曬紅煙重要致香物質(zhì)與其感官質(zhì)量的相關(guān)性研究

劉善民，王允白，包 艷，馮俊喜，鐘 青，曹建敏，石 翔，岳 珩

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，青島 266101；2.中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院，北京 100081；3.中國科學院青島生物能源與過程研究所，青島 266101；4.山東中煙工業(yè)有限責任公司，濟南 250014）

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曬紅煙重要致香物質(zhì)與其感官質(zhì)量的相關(guān)性研究

劉善民1，2，王允白1*，包 艷3，馮俊喜4，鐘 青4，曹建敏1，石 翔1，2，岳 珩1，2

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，青島 266101；2.中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院，北京 100081；3.中國科學院青島生物能源與過程研究所，青島 266101；4.山東中煙工業(yè)有限責任公司，濟南 250014）

摘 要：為研究曬紅煙中致香物質(zhì)含量與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)關(guān)系，采用簡單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析對我國四川、吉林、江西、湖南、貴州、浙江、山東和黑龍江8個產(chǎn)區(qū)曬紅煙煙葉中重要致香物質(zhì)與感官評吸指標香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性和總得分的關(guān)系進行了研究。結(jié)果表明，與感官評吸質(zhì)量關(guān)系較密切的致香物質(zhì)有22種，其中β-大馬酮、3-羥基-二氫大馬酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、異戊醇、糠醛、2-乙?；秽?、2-正戊基呋喃、2-甲基四氫呋喃-3-酮、5-甲基糠醛、茄酮、藏紅花醛、吲哚、γ-丁內(nèi)酯、吡咯、降茄二酮和1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮對感官評吸質(zhì)量有正面效應(yīng)，異佛爾酮、苯甲醛、苯乙醛、葉綠醇-2、3-乙酰吡啶、2-甲基-2-庚烯-6-酮和2-乙基吡啶對感官評吸質(zhì)量有負面效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：曬紅煙；致香物質(zhì)；感官質(zhì)量；相關(guān)分析

曬紅煙含糖分和焦油低，煙堿高，香氣質(zhì)好，吃味豐滿，可作為雪茄芯葉、束葉使用，也可以作為混合型卷煙的原料而應(yīng)用到卷煙之中，在卷煙葉組配方中用來調(diào)節(jié)香吃味和勁頭，具有廣闊的發(fā)展前途［1］。而煙葉感官質(zhì)量及安全性是決定煙草使用價值的關(guān)鍵，也是影響煙草制品優(yōu)劣的關(guān)鍵指標。致香物質(zhì)是煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要組成部分，是衡量其品質(zhì)和可用性的重要因素。盡管煙葉中大多數(shù)致香物質(zhì)含量很少，但對煙葉的香味卻有十分重要的影響［2］，進而對煙葉的評吸質(zhì)量產(chǎn)生影響［3-5］。研究煙葉中各類致香物質(zhì)含量與感官評吸指標之間的關(guān)系，有利于我們從煙葉致香物質(zhì)的角度來認識影響卷煙感官評吸質(zhì)量的因素，從而改進和提高卷煙配方的精準性［6］。對于煙草中致香物質(zhì)與感官評吸質(zhì)量之間的關(guān)系已有較多研究［3-8］，但多涉及烤煙方面，對曬紅煙則鮮有報道。本文對我國曬紅煙主產(chǎn)區(qū)63份曬紅煙煙葉樣品進行致香成分分析及感官質(zhì)量評價，探索曬紅煙煙葉致香成分與感官評吸質(zhì)量之間的關(guān)系。

1　材料與方法

1.1 材料

2012年在四川（10）、吉林（9）、江西（6）、湖南（8）、貴州（10）、浙江（6）、山東（10）和黑龍江（4）8個曬紅煙產(chǎn)區(qū)共采集代表性地方曬紅煙中部煙葉樣品63份。

