不同酶处理对低次烟叶提取物提质效果的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.03.018

摘要/Abstract

摘要： 为提高低次烟叶的使用价值，以去离子水处理为对照，选取果胶酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶、α-淀粉酶、漆酶对低次烟叶进行预处理，制备烟草提取物，并对各提取物进行挥发性成分分析及卷烟加香感官质量评价。结果表明，经GC-MS分析，6组提取物共检测出61种挥发性成分，其中CK（去离子水处理所得烟草提取物）挥发性成分总量为12 335.78 μg/g，经不同酶处理后所制备的提取物挥发性成分总量为12 968.96~14 993.75 μg/g，较CK均有不同程度的提升，以漆酶处理制备的烟叶提取物挥发性成分总量最高；利用主成分分析法对各提取物挥发性成分进行综合评价，结果显示，经漆酶处理所得的烟草提取物综合得分最高，其次为纤维素酶、α-淀粉酶处理所得的烟草提取物，木瓜蛋白酶、果胶酶、去离子水处理所得的烟草提取物综合得分较低；与CK相比，将酶处理后制备的烟叶提取物进行卷烟加香后能够提升卷烟的香气质量，降低刺激性和杂气，余味更舒适，其中漆酶处理制备的烟叶提取物卷烟加香后的综合得分最高，为87.4分，较CK提高7.5分。综上，漆酶为制备适用于卷烟加香的低次烟叶提取物的最优生物酶。

关键词: 低次烟叶, 烟草提取物, 生物酶, 挥发性成分, 主成分分析, 卷烟加香

Abstract: In order to improve the use value of discarded tobacco leaf，deionized water treatment was used as a control，pectinase，papain，cellulase，α⁃amylase，and laccase were selected to pretreat discarded tobacco leaf，extracts were prepared from discarded tobacco leaf by using ethanol extraction，and the aroma components of each extract were analyzed and cigarette flavoring sensory quality evaluation was carried out.Results showed that a total of 61 volatile components were detected in the extracts of six groups by GC⁃MS analysis，among them，the total volatile components of CK（tobacco extract obtained by deionized water treatment）were 12 335.78 μg/g，and the total volatile components of the extracts prepared by different enzyme treatments were 12 968.96—14 993.75 μg/g，which were increased to varying degrees compared with CK，and the total volatile components of tobacco leaf extract prepared by laccase treatment was the highest. Principal component analysis（PCA）was used to comprehensively evaluate the volatile components of each extract，the results showed that the tobacco extract treated with laccase had the highest comprehensive score，followed by the tobacco extract treated with cellulase and α⁃amylase，and the tobacco extracts treated with papain，pectinase and deionized water had lower comprehensive scores；Compared with CK，the cigarettes flavored by tobacco leaf extract prepared after enzymatic treatment had less impurity and irritation，more comfortable aftertaste，the comprehensive score of cigarettes flavored by tobacco leaf extract prepared by laccase treatment was the highest，which was 87.4 points，7.5 pionts higher than CK.In summary，laccase is the optimal biological enzyme for the preparation of discarded tobacco leaf extracts suitable for cigarette flavoring.

Key words: Discarded tobacco leaf, Tobacco extract, Enzyme, Volatile components, Principal component analysis, Cigarette flavoring

中图分类号:

TS49

罗海涛, 王硕赢, 齐雅婷, 李瑞丽, 陈栋, 饶超奇, 张峻松, 邹恩凯. 不同酶处理对低次烟叶提取物提质效果的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(3): 170-180.

LUO Haitao, WANG Shuoying, QI Yating, LI Ruili, CHEN Dong, RAO Chaoqi, ZHANG Junsong, ZOU Enkai. Effect of Different Enzymes on the Quality Improvement Effect of Discarded Tobacco Extract[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2025, 54(3): 170-180.

图/表 8

参考文献

［1］李萌，王旭东，罗昭标，等.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.
LI M，WANG X D，LUO Z B，et al.Optimization of mixed microbial solid⁃state fermentation and analysis of volatile aroma components in low⁃grade tobacco leaves［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2022，51（9）：171⁃180.
［2］WANG X B，WANG Z，DAI Y，et al.Thermogravimetric study on the flue⁃cured tobacco leaf pyrolysis and combustion using a distributed activation energy model［J］.Asia⁃Pacific Journal of Chemical Engineering，2017，12（1）：75⁃84.
［3］陆炳祥，张德祥.低次烟叶热解特性及动力学机理函数［J］.华东理工大学学报（自然科学版），2019，45（5）：711⁃718.

