烟草酶解液参与制备的热反应香精香气成分分析

烟草酶解液参与制备的热反应香精香气成分分析

韩爽，张舒琦

山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂  山东 济南 250000

摘要：烟草是我国重要的经济作物之一,我国的烟草种植面积和总产量均居世界第一位,但每年约有25%的废次烟末因无法利用而浪费。将烟草酶解,提取出可溶性蛋白质、肽、氨基酸和还原糖,在一定条件下发生美拉德(Maillard)反应,可以用来制备烟用香精,提升烟草的香气品质,弥补因降焦减害带来的香味不足。

关键词：烟草酶解液；热反应；香精香气；成分分析

引言

美拉德反应中间体Amadori重排产物（ARP）作为重要的呈香前体物在烟草调制、复烤、醇化等阶段对烟草本香的形成有显著贡献。美拉德中间体是在美拉德反应初期，由氨基酸与还原糖羰氨缩合后，经脱水、重排形成。其理化性质稳定，本身不具备完整风味属性，但在后续热加工中可迅速形成理想风味。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1试验材料

供试菌株：烟草青枯劳尔氏菌（R.solanacearum）、贝莱斯芽孢杆菌FZB42（BacillusvelezensisFZB42）均由安徽农业大学植物保护学院植物病理教研室提供。供试土壤：2020年7月采自于贵州省遵义市湄潭、桐梓及正安等3烟区青枯病发病严重田块中的健康烟株根际。供试烤烟品种：云烟87。

1.1.2供试培养基

牛肉膏蛋白胨培养基（NA）：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl5g，琼脂18g，蒸馏水定容至1L；无机磷培养基（PVK）：葡萄糖10g，(NH4)2SO40.5g，NaCl0.2g，KCl0.2g，FeSO4·7H2O0.003g，MnSO40.03g，MgSO4·7H2O0.03g，酵母膏0.5g，Ca3(PO4)25g，琼脂20g，蒸馏水定容至1L，pH6.8~7.0；Salkowski比色液：FeCl34.5g，溶于10.8mol·L-1浓硫酸，冷却后定容至1L。

1.2方法

1.2.1烟草根际细菌的分离纯化

10g烟草根际土壤放入带有玻璃珠的90mL生理盐水中，180r·min-1震荡30min，梯度稀释后涂布于牛肉膏蛋白胨平板上，置于28℃恒温培养箱培养，挑取形态不同菌落进一步纯化，并4℃保存备用。

1.2.2烟草根际细菌培养

挑取根际细菌单菌落于NA液体培养基中，30℃、180r·min-1振荡培养48h，然后用无菌NA液体培养基调节培养液浓度至1×108cfu·mL-1备用。

1.2.3烟草根际细菌促生性质的研究

（1）根际细菌解磷特性测定。取根际细菌培养液10μL点接于以Ca3(PO4)2为唯一磷源的PVK培养基中心，置于30℃培养箱中培养3d后，观察菌落周围是否出现透明圈，若菌落周围出现透明圈表明其具有解磷能力。同时计算解磷比D/d（透明圈直径/菌落直径），解磷比越大表明其解磷能力越强。以贝莱斯芽孢杆菌FZB42作为对照菌株，每个菌株重复5个平板，试验重复3次。（2）根际细菌产吲哚乙酸（IAA）能力测定。吸取根际细菌菌悬液（OD600=0.5）100μL加入到含L-色氨酸（1000mg·L-1）的LB液体培养基中，30℃、180r·min-1振荡培养，分别在不同时间吸取1mL的菌悬液,，菌悬液离心，取上清液800μL至无菌的10mL离心管，同时加入1600μLSalkowski比色液，室温、避光放置35min后，分光光度计测定反应液在540nm的吸光值，根据IAA标准曲线比较不同菌株在不同时间的IAA产量。以无菌LB液体培养基为阴性对照，以贝莱斯芽孢杆菌FZB42作为阳性对照菌株，IAA产生量高于FZB42的菌株作为候选菌株，每个菌株重复3次，试验重复3次。

2烟草行业软实力的理解

2.1烟草行业软实力的内涵

烟草行业的软实力具有一般企业软实力的特征，但同时烟草行业特殊性又决定了其软实力要区分于其他企业的软实力。一方面，烟草行业具有国有企业性质，并实行国家烟草专卖制度和“一套机构、两块牌子”的管理体制，必须深入领会贯彻党中央、国务院精神和部署要求，不断推动国有资产保值增值，切实维护国家和消费者利益。另一方面，在吸烟与健康矛盾日趋突出的情况下，烟草制品长期处于备受争议和质疑的状态，控烟过激等问题不断显现，烟草企业也成了“招黑”体质，舆论压力较为突出。由此导致，长期以来，烟草行业对国民经济和社会发展全方位的贡献不能得到社会的充分认可，烟草行业的社会形象未能正确树立。在这种情况下，提升行业形象，增强行业软实力，已经成为烟草行业非常现实而又紧迫的问题。

