分研究［D］.昆明：昆明理工大学，2020.
LIU Z.Study on main aroma composition of tobacco，cigarette and tobacco additives based on aroma vitality［D］.Kunming：Kunming University of Technology，2020.
［10］赵高坤，任可，陈妍洁，等.不同成熟度烟叶烘烤过程中大分子物质代谢动态研究［J］.西南农业学报，2020，33（9）：1950‑1957.
ZHAO G K，REN K，CHEN Y J，et al.Study on the metabolism dynamics of macromolecular substances during tobacco roasting of different maturity levels［J］.Southwest Agricultural Journal， 2020， 33 （9）：1950‑1957.
［11］常娜.废弃烟叶及烘烤收集液中挥发性成分分析［D］.大连：大连理工大学，2018.
CHANG N.Analysis of volatile components in waste tobacco leaves and baking collection solutions［D］.Dalian：Dalian University of Technology，2018.
［12］陶文梅，唐自文，史近文，等.造纸法再造烟叶原料提取过程中有机酸的溶出规律［J］.烟草科技，2015，48（8）：55‑59.
TAO W M，TANG Z W，SHI J W，et al.Dissolution of organic acids in the extraction process of papermaking
tobacco leaf raw materials［J］.Tobacco Technology，2015，48（8）：55‑59.
［13］李小福，殷全玉.同时蒸馏萃取和减压蒸馏萃取方法提取烟叶香气成分的比较［J］.中国科技论文在线，2008，3（9）：672‑676.
LI X F，YIN Q Y.Comparison of tobacco aroma composition by distillation extraction［J］.China Technology Paper Online，2008，3（9）：672‑676.
［14］蔡冰，王建新，陈祖刚，等.造纸法再造烟叶致香成分的分析［J］.烟草科技，2002（6）：19‑23.
XUE B，WANG J X，CHEN Z G，et al.Analysis on fragrance composition of leaf leaf by paper making［J］.Tobacco Technology，2002（6）：19‑23.
［15］李炎强，郝建辉，赵明月，等.烤烟烟梗和叶片中性香味成分的分析［J］.烟草科技，2002（11）：3‑6.
LI Y Q，HAO J H，ZHAO M Y，et al.Analysis of flue‑cured tobacco smoke stalks and leaves［J］.Tobacco Technology，2002（11）：3‑6.
［16］周淑平，向章敏，张长云，等.贵州不同产地烟叶中重要挥发性中性致香成分的检测与分析［J］.贵州农业科学，2011，39（12）：83‑86，90.
ZHOU S P，XIANG Z M，ZHANG C Y，et al.Detection and analysis of different tobacco leaves in Guizhou［J］.Guizhou Agricultural Science，2011，39（12）：83‑86，90.
［17］史跃龙，严新龙，李新生，等.造纸法再造烟叶用香精中挥发性成分的SPME-GC-MS分析［J］.香料香精化妆品，2015（3）：7‑11，16.
SHI Y L，YAN X L，LI X S，et al.SPME‑GC‑MS analysis of volatile composition in fragrance for leaf reconstruction
by paper making［J］.Fragrance Fragrance Cosmetics，2015（3）：7‑11，16.
［18］万娟，关则恳，应玲红.顶空固相微萃取-气质联用分析优质稻谷储藏前后挥发性成分［J］.粮食加工，2021，46（2）：37‑40.
WANG J，GUAN Z K，YING L H.Top space solid phase microextraction‑temperament combined analysis of volatile ingredients before and after high‑quality rice storage［J］.Food Processing，2021，46（2）：37‑40.
［19］QIAN Y.Differentiation and classification of Chinese Luzhou‑flavor liquors with different geographical origins based on fingerprint and chemometric analysis［J］.Journal of Food Science，2021，86（5）：1861‑1877.
［20］吴文睿，董琪，刘露，等.基于GC-MS和嗅闻仪联用浓香型白酒中窖泥臭味成分分析［J］.中国酿造，2021，40（3）：162‑165.
WU W R，DONG Q，LIU L，et al.Analysis of the odor of mud in GC‑MS［J］.China Brewing，2021，40（3）：162‑165.
［21］靳思玉，李苗苗，曹阳.牧草叶绿素衍生物植烷酸对动物机体的影响［J］.中国饲料，2019（5）：8‑13.
JI S Y，LI M M，CAO Y.Effects of forage chlorophyll derivative phychloric acid on animal organisms［J］.China Feed，2019（5）：8‑13.
