糊毛煙發酵過程中揮發性生物堿分析

王 俊

(四川省煙草公司德陽市公司,四川德陽 618400)

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糊毛煙發酵過程中揮發性生物堿分析

王 俊

(四川省煙草公司德陽市公司,四川德陽 618400)

摘 要：為了研究糊毛煙發酵過程中發揮性生物堿組成和含量變化情況,利用SDE和GC/MS分析了不同發酵時間糊毛煙揮發性生物堿。結果表明,發酵0 d時檢測到煙堿、假木賊堿、麥斯明、N-氧化煙堿和2,3′-聯吡啶5種生物堿,發酵7 d時檢測到煙堿、假木賊堿、麥斯明、氧化煙堿、2,3′-聯吡啶和可替寧6種生物堿,發酵21 d后可以檢測到煙堿、假木賊堿、麥斯明、N-氧化煙堿、二烯煙堿、2,3′-聯吡啶和可替寧7種生物堿。隨著發酵時間的延長,7種生物堿絕對含量呈增加趨勢;煙堿和假木賊堿二者相對含量降低,麥斯明、二烯煙堿和2,3′-聯吡啶3種物質相對含量增加。糊毛煙發酵過程中結合態生物堿轉化降解為游離態可揮發生物堿,有利于改善煙葉質量。

關鍵詞：糊毛煙;發酵;生物堿

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160249

生物堿是煙草中最重要的一類化學成分,其組成和含量是煙葉的重要質量要素,直接影響煙草制品的生理強度、煙氣特征和安全性［1-2］。史宏志和謝雯燕等［3-7］對我國煙草和卷煙生物堿含量和組成比例進行分析,而針對名晾曬煙品種“毛煙”的生物堿含量及其組成情況鮮有相關報道。本研究對四川什邡糊毛煙發酵過程中揮發性生物堿進行動態檢測,明確其含量和組成比例的狀況,以期為改進糊毛煙發酵工藝、科學評價煙葉品質提供參考。

1　材料與方法

1.1材料和儀器

供試材料為曬紅煙品種什煙一號,一級煙葉。試驗試劑有二氯甲烷(色譜純,成都科龍化工),無水硫酸鈉(AR,成都科龍化工)。試驗儀器有GCMS-QP2010 Plus (日本SHIMADZU公司);同時蒸餾萃取儀(SDE); ALC-210.3電子天平(感量0.001 g,德國Sartorius公司);有機相濾膜(孔徑0.45 μm); 2 mL一次性注射器。

1.2方法

1.2.1樣品處理

將煙葉采用標準的糊毛煙加工工藝處理、發酵。分別在發酵0,7,14,21,28和35 d隨機抽取3份具有代表性的樣品。將抽樣煙葉40℃下干燥2 h,去梗粉碎,過0.3 mm孔徑篩備用。稱取10.000 g煙末,以二氯甲烷進行同時蒸餾萃取［8］。SDE裝置以200℃油浴加熱,沸騰計時2.5 h,收集有機相,水浴溫度40℃蒸發二氯甲烷,再以二氯甲烷稀釋至5 mL,加入適量無水硫酸鈉除水,0.45 μm濾膜過濾至1 mL進樣瓶進行GC/MS分析。

1.2.2GC/MS條件

色譜柱為DB-5ms (30 m×0.25 mm i.d.× 0.25 μm d.f.);進樣口溫度250℃;載氣為He,0.8 mL·min-1;進樣量3 μL,分流比15∶1;升溫程序50℃,維持2 min,以6℃·min-1速度升溫至140℃,維持2 min,再以4℃·min-1速度升溫至200℃,維持10 min,再以2℃·min-1速度升溫至240℃,維持5 min;接口溫度250℃;電離方式EI;離子源溫度200℃;電離能量70 eV;掃描范圍40～450 amu［9］。