LU B X，ZHANG D X.Characteristics and kinetics mechanism function of pyrolysis of low⁃grade tobacco［J］.Journal of East China University of Science and Technology，2019，45（5）：711⁃718.

［4］JACOB L，ERNEST M，PATRICK N.Influence of nicotine released in soils to the growth of subsequent maize crop，soil bacteria and fungi［J］.International Journal of Agriculture and Biology，2019，22（1）：1⁃12.

［5］RUAN A D，GAO Y，FANG C，et al.Isolation and characterization of a novel nicotinophilic bacterium，Arthrobacter sp.aRF⁃1 and its metabolic pathway［J］.Biotechnology and Applied Biochemistry，2018，65（6）：848⁃856.

［6］刘欢，何熙芳，饶超奇，等.低次烟叶浸膏的提取及其抗氧化活性［J］.南昌大学学报（理科版），2023，47（3）：255⁃264.

LIU H，HE X F，RAO C Q，et al.Extraction and antioxidant activity of low⁃grade tobacco leaf extract［J］.Journal of Nanchang University（Natural Science），2023，47（3）：255⁃264.

［7］YE J B，ZHENG S S，ZHANG Z，et al.Bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum ATCC 23767 using tobacco waste extract as culture medium［J］. Bioresource Technology，2019，274：518⁃524.

［8］周猛，王龙飞，何爱民，等.废弃烟梗制备细菌纤维素的最佳条件及其吸附性能研究［J］.河南农业大学学报，2024，58（5）：746⁃756.

ZHOU M，WANG L F，HE A M，et al.Study on the optimal conditions and adsorption performance of bacterial cellulose prepared from discarded tobacco stems［J］.Journal of Henan Agricultural University，2024，58（5）：746⁃756.

［9］张博，王新惠，孔波，等.白肋烟醇溶性提取物不同孔径膜分离产物分析及卷烟加香评价［J］.河南农业科学，2024，53（8）：165⁃172.

ZHANG B，WANG X H，KONG B，et al.Analysis of separation products from alcohol⁃soluble extract of burley tobacco by different apertures of membrane and cigarette flavoring evaluation［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2024，53（8）：165⁃172.

［10］于兴伟，许赣荣，汤朝起.黑曲霉固态发酵及酶解烟梗条件的研究［J］.食品工业科技，2012，33（24）：195⁃198.

YU X W，XU G R，TANG Z Q. Study on the condition of solid⁃state fermentation and enzyme hydrolysis of tobacco stem by Aspergillus niger［J］.Science and Technology of Food Industry，2012，33（24）：195⁃198.

［11］张怡帆，孙帅帅，陈帅伟，等. 生物酶提高上部烟叶品质研究［J/OL］.特产研究，2023：1⁃7（2023⁃11⁃02）［2024⁃07⁃29］.https：//doi.org/10.16720/j.cnki.tcyj.2023.187.

ZHANG Y F，SUN S S，CHEN S W，et al.Study on improving the quality of upper tobacco leaves with biological enzyme［J/OL］. China Industrial Economics，2023：1⁃7（2023⁃11⁃02）［2024⁃07⁃29］.https：//doi.org/10.16720/j.cnki.tcyj.2023.187.

［12］樊文举，高娟娟，张建新.外源酶制剂对烤烟烟叶香气品质及燃烧特性的影响［J］.西南农业学报，2018，31（5）：948⁃957.
FAN W J，GAO J J，ZHANG J X.Effect of enzyme on aroma quality and combustion properties of flue⁃cured tobacco leaves[J］.Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2018，31（5）：948⁃957.

［13］ZHU X L，TAN L L，FENG G L，et al.Research on degradation of cellulose using enzyme treatment in flue⁃cured tobacco by 13C NMR spectroscopy［J］.Cellulose，2015，22（4）：2693⁃2702.

［14］于建军，魏登辉，田斌强，等.响应面法优化漆酶降解梗丝木质素的工艺［J］. 烟草科技，2017，50（3）：57⁃64.
YU J J，WEI D H，TIAN B Q，et al.Optimization of lignin degradation by laccase in cut stem with response surface method［J］.Tobacco Science &Technology，2017，50（3）：57⁃64.

