晾曬煙主要化學(xué)成分與其苦味程度的關(guān)系

竇玉青，沈 軼，朱先志，劉仕民，周 超，楊 凱，杜詠梅，張忠鋒*

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晾曬煙主要化學(xué)成分與其苦味程度的關(guān)系

竇玉青1，沈 軼2，朱先志3，劉仕民4，周 超1，楊 凱2，杜詠梅1，張忠鋒1*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.上海煙草集團有限責(zé)任公司，上海 200082；3.山東臨沂煙草有限公司，山東臨沂276400；4.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，濟南 250014）

對全國9個省份的41份地方晾曬煙樣品的主要化學(xué)成分與苦味程度進行了檢測評價，并采用相關(guān)分析、聚類分析和逐步回歸分析等方法研究了晾曬煙樣品化學(xué)成分與苦味程度的關(guān)系。結(jié)果表明，貴州省煙葉樣品苦味程度較重，黑龍江省牡丹江地區(qū)、陜西省、湖南省懷化地區(qū)煙葉苦味中等，其余省份苦味較低。西松烷含量與煙葉苦味程度高度相關(guān)，是影響煙葉苦味程度的主要指標(biāo)，可用于晾曬煙苦味程度的表征、評價及預(yù)測；蕓香苷、巨豆三烯酮4、巨豆三烯酮3與煙葉苦味程度中度相關(guān)，可作為晾曬煙苦味程度表征的次要指標(biāo)。

晾曬煙；化學(xué)成分；苦味

苦味是指食物在人的口腔內(nèi)對味覺器官化學(xué)感受系統(tǒng)的刺激并產(chǎn)生的一種感覺。在自然界中，苦味物質(zhì)要比甜味物質(zhì)的種類多得多。從化學(xué)上看，它們基本上都屬于萜類化合物的范疇，或者和萜類化合物的關(guān)系密切，而且多數(shù)是內(nèi)酯的衍生物。苦味素可以分為一萜類、倍半萜類、二萜類和三萜類。對于苦味物質(zhì)的研究，絕大多數(shù)集中在中藥研究領(lǐng)域[1-4]和食品領(lǐng)域[5-7]。

在世界控?zé)熢絹碓絿?yán)峻的形勢下，各國煙草生產(chǎn)者把口含型煙草制品研究和開發(fā)作為發(fā)展目標(biāo)之一。我國的口含型煙草制品研發(fā)尚處于初級階段?？诤瑹熤锌辔段镔|(zhì)會給消費者帶來不愉悅的感覺，但關(guān)于口含煙煙葉原料苦味的物質(zhì)基礎(chǔ)還未見報道。為此，本文分析了晾曬煙常規(guī)化學(xué)成分、高級脂肪酸、中性致香成分、非揮發(fā)有機酸與口含煙煙葉原料苦味的相關(guān)關(guān)系，旨在為我國口含煙煙葉原料的篩選和定向生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

2014年，分別采集山東（7份）、吉林（8份）、江西（6份）、四川（4份）、湖南（2份）、貴州（5份）、浙江（2份）、陜西（4份）和黑龍江（4份）9個省份的地方晾曬煙煙葉樣品41份，每份樣品2.0 kg，全部為中部煙葉。

煙葉樣品在干燥箱內(nèi)60 ℃烘干，旋風(fēng)磨粉碎后過60目篩，得到煙葉樣品粉末。一部分樣品粉末，用行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)YC/T159~162—2002和YC/T173~174—2003規(guī)定的方法測定煙葉樣品的總糖、還原糖、總植物堿、總氮、氯、鉀含量；同時蒸餾萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/MS)測定中性致香成分[8]；硫酸甲酯化-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)測定非揮發(fā)有機酸和高級脂肪酸[9]。

另一部分煙葉樣品粉末，按照文獻[10]的方法制作口含煙，由上海新型煙草制品研究院、山東中煙有限責(zé)任公司和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所共同對41份口含煙的苦味進行定量打分。賦分規(guī)則：無苦味（0~0.9）、稍有苦味（1~1.9）、稍苦（2~2.9）、較苦（3~3.9）、苦（4~5）。

用Excel 2007、SPSS 20.0[11]和DPS 9.5[12]統(tǒng)計軟件對檢測數(shù)據(jù)和苦味感官評價得分進行統(tǒng)計分析。聚類分析采用Ward’s法。

2 結(jié) 果

2.1 晾曬煙化學(xué)成分變幅

41個晾曬煙煙葉樣品26項化學(xué)成分變幅有一定差異（表1）。根據(jù)變異系數(shù)的劃分等級：弱變異性，CV＜0.1；中等變異性，CV=0.1～1.0；強變異性，CV＞1.0[13]，還原糖、西松烷、新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸及蕓香苷6種成分變異強度較大，剩余的20種物質(zhì)歸類于中等變異強度。對所有化學(xué)成分進行單樣本正態(tài)分布檢驗，值見表1。經(jīng)假設(shè)檢驗得出，西松烷、新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸以及苦味程度呈非正態(tài)分布，其他23項化學(xué)成分均呈現(xiàn)正態(tài)分布。

