摘要：为了探索再造烟叶生产中不同浓缩温度对烟草提取液中性香味成分的影响，采用同时蒸馏萃取-气质联用技术并结合感官质量评价，分别研究了低端和高端再造烟叶产品生产时提取液的浓缩温度对中性香味成分的影响。结果表明：①浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分保留量与对再造烟叶产品吸食品质的影响正相关。②浓缩温度对低端和高端产品质量的影响不同，低端和高端品牌产品生产时浓缩液质量高低对应的浓缩温度顺序分别为93℃＞75℃＞61℃＞52℃＞83℃和52℃＞64℃＞74℃＞84℃＞93℃。
关键词：再造烟叶；浓缩温度；挥发/半挥发性；中性香味成分；感官评价
造纸法再造烟叶是以水为主要萃取溶剂，将烟草原料（如烟末、碎烟片、片烟、烟梗等）的可溶性成分和不溶性成分固液分离，可溶部分进行浓缩，不溶部分进行制浆，然后经抄造、涂布、干燥等工序制成的均质化烟叶［1］。再造烟叶生产过程中，烟草提取液浓缩的目的是为涂布工序提供香气量足及质量稳定、均一的涂布液［2］，而涂布液的质量直接决定着再造烟叶产品的内在品质［3］。浓缩工序是再造烟叶内在品质体现的最重要工序，浓缩温度是其最重要的工艺参数［4-5］。杨紫刚等［5］通过黏度、香味成分、感官评价等手段探讨了降膜蒸发器在再造烟叶萃取浓缩工艺中的应用。但不同再造烟叶产品生产时浓缩温度对产品内在品质的影响尚未见报道。天然产物提取液在加热浓缩过程中常常伴随着易挥发性香气成分的损失［6］。在再造烟叶生产过程中，烟草原料经提取后大量的挥发/半挥发中性香味成分进入到提取液中［2］，这些中性香味成分是影响烟草香气质、香气量及香型的重要化学组分［2，7-10］。因此研究不同再造烟叶产品生产过程中，浓缩温度对产品质量的影响至关重要。为此，采用同时蒸馏萃取-气质联用技术并结合感官质量评价，分别研究了低端和高端再造烟叶产品生产时浓缩温度对中性香味成分的影响，旨在为在再造烟叶生产时选取适宜的浓缩温度提供技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂和仪器
低端产品（ZY品牌）和高端产品（TS品牌）生产时的烟草提取液均由河南卷烟工业烟草薄片有限公司提供。
二氯甲烷（AR，郑州派尼化学试剂厂）；无水硫酸钠（AR，天津市福晨化学试剂厂）；氯化钠（AR，天津市德恩化学试剂有限公司）；乙酸苯乙酯（内标）、2-糠醇、苯甲醛、苯甲醇、2-乙酰基吡咯、2，3-二氢苯并呋喃、芳樟醇、苯乙醇、2，6，6-三甲基-2-环己烯-1，4-二酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4（标准品，美国Sigma公司）。
30 L提取浓缩机组、同时蒸馏萃取仪（自制）；7890/5975气相色谱-质谱联用仪［配备氢火焰离子化检测器（FID）］（美国Agilent公司）。
1.2 方法
1.2.1 标准溶液的配制
标准储备液：将标准品溶于乙醇，配成约100 mg/mL的标准储备液。
混合标准液：以乙醇为稀释溶剂，用标准储备液配制成混合标准储备液。2-糠醇、苯甲醛、苯甲醇、2-乙酰吡咯、2，3-二氢苯并呋喃、芳樟醇、苯乙醇、2，6，6-三甲基-2-环己烯-1，4-二酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4的浓度分别为1.0、0.1、2.0、1.0、0.5、0.5、5.0、0.1、2.0和5.0 mg/mL。
内标溶液：准确称取2.045 g乙酸苯乙酯，用乙醇溶解，并定容至100 mL，置于4℃冰箱中保存。
系列标准工作溶液：分别准确移取8.0、2.0、0.4、0.2和0.1 mL混合标准液，置于不同的10 mL容量瓶中，分别加入0.15 mL内标溶液，用乙醇定容，配制成系列标准工作溶液。
1.2.2 烟草提取液的浓缩
取10 L烟草提取液，将提取浓缩机组的油浴温度控制在（130±1）℃，利用提取浓缩机组在不同的浓缩温度下浓缩提取液，浓缩液的浓度（用波美度表示）控制在（25.0±0.5）°Bé。
1.2.3 浓缩液的处理和分析
由于高端产品和低端产品生产时原料配方梗末比例不一样，高端产品的烟末比例高，其挥发/半挥发性香味成分的质量分数也高［9］。为了GC检测时各成分的质量分数和内标保持一致，采用不同的浓缩液取样量，但取样的浓缩液与蒸馏水的总体积保持不变。
分别量取50 mL浓缩液、300 mL蒸馏水（ZY品牌）或者40 mL浓缩液、310 mL蒸馏水（TS品牌）加入1 000 mL烧瓶中；加入126 g NaCl和几颗沸石，连接到同时蒸馏萃取装置的一端，另一端连接盛有50 mL二氯甲烷的烧瓶，60℃水浴加热，同时蒸馏萃取2 h；将烧瓶取下，加入适量无水硫酸钠，置于冰箱中干燥过夜；过滤，将萃取液在46℃水浴中浓缩至1.0 mL；加入15 μL内标溶液，混匀，GC/MS法分析其挥发/半挥发中性香味成分。分析条件为：