［15］ZHU Y，OUYANG X P，ZHAO Y，et al.Oxidative depolymerization of lignin improved by enzymolysis pretreatment with laccase［J］.Journal of Energy Chemistry，2018，27（3）：801⁃805.

［16］魏登辉.梗丝木质素降解及其在卷烟工业中的应用［D］.郑州：河南农业大学，2017.
WEI D H.Lignin degradation of cut stem and its application in cigarette industry［D］.Zhengzhou：Henan Agricultural University，2017.

［17］许春平，李萌姗，王墨染，等.复合酶处理对低次烟叶化学成分和感官品质的影响［J］.贵州农业科学，2015，43（1）：35⁃40.
XU C P，LI M S，WANG M R，et al.Influence of complex enzymatic treatment on chemical composition and sensory quality of discarded tobacco leaf［J］.Guizhou Agricultural Sciences，2015，43（1）：35⁃40.

［18］国家烟草专卖局.卷烟第4部分：卷烟感官技术要求：GB 5606. 4—2005［S］. 北京：中国标准出版社，2005：8.
State Tobacco Monopoly Administration. Cigarettes—Part 4：Technical requirements：GB 5606. 4—2005［S］.Beijing：Standards Press of China，2005：8.

［19］杨云.漆酶降解烟梗中木质素及其机理研究［D］.广州：华南理工大学，2016.
YANG Y.Degradation of lignin in tobacco stem by laccase and its mechanism［D］.Guangzhou：South China University of Technology，2016.

［20］朱晓兰，刘百战，王维妙，等.利用生物酶降解烟草果胶的研究［J］.湖南农业大学学报（自然科学版），2015，41（3）：257⁃262.
ZHU X L，LIU B Z，WANG W M，et al.Research on degradation of pectin using enzyme treatment in flue⁃cured tobacco［J］.Journal of Hunan Agricultural University（Natural Sciences），2015，41（3）：257⁃262. ［21］刘春奎，贾琳，闫启峰，等. 卷烟烟气主要化学成分适宜性指数研究［J］.南方农业学报，2019，50（10）：2149⁃2159.
LIU C K，JIA L，YAN Q F，et al. Suitability index of main smoke chemical components of cigarette［J］.Journal of Southern Agriculture，2019，50（10）：2149⁃2159.

［22］王玉华，王德权，高政绪，等.烤烟自然醇化过程中类胡萝卜素降解产物含量变化及其与感官质量的关系［J］.浙江农业科学，2020，61（2）：340⁃344.
WANG Y H，WANG D Q，GAO Z X，et al.Study on changes of carotenoid degradation products during natural aging of flue⁃cured tobacco and its impact on smoking quality［J］.Journal of Zhejiang Agricultural Sciences，2020，61（2）：340⁃344.

［23］李琳，韦杰，王豹祥，等.复合酶处理废次烟末制备烟草浸膏［J］.湖北农业科学，2012，51（9）：1803⁃1807.
LI L，WEI J，WANG B X，et al. Tobacco extract made from tobacco fragments with complex enzymes［J］.Hubei Agricultural Sciences，2012，51（9）：1803⁃1807.

［24］刘燕，阙劲松，于良君，等.烤烟致香物质含量的主要影响因素及其提高的可能途径［J］.中国农学通报，2013，29（22）：83⁃89.
LIU Y，QUE J S，YU L J，et al.The main factors influencing the content of aromatic substance in flue⁃cured tobacco leaves and possible measures for improving its content［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2013，29（22）：83⁃89.

［25］GRANATO D，ARES G. Mathematical and statistical methods in food science and technology［M］.Brisbane：John Wiley & Sons，Ltd. ，2013.

［26］黄旦益，齐冬晴，沈程文，等.不同乌龙茶品种（品系）鲜叶香气组分的初步研究［J］.中国农学通报，2016，32（10）：189⁃199.
HUANG D Y，QI D Q，SHEN C W，et al.The preliminary study of fresh leaves aroma components of different oolong tea varieties［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2016，32（10）：189⁃199.

