中式卷烟清香型风格特征剖析及修饰强化

发布时间：2020-07-27 09:37

【摘要】：拥有自主核心技术的中式卷烟,包括中式烤烟和中式混合型卷烟,具有特定的口味和独特的香气风格,既能够满足中国卷烟消费者目前的消费需要,也符合消费者日渐升级的口味需求。中式卷烟以国产烟叶为主要原料,在口味特征和香气风格上与美式、英式、日式等卷烟不同,具有浓郁且明显的中国卷烟风格。在中国,以云南卷烟为代表的清香型卷烟,因其突出的怡人的清甜香气,受到众多消费者的喜欢。实际上,在我国销售的4000多万大箱卷烟中,清香型卷烟占了一半还多。虽然国内外对于卷烟内在化学成分与卷烟风格特征之间的联系研究了很多,但是基于清香型卷烟特殊的地缘性和单一品类特征,其致香机理一直不是很清晰。科学地研究清香型卷烟的致香机理,找出烟叶内在化学成分与香气特征的相互关联规律,不仅能为清香型烤烟的开发及生产提供有效措施和科学依据,而且能建立对应的香气补偿及强化工艺手段,改造烟叶内部化学成分的协调平衡,增加烟叶的可用性,对增强我国烟叶和卷烟产品的国际竞争力都具有重要意义。本文通过对国内8种畅销的卷烟(其中典型清香型卷烟两种)进行主流烟气成分分析,以GC-MS、和电子鼻(EN)等手段对主流烟气进行分析检测,并利用PLSR分析卷烟中糖、生物碱、有机酸、氨基酸及金属离子对清香型卷烟风格特征的贡献,建立清香型卷烟风格特征指纹图谱并进行论证,最后根据找到的规律建立了清香型卷烟风格特征修饰和强化的技术手段。主要内容如下:对烟叶的主要化学成分进行分类定量检测,采用PLSR等统计方法建立了清香型卷烟主流烟气化学成分与感官指标之间的相关性模型。探索主流烟气化学成分对感官质量的贡献性,找出对感官指标影响最大的香气成分。结果表明,以云南烟为代表的“清香”型卷烟特征风格,是清香、花香和酸香的一种综合感官表现。通过PLSR模型比较8种品牌卷烟烟气化合物的显著性,结果表明,清香与2,3-二甲基-2-环戊烯酮、巨豆三烯酮(B)呈显著正相关,与棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、巨豆三烯酮(A)、巨豆三烯酮(C)、4-叔丁基-2,6-二甲基苯乙酮、油酸和糠醇呈显著负相关;酸香与甲酸糠醇酯、3-甲基-2-环戊烯酮、5-甲基糠醛、糠醇、油酸呈显著负相关,花香与丁烯酸呈显著正相关,与巨豆三烯酮(A)和棕榈酸乙酯呈显著负相关。对中式清香型卷烟的香气前体物的贡献进行分析。利用PLSR分析了烟叶中糖、烟草生物碱、有机酸、氨基酸和金属离子对清香型卷烟香气特征(清香、花香和酸香)的贡献。结果表明,糖与酸香成分有很强的相关性,而与清香和花香成分的相关性较弱。葡萄糖和蔗糖对酸香有显著贡献。不仅如此,氨基酸、有机酸和金属离子对中式清香型卷烟的特征香气也有显著影响。如脯氨酸对清香和花香有贡献,亮氨酸显著影响酸香;棕榈酸和硬脂酸有助于清香;月桂酸和棕榈酸对花香贡献显著;Na~+与酸香呈显著正相关。采用SDE/GC-MS和电子鼻等不同分析手段,建立清香型卷烟香气特征标准指纹图谱和电子鼻雷达指纹图谱,用以对清香型卷烟进行快速鉴定和对不同类型卷烟进行特征香气成分预测。SDE/GC-MS分析结果表明,6个不同规格清香型卷烟样品与标准指纹图谱的相似度较高;6种非清香型卷烟样品的相似度值都不在清香型卷烟指纹图谱相似度的范围内,说明该清香型卷烟标准指纹图谱对样品判断的准确性较高。用电子鼻雷达指纹图谱判断选取的6种国产非清香型卷烟样品时,发现6种非清香型卷烟在SQC图中都位于可接受区域以外,进一步表明清香型与非清香型卷烟的差异明显,与相似度计算结果一致。综上表明,清香型卷烟的SDE/GC-MS指纹图谱和电子鼻雷达指纹图谱具有较好实用性,能够用于辨别清香型卷烟的特征及进行质量和特色风格的稳定性控制,具有较好的应用前途。对非清香型空白叶组、常规加香卷烟进行了对比评吸,结果表明,空白叶组加香后其感官评吸各指标都有大幅度提升,但是在清香、花香、酸香属性上还未达到理想状态。对空白叶组卷烟及常规加香卷烟的烟丝进行了GC-MS分析,结果发现,有27个成分未在空白卷烟中检测出,这些成分大多具有花香、甜香香气。利用上述PLSR分析得出的结论,在空白叶组上分别添加了巨豆三烯酮(B)、β-二氢大马酮等对清香型风格有正面作用的化合物,以及棕榈酸乙酯、糠醇等对清香型风格有负面作用的化合物,通过对比评吸,验证了PLSR分析结论的正确性。在此基础上在常规加香配方中增加了清香型风味物质,进一步通过模型实验验证了通过PLSR分析确定卷烟中各类化合物作用的方法和结论是正确有效的,发现秘鲁浸膏、β-二氢大马酮、苯乙酸苯乙酯、巨豆三烯酮(B)和月桂酸的合理组合,可以使卷烟的花甜香增加、清香透发和香气自然飘逸。电子鼻分析结果表明,经过修饰强化后的叶组清香型特征更明显。该方案可应用于清香型卷烟配方设计和产品开发,并为弱风格卷烟强化其清香特征提供了技术指导和理论依据。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS452
【图文】：