色谱柱：DB-5 MS毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度：250℃；载气：高纯氦气；载气流速：1.0 mL/min；进样方式：分流进样；分流比：10∶1；进样量：2 μL；升温程序：70℃（2 min）2℃/min175℃（20 min）1℃/min200℃（30 min）；电离方式：EI；离子源温度：230℃；电离能量：70 eV；四极杆温度：150℃；质量扫描范围：50～450 amu；溶剂延迟：5 min。FID检测器温度：250℃；氢气流速：40 mL/min；空气流速：450 mL/min；尾吹气（He）流速：30 mL/min。
对浓缩液中香味成分的GC检测结果利用NIST08标准谱库进行检索，结合标准样品的GC保留时间和烟草中化学成分的相关文献［2，8-11］报道进行定性分析。对有标准样品的香味成分采用GC内标工作曲线法定量，没有标准样品的香味成分采用峰面积相对定量法（化合物峰与内标峰面积之比）定量。
1.2.4 再造烟叶样品的制备
将不同浓缩温度下制成的浓缩液按照39%的涂布率涂布到相应基片上，90℃下烘干，切丝后卷制成烟支；为了保证制备的再造烟叶样品12%的含水率，将其在温度22℃、相对湿度65%的环境下平衡48 h。
1.2.5 再造烟叶的感官评价
采用YC/T 138—1998［12］的方法对再造烟叶进行感官质量评价，评价时最小记分单位为0.5。评价小组由15位评委组成。
2 结果与讨论
2.1 浓缩液中挥发、半挥发中性香味成分的定性分析结果
对系列标准工作溶液进行分析，以各化合物与内标的色谱峰面积之比对其浓度之比进行线性回归分析，在浓度相差80倍的范围内，R2均大于0.999，10种化合物的线性关系良好。利用优化的色谱条件，使浓缩液中定性分析的58种挥发/半挥发香味成分达到基线分离，说明建立的样品分析方法适合再造烟叶生产浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的测定。共鉴定出58种挥发/半挥发中性香味成分（表1）。
2.2 低端产品生产时浓缩温度对浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的影响
表1 ZY品牌产品93℃浓缩时浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的定性结果
Tab.1 Qualitative results of volatile and semi-volatile neutral aroma components in extract concentrated at 93℃during ZY brand production
ZY品牌生产时，原料配方梗/末比为5:5，由于烟梗的质量分数较高，烟草中性香味成分相对较少［9］。分别量取10 L生产线上的烟草提取液置于提取浓缩机组的浓缩罐中，在93℃、83℃、75℃、61℃、52℃条件下浓缩。此温度指的是浓缩液的温度，与真空度密切相关，真空度越高，浓缩温度则越低。30 L的浓缩中试设备靠真空阀控制真空度，因此浓缩温度的设置间隔不易保持一致，但在整个浓缩过程中浓缩温度的实际值保持稳定。不同浓缩温度下提取液浓缩的时间和浓缩液的浓度见表2。
表1 （续）
表2 ZY品牌产品生产时不同浓缩温度下提取液的浓缩
时间和浓缩液浓度
Tab.2 Concentration time and concentration level of extract concentrated at different temperatures during ZY brand production
2.2.1 不同浓缩温度下浓缩液中有标准品的香味成分的定量分析结果
测定了2-糠醇、苯甲醛、苯甲醇、2-乙酰吡咯、2，3-二氢苯并呋喃、芳樟醇、苯乙醇、氧化异佛尔酮和巨豆三烯酮10种有标准品的香味成分在ZY品牌生产时不同浓缩温度下浓缩液中的质量分数（表3）。可知，93℃浓缩时浓缩液中2-糠醇、苯甲醇、2，3-二氢苯并呋喃、芳樟醇、苯乙醇和巨豆三烯酮总量的质量分数均较其他温度浓缩时高，83℃浓缩时浓缩液中10种香味成分的量均较其他温度浓缩时低，52℃浓缩时10种成分在浓缩液中的量均低于61℃和75℃浓缩时。各浓缩温度下浓缩液中2-糠醇、苯甲醇、2，3-二氢苯并呋喃、苯乙醇和巨豆三烯酮的总量由高到低对应的温度顺序为93℃＞75℃＞61℃＞52℃＞83℃。
2.2.2 不同浓缩温度下浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的相对量
利用GC/MS法对ZY品牌产品生产时不同浓缩温度下的浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分进行定性分析，根据标准物质的出峰时间确认相同色谱条件下GC/MS和FID检测的色谱峰出峰时间的一致性。由于定性分析出的部分中性香味成分没有标准品，因此根据各成分的相对峰面积计算中性香味成分的相对量，采用相对峰面积法比较不同浓缩温度下浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的相对量，结果见表4。
