传统雪茄烟为全叶型烟支，由茄衣、茄套和茄芯三部分组成，其风格特征受烟叶原料品质的影响较大[1]。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[2]。经过发酵后，烟叶中的蛋白质、糖类等大分子物质降解为有机酸、羰基类化合物等香气前体物[3]。
雪茄烟叶常规发酵方式包括堆积发酵、装箱发酵、木桶发酵和介质发酵等，应根据烟草品种、调制后烟叶状态、烟叶用途和生产环境条件选择对应的发酵工艺[4]。堆积发酵按照一定顺序将烟叶堆积成烟垛进行发酵，是最基本的一种雪茄烟叶发酵方法，在国内外雪茄烟叶发酵中被广泛采用[5-6]；装箱发酵工艺常用于茄衣和茄套烟叶发酵[7-8]；木桶发酵常使用储存过红酒的橡木桶，利用红酒中的单宁等物质促进烟叶发酵[9-10]。介质发酵是在烟叶中添加发酵介质（如糊米水[11]）后，采用堆积、装箱等方式进行发酵的方法。添加的物料本身往往具有特殊香味，在雪茄烟叶发酵过程中可以丰富雪茄烟叶本身的味道。
目前针对雪茄烟叶发酵的研究集中在烟叶品质[12]、发酵机理[13]、发酵工艺[14-16]等方面。基于此，该文概述了雪茄烟叶风味评价体系，国内外雪茄烟叶的风味特征，雪茄烟叶风味物质基础及发酵过程中风味物质的变化，总结了雪茄烟叶发酵中微生物菌群、酶活对雪茄烟叶风味形成的影响，阐述了通过人工发酵技术（外源物料、外源菌剂、外源酶制剂及物理调控）提升雪茄烟叶风味品质的方法，并展望了雪茄风味研究技术发展方向，旨在对雪茄风味形成机理、发酵工艺调控及提升风味品质提供理论参考。
为更清晰比较不同雪茄烟叶的风格特色，《雪茄客》杂志在2013年首次提出了一种雪茄风味轮盘的风味评价方式[17]，该评价方式将雪茄烟叶风味划分为8大风味类型，包括植物风味、香料风味、花香风味、坚果风味、水果风味、泥土风味、其他风味和非风味类特征。国内研究中，李秀妮等[18]依据雪茄风味轮比较了国内外17个地区的雪茄烟叶风味类型，发现植物风味、泥土风味、香料风味和其他风味是所有地区雪茄烟叶的共性风味，而花香风味、坚果风味和水果风味则是区分不同产地雪茄烟叶风格差异的标志性风味。在八大雪茄风味类型的基础上，ZHENG T F等[19]采用了20个风味术语用于进一步描述雪茄烟叶的风味特征，包括坚果味、豆味、木质、胡椒、果味、焦糖、蜂蜜、甜味、花香、草本、奶味、奶油、树脂、烘烤味、泥土、干草、皮革、酸味和脂粉味等。除了细化雪茄风味特征，也有研究对不同产地雪茄烟叶的风味类型、风味强度和风味浓度综合分析并做出评价[20]。
由于原料品种、产区生态环境（经纬度、气候、土壤）以及生产各环节（栽培、晾制、发酵、醇化）工艺的差异，雪茄烟叶风味呈现出明显的区域特征[21]。雪茄烟叶的主要生产国包括古巴、多米尼亚、美国、印度尼西亚、巴西、墨西哥、中国，其中以古巴最为著名。古巴雪茄在感官上有着强烈的辨识度，其口感强劲、风味醇厚[22]，且香料、水果、烘焙和花香等特征风味强度较为突出；多米尼加雪茄烟叶口味醇厚温和，有轻盈的青草香气和微酸味道，并带有古巴烟叶的胡椒味道[19-20，23]；美国雪茄烟叶口感较为柔和，风味和杂气不突出；印度尼西亚雪茄烟叶常表现出较好的花香和青草味[22]，但杂气较为严重，主要为蛋白质气息、青杂气和枯焦气[21]；洪都拉斯生产的雪茄烟叶以浓烈、辣味和芳香闻名；巴西雪茄烟叶以焦糖和草本香气为主体风味；墨西哥则生产口味浓重、略带辛辣的茄衣[22]。
与国外优质雪茄烟叶原料相比，国产优质雪茄原料仍相对匮乏，国产雪茄烟叶的香韵丰富度较弱，特色风味不突出。我国雪茄烟叶种植区主要包括海南儋州、昌江、白沙，四川什邡、德阳、达州以及湖北来凤[22]，其中四川什邡雪茄主要风味特征以豆香和木香为主，甜感突出。湖北来凤烟叶风味特色以花粉香和青草香为主，部分烟叶胡椒味和木香较浓郁[24]。在国产雪茄原料中以海南产区的雪茄烟风味类型最为丰富，风味浓度和强度最高，其风格与古巴和多米尼加相近，有较好的烘烤香、花香和木香，并伴有胡椒味，甜感突出[18]，这可能因为海南与古巴的气候条件和土壤特性极为相似[22]。