［27］刘晓冰.典型生态区域烤烟细胞壁主要组分对烟叶质量风格的影响研究［D］.北京：中国农业科学院，2015.
LIU X B.Study on the influence of main components of flue⁃cured tobacco cell wall on tobacco quality and style in typical ecological areas［D］.Beijing：Chinese Academy of Agricultural Sciences，2015.

［28］程宇勤，崔春，冯云子.生物酶改善原酿酱油品质的研究进展［J］.现代食品科技，2024，40（7）：334⁃342.
CHENG Y Q，CUI C，FENG Y Z.Research progress of quality improvement of original soy sauce using enzymes［J］.Modern Food Science and Technology，2024，40（7）：334⁃342.

［29］林雄智，张路易，贺连平，等.NEDD8结合酶UBE2F调控肺腺癌转移的分子机制研究［J］.中国临床药理学与治疗学，2024，29（6）：612⁃620.
LIN X Z，ZHANG L Y，HE L P，et al.Molecular mechanism of NEDD8⁃conjugating enzyme UBE2F regulating lung adenocarcinoma metastasis［J］.Chinese Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics，2024，29（6）：612⁃620.

［30］郝捷，季嫱，李力群，等.生物酶和微生物技术改善烟叶香气的研究进展［J］.生物技术进展，2022，12（6）：817⁃824.
HAO J，JI Q，LI L Q，et al.Research progress on improving aroma of tobacco leaf with bio⁃enzymes and microorganism technology［J］.Current Biotechnology，2022，12（6）：817⁃824.

［31］张雪松，裴建军，赵林果，等.不同酶处理对桂花浸膏及精油成分的影响［J］.现代食品科技，2017，33（4）：254⁃263.
ZHANG X S，PEI J J，ZHAO L G，et al.Effect of different enzymatic treatments on Osmanthus absolute extract and the components of Osmanthus essential oil［J］. Modern Food Science and Technology，2017，33（4）：254⁃263.

［32］许春平，曾颖，申屠洪钎，等.酶法制备马里兰烟浸膏的工艺优化及其香味成分分析［J］.贵州农业科学，2016，44（8）：117⁃121.
XU C P，ZENG Y，SHENTU H Q，et al.Enzymatic preparation and flavor components analysis of Maryland tobacco concrete［J］.Guizhou Agricultural Sciences，2016，44（8）：117⁃121.

［33］TIAN Y，GOU X J，NIU P F，et al.Multivariate data analysis of the physicochemical and phenolic properties of not from concentrate apple juices to explore the alternative cultivars in juice production［J］.Food Analytical Methods，2018，11（6）：1735⁃1747.

［34］邹成林，黄开健，黄爱花，等.169份不同遗传背景玉米自交系的遗传多样性分析［J］.南方农业学报，2025，56（1）：149⁃159.
ZOU C L，HUANG K J，HUANG A H，et al.Genetic diversity of 169 maize inbred lines with different genetic backgrounds［J］.Journal of Southern Agriculture，2025，56（1）：149⁃159.

［35］张晓磊，王晓明，范光宇，等.基于主成分分析和聚类分析的谷子种质资源主要农艺性状综合评价［J/OL］.山西农业科学，2025：1⁃11 （2025⁃01⁃06）［2025⁃02⁃21］.https：//kns.cnki.net/kcms/detail/14.1113.S.20250103.1628.005.html.
ZHANG X L，WANG X M，FAN G Y，et al.Comprehensive evaluation of main agronomic traits of millet germplasm resources based on principal component analysis and cluster analysis［J/OL］.Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2025：1⁃11.（2025⁃01⁃06）［2025⁃02⁃21］.https：//kns.cnki.net/kcms/detail/14.1113.S.20250103.1628.005.html.

［36］杨姣，罗中元，陶金婷，等.基于主成分分析和聚类分析的切花月季弯梗特性综合评价［J］.南方农业学报，2024，55（9）：2679⁃2688.
YANG J，LUO Z Y，TAO J T，et al.Comprehensive evaluation of cut rose bent peduncle characteristics based on principal component analysis and cluster analysis［J］.Journal of Southern Agriculture，2024，55 （9）：679⁃2688.

［37］王颢杰，郑潜，苗圃，等.烤烟育苗和移栽方式对鲜烟叶和烤后烟理化性质的影响［J/OL］.河南农业大学学报，2025：1⁃16（2025⁃02⁃05）［2025⁃02⁃21］.https：//doi.org/10.16445/j.cnki.1000⁃2340.20250205.001.

