不同香型烤煙類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量與感官質(zhì)量的關(guān)系

高 遠(yuǎn)，張艷玲，張仕祥，王建偉，梁太波，尹啟生，過偉民*

1.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海市楊浦區(qū)許昌路1061號 200082

2.中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)楓楊街2號 450001

類胡蘿卜素是烤煙中重要的香氣前體物，在煙葉成熟、調(diào)制、醇化和燃燒過程中可降解轉(zhuǎn)化，形成多種致香成分［1-3］，如β-大馬酮、巨豆三烯酮等。Enzell 等［4］認(rèn)為煙草中大約有80 種香味成分來源于類胡蘿卜素的降解。有關(guān)類胡蘿卜素與煙葉感官質(zhì)量關(guān)系的研究報(bào)道較多，但結(jié)論相對分散，如楊虹琦等［5］認(rèn)為類胡蘿卜素含量較高時(shí)煙葉的香氣質(zhì)和香氣量較好；Roberts［6］認(rèn)為煙葉的香氣品質(zhì)與類胡蘿卜素含量成反比，也就是說如果類胡蘿卜素在調(diào)制、醇化期間降解不充分，則煙葉的香味就難以充分體現(xiàn)；過偉民等［7］以我國不同產(chǎn)區(qū)煙葉為原料，發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素含量在一定范圍時(shí)，煙葉的香氣品質(zhì)較好。由于類胡蘿卜素受生態(tài)環(huán)境和遺傳因素的影響較大，我國不同生態(tài)區(qū)及不同品種間類胡蘿卜素含量差異明顯［8-10］，因此，上述現(xiàn)象可能與各試驗(yàn)中樣品的生態(tài)環(huán)境、品種等存在較大差異有關(guān)。關(guān)于類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與煙葉品質(zhì)的關(guān)系，Week［11］認(rèn)為在煙葉質(zhì)量提高的同時(shí)類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量明顯增加；詹軍［12］等分析不同香型煙葉的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物后發(fā)現(xiàn)，中間香型煙葉的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量顯著較高，但評吸質(zhì)量明顯差于清香型和濃香型煙葉，這一方面說明影響煙葉評吸質(zhì)量的因素復(fù)雜，另一方面也說明各香型烤煙之間類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量與感官質(zhì)量關(guān)系的不確定性。因此，分別以我國典型濃香型和清香型產(chǎn)區(qū)煙葉為材料，在限定生態(tài)、品種和主要栽培技術(shù)的條件下，最大程度地獲取各香型典型產(chǎn)區(qū)不同外觀質(zhì)量特征的煙葉樣品組，運(yùn)用相關(guān)、回歸、聚類和方差分析等方法，研究類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量與感官質(zhì)量的關(guān)系，為煙葉類胡蘿卜素含量狀況的客觀評價(jià)和不同區(qū)域的合理調(diào)控提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 煙葉采集

分別采集豫中濃香型產(chǎn)區(qū)（河南襄縣、郟縣）、滇東清香型產(chǎn)區(qū)（云南宜良）和閩西清香型產(chǎn)區(qū)（福建寧化）的初烤煙葉，品種分別為中煙100,K326 和紅花大金元，采樣等級包括C2F,C3F,C1L,C2L,B1F,B2F,B1L 和B2L等8 個(gè)，樣品數(shù)共計(jì)32 個(gè)，每個(gè)樣品采樣10 kg 左右。

1.1.2 樣品制備

參考GB 2635—1992［13］的方法，由3 名烤煙分級專家按照部位、顏色分組，按照成熟度、身份、油分和色度等4 個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)共制備97 個(gè)不同外觀質(zhì)量特征的煙葉樣品，其中豫中濃香型產(chǎn)區(qū)53 個(gè)，滇東清香型產(chǎn)區(qū)20 個(gè)，閩西清香型產(chǎn)區(qū)24 個(gè)。樣品制備情況見表1。

表1 不同香型典型產(chǎn)區(qū)煙葉樣品制備情況 （個(gè)）

1.2 方法

1.2.1 類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量的測定

分別采用高效液相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定類胡蘿卜素（葉黃素、β-胡蘿卜素）［14］和類胡蘿卜素降解產(chǎn)物（香葉基丙酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、金合歡基丙酮、巨豆三烯酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、6,10,14-三甲基-2-十五酮、異佛兒酮、氧化異佛兒酮和β-紫羅蘭酮）［15］。

