密集烘烤关键温度点不同稳温时间对烟叶香气物质和评吸质量的影响.doc

密集烘烤关键温度点不同稳温时间对烟叶香气物质和评吸质量的影响密集烘烤关键温度点不同稳温时间对烟叶香气物质和评吸质量的影响 一 326一江苏农业科学2011年第39卷第4期 马力,樊军辉,黄克久,等.密集烘烤关键温度点不同稳温时间对烟叶香气物质和评吸质量的影响J.江苏农业科学,2011,39(4):326329 密集烘烤关键温度点不同稳温时间对烟叶 香气物质和评吸质量的影响 马力,樊军辉.,黄克久,张勇刚,段史江,宫长荣 (1.河南农业大学烟草学院,河南郑州450002;2.重庆市烟草公司武隆分公司,重庆武隆408500) 摘要:在密集烘烤过程中设计4种关键温度点不同稳温时间组合和1个对照,研究不同稳温时间对烤后烟叶香 气物质和评吸质量的影响.结果表明,变黄末期和定色末期稳温12h(T:)使烟叶中苯丙氨酸类总量,西柏烷类物质 的含量最高.变黄阶段稳温16h和定色阶段稳温12h(T4)有利于类胡萝卜素类总量,棕色化反应产物类物质和新植 二烯的形成.变黄末期和定色末期稳温12h(T)的评吸质量最好. 关键词:密集烘烤;稳温时间;香气物质;评吸质量 中图分类号:TS443文献标志码:A文章编号:10021302(2011)04032603 烟叶致香物质含量与其香气质量密切相关.影响烤烟致 香物质含量的因素很多,如品种,肥料种类及用量,干旱胁迫, 成熟度,烘烤过程及海拔高度等.其中,烘烤过程是决定 香气质量的主要因素之一,烟叶的香气成分主要是在烘烤过 程中转化并形成.烘烤条件的不同影响到烤后烟叶香气物质 的含量.卯寅生研究发现,烤烟在干片定色末期,温度升 至50?时,烟叶才出现烤烟特有的香气;宋晓华等认为拉 长了变黄和定色时间及共同拉长2个阶段的时间增加了中性 致香成分总量;代丽等认为在低温中湿变黄条件(干球温 度38?,相对湿度85%,30%)下,对烟叶香气有重要贡献 的草酸,苹果酸,硬脂酸等酸性致香物质和其他香气物质有不 同程度的提高;岗山,鹿儿岛,宇都宫烟草试验场的研究结 果表明,50?干片后,按每小时升高3?依次升温至68?保 持5h,烤后烟叶香吃味最佳.赵铭钦等发现,在较高的变黄 程度(指由变黄末期转入定色初期)下转火,烟叶内含物质分 解转化完全,烟叶烤后品质较好;反之,烤后品质较差.王 能如等研究表明,变黄末期转火过早易烤青,淀粉残留较多, 主要化学成分不协调,后熟程度不够,香味物质总量较低;适 当延迟转火,烟叶化学成分协调,香味物质总量显着增加,但 转火过迟,化学成分协调性受到影响.密集烘烤过程中关 键温度点不同稳温时间的组合对香气物质的影响还鲜有研 究,笔者研究了密集烘烤过程中变黄末期和定色末期不同稳 温时间组合对香气物质和评吸质量的影响,为改善密集烤房 烤后烟叶质量,优化烘烤工艺提供理论依据. 1材料与方法 1.1试验条件 试验材料取自重庆市武隆县,试验田土壤质地为黄壤,肥 收稿日期:20101030 基金项目:国家烟草资助项目(编号:110200302007). 作者简介:马力(1986一),男,河南三门峡人,硕士研究生,主要从 事烟草调制与加工的研究.Email:861204163.corll. 通信作者:宫长荣,教授,博士研究生导师.Tel:(0371)63558380; Email:gongchrO09126.CONI. 力中等.供试品种为云烟87,2009年5月15日移栽,种植行 距110cm,株距55cm.