表3 ZY品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中部分香
味成分的量①
Tab.3 Contents of some aroma components in extract concentrated at different temperatures during ZY brand production
注：①这10种香味成分为实验室中有对应标准样品的成分。
将在不同浓缩温度下获得的浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分归类分析（表4），得到ZY品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中各类中性香味成分的相对量（图1）。结果显示，在ZY品牌产品生产中，浓缩温度为93℃时各类挥发/半挥发中性香味成分的总质量分数相对来说均较大，酮类、醛类和醇类均高于其他浓缩温度；75℃浓缩温度略高于61℃浓缩温度时各类成分的总质量分数，均仅次于93℃浓缩温度时各成分的量；52℃和83℃浓缩时各类成分的相对质量分数均较低，52℃浓缩时略高于83℃浓缩时各类成分的相对量。从GC分析的结果可以看出，各类成分的相对量从高到低对应的温度顺序为93℃＞75℃＞61℃＞52℃＞83℃。
表4 ZY品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中中性香味成分的相对量
Tab.4 Relative contents of neutral aroma components in extract concentrated at different temperatures during ZY brand production
表4 （续）
图1 ZY产品生产时不同浓缩温度下各类挥发/半挥发中性
香味成分的相对量
Fig.1 Relative contents of volatile and semi-volatile neutral aroma components in extract concentrated at different temperatures during ZY brand production
2.2.3 不同浓缩温度下浓缩液感官质量评价
对ZY品牌生产时不同浓缩温度下浓缩液的感官评价结果见图2。具体表现为：93℃浓缩的样品香气透发、香气量足、浓度适中、口腔舒适度较好；83℃浓缩的样品香气质差、香气少、杂气大、舌面有残留；75℃浓缩的样品香气质较好、浓度适中、稍有杂气、余味尚净；61℃浓缩的样品香气质较好、浓度偏大、稍有杂气、略有刺激；52℃浓缩的样品香气质一般、浓度适中、烟气柔顺、有杂气，口腔残留较多。从图2和感官描述可以看出，ZY品牌产品生产时浓缩液质量由高到低对应的浓缩温度顺序为93℃＞75℃＞61℃＞52℃＞83℃。这与挥发/半挥发中性香味成分质量分数的分析结果一致，分类成分质量分数高时对应感官评价的结果也最好，即分析结果可指导浓缩温度的优化选择。
图2 ZY品牌生产时不同浓缩温度下浓缩液的感官质量
评价结果
Fig.2 Sensory evaluation results of extract concentrated at different temperatures during ZY brand production
2.3 TS品牌产品生产时浓缩温度对浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的影响
TS品牌的原料配方梗/末比为3∶7，烟末质量分数高，烟草香味成分的量也高［9］。分别量取10 L生产线上的烟草提取液置于提取浓缩机组的浓缩罐中，分别在93℃、84℃、74℃、64℃、52℃下进行浓缩。不同浓缩温度下提取液浓缩的时间和浓缩液的浓度见表5。
2.3.1 不同浓缩温度下浓缩液中有标准品的香味成分的定量结果
TS品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中10种有标准品的香味成分的测定结果见表6。可知，除了苯甲醛、2-乙酰吡咯、氧化异佛尔酮外，其余成分的量均随浓缩温度的升高而降低，浓缩液中巨豆三烯酮4的量在52℃浓缩温度下比在93℃下高近50%。
表5 TS品牌产品生产时不同浓缩温度下提取液的浓缩时间和浓缩液浓度
Tab.5 Concentration time and concentration level of extract concentrated at different temperatures during TS brand production
表6 TS品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中有标准品的香味成分的量
