烤煙品種南江3號煙葉油分成分的初步研究

冷 璐，陸引罡

烤煙品種南江3號煙葉油分成分的初步研究

冷 璐，陸引罡1*

（貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

通過對南江3號新鮮煙葉表面化學(xué)成分和烤后煙葉石油醚提取物的研究表明，新鮮煙葉表面化學(xué)成分可能含有吡啶、4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、環(huán)己烷、西柏三烯二醇、萘烷、丁香烯、二十七烷、二十烷，主要為氮雜環(huán)類、烷烴類和西柏烷類。其中確定含有的成分為吡啶、二十七烷和二十烷?？竞鬅熑~石油醚提取物中鑒定出或含豆蔻酸、蒎烷、4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、5-十二炔、菜油甾醇、植物甾醇、1，4-二（三甲基硅烷基）苯、1-甲基-2-苯基吲哚、維生素E等化合物，其中確定含有豆蔻酸、甾醇、維生素E等。

烤煙；南江3號；油分；石油醚提取物

煙葉油分含量是衡量煙葉外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)的重要指標，而煙葉油分的成分至今尚未完全明確。蘇德成等［1］指出，煙葉油分通常指煙葉組織細胞內(nèi)含有的一種柔軟半液體或液體物質(zhì)，使煙葉外觀上有油潤和豐滿的感覺。油分好的煙葉則香氣質(zhì)好，香氣量足。已有文獻對于烤煙油分的研究并未明確提出其成分及產(chǎn)生的機制，本文通過氣質(zhì)聯(lián)用儀 （GC-MS）初步分析新鮮煙葉表面油分和烤后煙葉油分 （石油醚提取物） 的成分，對烤煙油分進行輔助分析。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在貴州省煙草公司貴陽市分公司開陽縣龍崗試驗基地進行，地理坐標107°06′899″E，26°52′360″N，海拔1 125 m。

試驗用烤煙品種為南江3號，由貴州省煙草公司貴陽市分公司自主培育，并于2008年通過貴州省品種審定委員會審定。

供試肥料包括煙草專用基肥 （N 10%，P2O510%，K2O 26%）和專用追肥 （N 13%，K2O 26%）。硫肥采用生石膏 （CaSO4·2H2O，含硫18.6%），硼肥為硼砂 （含硼20%）。

供試土壤為黃壤土類黃泥土。土壤中堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為106，7.78和54.03 mg ·kg-1，pH值為6.59，有機質(zhì)3.34 g·kg-1，土壤肥力中等。

1.2 處理設(shè)計

1.2.1 新鮮煙葉表面油分成分定性分析

采用現(xiàn)蕾期打頂之前的新鮮烤煙上部葉片，收集煙葉表面粘液成分，用二氯甲烷溶劑萃取其中的化學(xué)成分，萃取液經(jīng)濃縮，通過GC-MS進行定性分析

1.2.2 烤后煙葉表面油分成分定性分析

烤后煙葉油分成分的鑒定是通過分析煙葉石油醚提取物混合物的成分來確定。煙葉中的提取物是以石油醚為溶劑對煙葉樣品進行萃取得到的。本試驗把石油醚提取物混合物濃縮后經(jīng)GC-MS對其化學(xué)成分進行定性分析。

1.3 測定方法

氣質(zhì)色譜條件。色譜柱為HP-5MS5% pheny1methy1 si1oxane（30 m×0.25 m×0.25μm）彈性石英毛細管柱；采用程序升溫：50℃保持2 min，以4℃·m in-1升至290℃，恒溫10 m in，汽化室溫度250℃；載氣為高純He（純度為99.999%）；柱前壓51.98 kPa，載氣流速1.0 m L ·min-1，進樣量1μL；分流比為40：1。質(zhì)譜條件：離子源為EI源；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流34.6μA；倍增器電壓1 294 V；接口溫度280℃；溶劑延遲5 min，質(zhì)量范圍10～500μ。

取1μL新鮮煙葉表面油分萃取液及石油醚提取物 （萃取物用無水硫酸鈉干燥除水，過濾），通過GC-MS進行分析鑒定。通過HPMSD化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采用Nist 98和W i1ey 275譜庫進行檢索。

2 結(jié)果與分析

2.1 新鮮煙葉表面油分

煙葉表面化學(xué)成分萃取液經(jīng)GC-MS分析定性出烤煙葉片表面化學(xué)成分可能含有吡啶、4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、環(huán)己烷、西柏三烯二醇、萘烷、丁香烯、二十七烷、二十烷，主要為氮雜環(huán)類、烷烴類和西柏烷類。

