濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分與生物堿組成及含量

王鵬澤，趙銘欽，劉鵬飛，付培培，周伏葉，王雪麗，李小勇

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州 450002）

濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分與生物堿組成及含量

王鵬澤，趙銘欽*，劉鵬飛，付培培，周伏葉，王雪麗，李小勇

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州 450002）

為了明確濃香型產(chǎn)區(qū)煙葉中性致香成分和生物堿的特點(diǎn)，對(duì)濃香型 8 個(gè)產(chǎn)區(qū)的煙葉樣品的中性致香物質(zhì)與生物堿的組成和含量進(jìn)行了分析測(cè)定。結(jié)果表明，中性致香成分總量河南豫中南煙區(qū)最高，達(dá) 1107.93 μg/g，安徽皖南最低，僅為558.04 μg/g。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中的 β-大馬酮、β-二氫大馬酮，棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中的糠醛，芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物中的苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇，西柏烷類降解產(chǎn)物中的茄酮、新植二烯的含量，較同類降解產(chǎn)物所占的比重較高。8個(gè)濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙總生物堿和煙堿的變化幅度為 2.33%～3.71%和 2.05%～3.31%，平均值分別為 2.71%和 2.40%。所有濃香型產(chǎn)區(qū)降煙堿含量都比較低，且低于 5%。不同濃香型產(chǎn)區(qū)中性致香物質(zhì)的含量差異顯著，8大濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙煙堿含量都在優(yōu)質(zhì)烤煙的要求范圍內(nèi)。

烤煙；中性致香成分；生物堿；濃香型

不同產(chǎn)區(qū)烤煙的香型存在著顯著差異[1-2]。濃香型產(chǎn)區(qū)煙葉作為中式卷煙的重要原料，具有香氣濃郁芬芳、煙氣醇厚豐滿和余味綿長(zhǎng)舒適的品質(zhì)特色[3-4]?？緹燂L(fēng)格和品質(zhì)的形成與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件、栽培措施、品種密切相關(guān)，且不同濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙的風(fēng)格特點(diǎn)和感官質(zhì)量具有一定的差異[5-6]。煙草中致香物質(zhì)的種類、含量及組成比例是決定煙葉香吃味形成的重要因素，也是卷煙產(chǎn)品風(fēng)格的主要影響因子[7-9]。同時(shí)，煙草中的生物堿作為煙葉重要的化學(xué)成分，其組成和含量決定了煙草的品質(zhì)特征，煙葉中主要的生物堿煙堿對(duì)煙葉及其煙制品的煙氣和口感特性具有顯著的影響[10-12]。因此，弄清 8 個(gè)濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分和生物堿組成和含量的差異，對(duì)深入認(rèn)識(shí)濃香型煙葉風(fēng)格和品質(zhì)特點(diǎn)具有重要意義。

關(guān)于不同產(chǎn)地烤煙煙葉香氣成分的差異雖有報(bào)道[13-15]，但關(guān)于不同濃香型產(chǎn)區(qū)香氣成分的差異卻鮮見(jiàn)系統(tǒng)報(bào)道，本研究收集了濃香型8個(gè)產(chǎn)區(qū)的煙葉樣品，對(duì)中性致香物質(zhì)與生物堿的組成和含量進(jìn)行了測(cè)定，旨在明確濃香型產(chǎn)區(qū)煙葉中性致香成分與生物堿特點(diǎn)，建立煙葉質(zhì)量風(fēng)格和中性致香成分與生物堿之間的聯(lián)系，為不同生態(tài)區(qū)濃香型煙葉的質(zhì)量風(fēng)格定位提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)樣品來(lái)自于 2012 年濃香型產(chǎn)地河南豫中南、湖南湘南、安徽皖南、山東膠東半島、江西贛中東、廣西桂東、陜西陜東南、廣東粵北共 72個(gè)取樣點(diǎn)的煙樣，所有樣品均為 C3F，每份樣品有明確標(biāo)識(shí)（產(chǎn)地、品種、等級(jí)、年份）。

1.2 中性致香成分的測(cè)定

中性致香物質(zhì)的提取采用文獻(xiàn)[16]的方法：水蒸氣蒸餾—二氯甲烷溶劑同時(shí)蒸餾萃取法，采用內(nèi)標(biāo)法定量，由 GC/MS 鑒定結(jié)果和 NIST02 庫(kù)檢索定性。