土壤含碱解氮142.10mg/kg,速效磷 55.50me,/kg,速效钾150.80mg/kg,pH值为5.8.基肥使用 烤烟专用复合肥750kg/hm和过磷酸钙75kg/hm,追肥使 用硝酸钾150kg/hm.田间烟叶按优质烤烟栽培生产技术规 范进行,以中部叶为材料适时成熟采收.本试验采用规格为 2.7mX8.0m3.3m的下降式温湿度自控密集烤房进行烘 烤,中部叶装烟密度为350竿,循环风机功率为1.5kW. 1.2试验设计 试验共设4个处理(T1:干球温度42维持12h,54? 维持8h;T:干球温度42?维持1.2h,54?维持12h;T3:干 球温度42?维持16h,54oC维持8h;T4:干球温度42?维 持16h,54?维持12h)和1个对照(CK,当地正常烘烤). 烘烤过程分为5个阶段,变黄前期温度38?,湿度36?;变 黄末期温度42?,湿度37?;定色前期温度47?,湿度 37?;定色后期温度54?,湿度39?;从定色期向干筋期升 温过程中采用阶梯法升温,干筋期温度65?,湿度42?. 按照三段式烘烤工艺进行烘烤,各个阶段依靠主观经验选 择转火时间. 1.3测定方法 烤后取各处理的中部烟叶(CF)2kg,分别用于香气物质 含量测定和感官评吸. 1.3.1香气物质提取及定性定量分析烟叶样品除去主叶 脉后,粉碎,过6O目筛,在温度22,相对湿度60%的环境 下平衡24h,采用同时蒸馏方法萃取致香成分.致香成分提 取物添加内标后,采用气/质联用仪AgilemGC6890N/ MS5975进行分析,结果采用内标法计算.GC/Ms分析条件 如下:毛细管柱Up一5MS(30m0.25mmI.d.0.25md. f.);载气及流速He1mL/min;进样口温度260?;升温程序 50?(1i)160?(2i)80?/min280? (15min),GC/MS接口温度280?;离子源EI源;电子能量 70eV;扫描范围35,455amu. 1.3.2感官评吸烤后烟叶经回潮适宜后,加工成0.8, 1.2mm宽的烟丝,卷制成单料烟,平衡水分后在云南烟草科 马力等:密集烘烤关键温度点不同稳温时间对烟叶香气物质和评吸质量的影响 学研究院进行评吸.打分采用百分制,评分标准如下:香韵, 满分1O分;香气量,满分15分;香气质,满分l5分;浓度,满 分l0分;刺激性,满分l5分;劲头,满分5分;杂气,满分10 分;口感,满分20分. 2结果与分析 烟叶中的中性致香物质种类繁多,且对烟叶的香气质,香 气量,香型有不同的影响.为了便于分析,按烟叶香气前体物 分类方法把中性致香物质分为苯丙氨酸类,类胡萝卜素类,棕 色化反应产物,类西柏烷类和新植二烯5类. 2.1稳温时间对苯丙氨酸类物质含量的影响 苯丙氨酸类降解产生的苯甲醇,苯乙醇,苯甲醛和苯乙醛 是烟叶中香气较丰富的致香物质,苯甲醇具有天然玫瑰香味; 苯甲醛有杏仁香,樱桃香和甜香;苯乙醛具有皂花香和焦香;苯 乙醇则有甜味和水果味.由表1可知,各处理的苯丙氨酸 类总量表现为T:>>T>CK>L,T和的苯丙氨酸类总 量比CK增加28.03%和15.68%.在4种苯丙氨酸类致香物 质中,除了苯乙醛和苯甲醇外,其他2种都表现为T最高. 表1不同稳泞时间对烟叶苯丙氨酸类产物含量的影响 苯丙氨酸类含量(g/g) 处理一 苯甲醛苯甲醇苯乙醛苯乙醇总量 2.2稳温时间对类胡萝I,_素类物质含量的影响 类胡萝卜素类香气物质是构成烟叶香气质量的重要组 分,其降解和热裂解产物是构成烤烟细腻,高雅,清新的主要 香气成分.