影响雪茄烟化学成分和感官品质的因素研究进展

摘 要：为探究雪茄烟叶化学成分及其对感官品质影响，综述了前人相关研究。相关研究主要集中在以下5个方面。第一，不同品种、产地雪茄烟叶的化学指标与感官品质的直接关联，以及这些指标在不同种植、加工条件下的变化。第二，在发酵过程中，微生物和酶的作用机制及其对烟叶品质的改善效果。第三，香精香料配施对雪茄烟叶感官品质提升的效应评价。第四，烟叶醇化对烟叶内在品质的影响规律及醇化工艺标准。第五，雪茄燃烧过程中的化学反应，以及甘油对烟叶热稳定性和烟气成分释放的影响。未来研究可深入系统地探讨雪茄烟产地、品种与感官品质的关系、烟叶发酵微生物组学、香精香料掺配技术，以及雪茄烟叶不同热解阶段的反应机制，为雪茄烟叶的品质控制和改良提供科学依据。

关键词：雪茄；感官品质；化学成分

中图分类号：S572 文献标志码：A 文章编号：1674-7909（2024）7-143-6

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.07.033

0 引言

雪茄独有的化学成分和感官品质受到烟叶种质、产地、发酵过程、添加配料及燃烧特性等多种因素的共同影响。目前，对雪茄的研究主要集中在雪茄烟叶的种植［1-2］、采收［3］、晾制［4-6］、发酵［7-12］，以及不同产区烟叶化学成分的比较等方面。随着消费者对雪茄品质的要求日益提高，关于雪茄烟叶化学成分及其对感官品质影响的研究逐渐成为学术界的关注焦点。此研究综述了雪茄烟叶化学成分和感官品质的研究进展，并探讨了不同研究领域的关键发现和影响因素。

雪茄烟叶内在的化学反应产物，包括不同品种和产地烟叶的化学成分差异及其对感官品质的影响。发酵是雪茄烟叶在田间栽培及调制等工序完成后的自然延续过程，对发酵过程中烟叶化学成分变化的研究至关重要，对改善烟叶品质﹑提高工业可用性大有裨益。随着16SrDNA高通量技术的普及，微生物组学研究也逐渐成为热点。在雪茄烟叶发酵过程中，微生物群落对改善雪茄烟感官品质具有重要作用。同时，外援添加配料（如香精、香料）也是提升雪茄烟叶感官品质的一种重要方法。此外，雪茄烟叶醇化和燃烧过程中的物理化学反应，也对雪茄烟感官品质存在重要影响。目前，对烟草化学成分与感官品质关系的研究较为深入，但针对雪茄的研究相对较少。鉴于此，此研究通过对这些研究领域的全面梳理和分析，系统阐述了国内外雪茄烟化学成分和感官品质的影响因素研究进展，并对未来的发展方向展开讨论，旨在为雪茄烟叶的品质提升提供科学依据，并为烟草行业的进一步发展提供参考。

1 不同分类下烟叶化学成分和感官品质的研究

1.1 不同品种对雪茄烟叶化学成分和感官品质的影响

研究指出，不同品种的雪茄烟叶在化学成分上存在显著差异。例如，德雪3号烟叶在总糖和还原糖含量上最高，而多米尼加长芯品种则在烟碱和总氮含量上领先［13］。雪茄烟种质资源的烟叶化学成分与感官品质显著相关。具体来说，还原糖、总氮、钾、总植物碱等化学成分与多酚物质密切相关；还原糖、总糖等化学成分与感官品质密切相关，多酚与感官品质相关性较密切［14］。这些差异说明雪茄烟叶的品种对其化学成分具有决定性影响，进而影响其最终的感官品质。

1.2 不同产地对雪茄烟叶化学成分和感官品质的影响

研究显示，雪茄烟叶的化学成分和感官品质受产地影响显著。国外产地雪茄烟叶中的β紫罗兰酮、巨豆三烯酮等香气成分含量较高，导致其烟气浓度、丰满度等感官特质优于国内产区。而在国内，各产区之间也存在明显差异。例如，海南省产区的烟叶在总糖、还原糖、新烟草碱等成分含量上低于其他国内产区，但在果胶含量上却较高［15］。国内不同产区的烟叶在香气成分方面也有所不同。例如，湖北省、云南省和四川省产区的烟叶在吡嗪、糠醛等成分上含量较高。相比之下，海南省和国外产区的这些成分含量较低。在香气品质方面，国内所有产区的烟叶均显著高于国外产区［16］。此外，典型相关分析发现，烟叶中的感官品质与矿质元素具有显著的相互作用关系。例如，临沧市和普洱市的烟叶矿质元素差异显著，进而导致香气量、香气质、杂气和燃烧性产生差异。香气质与B、Na和K呈正相关关系，而与Cl、Cu、Mn、Ca和Fe含量呈负相关关系［17］。