表1 晾曬煙煙葉主要化學(xué)成分

注：ND代表低于檢測下限。

2.2 不同產(chǎn)區(qū)晾曬煙苦味差異及聚類分析

以9個省份晾曬煙的苦味平均值為指標(biāo)聚類分析表明，當(dāng)距離為5時，煙葉產(chǎn)區(qū)可以分為3類（圖1）。第1類為苦味值低于1.0的晾曬煙樣品，煙葉產(chǎn)地分別為，吉林延邊州、浙江嘉興、山東臨沂、四川德陽、江西撫州以及吉林蛟河；第2類為苦味值為1.0~3.0之間的晾曬煙樣品，煙葉產(chǎn)地分別為，黑龍江牡丹江、陜西省及湖南懷化；第3類為苦味值高于3.0的晾曬煙樣品，煙葉產(chǎn)地為貴州省。

圖1 不同產(chǎn)區(qū)煙葉的苦味程度分層聚類分析

2.3 晾曬煙化學(xué)成分與其苦味程度相關(guān)性

41個晾曬煙樣品的26項化學(xué)指標(biāo)與苦味程度的相關(guān)系數(shù)分析表明，有6種成分與苦味程度達到極顯著相關(guān)（表2~3）。巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、巨豆三烯酮4、西松烷、蕓香苷與苦味程度呈極顯著正相關(guān)，而總氮、新植二烯與苦味程度呈顯著正相關(guān)。根據(jù)相關(guān)程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]可知，西松烷與苦味程度高度相關(guān)，巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、巨豆三烯酮4、蕓香苷與苦味程度中度相關(guān)，其他21項化學(xué)指標(biāo)與苦味程度弱相關(guān)。

2.4 晾曬煙化學(xué)成分回歸分析

以與苦味程度賦分相關(guān)系數(shù)達到顯著水平的巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、巨豆三烯酮4、西松烷、蕓香苷、總氮、新植二烯和煙堿、綠原酸共10個煙葉化學(xué)成分指標(biāo)為自變量，以苦味程度為因變量進行逐步回歸分析，得到煙葉化學(xué)指標(biāo)與苦味程度的逐步回歸模型為：苦味程度=0.3430+1.0140西松烷+0.2121蕓香苷+4.5794巨豆三烯酮3-1.1011巨豆三烯酮4-0.0566醚提物（2=0.953），如表3、4所示。由晾曬煙煙葉化學(xué)指標(biāo)與苦味程度的回歸模型的顯著性檢驗及殘差診斷結(jié)果（表3、4）可知，回歸模型的方差分析達到極顯著水平；西松烷和蕓香苷2個自變量的回歸系數(shù)均達到極顯著水平；殘差診斷的Durbin-waston統(tǒng)計量=2.2908（接近于2，表示殘差相互獨立）。這表明，以上所建立的苦味程度回歸模型可靠性較高，且西松烷對回歸方程起決定作用。

表2 煙葉化學(xué)成分與苦味程度的相關(guān)性

注：*表示5%水平顯著；**表示1%水平顯著。

表3 晾曬煙化學(xué)指標(biāo)與苦味程度回歸模型

表4 晾曬煙化學(xué)指標(biāo)與苦味程度的回歸模型

2.5 晾曬煙化學(xué)成分對苦味的貢獻

以與苦味程度相關(guān)性較強且進入回歸方程的煙葉西松烷、蕓香苷、巨豆三烯酮4、巨豆三烯酮3、醚提物為自變量進行通徑分析，得出上述5項化學(xué)成分指標(biāo)對煙葉苦味的貢獻率，結(jié)果表明（表5），西松烷對煙葉苦味貢獻起決定性作用；蕓香苷、巨豆三烯酮4、巨豆三烯酮3起次要作用；醚提物作用微乎其微。

表5 晾曬煙化學(xué)指標(biāo)對苦味的貢獻

3 討 論

煙堿（nicotine），是難聞、味苦、無色透明的油狀液態(tài)物質(zhì)[14]；綠原酸也是一種味苦的物質(zhì)[15]。但本研究中煙堿、綠原酸與苦味的相關(guān)性并不強，可能與煙葉樣本的煙堿含量離散度不高有關(guān)，也可能是其他苦味物質(zhì)更強的致苦特性掩蓋了煙堿、綠原酸的苦味。在自然界中，苦味物質(zhì)要比甜味物質(zhì)的種類多得多，如分布于植物體內(nèi)的生物堿、萜烯類、苷類、內(nèi)脂和肽類等化合物，有不少就是屬于苦味的[16]。這類物質(zhì)中的縮醛、內(nèi)氫鍵、糖苷羥基等能形成螯合物結(jié)構(gòu)的萜類物質(zhì)具有苦味，有些萜類物質(zhì)不僅味苦，而且具有毒性，如蕃薯酮、α酸、異α酸屬于萜類衍生物，α酸又稱甲種苦味酸，具有強烈的苦味[17-18]。