2　結果與分析

2.1揮發性生物堿定性結果

圖1為揮發性生物堿氣象色譜總離子流圖,采用島津GCMSsolution工作站以NIST05/NIST05s譜庫檢索分析［10］。糊毛煙中可檢測到7種揮發性生物堿,其組成包括煙堿和假木賊堿2種主要生物堿,以及麥斯明、N-氧化煙堿、二烯煙堿、2,3′-聯吡啶和可替寧5種微量生物堿,各生物堿相對保留時間分別為18.867,19.181,21.267,22.850,23.092,24.605和29.861 min。其結構式如圖2所示。

圖2　幾種煙堿結構式

2.2揮發性生物堿絕對含量

采用島津GCMSsolution工作站計算的峰面積表示各揮發性生物堿的絕對含量。由圖3可以看出,發酵過程中,煙堿和假木賊堿合計含量始終最大,其余5種生物堿含量較小;在發酵0,7和14 d 時,二烯煙堿含量低于儀器檢測限,在發酵0 d時可替寧含量低于儀器檢測限;隨著發酵時間增加,揮發性生物堿含量呈增長趨勢,且在21～28 d時絕對含量增速最快;總揮發性生物堿含量從發酵0 d開始增加,至35 d時,其含量為0 d的9.45倍。在14和35 d各揮發性生物堿含量較前期明顯下降,表明揮發性較強的游離態生物堿在糊毛煙發酵過程中進行翻堆工藝處理時揮發到環境中［11-12］。

圖3　發酵過程中揮發性生物堿含量變化

2.3揮發性煙堿相對含量

采用面積歸一化法［13］表示同一樣品中揮發性煙堿相對含量。如圖3所示,煙堿和假木賊堿2種物質在總揮發性生物堿中占比在90%以上。其中,發酵0 d時占比最大,為97.41% ,隨著發酵時間的增加,其占比呈下降趨勢;至35 d時,比例降至91.66% ,相比發酵0 d時下降5.75百分點;發酵35 d后,麥斯明和2,3′-聯吡啶相對比例分別增加1.57和2.42百分點; N-氧化煙堿和可替寧在總揮發性生物堿中占比較低,在發酵過程中其相對含量始終小于1% ;二烯煙堿又稱雪茄堿,是雪茄煙煙葉中代表性生物堿,在發酵0,7和14 d時未檢出,21,28和35 d時相對含量為1.69%～2.17%。

3　小結與討論

試驗表明,糊毛煙中以無機酸鹽等結合態形式存在的生物堿,在發酵過程中不斷降解轉化,形成了游離態的煙堿、假木賊堿、麥斯明、N-氧化煙堿、二烯煙堿、2,3′-聯吡啶和可替寧7種可揮發生物堿,其含量隨著發酵推進而增加,并且在發酵翻堆環節揮發到環境中,從而減少煙葉中總生物堿的含量。7種揮發性生物堿中,煙堿和假木賊堿2種主要生物堿合計含量占比90%以上;發酵后期,麥斯明和2,3′-聯吡啶占比較大,雪茄煙中代表性生物堿二烯煙堿占比2%左右,N-氧化煙堿和可替寧含量占比最低。

目前,國內晾曬煙尚存在煙堿含量和TSNAs含量較高的問題,可通過監測發酵過程中揮發性生物堿組成和含量,篩選適當發酵技術促進煙堿降解轉化,減少煙葉中降煙堿、新煙草堿和假木賊堿等TSNAs合成的前體物生物堿,改善煙葉香吃味,提高煙葉安全性。

參考文獻:

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(責任編輯：張瑞麟)

作者簡介:王 俊(1986—),男,碩士,主要從事煙草栽培、化學相關研究工作,E-mail:wx345wnwn@sina.com。

基金項目:中國煙草總公司四川省公司項目(201503)

收稿日期:2015-09-22

中圖分類號：S572

文獻標志碼：A

文章編號：0528-9017(2016)02-0294-03

文獻著錄格式:王俊.糊毛煙發酵過程中揮發性生物堿分析［J］.浙江農業科學,2016,57 (2):294-296.