1.2 方法

1.2.1 致香物質(zhì)檢測 稱取25.00 g樣品于1000 mL的圓底燒瓶中，加入20.0g NaCl，加入一定量乙酸苯乙酯內(nèi)標，400 mL去離子水，混合均勻后，將圓底燒瓶接到同時蒸餾萃取裝置的一端，在另一端，接一個盛有40 mL二氯甲烷的平底小燒瓶，將小燒瓶端置于60 ℃水浴中加熱，大燒瓶端放到電熱套中加熱，同時蒸餾萃取3 h后，經(jīng)無水硫酸鈉干燥，氮吹至10 mL，過有機相濾膜，進氣質(zhì)分析。

1.2.2 感官質(zhì)量評價 由中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所評吸委員會組織7名以上具有煙草感官評吸資質(zhì)的專家，依據(jù)標準《YC/T 138—1998》進行感官評吸鑒定。感官評吸指標有香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、余味、刺激性和總得分。按百分制進行權(quán)重打分，指標評價分值高，表明質(zhì)量好。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 運用Excel 2013、DPS 7.05對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分析方法包括致香物質(zhì)因子分析、致香物質(zhì)與感官評吸指標間的簡單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析。

2　結(jié)果

本研究共檢測致香物質(zhì)65種，按照其前體物質(zhì)的不同，分為類胡蘿卜素降解產(chǎn)物類、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物類、芳香族氨基酸降解產(chǎn)物類、類西柏烷類降解產(chǎn)物類、葉綠素降解產(chǎn)物類、其他類6類。

2.1 煙葉致香物質(zhì)因子分析

因子分析是尋找對觀察結(jié)果起支配作用的潛在因子的探索性統(tǒng)計分析方法，利用主要因子描述數(shù)據(jù)集內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實際起到數(shù)據(jù)降維的作用［9］。從致香物質(zhì)因子分析（表1）可以看出，前12個因子累計方差貢獻率達到88.34%，且特征值均大于1，因此選取前12個主因子進行分析，這12個因子所包含的信息占總體信息量的88.34%。相應(yīng)得到因子載荷矩陣，根據(jù)變量在12個因子上的負荷，篩選出47種致香物質(zhì)成分（表2）。為了更加全面的了解曬紅煙煙葉中重要致香物質(zhì)與評吸質(zhì)量之間的關(guān)系，對47種致香物質(zhì)與評吸指標進行簡單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析。

2.2 致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的簡單相關(guān)分析

曬紅煙重要致香物質(zhì)與評吸指標間的簡單相關(guān)分析結(jié)果見表2，表中可見，與大部分評吸指標相關(guān)性（極）顯著的致香物質(zhì)有β-大馬酮、3-羥基-二氫大馬酮、吡咯、3-甲基巴豆醛、戊醇、糠醛、2-乙?；秽?、5-甲基糠醛、苯甲醛、茄酮、降茄二酮、1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮，除苯甲醛表現(xiàn)為負相關(guān)外，其余均表現(xiàn)為正相關(guān)。另外，2-甲基四氫呋喃-3-酮、2-正戊基呋喃和α-松油醇與香氣質(zhì)顯著正相關(guān)，葉綠醇-2與香氣質(zhì)顯著負相關(guān)；異戊醇與香氣量呈顯著正相關(guān)；藏紅花醛、吲哚和 γ-丁內(nèi)酯與雜氣顯著正相關(guān)，3-乙酰吡啶和茶香酮與雜氣顯著負相關(guān)；2-乙?；量?、2-甲基四氫呋喃-3-酮、γ-丁內(nèi)酯、γ-壬內(nèi)酯和糠醇與余味顯著正相關(guān)，異佛爾酮、2-乙基吡啶、苯乙醛和葉綠醇-2與余味顯著負相關(guān)；吲哚和異戊醇與總得分顯著正相關(guān)。大部分致香物質(zhì)與刺激性之間都存在（極）顯著相關(guān)性。

表1　曬紅煙致香物質(zhì)的因子分析Table 1 Factor analysis of aroma components in red suncured tobacco

表2　曬紅煙重要致香物質(zhì)與評吸指標間的簡單相關(guān)系數(shù)Table 2 Simple correlation coefficients between the important aroma components and smoking quality in red sun-cured tobacco