［22］张佳杰，孟子晖，薛敏，等.烟碱样品前处理及分析方法研究进展［J］.色谱，2018，36（11）：1081‑1087.
ZHANG J J，MENG Z H，XUE M，et al.Progress in pre‑treatment and analysis methods of nicotinic samples［J］.Chromatography，2018，36（11）：1081‑1087.
［23］吕仁龙，胡海超，张兴波，等.不同刈割高度王草中叶绿素和叶绿醇含量在青贮前后的变动［J］.动物营养学报，2019，31（9）：4208‑4217.
LÜ R L，HU H C，ZHANG X B，et al.Changes in chlorophyll and chlorophyll content at different cutting heights［J］.Chinese Journal of Animal Nutrition，2019，31（9）：4208‑4217.
［24］王俊，刘雷，陶德欣.四川五个烟区烤烟挥发性香气成分比较分析［J］.湖北农业科学，2016，55（7）：1815‑1818.
WANG J，LIU L，TAO D X.Comparative analysis of the volatile aroma composition of flue‑cured tobacco in the
five smoke areas in Sichuan［J］.Hubei Agricultural Science，2016，55（7）：1815‑1818.
［25］王绍坤，罗华元，王玉，等.不同烤烟品种主要挥发性香气物质含量的比较与分析［J］.中国烟草科学，2011，32（4）：10‑13.
WANG S K，LUO Y H，WANG Y，et al.Comparison and analysis of major volatile aroma material content in
different flue‑cured tobacco varieties［J］.China Tobacco Science，2011，32（4）：10‑13.
［26］韩锦峰，马常力，王瑞新，等.不同肥料类型及成熟度对烤烟香气物质成分及香型的影响［J］.作物学报，1993，19（3）：253‑261.
HAN J F，MA C L，WANG R X，et al.Effect of different fertilizer type and maturity on the aroma material composition and fragrance type of flue‑cured tobacco［J］.Crop Journal，1993，19（3）：253‑261.
［27］任民，王日新，贾兴华，等.普通烟草种内主要栽培类型间烟叶香味成分的比较与分析［J］.中国烟草科学，2008，29（6）：36‑42.
REN M，WANG R X，JIA X H，et al.Comparison and analysis of tobacco leaf aroma components among main
cultivation types in common tobacco species［J］.China Tobacco Science，2008，29（6）：36‑42.
［28］董二慧，谭红，包娜，等.我国烟叶中烟碱的研究现状［J］.广州化工，2012，40（15）：33‑35.
DONG E H，TAN H，BAO N，et al.Research status of nicotinoids in tobacco in China［J］.Guangzhou Chemical，2012，40（15）：33‑35.
［29］谭新良，赵瑜，杨华武，等.烟叶挥发性成分的热脱附-气相色谱-质谱内标分析法研究［J］.湖南师范大学自然科学学报，2010，33（2）：83‑87.
TAN X L，ZHAO Y，YANG H W，et al.A study on thermal desorption‑gas chromatography‑mass spectrometry
internal standard analysis of volatile components in tobacco leaves［J］. Journal of Natural Science of Hunan Normal University，2010，33（2）：83‑87.
［30］蔡长春，程玲，冯吉.烟草中烟碱转化的遗传机理研究现状及展望［J］.中国烟草学报，2016，22（4）：124‑132.
CAI C C，CHENG L，FENG J.Current status and prospect of the genetic mechanism of nicotinic transformation in tobacco［J］.Chinese Tobacco Journal，2016，22（4）：124‑132.
［31］向章敏，蔡凯，张婕，等.基于顶空固相微萃取-全二维气相飞行时间质谱快速检测烟草挥发性及半挥发性生物碱［J］.分析试验室，2014，33（11）：1249‑1254.
XIANG Z M，CAI K，ZHANG J，et al.Rapid detection of tobacco volatile and semi‑volatile alkaloids based on
top‑space solid phase microextraction‑full two‑dimensional gas phase time‑of‑flight mass spectrometry［J］.Analysis Laboratory，2014，33（11）：1249‑1254.
［32］孟可爱.密集烘烤过程中烟叶主要化学成分的变化［J］.广西农业科学，2008，39（6）：752‑755.
MENG K A.Changes of the main chemical composition of tobacco in intensive baking［J］.Guangxi Agricultural
Science，2008，39（6）：752‑755.