表1顯示，運行時間在15.442 min時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫中檢索出新鮮煙葉表面油分含有吡啶，匹配率為97%，確定含有該種物質(zhì)。吡啶類化合物的香味特征是甜味，似烤煙味。許多氮雜環(huán)類化合物是煙葉重要的致香成分［2］。從香氣化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系出發(fā)，把致香物質(zhì)分為酸類、醇類、醛類、酮類、酯類、內(nèi)酯類、酚類、氮雜環(huán)類（吡咯、吡啶、吡嗪） 等不同類型。煙葉和煙氣中的氮雜環(huán)類成分一是來自生物堿的熱解和轉(zhuǎn)化，二是來自于煙葉調(diào)制和陳化過程中糖和氨基酸非酶棕色化反應(yīng)形成的糖-氨基酸縮合物的進一步轉(zhuǎn)化降解。

表1 新鮮煙葉表面油分成分的定性分析結(jié)果

運行時間在36.156 min時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫中檢測出新鮮煙葉表面油分含有二十七烷、二十烷，其匹配率分別為99%，98%，確定含有這2種物質(zhì)。烷烴類和西柏烷類在煙草中主要是作為煙葉致香物質(zhì)前體物［2］。煙葉致香物質(zhì)成分大多由香氣前體物降解轉(zhuǎn)化而形成，特別是一些煙葉重要的香氣物質(zhì)。在煙葉上較重要且研究較多的香氣前體物主要有烴類、醇類、脂類和酯類、糖-氨基酸縮合物等。烴類包括烷、烯、炔和脂環(huán)烴，是煙葉表面蠟質(zhì)的主要成分。由于烴類化合物與煙葉的香氣有關(guān)，因此對煙草具有特殊意義。在煙葉中已鑒定的烷烴有碳原子數(shù)為8～15的異構(gòu)烷烴、C27-C34的支鏈烷烴及C28，C30，C32，C34的反構(gòu)烷烴，其為煙葉蠟質(zhì)的主要成分。煙葉上每100 cm2含有5～10 mg烷烴化合物，其含量隨煙葉的葉齡逐漸增加，葉位較高的煙葉比葉位較低的煙葉含有更多的烷烴，具有27～33個碳原子成分的占烷烴總含量的98%以上。本試驗檢測結(jié)果與前人研究結(jié)果一致，烷烴類化合物是新鮮煙葉表面的重要物質(zhì)。

在運行時間為30.957 min時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫中檢測出新鮮煙葉表面油分含有4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、西柏三烯，其匹配率分別為87%，45%，但還未確定含有該種物質(zhì)。西柏三烯二醇是鮮煙蠟質(zhì)的主要成分，生成醇類為酮類、醛類等致香成分。鑒定的有α和β-4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇，其飽和烴母體俗名為杜伐烷，常和西柏烷交替使用，這些二醇類是烤煙和白肋煙表皮類脂物種的主要成分，在幼葉中，其含量可占表皮蠟質(zhì)的一半。Roberts等［3］首先從調(diào)制后的白肋煙煙葉中分離定性了煙葉中主要的萜醇類物質(zhì)：α和β-4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇，但在烘烤后的煙葉中含量極微，僅占干重的0.001%。Chang等［4］證明鮮葉中具有相對較高含量的西柏三烯二醇，占葉鮮重的0.7%，占葉面總脂類物質(zhì)的50%。一般紅花煙草的所有類型都含有西柏烷烯類萜醇［2］。本試驗尚未完全肯定新鮮煙葉油分中含有西柏三烯二醇，仍需進一步的驗證。

2.2 烤后煙葉油分成分定性分析

烤后煙葉油分的成分鑒定是通過分析煙葉石油醚提取物混合物的成分來確定。煙葉中石油醚提取物是用石油醚作溶劑對煙葉樣品進行萃取得到的物質(zhì)。關(guān)于石油醚取物的成分目前還沒有明確定論。有研究認為，石油醚提取物主要包括揮發(fā)油、樹脂、油脂、蠟、類胡蘿卜素等化學(xué)成分，亦有認為石油醚提取物是脂肪、游離脂肪酸、精油、樹脂、蠟質(zhì)、類脂物、甾醇、色素、有機酸等有機物質(zhì)的混合物［5］。 試驗將石油醚提取物混合物濃縮后，經(jīng)GC-MS對其化學(xué)成分進行定性分析。

將所得色譜和質(zhì)譜信息經(jīng)計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行自動檢索和人工檢索、對照和解析，鑒定出來煙葉石油醚提取物中可能含有上述化合物：豆蔻酸、蒎烷、4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、5-十二炔、菜油甾醇、植物甾醇、1，4-二 （三甲基硅烷基）苯、1-甲基-2-苯基吲哚、維生素E等。

表2 烤后煙葉油分 （石油醚提取物）成分定性分析

表2顯示，在運行時間15.457 min時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫中檢索出煙葉石油醚提取物中含有豆蔻酸，匹配率為97%，確定含有該種物質(zhì)。豆蔻酸也稱十四烷酸，為含14個碳原子的飽和脂肪酸。煙草中的高級脂肪酸一般為12～20個碳原子，其中含量較高的游離態(tài)和結(jié)合態(tài)的高級脂肪酸具有16或18個碳原子，高級脂肪酸與醇形成脂類或類脂物［2］。