2.3 致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的典型相關(guān)分析

典型相關(guān)分析是利用綜合變量對之間的相關(guān)關(guān)系來反映2組指標之間的整體相關(guān)性的多元統(tǒng)計分析方法。曬紅煙重要致香物質(zhì)與評吸指標間的典型相關(guān)分析見表3、4。從表3可以看出，前4對典型相關(guān)系數(shù)很大，分別為0.9944、0.9753、0.9567和0.9383，通過卡方檢驗都達到了極顯著的水平，因此，這4對相關(guān)系數(shù)能夠反映出這兩組變量間相關(guān)的主要信息。

表3　曬紅煙重要致香物質(zhì)與感官評吸指標的典型相關(guān)系數(shù)Table 3 Canonical correlation coefficients between the important aroma components and smoking quality in red suncured tobacco

從表4可以看出，第一組典型變量中，致香物質(zhì)2-甲基-2-庚烯-6-酮、藏紅花醛、吡咯、3-乙酰吡啶和茶香酮載荷較大，在評吸指標中，刺激性載荷較大，為-0.9357，分別在典型變量中起主要作用。這說明以上幾種致香物質(zhì)對評吸指標中的刺激性影響較大，其中，藏紅花醛、吡咯對刺激性的影響是正效應(yīng)，其他為負效應(yīng)。

由第二組典型變量可以看出，致香物質(zhì)β-大馬酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、2-甲基四氫呋喃-3-酮、糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛和茄酮對香氣質(zhì)、雜氣和余味表現(xiàn)為正效應(yīng)，異佛爾酮、2-乙基吡啶、苯甲醛、苯乙醛和葉綠醇-2對香氣質(zhì)、雜氣和余味表現(xiàn)為負效應(yīng)。

由第三組典型變量可以看出，致香物質(zhì)香葉醇、2-正戊基呋喃和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚對香氣量、雜氣和總得分表現(xiàn)為負效應(yīng)，β-環(huán)檸檬醛、藏紅花醛、吲哚、異戊醇和1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮對香氣量、雜氣和總得分表現(xiàn)為正效應(yīng)。

由第四組典型變量可以看出，致香物質(zhì)2-乙酰基吡咯、γ-丁內(nèi)酯和糠醇對余味表現(xiàn)為正效應(yīng)，3-羥基-二氫大馬酮和茶香酮對余味表現(xiàn)為負效應(yīng)。

3　討論

煙草化學成分對其感官質(zhì)量具有重要影響，其中致香物質(zhì)起到了重要的作用，因此探索致香成分與感官質(zhì)量的關(guān)系具有重要意義。通過對曬紅煙重要致香物質(zhì)與感官評吸指標的簡單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析可以看出，致香物質(zhì)與感官質(zhì)量間存在密切關(guān)系。對曬紅煙香氣質(zhì)和香氣量起促進作用的致香物質(zhì)有β-大馬酮、3-羥基-二氫大馬酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、異戊醇、糠醛、2-乙?；秽?-正戊基呋喃、2-甲基四氫呋喃-3-酮、5-甲基糠醛、茄酮、降茄二酮和1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮；另外，異佛爾酮、苯甲醛、苯乙醛和葉綠醇-2對香氣質(zhì)有負面影響；藏紅花醛、吲哚和 γ-丁內(nèi)酯對雜氣具有正向作用；藏紅花醛和吡咯對刺激性具有正向作用。綜合來看，6類致香物質(zhì)中，與感官質(zhì)量相關(guān)性較強的為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物類和類西柏烷類降解產(chǎn)物類，其他類致香物質(zhì)相關(guān)性則弱一些，此結(jié)論與婁元菲等［10］在烤煙中的研究結(jié)果相同。與以往對烤煙的研究［5-8］進行對比發(fā)現(xiàn)，所得結(jié)果存在一定的差異，如曹建敏等［7］對烤煙研究發(fā)現(xiàn)新植二烯、2-甲基四氫呋喃-3-酮、芳樟醇等致香物質(zhì)對煙草感官評吸質(zhì)量起著重要的作用；于建軍等［11］龐天河等［12］對攀西烤煙研究發(fā)現(xiàn)，2-乙?；秽涂啡ο銡赓|(zhì)有正面影響，這與本文研究所得結(jié)果一致；但同時還發(fā)現(xiàn)烤煙中新植二烯、5-甲基糠醛和茄酮對香氣質(zhì)有負面影響，5-甲基糠醛、糠醛對香氣量有負面影響，這與本文研究的曬紅煙結(jié)論相悖。本文通過分析得知致香物質(zhì)中含量較大的新植二烯與感官質(zhì)量相關(guān)性并不顯著，與以往在烤煙中的研究［4，11-13］不同，可能與曬紅煙與烤煙風格特色存在較大差異有關(guān)聯(lián)［14-15］。