1.3 生物堿的測(cè)定

應(yīng)用氣相色譜技術(shù)檢測(cè)4種生物堿成分：即煙樣在強(qiáng)堿性條件下溶解于含有內(nèi)標(biāo)物的萃取劑中，用氣相色譜法測(cè)定萃取液生物堿含量，計(jì)算出煙葉中的生物堿含量。準(zhǔn)確稱取 200 mg 煙末置于 15 mL試管中，加入 10% NaOH 溶液 1.5 mL、甲基叔丁基醚 3 mL 再加入內(nèi)標(biāo)溶液 100 μL，旋緊旋蓋，充分振蕩 5 min 后，室溫放置過(guò)夜（24±2）h。取上層清液采用 Agilent-7890 氣象色譜儀進(jìn)行生物堿的定量分析。

煙堿含量 m/%以煙堿占煙葉質(zhì)量的百分比表示，煙堿轉(zhuǎn)化率/% = [降煙堿含量／(煙堿含量+降煙堿含量)]×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用 SPSS 17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。采用組內(nèi)觀察值數(shù)目不等的單因素方差分析對(duì)不同產(chǎn)區(qū)間煙葉的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行差異分析。

2 結(jié) 果

2.1 濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分組成

香味物質(zhì)的分類方法有多種，如按化學(xué)官能團(tuán)分類、按香味前體物分類。為便于分析，將中性致香成分按香味前體物進(jìn)行分類。中性致香物質(zhì)分為5大類：類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物、新植二烯。

2.1.1 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物 8 大濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量間差異顯著（表1），河南豫中南、江西贛中東烤煙的芳樟醇、β-大馬酮、巨豆三烯酮 1，巨豆三烯酮 2，巨豆三烯酮 3，巨豆三烯酮 4、β-二氫大馬酮等重要的香氣成分含量及總類胡蘿卜素降解成分含量相對(duì)較高。而山東膠東半島、陜西陜東南、廣東粵北烤煙的氧化異佛爾酮、香葉基丙酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯的含量低于其他濃香型產(chǎn)區(qū)，湖南湘南、安徽皖南、江西贛中東、廣西桂東烤煙的香氣成分含量適中。值得注意的是各產(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物β-大馬酮、β-二氫大馬酮的香氣成分含量間差異顯著，且占胡蘿卜素降解產(chǎn)物的比重較大。

2.1.2 棕色化反應(yīng)產(chǎn)物 湖南湘南產(chǎn)區(qū)烤煙棕化反應(yīng)產(chǎn)物含量比較適中（表1），糠醛含量略低于河南豫中南、廣西桂東和江西贛中東，高于安徽皖南、廣東粵北、山東膠東半島和陜西陜東南，湖南湘南烤煙糠醇含量除略低于江西贛中東和廣西桂東外，均高于其他產(chǎn)區(qū)煙葉。2-乙酰呋喃、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、2-乙?；量└鳚庀阈彤a(chǎn)區(qū)間差異不大。但棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量和糠醛含量產(chǎn)區(qū)間差異顯著。

表1 濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分含量 μg/gTable 1 Contents of neutral aroma components

2.1.3 芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物 各濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙的芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物苯甲醇的含量遠(yuǎn)高于苯甲醛、苯乙醛、苯乙醇，且差異顯著（表1）。廣西桂東煙葉的苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇的含量在 8大產(chǎn)區(qū)最高。芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物總量廣西桂東烤煙與其他7個(gè)產(chǎn)區(qū)差異顯著，這可能是在感官評(píng)價(jià)中廣西烤煙區(qū)分其他濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙的重要因素之一。

2.1.4 西柏烷類降解產(chǎn)物和新植二烯 河南豫中南產(chǎn)區(qū)茄酮的含量顯著高于其他濃香型產(chǎn)區(qū)，達(dá)到了 68.23 μg/g（表1）。茄酮含量不僅受降雨、光照等氣候條件的影響，同時(shí)也與栽培措施和土壤結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。因此，不同產(chǎn)地烤煙茄酮含量的差異是多種因素共同作用的結(jié)果，其原因還值得進(jìn)一步探索。由表1可知，河南豫中南產(chǎn)區(qū)烤煙中含有大量的新植二烯，遠(yuǎn)高于其他濃香型產(chǎn)區(qū)。且8大濃香型產(chǎn)區(qū)葉片的新植二烯占中性致香物質(zhì)總量的比例均最高。