在運行時間23.189 m in時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫中檢索出煙葉石油醚提取物中含有蒎烷，匹配率為90%，可能含有該種物質(zhì)。蒎烷的學(xué)名為2，6，6-三甲基雙環(huán) ［3.1.1］庚烷，為單萜化合物，是合成高級香料及維生素A，E，K的原料［2］。

在運行時間40.388 m in時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫檢索可知，煙葉石油醚提取物中含有甾醇，匹配率為99%，確定石油醚提取物中含有該種物質(zhì)。煙葉和煙氣中存在有大量的醇類化合物，其中包括脂肪醇、 脂環(huán)醇、 芳香族醇，甾醇、 萜醇等［2］，煙草中醇類化合物的含量為0.77%～1.25%。植物甾醇來源于植物脂質(zhì)，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為4-無甲基甾醇、4-單甲基甾醇和4、4’-雙甲基甾醇3類［6］，廣泛存在于自然界的甾體化合物，是一種飽和或不飽和仲醇，在人類、動物及微生物和菌類脂質(zhì)中廣泛存在，甚至出現(xiàn)高比例［7］。 煙草中也含有大量甾醇類化合物，常以結(jié)合態(tài)和游離態(tài)形式存在，主要為膽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和 β-谷甾醇等［8］，結(jié)合態(tài)以脂肪酸酯化的形式存在。 煙草中的植物甾醇是構(gòu)成煙葉油分的主要成分之一，與煙草品質(zhì)正相關(guān)，但也是卷煙煙氣中氣態(tài)烷烴和稠環(huán)芳烴的來源之一［9］。

在運行時間45.982 m in時，從已知化合物數(shù)據(jù)庫中檢索出煙葉石油醚提取物中含有維生素E，匹配率為95%，確定含有該種物質(zhì)。維生素E為脂溶性，是生育酚不同異構(gòu)體的總稱，其天然產(chǎn)物包括生育酚和生育三酚，分別為α，β，γ，δ-生育酚和α，β，γ，δ-生育三酚。生育酚在植物組織葉綠體中含量最為豐富，參與清除光合組織中的自由基［10］。

3 小結(jié)與討論

目前來說，對于煙葉油分的具體成分并無確切定論。本試驗通過對新鮮煙葉和烘烤后煙葉油分的成分定性分析可知，兩者之間存在一定的異同。

新鮮煙葉表面油分化學(xué)成分萃取液經(jīng)GC-MS定性分析認為，烤煙葉片表面化學(xué)成分可能含有吡啶、4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、環(huán)己烷、西柏三烯二醇、萘烷、丁香烯、二十七烷、二十烷，主要為氮雜環(huán)類、烷烴類和西柏烷類。其中4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、西柏三烯二醇、二十七烷在煙葉腺毛分泌物中較常見。已有研究分離定性了腺毛分泌物中含有雙萜烯類化合物，主要為 α和β-4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇。表面蠟質(zhì)的主要成分為雙萜類和C25-C36直鏈和支鏈脂肪族碳水化合物，約占烤煙表面成分氣相色譜分離物的95%［2］，本試驗中新鮮煙葉表面油分主要成分有可能為腺毛分泌物。

烤后煙葉油分 （石油醚提取物） 濃縮后經(jīng)定量分析認為，煙葉石油醚提取物中可能含有豆蔻酸、蒎烷、4，8，13-西柏三烯-1，3-二醇、5-十二炔、菜油甾醇、植物甾醇、1，4-二 （三甲基硅烷基）苯、1-甲基-2-苯基吲哚、維生素E等化合物。其中確定含有豆蔻酸、甾醇、維生素E等。豆蔻酸是煙草中含量較高的脂肪酸。史宏志等［2］研究了烤煙煙葉高級脂肪酸含量與評析品質(zhì)的關(guān)系認為，煙葉中豆蔻酸和月桂酸含量與煙葉香吃味品質(zhì)呈正相關(guān)，尤其與豆蔻酸相關(guān)顯著，主要表現(xiàn)為香氣量較大，勁頭適中，余味舒適。除豆蔻酸外，煙草中確定含有的脂肪酸還有月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和一些不飽和脂肪酸，只是由于本試驗中操作或譜庫的問題未能一一檢驗。在煙草中，脂肪酸與醇構(gòu)成脂類化合物，煙草中甾醇是構(gòu)成煙葉油分的主要成分之一。本試驗僅對品種南江3號的煙葉油分成分進行初步確定，而對不同烤煙品種油分成分及其合成機制還有待進一步研究。

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（責(zé)任編輯：張瑞麟）

S 572

A

0528-9017（2014）12-0000-00

文獻著錄格式：冷璐，陸引罡.烤煙品種南江3號煙葉油分成分的初步研究 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（12）：0-0.

收稿日期：2014-09-15

基金項目：湖南中煙公司資助項目 （700377111206）

作者簡介：冷 璐 （1988-），女，貴州六盤水人，植物生理與遺傳專業(yè)碩士研究生。E-mai1：269142526@qq.com。

陸引罡。E-mai1：agr.yg1u@gzu.edu.cn。