1.2.2 感官評吸質(zhì)量鑒定方法參照文獻(xiàn)［16］中的“烤煙感官質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系”，由鄭州煙草研究院評吸專家委員會(huì)組織鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用EXCELL2010、SPSS18.0 等軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同香型典型產(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物分析

2.1.1 類胡蘿卜素含量及構(gòu)成

不同香型典型產(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素含量及構(gòu)成見表2。綜合兩個(gè)部位分析可知，清香型產(chǎn)區(qū)烤煙的類胡蘿卜素含量極顯著高于豫中濃香型產(chǎn)區(qū)，尤其是閩西清香型產(chǎn)區(qū)比豫中產(chǎn)區(qū)高約100%；兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)之間的類胡蘿卜素含量同樣存在極顯著差異，閩西產(chǎn)區(qū)高于滇東產(chǎn)區(qū)。類胡蘿卜素中葉黃素的比例在兩類香型產(chǎn)區(qū)之間差異極顯著，清香型產(chǎn)區(qū)較高；而兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)中部煙葉的差異極顯著，上部差異不顯著。

表2 不同香型典型產(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素含量及構(gòu)成①

2.1.2 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量

含量相對較高的4 種類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的含量和降解產(chǎn)物總量見表3。綜合兩個(gè)部位分析，降解產(chǎn)物總量呈現(xiàn)閩西清香型煙葉＞滇東清香型煙葉＞豫中濃香型煙葉的趨勢，且兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)均顯著或極顯著高于豫中濃香型產(chǎn)區(qū)。主要組分中，豫中產(chǎn)區(qū)煙葉的香葉基丙酮含量相對較高，巨豆三烯酮含量高于滇東產(chǎn)區(qū)但低于閩西產(chǎn)區(qū)，β-大馬酮含量極顯著低于兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)；閩西清香型產(chǎn)區(qū)的巨豆三烯酮含量極顯著較高；滇東清香型產(chǎn)區(qū)的巨豆三烯酮含量相對較低?？傮w來看，不同香型典型產(chǎn)區(qū)降解產(chǎn)物含量的差異在部位間規(guī)律不完全一致；但β-大馬酮在兩部位間的表現(xiàn)相對一致，清香型產(chǎn)區(qū)含量極顯著高于濃香型產(chǎn)區(qū)。

表3 不同香型烤煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量① (μg/g)

2.2 不同香型典型產(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量與感官質(zhì)量的關(guān)系

2.2.1 豫中濃香型產(chǎn)區(qū)

豫中濃香型產(chǎn)區(qū)煙葉樣品類胡蘿卜素及含量相對較高的4 種降解產(chǎn)物含量與評吸指標(biāo)分值的相關(guān)分析結(jié)果（表4）顯示，類胡蘿卜素含量與評吸質(zhì)量未表現(xiàn)出明顯的線性相關(guān)性；多數(shù)降解產(chǎn)物組分及降解產(chǎn)物總量與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性不顯著。

對類胡蘿卜素含量與感官評吸質(zhì)量（總分）進(jìn)行二次回歸擬合（圖1）后發(fā)現(xiàn)，隨類胡蘿卜素含量的變化，評吸質(zhì)量總分呈明顯的拋物線變化趨勢，β-胡蘿卜素和類胡蘿卜素?cái)M合方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)均達(dá)極顯著水平，說明對豫中濃香型產(chǎn)區(qū)而言，類胡蘿卜素含量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，煙葉的感官質(zhì)量相對較好。

表4 豫中濃香型烤煙類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性

為進(jìn)一步研究煙葉類胡蘿卜素含量的相對適宜范圍，以類胡蘿卜素含量為指標(biāo)，對樣品進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果見圖2。由圖2 可知，所有53 個(gè)樣品可較好地聚為3 類，第1 類樣品的類胡蘿卜素含量在70.1～86.0 μg/g 之間，第2 類樣品的類胡蘿卜素含量在91.7～126.8 μg/g 之間，第3 類樣品的類胡蘿卜素含量在135.4～142.2 μg/g 之間。進(jìn)一步分析了不同類別樣品的感官評吸質(zhì)量指標(biāo)分值（表5），結(jié)果表明3 類樣品的感官質(zhì)量差別明顯，第2 類樣品的各評吸指標(biāo)分值均高于第1 和第3類樣品，其中雜氣和評吸總分顯著高于第1 和第3 類樣品，說明對于豫中濃香型產(chǎn)區(qū)而言，類胡蘿卜素含量在91.7～126.8 μg/g 之間時(shí)，煙葉的感官質(zhì)量相對較好。