本研究發(fā)現(xiàn)，貴州黔西南、貴州黔東南、陜西旬邑和湖南懷化4個地區(qū)的晾曬煙煙葉苦味較重，都在較苦和苦的檔次。這種現(xiàn)象的發(fā)生是晾曬煙品種差異，還是與其生長環(huán)境因素有關(guān)有待進一步研究。當(dāng)然，本研究各個省份的煙葉樣品數(shù)量有限，研究結(jié)論也只是初步研究結(jié)果。

鄧曉彬[1]依據(jù)苦味形成機理，從干擾苦味形成的不同環(huán)節(jié)將中藥苦味掩味技術(shù)分為，添加矯味劑混淆大腦味覺掩蓋藥物苦味；延緩或阻止藥物在口腔釋放，隔離藥物和味蕾的接觸；麻痹味覺細(xì)胞，提高苦味感受閾值；阻止苦味受體與苦味劑的結(jié)合，切斷信號傳導(dǎo)掩蓋苦味。煙草原料的致苦物質(zhì)，在制作口含煙的加工環(huán)節(jié)，也可借鑒中藥苦味掩味技術(shù)，減輕煙葉本身的苦味，增加口含煙的舒適性。

苦味較低的煙葉產(chǎn)地分別為吉林延邊州、浙江嘉興、山東臨沂、四川德陽、江西撫州以及吉林蛟河；苦味中等的煙葉產(chǎn)地分別為黑龍江牡丹江、陜西省及湖南懷化；苦味較重的煙葉產(chǎn)地為貴州省。

晾曬煙的西松烷含量與煙葉苦味程度高度相關(guān)，巨豆三烯酮、蕓香苷含量與煙葉苦味程度中度相關(guān)，其他指標(biāo)與苦味程度弱相關(guān)。西松烷以及蕓香苷、巨豆三烯酮4、巨豆三烯酮3是晾曬煙苦味程度的主要指標(biāo)，與苦味程度存在顯著回歸關(guān)系，共同決定了晾曬煙的苦味程度的95.3%。西松烷對煙葉苦味貢獻起決定性作用，可用于晾曬煙苦味程度的表征、評價及預(yù)測。

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Relationship of Chemical Components and Bitterness of Sun Air-cured Tobacco Leaves

DOU Yuqing1, SHEN Yi2, ZHU Xianzhi3, LIU Shimin4, ZHOU Chao1, YANG Kai2, DU Yongmei1, ZHANG Zhongfeng1*

（1. Tobacco Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences, Qingdao 266101, China; 2. Shanghai Tobacco Group Co., Ltd., Shanghai 200082, China; 3. Shandong Linyi Tobacco Co., Ltd., China Tobacco, Linyi, Shandong 276400, China; 4. Shandong Tobacco Group Co., Ltd., Jinan 250014, China)

Forty one samples of sun air-cured tobacco leaves were collected from 9 provinces to analyze the relationship between chemical components and bitterness with correlation analysis, hierarchical cluster analysis and stepwise regression analysis. The results showed that leaves fromGuizhouProvince were the bitterest, leaves fromHeilongjiang, Shanxi and Hunan were bitter, andsamples from the other regions were less bitter. The bitterness degree of tobacco leaves was significantly positively correlated with cembranoid content, middle positively correlated with concentration of megastigmatrienone and rutin, while the other tested indicators were weakly correlated with the bitter taste of tobacco leaves.The content of cembranoidwas the main index affecting the degree of bitter taste thus can be used for the characterization, evaluation and prediction of the degree of bitterness of sun air-cured tobacco leaves.Content of rutin, megastigmatrienone(Ⅳ),megastigmatrienone(Ⅲ) were secondary indicators of the degree of bitterness ofsun air-cured tobacco leaves.

sun air-cured tobacco; chemical component; bitterness

TS41+1

1007-5119（2017）02-0088-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2017.02.015

國家煙草專賣局項目“口含煙煙葉原料質(zhì)量評價研究”[110201501004(XX-04)]

竇玉青（1972-），副研究員，主要從事煙草功能成分與綜合利用。E-mail：douyuqing@caas.cn

，E-mail：zhangzhongfeng@caas.cn

2016-05-15

2016-12-19