煙葉主要化學(xué)成分與品質(zhì)關(guān)系概述

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(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128； 2 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司，畢節(jié) 551700)

2012-09-29

王世沛(1985—)，男，貴州畢節(jié)人，碩士研究生。*通信作者，Email:wsx8725@hunau.net。

煙葉主要化學(xué)成分與品質(zhì)關(guān)系概述

王世沛1，2，溫圣賢1*

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128； 2 貴州煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司，畢節(jié) 551700)

概述了影響煙葉品質(zhì)的主要化學(xué)成分指標，歸納了煙葉中煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯等主要化學(xué)成分含量與品質(zhì)之間的關(guān)系，指出煙葉中各質(zhì)量指標的平衡協(xié)調(diào)程度決定煙葉的品質(zhì)。

煙葉；化學(xué)成分；品質(zhì)

煙葉品質(zhì)是消費者對煙葉燃燒后煙氣特性的綜合反映，是消費者對煙葉燃吸過程中所產(chǎn)生的香氣、勁頭、吃味、刺激性等幾個主要因素的綜合感受和吸煙安全性的綜合評價。煙葉品質(zhì)通常包括外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量，外觀質(zhì)量指煙葉的商品等級質(zhì)量，如煙葉的成熟度、身分、結(jié)構(gòu)、部位、顏色等表現(xiàn)出的優(yōu)劣程度；內(nèi)在質(zhì)量指煙葉內(nèi)各種化學(xué)成分的數(shù)量和協(xié)調(diào)性[1]。煙葉的物理特性、外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、化學(xué)成分、安全性、可用性等方面因素是衡量煙葉品質(zhì)優(yōu)劣的主要途徑[2]。而烤煙的主要化學(xué)成分含量決定著煙葉品質(zhì)和卷煙風(fēng)格特征，直接影響煙葉的工業(yè)可用性和卷煙產(chǎn)品的安全性[3,4]。蔡憲杰等[5]運用主成分分析和聚類分析對煙葉外觀質(zhì)量評價指標進行了研究，并建立了煙葉初步量化的外觀質(zhì)量評價指標體系。邵惠芳等[6]運用主成分分析、聚類分析法對煙葉外觀質(zhì)量評價指標進行了研究,將煙葉分為3個部位,9個可用性等級。筆者概述了煙葉主要化學(xué)成分與煙葉品質(zhì)關(guān)系，指出煙葉中各質(zhì)量指標的平衡協(xié)調(diào)程度決定了煙葉品質(zhì)。

1 煙葉主要化學(xué)成分指標

煙葉主要化學(xué)成分指標包括煙堿、總糖、還原糖、總氮、淀粉、鉀、氯等含量和還原糖/煙堿比值、鉀/氯比，充分體現(xiàn)了煙葉質(zhì)量的內(nèi)涵。其外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量和安全性都是煙葉內(nèi)化學(xué)成分綜合作用的結(jié)果。國內(nèi)外大量對煙葉主要化學(xué)成分含量與煙葉品質(zhì)關(guān)系研究表明，目前優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分范圍是：總糖(18%～22%)，還原糖(14%～l8%)，尼古丁(1.5%～3.5%)，總氮(l.4%～2.7%)，蛋白質(zhì)(6%～9%)。而且，烤煙評吸質(zhì)量與淀粉含量、揮發(fā)酸、煙堿總氮及含氯量呈顯著正相關(guān)，與總糖呈顯著負相關(guān)[7]。杜詠梅等[8]利用數(shù)理統(tǒng)計系統(tǒng)分析煙葉中煙堿、還原糖、總糖、總氮含量與烤煙吃味的關(guān)系，結(jié)果表明，煙堿、還原糖、總糖、總氮含量對烤煙吃味均產(chǎn)生極顯著影響,其中制約烤煙吃味的主要化學(xué)成分為還原糖、煙堿。閆克玉等[9]對河南烤煙主要理化指標與煙葉樣品評吸質(zhì)量相關(guān)分析表明：其煙葉樣品中還原糖、總氮、煙堿、總揮發(fā)堿、石油醚提取物、總酸、總揮發(fā)酸、總細胞壁物質(zhì)(或全纖維素)、總灰分、鉀、氯、平衡含水率、焦油等是影響評吸質(zhì)量主要的理化指標。