由表2可知,类胡萝卜素类总量以T,和rr4含 量较高,比CK增加为20.89%和40.18%.在所测的12种类 胡萝卜素致香物质中,除6一甲基一5一庚烯一2一酮,13一二 氢大马酮和p一紫罗兰酮外,的其他类胡萝卜素致香物质 均表现为最高. 表2不同稳温时间对烟叶类胡萝卜素类产物含量的影响 类胡萝h素类 各处理的类胡萝l-素类产物含量(g/g) T】T2T3_r4CK 2.3稳温时间对棕色化反应产物类物质含量的影响 棕色化反应(主要是梅拉德反应)产生大量的吡嗪类,吡 啶类,呋喃类和吡咯类等氮杂环类化合物,这些氮杂环类化合 物具有烤香,烘焙香和坚果香等香味特征.在烟叶烘烤过程 中,棕色化反应是一个非常复杂的过程,其代谢产物如糠醛, 糠醇,2一环戊烯一1,4一二酮,5一甲基糠醛等成分对烟草香 吃味质量的形成具有十分重要的影响.由表3可知,棕色化 产物的总含量以T4最高,次之,T含量最低.在6种棕色 化产物中,2一环戊烯一1,4一二酮以最高,其余5种产物 以含量最高. 表3不同稳温时间对烟叶棕色化产物含量的影响 2.4稳温时间对西柏烷类物质含量的影响 西柏烷类是烟叶腺毛分泌物,最初只是以无味的表面蜡 质的形式存在于鲜烟叶中,只有在调制,发酵时才会降解产生 香味成分u.西柏三烯的降解产物是烟草中含量最丰富的 中性香味物质茄酮的来源;茄酮本身具有很好的香气,是目前 作为单体香用于卷烟香料的重要物质之一,茄酮的转化产 物如茄醇,茄尼呋喃,降茄二酮也是很重要的烟草香昧物质, 茄酮的氧杂双环化合物具有特别的香味,可以明显改善烟草 的香吃味.从表4可知,西柏烷类总量以T最高,T和L 次之,含量最低,T,T,和较CK的增幅分别为80.9l%, 51.49%和43.51%.茄酮含量以T含量最高,次之, 最低, 表4不同稳温时间对烟叶西柏烷类产物含量的影响 2.5稳温时间对新植二烯含量的影响 新植二烯是烤烟中性香气物质中含量最高的香气成分, 在烟叶燃烧时,其可直接进入到烟气中,并具有减轻刺激和柔 和烟气的作用,因而与烟气的品质密切相关.从表5可以 , 江苏农业科学2011年第39卷第4期 看出,新植二烯含量的大小为T4>T3>T2>T>CK,香气质 总量(除新植二烯)为T最高,和T.次之,T4和CK较低. 2.6稳温时间对烟叶评吸质量的影响 由表6可以看出,关键温度点不同,稳温时间对烟叶的评 吸质量影响显着.不同处理相比较,的总分最高,次之, T4合计最低,表明变黄末期和定色末期稳温12h的评吸质量 最好.从表6还可以看出,的香气量和香气质最高,这与 的香气物质总量最高的结论一致. 表5不同稳温时间对烟叶新植二烯含量和香气物质总量的影响 表6不同稳温时间对烟叶评吸质量的影响 3讨论 香气是烟叶品质的主要内容,烟叶的香气量,香气质是由 各种致香物组分含量,比例及相互作用共同决定的.国内外 有研究认为,烤烟香气物质大部分在烘烤的变黄,定色期形 成,到干筋后期香气物质可能分解,因此变黄和干筋期温度条 件对烟叶的香吃味具有决定性影响.宫长荣等研究认为 在烟叶烘烤过程中变黄和定色的温湿度状况及其持续时间长 短影响并制约着叶内物质的转化程度和烟叶香气质量的形 成j.宋朝鹏等对定色阶段不同升温速度类胡萝卜素类物 质降解的机制进行了研究,认为慢速升温定色有利于类胡萝 卜素的降解和抑制棕色化反应产物的形成.2个阶段关 键温度点稳温时问的长短直接决定了香气前体物质和致香物 质的形成.本研究结果表明,关键温度点不同稳温时间对烟 叶的香气物质影响不同.