不同香气物质的构成是决定不同品种、不同产地雪茄风味特征形成的物质基础，香气物质是评价烟叶质量的标准之一，烟叶香气物质可分为酸性、中性和碱性香气物质[25]。目前有关烟叶酸性和碱性致香物质的研究较少[26]，大多研究集中在中性致香物质上。与常规烤烟卷烟烟气呈酸性（pH为5.6～6.3）不同，雪茄中由于含有较多含氮化合物，且糖类含量很低，燃烧主要生成氨、吡啶、吡咯等碱性物质[27]，因此雪茄烟气大多呈碱性（pH为6.19～8.55）[28]。研究者采用静态顶空/气相色谱-离子迁移谱（headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry，HS-GC-IMS）解析了不同品种雪茄烟叶挥发性风味化合物的构成特点，其中三甲胺具有明显的浓度优势和最高的气味贡献度[29]。三甲胺是微生物在酶促作用下产生的三甲胺N-氧化物的代谢产物，也是构成雪茄烟叶刺激性氨味特征基调的关键物质基础[30]。除了雪茄烟典型的氨味特征基调，黄油/奶甜香、果甜香、可可/烘焙香、辛香作为雪茄烟叶典型的香韵特色，也是区分国内外优质雪茄烟叶的风味特征[19]。其中黄油/奶甜香的主要关键物质是2,3-丁二酮，草本香与清香香韵的主要贡献物质是己醛和1-戊烯-3-酮，产生蘑菇与泥土香气特征的关键物质是1-辛烯-3-醇。此外，美拉德反应过程中产生的小分子Strecker醛类物质，如2-甲基丁醛和2-甲基丙醛，是可可香、烘焙香和坚果香的主要贡献物质[28，30-31]。
随着发酵进程的推进，烟叶各类内含物质降解转化，碳水化合物和含氮化合物含量逐渐下降，多酚类物质含量逐渐降低，降解为羰基类化合物、有机酸等香气前体物[32]。然而，香气物质含量并不随着发酵进程持续积累，而是呈现先升高后下降的整体趋势[33]。茄衣堆积发酵在14～21 d达到香气含量的最高值[34]，人工发酵在25 d达到拐点[35]，之后逐渐下降。在人工发酵中，西柏烷类降解产物在发酵第25天达到最大值，类胡萝卜素降解产物在发酵第15天达到最大值；苯丙氨酸转化产物和美拉德反应产物的含量在发酵过程中变化较少[36]。然而，在堆积发酵中美拉德反应产物（糠醇、5-甲基糠醛、2-乙酰呋喃、2-乙酰基吡咯）和类胡萝卜素降解产物（β-二氢大马酮、β-大马酮、巨豆三烯酮）含量在第21天达到最大值，其他香气物质含量均在第14天达到最大值[34]。综上，适当的发酵时间是掌控风味物质含量的关键因子之一，过度发酵不利于雪茄感官品质的改善。
在发酵环境体系中，微生物群落的演替通过影响各物质代谢活动，进而影响发酵过程中雪茄风味形成[37-38]。适宜的菌群结构有利于烟叶形成良好的风味，而紊乱的群落结构会引起亚硝酸盐等不良物质过度积累，破坏烟叶吸食风味，甚至引发烟叶安全性问题[39]。
不同产区雪茄外包皮烟叶具有不同的风味特征，其微生物群落结构也表现出明显差异。多米尼加和印尼雪茄的差异菌属为葡萄球菌属（Staphylococcus）和假单胞菌属（Pseudomonas）[37，40]，多米尼加雪茄以坚果香、豆香、木香、焦甜香为风味特色，葡萄球菌属相对丰度较高。与之相反，在以蜜甜香、酸香为特色的印尼雪茄中葡萄球菌属相对丰度较低，假单胞菌属较高[41]。基于关联网络分析结果显示，葡萄球菌属、棒状杆菌属（Corynebacterium）、四联球菌属（Tetragenococcus）和肉杆菌属（Carnobacterium）等细菌菌属与雪茄烟叶的风味特征密切相关[42]。