2 煙葉主要化學(xué)成分與煙葉品質(zhì)關(guān)系

2.1 煙堿含量與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

煙堿又被稱為尼古丁或煙精，在煙葉生物堿中所占比例為97%，是由根系合成，并運輸積累在煙葉葉片中的主要生物堿。煙堿與煙葉品質(zhì)、產(chǎn)品的可接受性有首要聯(lián)系，在鮮煙葉中，還含有次要的生物堿，一般只占總生物堿的2%～5%[10,11]。煙堿本身雖沒有香味，但在葉片中能緩和其它因素的辣味。目前，煙草中煙堿作用已被認為是滿足吸煙者的一種生理上的活性化合物產(chǎn)品。煙堿中含氮17.3%，所以它是氮素在代謝過程中的一個重要組成成分。煙堿在葉片中積集量最多，而上部葉片中的積累量比其它葉片積集多。打頂后生物堿形成比例又高于打頂前，但在生長后期又逐漸降低。

2.2 總糖含量與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

煙葉中含糖量一直被稱之為是體現(xiàn)卷煙吃味良好的重要標志，在適宜的范圍內(nèi)，含糖量高則卷煙品質(zhì)好。由于煙草中的糖在燃燒后產(chǎn)生呈酸性的煙氣，可以中和游離堿(氨)，從而可以消除煙氣所產(chǎn)生的嗆喉和辛辣等刺激性。

對卷煙工業(yè)來說，煙葉中的蛋白質(zhì)是一種不利因素，其在燃燒后會產(chǎn)生使人不愉快的氣味。蘇聯(lián)專家施木克教授為了調(diào)節(jié)好煙氣，用糖/蛋白質(zhì)的比值來說明卷煙的吸味品質(zhì)，這一比值稱為施木克值。煙草中的糖是卷煙品質(zhì)的有利因素，但不是決定卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的決定性因素，更不能片面認為煙葉中蛋白質(zhì)的含量越低越好，含糖量越高越好，他們通常各自有一定適宜的范圍，糖通常在18%～25%，而蛋白質(zhì)通常在5%～10%為好。而且施木克值應(yīng)有一個適宜的范圍，通常掌握在2～3較適宜。但必須與煙堿含量協(xié)調(diào)，才能使煙氣吸味醇和、吃味豐滿、舒適、甜潤。若含糖量高且煙堿低，則吸味平淡、香氣不足、無勁頭；若含糖量低且煙堿高，吃味不醇和、刺激性大、勁頭大；而適當(dāng)?shù)臒焿A含量與糖/堿比值的煙葉其表現(xiàn)為煙氣吃味醇和、刺激性小、勁頭適中[12～14]。

2.3 還原糖含量與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

煙葉在成熟過程中，煙葉成熟度與淀粉的含量呈正相關(guān)關(guān)系；還原糖的含量隨成熟度提高而增多, 煙堿、揮發(fā)堿、總氮和氯等含量下降，糖堿比增大，但在適熟后還原糖含量開始下降并與總糖變化趨勢一致[15～17]。

煙葉中還原糖含量較多時，煙氣香氣醇和、味苦帶甜舒適、刺激性小，并能降低其破損率，增加韌性和彈性。因此評定品質(zhì)質(zhì)量的重要指標之一是準確快速地測定煙葉中還原糖的含量。

煙葉中還原糖含量達到15%時為最佳。我國遼寧煙葉還原糖含量最高，為24.99%，其次是貴州24.05%，再次是云南23.94%。而河南煙葉還原糖含量為17.64%，接近最佳值，云南煙葉中糖/堿比值處于最佳范圍內(nèi)，糖/堿比值為8.5，但貴州煙葉中糖堿比值為12，偏高[18]。

2.4 總氮含量與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

氮是除碳、氫、氧外煙草植株體內(nèi)含量較多的主要營養(yǎng)元素，它的多少對烤煙產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最大[19]。氮素的施用從種子萌發(fā)階段就能促進煙草發(fā)育。煙草生長點的分化依賴于施用適宜的氮素，但施氮量過剩時反而會使生長點的萌動受到延緩影響。與施用適宜的氮素相比，不施氮的煙草生長點萌動要延緩2～29 d。

煙草葉片的發(fā)育過程分為早期胚胎生長期、旺盛生長期、剩余生長期3個時期。不同時期煙草葉片的生長對氮素的需求存在差別。氮素對葉片在胚胎生長期及剩余生長期的生長沒有影響；但在旺盛生長期，影響尤為突出，即當(dāng)維持土壤濕度不變的條件下，煙葉旺盛生長時期施用氮后，葉片加快生長速度。