变黄末期和定色末期稳温12h使 烟叶中苯丙氨酸类总量,西柏烷类物质的含量最高.变黄阶 段稳温16h和定色阶段稳温12h有利于类胡萝b素类总量, 棕色化反应产物类物质和新植二烯的形成.变黄末期和定色 末期稳温12h的评吸质量最好.烟叶的评吸质量以变黄末 期和定色末期稳温12h最好. 变黄末期延长烘烤时间有利于色素的降解.宫长荣等研 究认为,随烘烤过程的延长,叶绿素降解速度表现为前期缓 慢,分解量小;中期加快,分解量多;后期减慢直至停止. 叶绿素降解产生的叶绿醇,在烟叶成熟和调制过程中有一部 分脱水转变为新植二烯,AMIN研究结果表明,在调制中叶绿 素降解产物叶绿醇有15%,30%增加为新植二烯.在烟 叶调制,醇化过程中,类胡萝卜素物质不仅继续使中性香味物 质总量增加,而且其降解产物继续发生转化(如氧化,还原及 脱水等),生成对香味物质更有用的化合物.因此,在变黄末 期稳温16h的新植二烯和类胡萝b降解产物较变黄末期稳 温12h多.变黄末期稳温16h棕色化产物较高,可能是由于 稳温较长时间使烟叶变黄过度,造成烟叶内细胞在定色阶段 较早死,烟叶细胞中的多酚类物质和多酚氧化酶接触,使酶促 棕色化反应加剧,生成较多的棕色化产物.另外可能由于变 黄时间较长使淀粉降解更多的还原糖,使其与氨基酸发生了 非酶棕色化反应,使棕色化产物升高.酶促棕色化产物使烟 叶外观发生严重褐变,内部化学成分过度消耗,降低了烟叶的 外观和内在质量.非酶棕色化产物有些具有令人愉快的香味 和吃味,有些带来不利影响.烟叶的评吸质量综合反映了 烟叶的质量,评吸质量好的烟叶说明各种物质的协调性较好, 烟叶质量较好.评吸结果显示变黄末期和定色末期稳温12h 烟叶的协调性较好,质量较好.不同地区不同品种烟叶的烘 烤特性不同,关键温度点稳温时间也不相同,本文研究选用重 庆地区主栽品种云烟87进行了研究,但在烘烤过程须要针对 不同地区不同品种的烟叶,还须要确定不同的稳温时间. 参考文献: 1王瑞新,马常力,韩锦峰,等.烤烟不同品种香气物质成分的定量 分析J.河南农业大学,1991,25(2):151154. 2韩锦峰,杨素勤,吕巧灵,等.饼肥种类及其与化肥配比对烤烟生 长发育及产质的影响:?.对烤烟产质的影响J.河南农业科 学,1998(3):1114. 3韩延,周世民,刘艳英,等.氮用量对香料烟生理特性及品质的 影响J.烟草科技,2003(4):36. 4韩锦峰,汪耀富,杨素勤.干旱胁迫对烤烟化学成分和香气物质 含量的影响J.中国烟草,1994(I):3538. 5宫长荣,汪耀富,赵铭钦,等.烘烤过程中烟叶香气成份变化的研 究J.烟草科技,1995(5):3133,27. 6韩锦峰,刘维群,杨素勤,等.海拔高度对烤烟香气物质的影响 J.中国烟草,1993(3):13., 7孙福山.烤烟变黄期温湿度,变黄程度与烟叶质量关系的研究 J.烟草科技,1991(4):3941.14. 8茆寅壁.日本烟草调制的研究I烤烟烘烤条件与香气吃味的关 系J.中国烟草,1986(2):4042. 9宋晓华,刘国顺,付劭怡,等.烘烤过程中拉长变黄和定色时间对 烤烟中性致香成分含量的影响J.浙江农业,2010,22(2): 249252. fl0代丽,黄永成,宫长荣,等.密集式烘烤条件下不同变黄温湿 (下转第329页) 江苏农业科学2011年第39卷第4期 黄涛,张劲,刘恩平,等.菠萝叶纤维生化脱胶纤维性质研究J.