1.3 不同用途雪茄烟叶对雪茄烟叶化学成分和感官品质的影响

雪茄烟作为一种独特的烟草制品，由茄芯、茄衣和茄套构成。茄芯的主要作用是赋予雪茄内在品质和风格特征，而茄衣和茄套则对成型、燃烧均匀性及部分味道起着关键作用。在雪茄烟的制作过程中，烟叶原料的化学成分对最终的感官品质具有显著影响［18-20］。研究表明，Mg2+的含量与雪茄烟叶的燃烧性和灰色具有重要关系。在不同部分的雪茄烟叶中，Mg2+对茄芯的凝灰度，茄衣的流畅感、灰色和缠绵感，以及茄套的燃烧性和缠绵感均有显著影响。硬脂酸和棕榈酸作为高级脂肪酸，不仅赋予烟叶特殊的香气，而且对烟叶的品质和风味产生重要影响。具体而言，这两种脂肪酸对茄套烟叶的甜润感和丰富感，以及茄芯烟叶的燃烧性和灰色都有显著影响［21-22］。

在国内茄芯中，天冬氨酸、4-甲基戊酸、Mg2+和硬脂酸主要影响其甜润感、凝灰度和燃烧性。国内茄衣的感官品质，如干净度和丰富度，受2，3-联吡啶、Mg2+和4-甲基戊酸的显著影响。在国外茄芯上，新烟草碱、棕榈酸甲酯和硬脂酸等物质影响其灰色、燃烧性等特性。对于国外茄衣，新烟草碱和4-甲基戊酸等化学物质影响其甜润度和饱满度。同时，棕榈酸、硬脂酸和Mg2+等物质对国外茄套的感官品质，特别是甜润度、丰富感、燃烧性和缠绵感等，也具有显著影响［23］。

2 雪茄发酵微环境相互作用对烟叶化学成分和感官品质的影响

2.1 雪茄发酵对烟叶化学成分和感官品质的影响

发酵是雪茄烟叶在田间栽培及调制等工序完成后的自然延续过程，对改进烟叶感官品质具有重要意义。发酵后，烟叶中的化学成分发生变化，从而有助于改善香气、和缓吃味，并降低刺激性［24］。因此，深入研究发酵过程中烟叶化学成分的改变对于改善烟叶品质﹑提高其在工业领域的应用价值大有裨益［25-29］。

2.2 雪茄发酵对微生物群落结构的影响

雪茄烟叶的微生物群落结构因来源不同而有所差异［30］，其在发酵过程中受到水分和温度控制的显著影响。在发酵过程中，优势微生物种类及其变化具有显著的地区性差异。这些优势微生物通过转化香气物质或降解有害物质，对烟叶的香气和品质产生影响［31］。此外，在发酵过程中，雪茄烟叶中细菌群落的丰富度降低，而多样性增加。发酵期间，优势微生物群的组成发生变化，特别是在混配发酵完成后，某些微生物群的相对丰度显著增加，这表明微生物在发酵过程中可能发挥着重要作用。总的来说，微生物群落的结构和演替对雪茄烟叶品质和香韵的形成有着重要影响，对雪茄烟叶发酵工艺的理解和改进具有实际意义［32］。

2.3 微生物群落结构对雪茄烟叶发酵的影响

在雪茄烟叶发酵的研究中，部分学者通过添加微生物和外源酶来改善烟叶的品质和特性。Lan等［33］的研究显示，添加酵母菌能使雪茄烟叶更彻底地发酵。李宁等［34］发现，加入蜡样芽孢杆菌能够有效促进雪茄烟叶中蛋白质的分解。张立昌［35］通过在烟叶中添加外源酶，有效降低了烟叶中的杂气，同时提升了香气，改善了吃味和余味。阮祥稳等［36］通过在烟叶中添加复合酶，有效改善了烟叶的杂气和刺激性。张耀广等［37］利用枯草芽孢杆菌发酵烟叶，发现其果胶含量降低至7.45%，从而提升了烟叶品质。龙章德等［38］在发酵过程中喷施烟草节杆菌的菌液，使得烟叶的淀粉降解率达到32.50%。李士林等［39］通过添加解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的复合菌种，实现了烟叶中淀粉22.33%的降解率。冯颖杰等［40］使用苏云金芽孢杆菌处理烟叶，达到了29.84%的淀粉降解率，从而改善了烟叶品质。综上所述，添加特定的微生物和外源酶，可以有效改善雪茄烟叶在发酵过程中的品质，包括降低杂气和刺激性，提升香气，以及促进淀粉和蛋白质的降解。这些研究为雪茄烟叶的发酵工艺提供了新的改进方向和方法。