WANG H J，ZHENG Q，MIAO P，et al.Effects of different seedling raising and transplanting methods on
physical and chemical properties of fresh tobacco leaves and flue⁃cured tobacco leaves［J/OL］.Journal of Henan Agricultural University，2025： 1⁃16（2025⁃02⁃05）［2025⁃02⁃21］.https：//doi.org/10.16445/j.cnki.1000⁃2340.20250205.001.

［38］卢乐华，任举，毕艳玖，等.典型电加热卷烟与传统卷烟烟气粒相成分比较研究［J］.中国烟草学报，2024，30（1）：121⁃128.
LU L H，REN J，BI Y J，et al.Comparative study on the components of smoke particulate matter between representative electrically heated tobacco products and combustion cigarettes［J］.Acta Tabacaria Sinica，2024，30（1）：121⁃128.

［39］许春平，陈治岍，郑凯，等.两种品牌中支卷烟主流烟气化学成分差异性研究［J］.西南师范大学学报（自然科学版），2023，48（8）：103⁃112.
XU C P，CHEN Z Q，ZHENG K，et al.Study on the chemical composition differences of demi⁃slim cigarette smoke between two brands［J］.Journal of Southwest China Normal University（Natural Science Edition），2023，48（8）：103⁃112.

[1]	杨克方, 李瑞荣, 金梦真, 吴灵梅, 周季欣, 张亚玉. 基于最小数据集的川泽泻土壤肥力评价[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 76-89.
[2]	张爱琴, 郭斌, 柳利龙, 李旭华, 王青, 徐瑞, 张环. 基于主成分分析和隶属函数法的谷子营养品质综合评价[J]. 河南农业科学, 2025, 54(1): 28-39.
[3]	李林林, 王荣浩, 吴昭, 赵泽玉, 杜甫, 刘佳琪, 田丽君, 宋皓, 单玉静, 彭建. 外加蔗糖发酵对印尼BESUKI 雪茄烟叶品质的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(9): 171-180.
[4]	苗明军, 李佳佳, 雷晓葵, 林杨, 廖继超, 钟建, 李菊, 李跃建, 常伟. 32 个菠菜品种对镉胁迫的生长响应及耐镉性评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(9): 108-116.
[5]	张博, 王新惠, 孔波, 王志国, 李瑞丽, 梁淼, 张峻松. 白肋烟醇溶性提取物不同孔径膜分离产物分析及卷烟加香评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(8): 165-172.
[6]	刘志勇, 罗富方, 鲁万华, 朱波, 李洪勋, 刘章勇, 陈杰, 易丽霞. 基于最小数据集的黔西南州烟田土壤质量评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(7): 100-108.
[7]	张会芳, 燕照玲, 刘海礁, 段俊枝, 陈海燕, 郭燕, 王楠, 杨翠苹, 齐红志. 河南省联合体试验小麦品种综合性状分析与评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(7): 35-43.
[8]	王鹏伟, 闫晓文, 刘珍宇, 孙丽, 刘振威, 李新峥. 百蜜系列南瓜品种（系）采后品质变化和耐贮性比较[J]. 河南农业科学, 2024, 53(3): 158-168.
[9]	乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 108-117.
[10]	张凤启, 张君, 马智艳, 武晓攀, 周庆伟, 穆心愿, 唐保军, 李欣, 夏来坤, 丁勇. 145 份玉米自交系茎秆抗倒伏能力的综合评价[J]. 河南农业科学, 2024, 53(11): 34-40.
[11]	王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 78-90.
[12]	豆丹丹, 孙建军, 王德新, 郭玉玺, 郭新海, 丁超明. 播期对早中稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 12-23.
[13]	魏源, 吕梦炀, 马亚特, 刘静, 王旋, 王东升. 基于3 种分析方法的板栗果实营养品质综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 111-119.
[14]	吴国江, 周伟, 余忠浩, 李岩, 吕静波, 王振国, 周亚星. 基于主成分、灰色关联和DTOPSIS 分析的176份糯高粱种质资源综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 40-51.
[15]	赵海军, 史佳晴, 王彬, 郭益洋, 胡小丽, 韩赞平. 150 份玉米自交系籽粒及其品质性状的综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 33-39.