表4　曬紅煙重要致香物質(zhì)與評吸指標間的典型相關(guān)分析Table 4 Canonical correlation analysis between the important aroma components and smoking quality in red sun-cured tobacco

根據(jù)煙葉致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的相關(guān)性，在曬紅煙的生產(chǎn)和加工過程中，可以通過有方向性的選擇栽培品種、改善栽培管理措施和調(diào)制過程等［16-18］相應(yīng)的增加對煙葉香氣質(zhì)和香氣量起促進作用的致香物質(zhì)含量，降低可產(chǎn)生較大雜氣和刺激性的致香物質(zhì)含量，進而提高曬紅煙煙葉的品質(zhì)；另外，也可通過檢測煙葉中致香物質(zhì)含量為篩選高品質(zhì)的曬紅煙原料提供一定的依據(jù)。

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Correlation Analysis on Important Aroma Components and Smoking Quality of Red Sun-cured Tobacco

LIU Shanmin1，2，WANG Yunbai1*，BAO Yan3，F(xiàn)ENG Junxi4，ZHONG Qing4，CAO Jianmin1，SHI Xiang1，2，YUE Heng1，2
（1. Tobacco Research Institute of CAAS，Qingdao 266101，China；2. Graduate School of CAAS，Beijing 100081，China；3. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266101，China；4. China Tobacco Shandong Industrial Co.，Ltd.，Jinan 250014，China）

Abstract:Simple correlation analysis and canonical correlation analysis were used to analyze the relationship between important aroma components and aroma quality，aroma quantity，aftertaste，mixed gas，irritancy and total score of smoking quality in red suncured tobacco leaves from in Sichuan，Jilin，Jiangxi，Hunan，Guizhou，Zhejiang，Shandong，and Heilongjiang. The results showed that 22 aroma components were closely related to smoking quality，among which β-damascenone，3-hydroxy-2-damascenone，3-methyl crotonaldehyde，amyl alcohol，isoamyl alcohol，furfural，2-acetyl furan，2-pentyl furan，2-methyltetrahydrofuran-3-one，5-methyl furfural，solanone，safranal，indole，gamma butyrolactone ，pyrrole，norsolandion and 1，3，7，7-four methyl-2-oxygen double ring ［4.4.0］decyl-9-one had a positive effect while isophorone，benzaldehyde，benzene acetaldehyde，phytol-2，3- acetyl pyridine，2-methyl-2-hepten-6-one and 2-ethylpyridine had a negative effect on smoking quality.

Keywords:red sun-cured tobacco；aroma components；smoking quality；correlation analysis

中圖分類號：TS41+1

文章編號：1007-5119（2016）01-0083-06

DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2016.01.015

基金項目：上海煙草集團有限責任公司項目“曬黃煙資源調(diào)查與開發(fā)利用”（SZBCW201201031）

作者簡介：劉善民（1990-）男，在讀碩士，研究方向為煙草品質(zhì)與安全檢測。E-mail：liushanmin@126.com。*通信作者，E-mail：wangyunbai@caas.cn

收稿日期：2015-10-29 修回日期：2016-01-20