2.1.5 各產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分總體對(duì)比 對(duì) 5 種中性致香成分進(jìn)行比較（表2）?？梢钥闯觯鳚庀阈彤a(chǎn)區(qū)烤煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物都較豐富，變異系數(shù)較小，芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物和棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量本身不高，變異系數(shù)在5類致香物質(zhì)中最低，西柏烷類降解產(chǎn)物的變異系數(shù)最大為 0.48，腺毛頭是分泌致香物質(zhì)西柏三烯醇類物質(zhì)的唯一部位，由此可見(jiàn)，腺毛是影響各濃香型產(chǎn)區(qū)質(zhì)量風(fēng)格特色的重要因素之一，同時(shí)新植二烯的含量也有一定的差異。致香物質(zhì)總量濃香型產(chǎn)區(qū)間差異顯著，達(dá)到 5%顯著水平。此可能與各地的生態(tài)環(huán)境和土壤結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系。

表2 各類中性致香成分含量 μg/gTable 2 Neutral aroma component classification analysis

2.2 濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中生物堿組成

本研究應(yīng)用氣相色譜共檢測(cè)了 4種生物堿成分，結(jié)果見(jiàn)表3，可以看出，煙堿的變化幅度為2.05%～3.31%，平均值為 2.40%。其中河南豫中南煙區(qū)的煙堿含量占的比重最大，為 3.31%，陜西陜東南煙區(qū)的煙堿含量占的比重最小，為 2.05%。新煙草堿和假木賊堿的變化幅度分別為 0.16%～0.25%和 0.015%～0.027%，對(duì)煙葉的感官質(zhì)量影響不大。不同濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙降煙堿含量都較低，且煙堿轉(zhuǎn)化率低于 5%?？偵飰A的變化幅度為2.33%～3.71%，平均值為 2.71%，且河南豫中南、安徽皖南和江西贛中東總生物堿的含量存在差異。4 種生物堿中新煙草堿的變異系數(shù)最小，為 14%，降煙堿和假木賊堿的變異系數(shù)最大，為 20%。

表3 濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙的生物堿含量 %Table 3 Alkaloid content of flue-cured tobacco in full flavor tobacco growing regions

3 討 論

棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的含量在各濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙中存在顯著差異，棕色化反應(yīng)過(guò)程對(duì)煙葉的顏色和香氣有重要影響[17-18]，這可能是各濃香型產(chǎn)區(qū)煙葉顏色和香氣有區(qū)別的因素之一?？緹煴郊状嫉暮吭诜枷阕灏被崃呀猱a(chǎn)物中占的比例最大，廣西桂東烤煙的芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物的含量最大，其他產(chǎn)區(qū)烤煙的芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物的含量適中，這可能是廣西烤煙在濃香型烤煙中表現(xiàn)正甜香香韻的原因，正甜香有類似玫瑰樣的甜味[4]。濃香型烤煙西柏烷類降解產(chǎn)物茄酮的含量?jī)H次于新植二烯，且各類中性致香成分中西柏烷類降解產(chǎn)物的變異系數(shù)最大為 0.48，這與各濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙表征物質(zhì)的含量有關(guān)，煙葉的腺毛頭作為分泌西柏三烯二醇類物質(zhì)的部位，在調(diào)制后大部分的西柏三烯二醇類物質(zhì)降解成茄酮[19]。有研究表明[4]，西柏烷類萜、醇類物質(zhì)是濃香型煙中濃香型物質(zhì)的代表物質(zhì)，腺毛密度與煙葉中西柏三烯二醇類物質(zhì)的含量呈正相關(guān)，對(duì)特色煙葉風(fēng)格和品質(zhì)的形成有較大影響。濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙的新植二烯的含量在各類香氣物質(zhì)降解產(chǎn)物中所占的比例最大，新植二烯具有烤煙味，同時(shí)也可進(jìn)一步降解產(chǎn)生其他香氣成分。