2.2发展战略的领导力

科学合理发展战略关系到行业发展的行稳致远，是烟草行业软实力形成的前提条件。合理确定战略目标不仅可以增强市场活力、提升市场状态，也是提振行业广大职工和卷烟经营零售户信心的前提条件，进而提升行业归属感和认同感。从参与国际竞争的角度看，要实现中国烟草“走出去”战略，更加需要充分结合市场竞争的特点，了解市场的实际需求、自身优势和竞争对手情况等，统筹处理好内部与外部、当前与长远、局部与整体的关系，强化战略研究和管理。

2.3企业品牌的生命力

企业品牌在行业软实力中充当着十分重要的作用，为消费者、社会公众以至国际市场的竞争对手提供了一个展示行业实力和形象的窗口，是行业总体竞争实力的综合体现，也是软实力建设的一个必不可少的要素。从烟草行业的实践看，必须始终坚持中式卷烟发展方向，进一步明确品牌发展定位，利用好品牌的效应，以品牌增加烟草行业的知名度，以产品质量和服务促进品牌形象的树立，才能保证品牌的经久不衰和行业整体竞争力的提升。

3讨论

美拉德反应中间体作为重要的致香前体物，其制备工艺是开发应用的关键。目前常用的水相制备法ARP产率较低，非烟添加剂的使用则会给烟气引入杂气，带来不协调香气。在本研究中利用烟花酶解液作为功能反应基底制备脯氨酸-葡萄糖ARP，酶法辅助提取的使用可将致香原料中不利呈香的前体物如蛋白质、淀粉、木质素等分解为可利用的小分子糖类、氨基酸等组分，从而降低烟花青杂气，在后续工艺中美拉德反应过程亦可进一步利用降解的小分子参与热反应，以产生协调而丰富的香气。提取率作为样品提取效率与提取程度的反应，影响着生产成本。不同酶制剂的酶解效果表明，纤维素酶提取率最高，碱性蛋白酶提取率最低，但果胶酶与漆酶则表现较好的感官结果。但是，从纤维素酶与果胶酶处理结果发现，提取率最高时的加香卷烟并未呈现出最好的感官得分，这可能跟酶本身作为蛋白质，对卷烟加香燃吸品质会产生影响有关。同时，酶解液作为反应溶剂制备的ARP相较于水溶液和水提液体系感官结果更好，而烟花水提液则不可避免的引入色素、果胶等植物固有大分子物质，杂气较酶解液及水溶液体系更重。在反应过程中，水既是溶剂，又是反应物，使得ARP在纯水溶剂条件下反应呈多向式可逆联动，ARP形成与降解同步进行，其产率多在50%以下。热反应过程中，真空条件有利于氨基酸与葡萄糖形成的N-葡萄糖基胺脱去1分子H2O，改变反应平衡，促进反应不断向正向进行，从而促进ARP更有效积累。为了进一步提高ARP产率，YU等通过在水溶液中补充功能性组分，如表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）等，可以使得美拉德反应下游生成的脱氧糖酮被捕获，以促进ARP的生成。这一方面可能是由于酶解后烟花致香性能被再次挖掘，异味和青杂气也一定程度减弱；另一方面则可能是脯氨酸作为烟草内源主要氨基酸，由其所制备的ARP与卷烟天然融合感更强，从而对香气质、香气量的提升更直接；同时，在烟花酶解液和ARP共同作用下，混合体系美拉德反应物较纯水相单一种类的美拉德反应中间体在香气量、吃味、香气丰富度优势明显，在香韵协调性和烟香融合感方面更好。烟花酶解液空白对照评价好于水溶液和水提液ARP体系，也证明了酶解液中丰富的细胞内源组分对于卷烟香气的改善作用。

结语

与反应对照液相比,热反应烟草香精的制备过程中产生了更多的挥发性香味成分,尤其是杂环类化合物,不仅对烟草风味具有良好的修饰作用,亦为卷烟香精的重要组成成分。烟草香精制备过程中产生的多种杂环类化合物,不仅对烟草风味具有良好的修饰作用,亦为卷烟香精的重要组成成分。

参考文献

[1]董占能,白聚川,张皓东.烟草废弃物资源化[J].中国烟草科学,2008,29(1):3942.

[2]闫克玉,赵献章.烟叶分级[M].北京:中国农业出版社,2003.

[3]饶国华,赵谋明,林伟锋,等.中国低次烟叶资源综合利用研究[J].资源科学,2005,27(5):120127.