2.5 鉀含量與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

鉀在煙草體內(nèi)各部分含量大，對烤煙的生長發(fā)育有影響，但并非煙草組織細胞的組成成分。鉀在煙株體內(nèi)所起的作用很重要[20]，其生理功能為：是多種酶的活化劑，包括合成酶類、氧化還原酶類和轉(zhuǎn)移酶類；增強光合作用，促進對光能的利用；促進正常的呼吸作用和氧化磷酸化作用；促進光合產(chǎn)物的運輸；促進植物代謝；增加植物的抗逆性；增加煙葉燃燒性[21,22]。

烤煙含鉀量與煙葉的品質(zhì)密切相關(guān)，是評價煙葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標。煙葉含鉀量高則香氣足、吃味好、對人體危害小。世界優(yōu)質(zhì)煙葉品質(zhì)優(yōu)于中國煙葉，其中一點與其煙草含鉀量較高有關(guān)[23]。世界優(yōu)質(zhì)煙葉含鉀量范圍大都在4%～6%，甚至高達8%～10%，而中國煙葉含鉀量普遍在1.5%～2.0%之間，大面積煙葉超過2.0%很少。對于中國煙葉含鉀量低現(xiàn)象，一方面認為在中國煙葉生產(chǎn)后期中,供鉀量不足所致[24],另一方面則歸咎于土壤施鉀不足或不施鉀及缺鉀[25]。目前中國正積極地對煙葉含鉀量低的問題進行研究[26，27]。

2.6 氯含量與煙葉品質(zhì)的關(guān)系

煙葉中的氯元素是直接影響燃燒性的主要因素，煙葉中氯離子含量通常在0.3%～0.8%之間較為適宜。當(dāng)煙葉中氯離子含量大于1%時，會使煙葉的燃燒性受到不良影響；而煙葉中氯離子含量超過1.5%時，便不同程度地產(chǎn)生熄火現(xiàn)象。所以氯離子含量高的煙葉不僅燃燒性不好，而且刺激性、雜氣重，在工業(yè)上的使用價值大大降低[28～30]。

當(dāng)煙葉的含氯量小于1.0 g/kg時，煙葉烘烤后柔軟性差，成絲率低，顏色淺，易破碎，香吃味差；當(dāng)煙葉的含氯量小于0.25 g/kg時，煙株缺氯癥狀表現(xiàn)明顯，對煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生嚴重的影響[31,32]。國內(nèi)外研究結(jié)果表明，煙葉中氯含量在3.0～6.0 mg/kg、鉀/氯比值在4～10范圍內(nèi)較為理想[33～36]。

3 討論

煙葉的質(zhì)量包括物理特性、化學(xué)成分、外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、可用性和安全性等諸多方面。其主要化學(xué)成分是衡量煙葉品質(zhì)好壞的重要指標。但評價煙葉品質(zhì)不能單從某一方面來進行。煙葉各質(zhì)量指標的平衡協(xié)調(diào)程度最終決定煙葉的品質(zhì)，必須找準各個質(zhì)量方面相互之間的平衡協(xié)調(diào)關(guān)系，才能發(fā)揮煙葉質(zhì)量潛力，提升品質(zhì)。

[1] 閆克玉, 趙獻章.煙葉分級[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社, 2003.

[2] 閆克玉,王光耀,李春松.我國烤煙質(zhì)量分析評價研究進展[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，22(2)：49-52.

[3] Tso TC. Production, Physiology and Biochemistry of Tobacco Plant[M]. Beltsville, Maryland, USA: IDEALS Inc, 1990.

[4] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所.中國煙草栽培學(xué)[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2005.

[5] 蔡憲杰，王信民，尹啟生.烤煙外觀質(zhì)量指標量化分析初探[J].煙草科技，2004，(6)：37-39，42.

[6] 邵惠芳， 陳紅麗，楊永鋒，等.應(yīng)用主成分分析和聚類分析評價烤煙葉位間質(zhì)量差異[J]. 西南農(nóng)學(xué)學(xué)報，2008，21(6)：1559-1563.

[7] 高家合,秦西云,譚仲夏,等.煙葉主要化學(xué)成分對評吸質(zhì)量的影響[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報,2004, 23(6): 497-501.