2.4 微生物、酶和烟叶的相互作用对雪茄烟叶化学成分和感官品质的影响

在雪茄烟叶的发酵过程中，添加特定的微生物菌株和酶可以显著提升烟叶品质。例如，菌株B-3能够产生多种酶，如单宁酶、纤维素酶和果胶酶，这些酶促进烟叶中的单宁酸和其他成分降解，改善其化学构成。经过这种处理的印尼雪茄烟叶化学成分明显改善和香气品质得到提升，包括总糖、还原糖含量的增加，以及苦味和杂气的降低，从而增强了其感官品质［41］。

此外，还有学者研究，微生物、酶和烟叶的相互作用对雪茄烟叶化学成分的影响。特别是多酚氧化酶生产菌株的应用，这些菌株通过增加美拉德反应产物、芳香族氨基酸降解产物和脂肪酸降解产物的含量，来增加雪茄烟叶的香韵、减轻烟叶的刺激性，并提升烟叶品质和工业可用性［42-44］。

3 外援配施香精香料对雪茄烟叶化学成分和感官品质的影响

将致香成分提取物按一定比例添加到雪茄烟香料配方中，可提升雪茄烟的吸味品质。将红心猕猴桃提取物按照一定比例添加到雪茄烟中，能够丰富雪茄烟的风格，并增加雪茄的甜润感，使整体吃味甘甜、舒适，烟气醇和柔和，提高产品的内在品质［45］；对雪茄型再造烟叶进行加料加香处理，能提升其总糖、还原糖和总植物碱的含量，对提高雪茄型再造烟叶的抽吸品质有积极作用。此外，加香加料还可增加烟叶香气中的主要组分，如类胡萝卜素、苯丙氨酸类、西柏烷类、美拉德反应产物和叶绿素降解物，这些成分对提升吃味和香气，以及增强愉悦感有重要贡献［46］。

4 雪茄养护醇化对烟叶化学成分和感官品质的影响

烟叶醇化，也称为陈化，是一种缓慢且温和的发酵方式，对提升烟叶的内在品质非常重要［47-49］。这个过程可以消除青杂气、减轻刺激性，并改善余味。在自然醇化过程中，烟叶的香味成分和感官品质会随时间先快速提升，再逐渐增加并达到最大值，最后开始下降［50］。在香料烟陈化过程中，不同阶段的温度对烟叶品质和化学成分的影响各不相同。例如，在陈化初期，淀粉质量分数会随温度升高而增加，而陈化后期的差异逐渐减小；烟碱质量分数在整个陈化过程中显著下降，而温度过高或过低均不利于烟碱质量分数的降低。

此外，醇化处理中的装箱方式和氧气浓度等条件也会影响烟叶品质的变化。例如，使用杉木和香柏木醇化处理可以明显增加雪茄烟支中的挥发性成分种类，尤其是香柏木处理，其增加的挥发性成分种类更多。这些处理能够提升雪茄烟支的香味、余味等感官品质，其中香柏木的醇化效果更为显著。综上所述，醇化处理是提升雪茄烟叶品质和风格特征的有效方式［51］。

5 雪茄燃烧状态及烟气热解过程对化学成分和感官品质的影响

5.1 热解燃烧特性及气相产物

雪茄烟叶在热解和燃烧过程中经历4个失重阶段：脱水、易挥发分和半纤维素的热解、纤维素的热解、木质素热解及炭化。在空气气氛下，这些反应更为剧烈。无论在氮气还是空气气氛下，热分解产生的气体成分都相似，主要包括水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷，以及醛、酮、酸、醇、酚和芳香族化合物等有机物。热解燃烧过程复杂，活化能在不同气氛下呈现出不同的分布范围［52］。

5.2 热失重阶段和气体产物的关系

在氮气气氛下，雪茄烟叶的热解包括4个失重阶段，这些阶段与C、H元素的含量呈显著的相关性。挥发分的产生主要在低沸点有机物和半纤维素分解的阶段，而纤维素分解阶段则是大量有机物分解的主要时期。在热解过程中，雪茄烟叶剩余质量与C、H元素含量及挥发分呈负相关，与灰分含量呈正相关。动力学分析显示，雪茄烟叶在不同热解阶段的反应机制变化复杂［55］。

5.3 甘油对热失重和气溶胶成分释放的影响

对两种国外雪茄烟叶加入不同比例的甘油后，其热失重特性及气溶胶成分释放行为受到显著影响。施加甘油缩窄了脱水和烘焙段的失重温度区间，改变了挥发性成分脱除阶段的失重行为。甘油的添加还显著提升了样品失重率，不过这种影响在不同产地的雪茄烟叶之间存在一定的差异。随甘油施加量的增大，加热过程中释放的碱性香味成分总量和烟碱释放量均有所增加［54］。这一结果表明，施加甘油对雪茄烟叶在加热状态下的碱性香味成分释放具有促进作用。