雷达图,卷烟,感官评价,雷达图

图 2.1 8 种卷烟的感官评价雷达图Fig. 2.1 Sensory evaluation radar diagram of 8 kinds of cigarettes.2 基于卷烟感官评吸的 PCA 分析采用统计学方法，利用 8 种不同卷烟的 12 个风格特征的感官数据（表进行主成分分析（PCA 分析），结果见图 2.2。前四个主成分的累积贡献86% (> 80%)，其中前三个主成分已包含了几乎全部的信息，可以清楚反映品的整体信息和显示判定结果，说明主成分之间的独立性较强，因此只建PC1-PC2 和 PC1-PC3 的二维判别图，用于分析可能得到的信息。

感官评吸,卷烟,主成分分析

（b）图 2.2 基于感官评吸的 8 种卷烟的主成分分析（PCA）图Fig. 2.2 Principal component analysis (PCA) diagram of 8 cigarettes based on sensorevaluation由图 2.2（a）可知，8 个样品沿着 PC1 轴由左到右的方向分布。大体可类，中华烟位于最左侧，与果香、奶香相关性较强；云烟和玉溪位于左下花香存在极强相关性，伴有酸香和清香；苏烟位于最右侧，与药草香和膏显著性正相关，同时也伴有青滋香和焦香；而白沙、黄鹤楼、利群和芙蓉上述样品中间，且靠近坐标轴中心，与所有感官属性相关性较弱，说明这没有表现出某种突出的香气特征。由图 2.2（b）进一步分析发现，云烟除香存在极强相关性外，还表现出极强的焦香和烘培香。因此综合图 2.2（ab）可以看出以云南烟为代表的“清香”型卷烟特征风格，并非只是具有清官属性，而是清香、花香和酸香的一种综合感官表现。.3 烟气成分分析

特征香,挥发性成分,相关分析

接影响主流烟气的香味[32]。.3.2 利用 PLSR 技术鉴定挥发性成分的香气类型（1）感官评价结果与挥发性成分的相关性分析研究为了解哪些挥发性成分对卷烟特征香型产生影响，本实验采用 PLSR 对挥发性成分和“清香型”云烟为代表的特征香型之间进行了相关性分析。以挥发性成分含量为 X 变量，感官属性得分值为 Y 变量进行 PLSR 分析。的 PLSR 模型包含 3 个主成分，能够解释 80%的交叉-验证方差，因此建1-PC2 和 PC2-PC3 模型，分析发现 PC2-PC3 不能提供更多信息，因此本论 PC1-PC2 模型，结果如图 2.3。图 2.3 中的大椭圆代表 100%的解释方椭圆代表 50%的解释方差。结果表明，三个感官属性和大多数挥发性成分1 轴的右侧。在 PC2 轴方向上，花香和清香位于载荷图右下侧，酸香位侧。Y 变量中有花香和清香以及 X 变量的大多数挥发性成分位于大小椭，这说明该 PLSR 模型可以很好地解释这些变量。但是，对于每一种特征由哪些化合物的存在所产生的，还需要进一步分析。

【参考文献】