不同產地菊苣浸膏揮發性成分對比分析及其在卷煙中的應用

周靜媛，徐世濤，姚 響，劉勁蕓，吳 恒，杜 超，郭生云，韓智強，王夸平

菊苣（Cichorium Intybus L.）為菊科菊苣屬多年生草本植物，廣泛分布于歐洲、亞洲、北非，中國主要分布于西北和東北各?。?］。 菊苣可作為高檔蔬菜［2］、優質牧草［3］以及功能性食品［4］等，開發應用前景廣闊。菊苣根干片經焙炒浸提制得的浸膏具有類似可可或咖啡的焦香味，已應用于煙草加香、含乙醇或不含乙醇的苦味飲料中［5］。目前，菊苣浸膏已成為煙草工業的重要香料之一。

但是，對菊苣浸膏揮發性成分方面的研究報道相對較少，梁宇等［6］采用 SPME－GC／MS 聯用技術對菊苣浸膏揮發性成分進行鑒定，共鑒定出38種化學成分。另外，針對不同產地的菊苣浸膏揮發性成分對比分析的研究未見報道。因此，本試驗分別對云南祿勸、石林以及青海西寧3個不同產地栽培的菊苣進行揮發性成分對比分析，并通過卷煙加香試驗評價，探索不同產地菊苣浸膏揮發性成分差異及對提高卷煙吸食品質的作用，旨在為菊苣原料產地篩選、提取工藝優化和產品開發提供參考。

1　材料與方法

1.1　材料與試劑

材料：菊苣A，產自云南省昆明市祿勸縣；菊苣B，產自云南省昆明市石林縣；菊苣C，產自青海省西寧市。

試劑：重蒸二氯甲烷、萘（色譜純）、70%乙醇；內標：稱取一定量的萘，加入無水乙醇配制100 mg／L的濃度，待用。

1.2　儀器

電子秤（福州科迪電子技術有限公司），WND－500A高速粉碎機（浙江偉能達電器有限公司），布氏漏斗（四川蜀玻有限責任公司），Vacuum pump V－700真空泵（瑞士 BUCHI公司），R－210旋轉蒸發儀（瑞士 BUCHI公司），KBF恒溫恒濕箱（德國 Binder），GC／Tof高分辨氣質聯用儀（美國Waters公司）。

1.3　GC／MS 分析和試驗方法

1.3.1菊苣浸膏提取 分別稱取等質量的菊苣A、B和C干片樣品，經烘焙處理后按料液質量比1∶5加入70%的乙醇，在提取溫度65℃、提取時間2 h條件下熱回流提取2次，提取液冷卻至室溫，用200目濾布過濾后靜置24 h，抽濾，減壓濃縮，制備得到菊苣浸膏 A、B、C。

1.3.2色譜條件 色譜柱為 DB－5MS 柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣 He，流速為 1.0 mL／min，進樣量1 μL，溶劑延遲時間為 2 min；分流比為 10∶1；升溫程序：50℃停留1 min，以8℃／min先升至160℃，160℃停留 2 min，再以8℃／min升至 260℃，停留15 min，進樣口溫度260℃。

1.3.3質譜條件 EI離子源，電子能量70 eV；質量掃描范圍30～550 aum，傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃。用NIST和WILEY標準質譜庫定性分析。

1.4　卷煙加香試驗

用云煙品牌的云煙（紫）葉組進行卷煙加香評價試驗，稱取9份100 g的卷煙配方葉組，將制備得到的菊苣浸膏 A、B、C 分別按照 0.05%、0.10%、0.20%的比例添加到葉組中，混配均勻后置于22℃、相對濕度60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，取出后制成規格相同的煙支，以未添加的空白卷煙作對照，組織專家對以上樣品進行感官評吸。

2　結果與分析

2.1　菊苣浸膏揮發性成分分析

通過GC／MS法分別對3種菊苣浸膏的揮發性成分進行分析，獲得3種菊苣浸膏的總離子流色譜（圖1，圖2，圖3）。對每種色譜峰的質譜裂解圖進行NIST和WILEY質譜庫檢索，并結合相關文獻對其化學成分進行分析確認，菊苣浸膏A共鑒定出29種化學成分，浸膏B為36種，浸膏C為26種，通過峰面積歸一化法求得各致香成分相對含量見表1。

圖1　菊苣浸膏A的揮發性成分的總離子流色譜

圖2　菊苣浸膏B的揮發性成分的總離子流色譜

圖3　菊苣浸膏C的揮發性成分的總離子流色譜

根據檢測結果可知，菊苣浸膏B的化學成分含量最豐富，其中主要包括有機酸類9種、酯類10種、酮類4種、醛類6種；菊苣浸膏A次之，主要包括有機酸類7種、酯類8種、酮類3種、醛類3種；菊苣浸膏C化學成分種類最少，包括有機酸類7種、酯類5種、酮類3種、醛類3種。