圖1 感官評吸總分與類胡蘿卜素和β-胡蘿卜素含量的二次擬合曲線

圖2 豫中濃香型產(chǎn)區(qū)樣品類胡蘿卜素含量的聚類分析結(jié)果

2.2.2 滇東清香型產(chǎn)區(qū)

滇東清香型產(chǎn)區(qū)煙葉樣品類胡蘿卜素及含量相對較高的4 種降解產(chǎn)物含量與評吸指標(biāo)分值的相關(guān)分析結(jié)果（表6）顯示，類胡蘿卜素含量與感官評吸各指標(biāo)分值多呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中β-胡蘿卜素和類胡蘿卜素含量與雜氣分值和評吸總分呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明對于滇東清香型產(chǎn)區(qū)而言，類胡蘿卜素含量過高可能對評吸質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。與豫中濃香型產(chǎn)區(qū)相似，滇東清香型產(chǎn)區(qū)多數(shù)降解產(chǎn)物組分及降解產(chǎn)物總量與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性不顯著。

以類胡蘿卜素含量為指標(biāo)，對所有樣品進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析（圖3 和表7）后發(fā)現(xiàn)，所有樣品可較好地聚為3類，類胡蘿卜素含量分別為103.8～120.0,151.3～179.7 和125.9～133.8 μg/g，其中類胡蘿卜素含量最高的類別煙葉感官質(zhì)量明顯較差，評吸總分較其他兩類樣品分別低5%和11%，且顯著低于類胡蘿卜素含量最低的類別。進(jìn)一步說明滇東清香型產(chǎn)區(qū)煙葉類胡蘿卜素含量過高可能對感官質(zhì)量存在負(fù)面影響。

2.2.3 閩西清香型產(chǎn)區(qū)

閩西清香型產(chǎn)區(qū)煙葉樣品類胡蘿卜素及含量相對較高的4 種降解產(chǎn)物含量與評吸指標(biāo)分值的相關(guān)分析結(jié)果（表8）顯示，類胡蘿卜素中的β-胡蘿卜素與香氣質(zhì)、余味和評吸總分呈顯著負(fù)相關(guān)，而類胡蘿卜素總量與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性不顯著。與豫中和滇東產(chǎn)區(qū)不同的是，閩西清香型產(chǎn)區(qū)的葉黃素比例與評吸質(zhì)量相關(guān)性較強(qiáng)，葉黃素比例與香氣質(zhì)、余味分值和評吸總分呈極顯著正相關(guān)，說明類胡蘿卜素中葉黃素比例的提高對評吸質(zhì)量存在正面影響。降解產(chǎn)物與評吸質(zhì)量指標(biāo)存在較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性，從評吸指標(biāo)上看，主要與香氣質(zhì)和雜氣等指標(biāo)的相關(guān)性較強(qiáng)；從降解產(chǎn)物組分來看，主要與香葉基丙酮和巨豆三烯酮的相關(guān)性較強(qiáng)。

表5 豫中濃香型產(chǎn)區(qū)不同類別煙葉樣品的類胡蘿卜素含量和感官評吸質(zhì)量分值

表6 滇東清香型烤煙類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性

表7 滇東清香型產(chǎn)區(qū)不同類別煙葉樣品的類胡蘿卜素含量和感官評吸質(zhì)量分值

表8 閩西清香型烤煙類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性

圖3 滇東清香型產(chǎn)區(qū)樣品類胡蘿卜素含量的聚類分析結(jié)果

由于閩西清香型產(chǎn)區(qū)煙葉的葉黃素比例與評吸質(zhì)量相關(guān)性較強(qiáng)，將樣品的葉黃素比例進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析（圖4 和表9）后發(fā)現(xiàn)，所有樣品可較好地聚為兩個(gè)類別，葉黃素比例分別在41.1%～46.0%和47.6%～51.3%之間，其中葉黃素比例較高類別的香氣質(zhì)、刺激性和余味分值以及評吸總分均顯著高于葉黃素比例較低的類別。說明對于閩西清香型產(chǎn)區(qū)而言，葉黃素比例在47.6%～51.3%時(shí)，煙葉的感官評吸質(zhì)量相對較好。