Tab.6 Contents of some aroma components in extract concentrated at different temperatures during TS brand production
2.3.2 不同浓缩温度下浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的相对量
TS品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的分析结果见表7，同样采用相对峰面积来比较不同浓缩温度下浓缩液中中性香味成分的相对量。
表7 TS品牌产品生产时不同浓缩温度下浓缩液中中性香味成分的相对量
Tab.7 Relative contents of neutral aroma components in extract concentrated at different temperatures during TS brand production
将TS品牌产品生产时在不同浓缩温度下获得的浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分归类分析，得到不同浓缩温度下浓缩液中各类中性香味成分的相对量（图3）。结果表明，在TS品牌产品生产时提取液浓缩过程中，浓缩温度越低，浓缩液中各类成分的相对量越高。从52℃到93℃，各类成分的相对量随浓缩温度的升高而降低；浓缩温度93℃相对于52℃，浓缩液中各类中性香味成分的量下降50%左右。
表7 （续）
图3 TS产品生产时不同浓缩温度下各类挥发/半挥发中
性香味成分的相对量
Fig.3 Relative contents of volatile and semi-volatile neutral aroma components in extract concentrated at different temperatures during TS brand production
2.3.3 TS品牌生产时不同浓缩温度下浓缩液的感官质量评价结果
对TS品牌生产时不同浓缩温度下浓缩液的感官评价结果见图4。可知，浓缩温度越低，香气质和香气量越足，口腔舒适度越好。TS品牌产品不同浓缩温度下浓缩液整体感官质量对应的温度排序为52℃＞64℃＞74℃＞84℃＞93℃，这与挥发/半挥发成分GC/MS的分析结果一致，分类成分相对量高时对应的感官评吸结果也最好。
2.4 讨论
在再造烟叶生产时提取液的浓缩过程中，浓缩温度与真空度密切相关，真空度越高，浓缩温度则越低，越有利于香味成分的保持，但天然产物提取液在浓缩过程中部分香味成分随着抽真空而损失的也较多［6］；真空度越低，则浓缩的温度越高，越有利于美拉德反应香味成分的产生［13-14］，却不利于香味成分的保持［6］。
图4 TS品牌生产时不同浓缩温度下浓缩液的感官质量
评价结果
Fig.4 Sensory evaluation results of extract
concentrated at different temperatures during TS brand production
再造烟叶生产原料烟梗中含有的香味成分的量远小于烟末中的香味成分［9］，再造烟叶生产过程中，不同产品配方原料的梗/末比例不同，提取液中香味成分的相对质量分数相差较大，烟草提取液在浓缩过程中由于抽真空而损失的香味成分也相差较大。
低端产品生产时烟梗与烟末的质量比为5:5，烟末的比例较低，提取液中挥发/半挥发中性香味成分的量相对也较低［9］。提取液在93℃温度下浓缩时有利于美拉德反应，美拉德反应生成的中性香味成分的量大于浓缩时损失的量，所以在此温度下浓缩时，浓缩液中挥发/半挥发性成分的相对质量分数最高，感官评价结果也最好；在浓缩温度为75℃、61℃、52℃时，美拉德反应的程度均较小，但浓缩温度越低越有利于香味成分的保持［6］；83℃浓缩时既不利于美拉德反应，又可能使香味成分损失较多，导致浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的相对量最低，感官评价结果最差。
高端产品生产时梗/末比为3:7，烟末比例高，此配方下提取液中挥发/半挥发中性香味成分的相对质量分数也较高，虽然93℃浓缩有利于美拉德反应，但与此温度下浓缩时损失的挥发/半挥发成分的量相比，美拉德反应产生的香味成分的量较低。因此高端产品生产时，提取液的浓缩温度越低，香味成分保持在浓缩液中的越多，感官评价结果就越好。
3 结论
①浓缩液中挥发/半挥发中性香味成分的相对质量分数与再造烟叶的吸食品质正相关。②再造烟叶生产过程中，提取液浓缩时不同的浓缩温度对低端和高端品牌产品质量的影响不同。低端品牌产品生产时浓缩液中香味成分的相对质量分数从高到低对应的浓缩温度顺序为93℃、75℃、61℃、52℃、83℃，高端产品生产时浓缩液中香味成分的相对质量分数从高到低对应的浓缩温度顺序为52℃、64℃、74℃、84℃、93℃。本研究结果可为在再造烟叶生产时选取适宜的浓缩温度提供技术依据。