煙葉煙堿含量是煙葉內(nèi)在質(zhì)量和感官質(zhì)量的重要影響因子[16]，一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)烤煙的煙堿含量要求達(dá)到 1.5%～3.5%，隨著煙堿含量的提高，煙葉香氣量增加，但煙堿含量過(guò)高，則勁頭過(guò)大，刺激性增強(qiáng)。8大濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙煙堿含量都在優(yōu)質(zhì)烤煙的要求范圍，且河南豫中南產(chǎn)區(qū)烤煙煙堿含量達(dá)到3.31%，顯著高于其他產(chǎn)區(qū)，這可能與當(dāng)?shù)厥┘映渥愕貭I(yíng)養(yǎng)條件有關(guān)。史宏志等[16]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高煙堿含量，有利于促進(jìn)胡蘿卜素類香氣成分的形成，在充足氮素營(yíng)養(yǎng)條件下，煙葉煙堿含量和類胡蘿卜素類香氣前體物含量均較高。

4 結(jié) 論

就總體而言，不同濃香型產(chǎn)區(qū)煙葉中性致香物質(zhì)的含量和組成比例差異較為顯著，煙葉中各類致香物質(zhì)指標(biāo)含量對(duì)煙葉品質(zhì)的形成有著重要影響。β-大馬酮、β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮等重要的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物在江西贛中東烤煙中的含量顯著高于其他濃香型產(chǎn)區(qū)的煙葉，廣西桂東煙葉的苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇的含量在8大產(chǎn)區(qū)最高，茄酮和新植二烯的含量河南豫中南產(chǎn)區(qū)較高，安徽皖南、河南豫中南和江西贛中東產(chǎn)區(qū)煙葉總生物堿的含量差異顯著，而其余產(chǎn)區(qū)差異不大。目前國(guó)內(nèi)各卷煙品牌產(chǎn)品的風(fēng)格特色主要依靠國(guó)內(nèi)不同產(chǎn)地，等級(jí)煙葉配伍形成，因此具有不同風(fēng)格特色煙葉的規(guī)模生產(chǎn)直接關(guān)系到中式卷煙核心原料的穩(wěn)定供應(yīng)。在今后的研究中，還需系統(tǒng)的探究中性致香成分和煙堿對(duì)濃香型煙葉風(fēng)格和品質(zhì)的作用，為濃香型煙葉香型細(xì)分打好理論基礎(chǔ)。

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Composition and Contents of Neutral Aroma Components and Alkaloids in Flue-Cured Tobacco from Full Flavor Tobacco Growing Regions

WANG Pengze, ZHAO Mingqin*, LIU Pengfei, FU Peipei, ZHOU Fuye, WANG Xueli, LI Xiaoyong
（College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China）

In order to understand the characteristics of composition and contents of neutral aroma components and alkaloids in flue-cured tobacco from full flavor tobacco growing regions, Tobacco leaf samples from eight full-flavor tobacco growing regions were taken and determined. The results showed that total content of neutral aroma components was the highest (1107.93 μg/g) in central and south of Henan Province, the lowest ( 558.04 μg/g) in south of Anhui. The contents of β-damascone and β-Dihydro damascone degraded by carotene, furfural of brown reaction products, benzyl alcohol, phenyl acetaldehyde, phenyl ethyl alcohol of aromatic amino acid cleavage products, and solanone and neophytadiene of alkane degradation cypress products were all higher than similar products. There was significant difference among regions, reflecting the style characteristic of flue-cured tobacco from full flavor tobacco growing regions. Alkaloids content ranged from 2.33% to 3.71%, with a mean of 2.71%. Nicotine content ranged from 2.05% to 3.31%, with a mean of 2.40%. Nornicotine contents of full-flavor tobacco growing regions were all lower and less than 5%. The content of neutral aroma components existed significant difference among regions. Alkaloids of flue-cured tobacco in 8 full-flavor growing regions all fall in the range of good quality flue-cured tobacco range.

flue-cured tobacco; neutral aroma component; alkaloids; strong flavor type

S572

1007-5119（2014）05-0098-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.05.019

中國(guó)煙草總公司重大專項(xiàng)“濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)”（110201101001 TS-01）；上海煙草集團(tuán)有限公司項(xiàng)目“濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉風(fēng)格定位研究及樣品檢測(cè)”（szbcw201201150）；浙江中煙工業(yè)公司項(xiàng)目“濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉煙氣檢測(cè)”（ZJZY201205）

王鵬澤，碩士研究生，研究方向?yàn)闊煵莼瘜W(xué)與煙草質(zhì)量評(píng)價(jià)。E-mail：15249690519@163.com。*通信作者，E-mail：zhaomingqin@126.com

2014-03-14