3 結(jié)論與討論

圖4 閩西清香型產(chǎn)區(qū)樣品葉黃素比例的聚類分析結(jié)果

表9 閩西清香型產(chǎn)區(qū)不同類別煙葉樣品的葉黃素比例和感官評吸質(zhì)量分值

（1）化學(xué)成分的差異是不同香型煙葉風(fēng)格特色形成的內(nèi)在基礎(chǔ)，類胡蘿卜素是降解形成煙草特征香味成分的重要組分。本研究發(fā)現(xiàn)，清香型和濃香型典型產(chǎn)區(qū)煙葉間類胡蘿卜素的含量和構(gòu)成差異明顯，同時(shí)兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)（滇東和閩西）煙葉的類胡蘿卜素含量同樣差異明顯，說明類胡蘿卜素含量不僅在不同香型煙葉間差異較大，在同一香型各產(chǎn)區(qū)之間也存在差異。降解產(chǎn)物總量表現(xiàn)出兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)明顯大于豫中濃香型產(chǎn)區(qū)的趨勢，這與詹軍等［12］的研究結(jié)論不同，可能與所選香型典型產(chǎn)區(qū)的不同有關(guān)，同時(shí)也說明了同一香型不同產(chǎn)區(qū)之間類胡蘿卜素降解產(chǎn)物差異的復(fù)雜性。降解產(chǎn)物各組分中，清香型產(chǎn)區(qū)煙葉的β-大馬酮含量顯著較高，其中部和上部煙葉較豫中濃香型產(chǎn)區(qū)分別高27%～33%和32%～44%，其他組分在不同香型產(chǎn)區(qū)之間的差異未表現(xiàn)出明顯規(guī)律，說明β-大馬酮可能是不同香型煙葉間香味成分差異的重要組分之一；兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)相比，閩西產(chǎn)區(qū)煙葉的巨豆三烯酮含量明顯較高（中、上部分別高約50%和70%），這與劉百戰(zhàn)［17］對不同香型煙葉香氣成分的比較結(jié)果相似。

（2）不同香型典型產(chǎn)區(qū)間煙葉類胡蘿卜素含量與感官質(zhì)量的關(guān)系不盡相同，豫中濃香型產(chǎn)區(qū)隨類胡蘿卜素含量的提高，感官質(zhì)量呈拋物線型變化趨勢；類胡蘿卜素含量在91.7～126.8 μg/g 之間，樣品的感官評吸總分顯著較高，這一范圍與過偉民等［7］利用全國不同產(chǎn)區(qū)煙葉研究得出的適宜范圍（100～140 μg/g）相似。兩個(gè)清香型產(chǎn)區(qū)煙葉樣品感官質(zhì)量均表現(xiàn)出與類胡蘿卜素含量的負(fù)相關(guān)關(guān)系，尤其是滇東產(chǎn)區(qū)，類胡蘿卜素含量在150 μg/g 以上樣品組的感官評吸總分顯著低于120 μg/g以下的樣品組，這與Roberts［6］研究認(rèn)為類胡蘿卜素含量與香氣品質(zhì)成反比的結(jié)論相似。閩西清香型產(chǎn)區(qū)的葉黃素比例與感官質(zhì)量還呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)性，葉黃素比例在47.6%～51.3%樣品組的感官評吸總分顯著高于41.1%～46.0%樣品組。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量與感官質(zhì)量的相關(guān)性相對較弱，閩西清香型產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。從絕對含量來看，閩西清香型產(chǎn)區(qū)的降解產(chǎn)物總量明顯高于其他兩個(gè)產(chǎn)區(qū)；從相關(guān)關(guān)系來看，閩西清香型產(chǎn)區(qū)也與其他兩產(chǎn)區(qū)不同。這一方面說明類胡蘿卜素降解產(chǎn)物雖然是煙草中重要的香味物質(zhì)，但并非絕對含量越高，煙葉的感官質(zhì)量就越好，而應(yīng)分區(qū)域（香型）加以分析評價(jià)。詹軍等［12］對不同香型烤煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物與感官質(zhì)量關(guān)系的研究結(jié)論也證明了這點(diǎn)；另一方面，類胡蘿卜素是煙草中一類重要的香味物質(zhì)，它與其他類型香味物質(zhì)（如，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物等）的相互關(guān)系也可能對煙葉的感官質(zhì)量存在重要影響，這有待于深入研究。

總體來看，類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物含量與感官質(zhì)量的關(guān)系在不同香型典型產(chǎn)區(qū)間存在差異。因此，在進(jìn)行煙葉類胡蘿卜素含量評價(jià)及調(diào)控時(shí)，應(yīng)針對不同區(qū)域采取不同的方法或措施。

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