［33］史宏志，韩锦峰，官春云.烟叶香气前体物在成熟和调制过程中的变化［J］.作物研究，1996，4（2）：45‑50.
SHI H Z，HAN J F，GUAN C Y.Changes of aroma precursors of tobacco leaves during maturation and modulation［J］. Crop Research，1996，4（2）：45‑50.
［34］矫海楠，许家来，王传义，等.烤烟密集烘烤过程中色素及主要致香成分含量的变化［J］.山东农业大学学报（自然科学版），2014，45（5）：761‑767.
JIAO H N，XU J L，WANG C Y，et al.Changes of pigment and main aroma components in flue‑cured tobacco during intensive baking［J］.Journal of Shandong Agricultural University（Natural Science Edition），2014，45（5）：761‑767.

[1]	李粉粉, 王爱霞, 赵晨, 白涛, 毛岚, 张豹林, 李生栋, 宋朝鹏, 王涛. 基于高光谱成像技术的鲜烟叶叶位识别方法[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 144-151.
[2]	李亚玲, 马戎, 丁为, 冯文宁, 徐波, 梁淼, 刘玉斌, 刘伟, 王兵, 乔学义. 基于TG-FTIR-MS 技术的烟叶角质层热解行为研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 171-180.
[3]	李晶晶, 荣仕宾, 秦艳青, 周骏, 曾代龙, 钟秋, 赵园园, 刘德水, 张瑞娜, 史宏志. 雪茄茄芯和茄衣烟叶不同区段化学成分和品质差异性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 62-69.
[4]	潘勇, 吴巧茵, 李林林, 施友志, 谭再钰, 张娟, 王剑. 产多酚氧化酶菌株在改善雪茄烟叶品质中的应用研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 173-180.
[5]	陈家鼎, 何蓉, 肖庆礼, 袁明, 谭奇忠, 彭奎, 魏硕, 李生春. 温度和含水率对烟叶热物理特性的影响及其预测模型建立[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 172-180.
[6]	张晶云, 荣仕宾, 秦艳青, 吴疆, 王俊, 李晶晶, 冯雨晴, 赵园园, 钟秋, 史宏志. 采收方式对调制后烟叶叶片和主脉TSNAs 及前体物含量的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 57-65.
[7]	张卫正, 陈赛越扬, 王艳玲, 帖金鑫, 丁佳, 李萌, 李灿林, 苏晓珂, 甘勇. 基于YOLOv3 改进算法的烟叶原料烟草甲识别方法研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 157-166.
[8]	杨金初, 童治军, 李萌, 赵旭, 徐永明, 冯颖杰, 杨宗灿, 曲鹏, 李悦, 孙九喆, 张轲. 基于SNP 标记的4 个品种复烤烟叶鉴别研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(11): 174-180.
[9]	李思军, 郑宏斌, 毕一鸣, 江智敏, 田雨农, 郝贤伟, 章程, 侯建林, 吴文信, 朱林, 邓小华. 一次性采收中部6 片烟叶的田间成熟特征及烤后质量研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(10): 30-39.
[10]	王东旭, 武云杰, 曾超, 赵明阳, 余海涛, 周军, 薛子钟, 刘流, 叶协锋, 张锦韬. 土壤质地和氯含量对烤烟叶片区位化学成分的影响[J]. 河南农业科学, 2022, 51(9): 35-45.
[11]	战磊, 王寒, 关罗浩, 张蒙蒙, 梁俊阳, 张晓瑞, 付博, 王玉胜. 用于烟叶提质的苏云金芽孢杆菌SY-1产淀粉酶条件的优化研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(9): 159-170.
[12]	李萌, 王旭东, 罗昭标, 宋嘉宝, 曲鹏, 候宁宁, 郭林青, 饶智, 马林. 混菌固态发酵低次烟叶工艺优化及挥发性致香成分分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(9): 171-180.
[13]	郑天飞, 张倩颖, 李东亮, 张娟, 堵国成. 不同产地雪茄烟叶的风味特征和微生物群落分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 45-54.
[14]	潘高伟, 郭伟雄, 韩佳彤, 何峰, 梁淼, 白国强. 广东烤烟不同区位叶面的pH值差异化分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 174-180.
[15]	牛浩, 李静浩, 李鹏程, 孙光伟, 白涛, 陈振国, 宋朝鹏, 王涛. 不同部位采后烟叶颜色变化差异与能量代谢的关系[J]. 河南农业科学, 2022, 51(4): 171-180.