3種菊苣浸膏共鑒定出42種成分，其中17種為三者所共有：棕櫚酸、亞油酸、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、十五酸、亞麻酸乙酯、2，6－二甲基吡嗪、亞油酸甲酯、2－甲基－2－丁醇、蒽、2－甲基四氫呋喃－3－酮、肉豆蔻酸、己醛、月桂酸、2－羥基－5－甲基－苯乙酮、糠醛和己酸。將相對含量較高成分進行對比（圖4）。

表1　3種菊苣浸膏的揮發性成分

A、B、C 3種菊苣浸膏中相對含量最高的成分為棕櫚酸，分別為 44.37%、29.99%、53.06%，其次為亞油酸，分別為 20.44%、4.94%、22.21%。棕櫚酸具有增加煙氣甜味、蠟味和豐滿度的功效，但同時會帶來粗糙感和刺激性［7］；亞油酸會增加煙氣的粗糙感和蠟質感，對煙質不利［8］，在C中含量最高，B中最低。浸膏A和C中，棕櫚酸和亞油酸的相對含量為64.81%、75.27%，占據揮發性成分被檢出量的絕大部分，而B中為34.93%，僅占被檢出量的1／3左右。二者含量越高，煙氣的粗糙感和刺激性也越大。

圖4　3種菊苣浸膏主要揮發性成分的比較

亞油酸乙酯可增加煙氣濃度，使得煙氣醇和［8］，棕櫚酸乙酯可柔和煙氣和增加甜味，使卷煙香吃味表現出一定的焦甜香和厚實、留長感［8］，其含量均為B、A中較高，且遠大于C。亞麻酸乙酯可增加卷煙的甜香并使煙氣醇和，使得抽吸時表現出較好的煙氣濃度和厚實感［9］，含量為 B＞A＞C。

圖4中A、B、C的6種成分占總量百分比分別為85.98%、59.74%、82.67%，B 的較低，但除以上幾種成分外，還含有較高的其他種類致香物質：2－乙酰基呋喃（11.28%）、糠醛（6.39%）、2－甲基四氫呋喃－3－酮（2.72%）、5－甲基呋喃醛（2.59%）、2－乙酰基吡咯（1.89%）。 2－乙?；秽哂刑鸬?、杏仁、堅果香以及烤香、煙熏香，其亦存在于咖啡、馬鈴薯片等的揮發性香味成分中；糠醛具有甜味、酵母面包和黃油香味，可使卷煙香氣質細膩飄逸、煙氣透發性好、煙氣較飽滿，以及帶來一定的焦甜香和厚實留長感［9］，在B中檢測出含量最高且遠高于A和C；2－甲基四氫呋喃－3－酮具有甜香、堅果香、奶油香，存在于咖啡、堅果、炒榛子中［10］；2－乙酰基吡咯具有核桃、甘草、烤面包、炒榛子和魚樣的香氣，是對卷煙香氣有重要作用的吡咯類成分之一。

此外，A、B、C中有一些化學成分，雖然含量不高，但對卷煙煙氣和吃味有重要作用。2，6－二甲基吡嗪具有烘烤堅果味［11］，可帶來令人愉悅的香氣，含量A＞B＞C；亞油酸甲酯有增加甜味、柔和的作用，含量為A＞B＞C。肉豆蔻酸具有蠟質、甜味和柔和煙氣的作用，己醛具有辛香和青蘋果的氣息［12］，己酸具有甜味和楓槭味。

僅存在于浸膏B中的一些成分也是非常重要的致香物質，如3－甲基戊酸是香料煙的主要香氣成分，具有釀香、奶酪香和果香，可以增加香料煙的香氣特征；當歸內酯具有焦甜香，賦予卷煙頂香特征；糖醇具有谷物香和油樣的香氣［12］。

綜上，B地區的菊苣浸膏揮發性成分種類豐富性較好，主要致香成分含量較高，其次為A地區，C地區相對較差。

2.2　卷煙加香試驗結果分析

三個地區添加菊苣浸膏后的感官評價及定性描述結果見表2。結果表明，3種浸膏添加到卷煙中后抽吸品質均有所改善，當添加量為0.10%時評吸效果最佳，總體表現B＞A＞C，即石林菊苣浸膏添加量為0.10%時效果最好，具有提升煙氣濃度和豐富性，諧調煙香，掩蓋雜氣，改善余味的功效。

表2　卷煙感官質量評吸結果

3　小結

研究結果表明，B地區的菊苣浸膏揮發性成分種類豐富性較好，主要致香成分含量較高，其次為A地區，C地區相對較差。3種菊苣浸膏中均含有大量的棕櫚酸、亞油酸、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞麻酸乙酯等化學成分，這些成分是構成卷煙香味的重要物質［13－15］，其有機結合形成了菊苣浸膏的特征焦糖香味。添加到卷煙中具有提升煙氣濃度和豐富性，細柔和協調煙氣，掩蓋雜氣，改善余味的作用。

但是，受種植環境、栽培技術以及提取工藝等因素的影響，不同產地、不同來源的原料揮發性成分種類和含量均有較大差異，造成了產品質量的不穩定。

因此，建立以揮發性成分種類和含量指導原料產地的篩選優化模式，并采取化學反應、生物產香、富集、配方組合等手段，進行精細化加工和產品開發，需要進一步研究。

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