雪茄烟叶含有丰富的微生物菌群，烟叶叶面的细菌群落积极参与了各物质代谢过程[43-44]。目前，部分菌属已被证实在香气物质合成途径中发挥重要作用，并与主要香气物质密切相关：葡萄球菌属主要参与脂肪代谢，产生大量的脂肪酸，并进一步形成醛类、甲基酮等芳香类物质，是烟叶香气物质的重要来源[45]；不动杆菌属（Acinetobacter）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）和赖氨酸芽孢杆菌属（Lysinibacillus）被鉴定为产羰基化合物的主要微生物，羰基化合物具有较强的刺激气味，随着碳链的增加，它的气味逐渐由刺激感气味香青草味、果实味及脂肪气味过渡。此外，这些微生物可在合成介质中产生与风味相关的醛酮类化合物[46]，如放线菌（Actinomycetes）与（E）-β-大马士革烯酮显著正相关；芽孢杆菌与异佛尔酮呈正相关；海洋杆菌（Pontibacter）和棒状杆菌属（Corynebacterium）与（Z,E）-法呢醇呈正相关[40]；甲基杆菌属（Methylobacterium）可以利用单碳化合物产生各种氨基酸以及酶类[47]；芽孢杆菌可以降解烟叶中的蛋白质、淀粉等大分子物质，将硝酸盐还原为亚硝酸盐等[48]。
发酵过程中烟叶产生多种水解酶，促进大分子物质降解转化，如蛋白酶、果胶酶、淀粉酶等[48]。研究表明，雪茄烟叶发酵时蛋白酶活性较强且随发酵过程的推进不断增强，而果胶酶活性则逐渐降低，淀粉酶活性变化较小。蛋白酶直接作用于蛋白质肽键，将大分子蛋白质水解为肽和氨基酸，水解产物进一步在发酵过程中与其他物质发生如美拉德等生理生化反应，产生香气[49]。果胶酶可有效降低烟叶果胶质含量和细胞壁物质含量，从而使得烟叶刺激性和杂气有所下降[50]。不同品种雪茄烟叶发酵时酶活变化规律存在一定差异，如古巴雪茄品种果胶酶活性在发酵起始较强，蛋白酶与淀粉酶在发酵结束时活性较强，而印度尼西亚雪茄品种果胶酶和淀粉酶活性在发酵中期活性较强，蛋白酶活性在发酵结束时活性较强[48]。
发酵是改善雪茄烟叶综合品质的重要工序，合适的发酵技术对于改善内在品质、彰显风格特征、提高雪茄烟叶外观质量及工业可用性具有至关重要的作用[51-52]。研究发现通过添加外源物料、外源菌剂、酶制剂以及调节发酵环境等工艺，可协调烟叶化学成分、增进烟叶香气成分含量、改善吸食品质等。
3.3.1 外源物料
在雪茄烟叶发酵时分别喷施10种外源物料（胡椒、孜然、咖啡、可可、抹茶、生姜、菊花、红景天、覆盆子酱和番石榴）对烟叶发酵质量的提升有不同效果，其中孜然和红景天的添加可增加烟叶中总糖、醇类、烯烃、酮类和香气成分的含量，新植二烯等代表性香气成分的含量增加了1～2倍，此外还引入了丰富的新香气成分[53]；米酒处理能显著增加美拉德反应物含量[54]；生姜可提升雪茄烟丰满度、成熟度、流畅性和香气丰富度；咖啡和可可的喷施可有效提高碳水化合物、饱和脂肪酸和芳香成分的含量，有利于提升雪茄的醇香度和香气丰富度[35]。HU W R等[55]证实风味添加剂所产生碳水化合物和醇类物质促进了葡萄球菌的富集，加速了美拉德反应、酯化反应等生化反应，促进雪茄烟叶风味形成，香气物质的积累比自然堆积发酵更快达到峰值。
3.3.2 外源菌剂
雪茄烟叶发酵过程中通过接种不同菌剂，会改变其挥发性风味物质和微生物组成，表现出不同风味特征。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）H11具有多种碳水化合物活性酶，在碳水化合物活性酶促作用下，烟叶中的香气前体物如β-胡萝卜素、叶黄素等降解生成β-大马酮、二氢猕猴桃内酯和巨豆三烯酮等香味物质，对风味品质的提升起到重要的作用[56]。研究发现，接种蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）后雪茄烟叶的含氮化合物含量降低，烟气刺激性减少，杂气减轻，香气质量得到改善[47]；贝氏芽孢杆菌（Bacillus