[8] 杜詠梅,郭承芳,張懷寶,等.水溶性糖、煙堿、總氮含量與烤煙吃味品質(zhì)的關(guān)系研究[J].中國煙草科學(xué),2000，(1):7-10.

[9] 閆克玉, 王建民, 屈劍波,等.河南烤煙評吸質(zhì)量與主要理化指標的相關(guān)分析[J].煙草科技,2001，(1):5-9.

[10]竇逢科，張景略.煙草品質(zhì)與土壤肥料[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

[11]江錫瑜，肖吉中.試論煙堿在株內(nèi)的分布及與栽培因素的關(guān)系[J].中國煙草，1998，(1):8-12.

[12]賈海江,韋建玉,王學(xué)杰,等.螯合葉面微肥對煙葉質(zhì)量影響的研究[J].廣西煙草,2006(2)：5-8

[13]閆克玉.煙草化學(xué)[M].鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2002.134.

[14]金聞博，戴 亞，橫天拓，等.煙草化學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2000.25.

[15]賈琪光, 宮長榮.煙葉生長發(fā)育過程中主要化學(xué)成分含量與成熟度關(guān)系的研究[J].煙草科技,1988，(6): 40-43.

[16]陸天勝,劉漢傳,邵伏文,等.烤煙40級不同成熟度與內(nèi)外觀質(zhì)量研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 1994, 22(3)：256 - 258.

[17]于川芳，李曉紅，羅登山，等.玉溪烤煙外觀質(zhì)量因素與其主要化學(xué)成分之間的關(guān)系[J].煙草科技，2005，(1)：5-7.

[18]胡國松,趙元寬,曹志洪,等.我國主要產(chǎn)煙省烤煙元素組成和化學(xué)品質(zhì)評價[J].中國煙草學(xué)報,1997(1)：18-22

[19]關(guān)廣晟,屠乃美,朱英華,等.氮、鉀營養(yǎng)對煙草質(zhì)量影響研究進展[J].作物研究，2006,20(5):475-481.

[20]Bonner H J,Henry N,Norman GL.植物生物化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1984.372-379.

[21]左天覺.煙草的生產(chǎn)、生理和生物化學(xué)[M].上海:遠東出版社,1993.207-209.

[22]Akehurst B C. Tobacco[M]. New York: Longman,1980.531-533.

[23]馬朝文.中國煙葉含鉀量研究現(xiàn)狀及提高途徑探討[J].作物研究，2006,20(2):190-193.

[24]曹志洪.優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的土壤與施肥[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1991.17-27.

[25]李仲林.論我國優(yōu)質(zhì)烤煙基地的土壤環(huán)境[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1991.46.

[26]介曉磊,化黨領(lǐng),譚金芳,等.中國煙草鉀營養(yǎng)研究現(xiàn)狀分析 I.煙草鉀營養(yǎng)的各學(xué)科研究進展[J].土壤肥料科學(xué),2005,21(10):212-217.

[27]郭麗琢.烤煙體內(nèi)鉀的累積與運轉(zhuǎn)[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2001.

[28]史瑞和，趙方杰，沈其榮.植物營養(yǎng)原理[M].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1989.4-72.

[29]江蘇農(nóng)學(xué)院.植物生理學(xué)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社，1998.115-142.

[30]何永良.貴州烤煙施氯量的初步研究[J].中國煙草，1987，(4):24-29.

[31]毛知耘，李家康，何光安，等.中國含氯化肥[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.46-47，117-130，134-138.

[32]陳 迅.貴州烤煙土壤條件與優(yōu)質(zhì)烤煙的施肥[M].貴陽:貴州科技出版社，1995.182-191，192-207，208-212.

[33]曹志洪，李仲林，周秀如，等.氯為生理功能及烤煙生產(chǎn)中的氯肥問題[J].貴州煙草，1990，(3):1-10.

[34]秦 松.貴州植煙土壤氯索特征與含氯鉀肥施用探險討[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，23(5): 471-473.

[35]胡國松，鄭 偉，王震爾，等.烤煙營養(yǎng)原理[M].北京:科學(xué)出版社，2000.247-252.

[36]Tsai CR.The take of chloride by flue-cured tobacco in Taiwan[J]. Bulletin of Taiwan TOb Inst,1979,(10):39-46.

S572

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1001-5280(2012)07-0139-03

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.41

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