江苏农业科学,2011,39(4):329331 菠萝叶纤维生化脱胶纤维性质研究 黄涛,张劲,刘恩平.,连文伟,何俊燕 (1.中国热带农业科学院农业机械研究所,广东湛江524091;2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口571l01) 摘要:借助扫描电镜,红外光谱,力学性能,热重分析,差示扫描量热分析等手段,研究了菠萝叶纤维生化脱胶处 理后的结构,力学性能和热性能.结果表明:生化脱胶能脱去原纤维胶质,纤维表面有胶质残留,单纤维间也有胶质存 在,但纤维分离状态良好,纤维表面光滑;半纤维素在生化脱胶过程中发生降解,但并未完全去除;生化脱胶对菠萝叶 纤维结构无影响,具有良好的脱胶效果;脱胶处理后纤维相对强度提高;纤维仍有相对较高的耐热性能. 关键词:菠萝叶纤维;生化脱胶;形态结构;热力学性能 中图分类号:S668.309.9文献标志码:A文章编号:10021302l2011)04032903 菠萝叶纤维(pineappleleaffiber,PALF)具有很多其他植 物纤维无法比拟的优点,如具有天然的抗菌性能,优良的吸湿 散热性能等,在崇尚自然,返璞归真的今天,越来越受到人 们的青睐.菠萝叶纤维和其他麻纤维均存在脱胶问题, 目前的脱胶工艺还是以化学脱胶为主,但此法不仅对设备腐 蚀性大,损伤纤维,还造成环境污染等突出问题.随着人 们环保意识的加强和全球资源,能源的短缺,发展低耗,高 效,优质,少污染的菠萝叶纤维脱胶技术对促进我国热带地 区经济的良性循环和可持续发展有着重要的意义.生化脱胶 具有高效,优质,低消耗,低污染等特点j,是菠萝叶纤维脱 胶工艺的重要发展方向之一.生物酶具有专一性强,作用条 件温和,对纤维损伤小等优点,极大地提高菠萝叶纤维的 收稿日期:20100810 基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(编号:ITB BKF091);农业部公益性农业行业科研专项(编号:341);广东省 湛江市科技计划(编号:2009,1). 作者简介:黄涛(1982一),男,河南济源人,硕士,研究实习员,主要 从事热带农产品加工及废弃物利用研究.Tel:(0759)2859234; Email:khuangtao163.COlll. 通信作者:张劲,研究员,博士生导师,主要从事热带农业废弃物综 合利用及农业机械化工程研究.E,mail:zjl204tom.coin. 纺纱支数和可纺性.本研究从纤维微观结构,物理性能和热 学性能上对生化脱胶的菠萝叶纤维进行研究,为菠萝叶纤维 生化脱胶技术的推广应用提供理论依据. 1材料与方法 1.1试验原料 菠萝叶纤维由中国热带农业科学院农业机械研究所提 供;酶制剂由中国热带农业科学院热带生物技术研究所提供; 其他化学药品均为分析纯. 1.2试验仪器 SpectrumGX一1型傅里叶变换红外光谱仪,美国PE公 司;S一4800N型扫描电子显微镜,日本日立公司;STA449C/ 4/G同步综合热分析仪,德国NETZSCH公司;YG(B)008E型 电子单纤维强力机,浙江省温州市大荣纺织仪器有限公司; PHB一4型pH计,上海精密科学仪器有限公司;Y(B)802K一 ?型全自动快速八篮恒温烘箱,浙江省温州市大荣纺织仪器 有限公司;FA/JA型电子天平,上海恒平科学仪器有限公司. 1.3菠萝叶纤维生化脱胶纤维制取 称取菠萝叶纤维并进行预处理,然后按照浴比1:10,果 胶酶用量8%,pH值7.0,温度52?,处