velezensis）是高产纤维素酶生产菌株，将其接种到雪茄包皮中发酵纤维素可降解高达31.7%，香气物质总量比发酵前增加了26.1%，其中β-大马酮、巨麻母烯酮、法尼基丙酮和茄酮含量显著提高[57]；复配解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）发酵可增加雪茄烟叶醛、酮、酸类物质含量，显著促进雪茄烟叶增香，这主要是因为芽孢杆菌可将一部分醇转化为酮，或产酶促进类胡萝卜素降解产生更多香气物质，包括β-大马酮（玫瑰香）、β-紫罗兰酮（木香和紫罗兰香）、5,6-二氢-6-戊基-2H-吡喃-2-酮（奶油香、椰子香、辛香）等[58]；烟叶接种不动杆菌属IH8和印度不动杆菌3B2均显著提高了微生物群落中大分子物质的降解能力和香气物质含量[59]；雪茄烟叶经地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）FZ1发酵后香气明显提升，以烯烃类、酮类和醇类增加为主；其中新植二烯、金合欢基丙酮、茄酮、香叶基丙酮、2,4-二叔丁基苯酚和植物醇6种与雪茄烟叶香气呈显著正相关关系，是FZ1发酵雪茄烟叶的关键差异致香成分[61]。
3.3.3 外源酶制剂
当烟叶蛋白质含量较高时，燃烧会产生较重的类似羽毛燃烧异味，刺激性加大，产生辛辣苦涩感，因此发酵过程需促进蛋白质的水解和转化，降低刺激性的同时增加致香物质含量。不同酶制剂对发酵后雪茄烟叶的改善效果不同，在人工发酵阶段使用蛋白酶制剂可有效分解蛋白质为氨基酸，随后氨基酸与还原糖发生美拉德反应，提高糠醛（杏仁味）、苯甲醛（浓郁的果香香韵）、5-羟甲基糠醛等致香物质含量，使得感官品质得到提高，苦味大大改善，甜感明显增加[62]。经过植酸酶和中性蛋白酶处理后的茄芯烟叶氨基酸含量显著提高、蛋白质含量降低[63]。淀粉酶和果胶酶的复合酶制剂可有效改善雪茄烟叶香气和感官质量[64]；纤维素酶和果胶酶处理后的茄芯烟叶，二次发酵后总糖和还原糖含量显著提高、烟碱含量降低[6]。
3.3.4 物理调控
雪茄烟叶发酵效果受温度和湿度的影响较大，合理调控发酵温度和相对湿度，可有效促进烟叶中各物质代谢的进行，增加香气质量，提升雪茄烟叶感官品质[65]。其中温度对化学成分含量变化的贡献大于湿度，尤其是总糖和总氮，贡献率超过90%。温度升高使得各大分子物质转化更彻底，发酵后烟叶中的碳水化合物和含氮化合物含量均显著降低，且随温度升高降幅增加[66]。随着发酵温度的升高，雪茄烟叶中茄酮、香叶丙酮和巨豆三烯酮等主要中性香气成分含量升高，以45 ℃达到最高值[67]。当茄芯烟叶发酵温度达到50 ℃以上时，有利于提高风味品质，50 ℃发酵35 d后的雪茄烟叶香气透发上扬、木质香显露、烟气细腻柔顺、口感甜润纯净。但若持续高温发酵时间过长，将导致烟叶内含物质转化过度，降低烟气的协调性[66]。
发酵湿度则对香气成分中美拉德反应产物、西柏烷类降解物和叶绿素降解产物含量的贡献较大，两者的交互作用主要影响了芳香族氨基酸降解产物含量[68]。王洁[69]研究表明，在80%湿度下发酵，雪茄烟叶香气物质转化量较高，但烟叶中碳水化合物过度降解，刺激性增大，且高湿环境烟叶易发生霉变。
目前，关于雪茄烟叶发酵的研究集中在其涉及的风味物质基础，发酵中微生物菌群、酶活对雪茄烟叶风味形成的影响，以及通过人工发酵技术提升雪茄烟叶风味品质，但针对风味合成相关的代谢通路与微生物演替机制仍需进一步明确。针对国产雪茄原料与国外优质雪茄的差距以及当前研究进展，雪茄风味研究前景可参考以下几点：①结合先进的仪器分析技术，构建雪茄风味组学研究，揭示其风味物质的代谢机理；②运用更精确的微生物组定量分析技术，探明发酵过程中对风味形成密切相关的功能菌株及其演替规律；③与代谢组学、基因组学、蛋白质组学等结合，深入探究发酵过程中功能微生物的演替与其他物质代谢的互作机制；④研究发酵工艺条件对雪茄风味的影响规律，通过外源添加剂、发酵环境调节、基因调控等方式改变原来风味结构或抑制不良杂气，以形成目标特征风味。
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Research progress on the relationship between fermentation and flavor formation of cigar tobacco leaves