烤煙重要水溶性糖組成及對(duì)感官品質(zhì)的影響

王玉華，王德權(quán)，管恩森，姜振玲，楊曉東，席元肖，孫玉軍，杜傳印*

(1.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261205；2.濰坊市坊子區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 濰坊 261200)

烤煙葉片中水溶性糖在熱解、蒸餾及燃燒條件下，可分解生成許多新生化合物，對(duì)煙葉吸食品質(zhì)有著重要影響[1-4]。目前，關(guān)于烤煙水溶性糖的研究大多將其作為一個(gè)整體[5-7]，檢測方法多為連續(xù)流動(dòng)分析法[8-9]和傅里葉變換近紅外光譜法[10]，后者的測定主要依靠模型預(yù)測，檢測結(jié)果存在一定誤差[11]。實(shí)際上，烤煙中水溶性糖包含多種單糖、二糖及低聚糖，且不同糖類化合物對(duì)煙葉品質(zhì)及香型風(fēng)格的作用方向與力度也存在差異[12-17]。向章敏等[18]研究結(jié)果表明，葡萄糖和果糖與雜氣量呈正相關(guān)，蔗糖有提升余味的作用；陳劍明等[19]研究表明，果糖與濃度和勁頭呈極顯著負(fù)相關(guān)，麥芽糖與煙氣柔和性和細(xì)膩度呈顯著正相關(guān)。鑒于上述背景，本文以濰坊煙葉為研究對(duì)象，利用離子色譜法分析了烤煙葉片中6種重要水溶性糖，以明晰濰坊烤煙水溶性糖構(gòu)成，并進(jìn)一步探究不同化合物對(duì)煙葉感官品質(zhì)的影響，為開展香型風(fēng)格針對(duì)性研究奠定良好的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 儀器

Metrohm 940 Professional Vario離子色譜儀(瑞士Metrohm公司)；脈沖式安培檢測器，工作電極：Au電極，參比電極：Pd電極；Metrosep Carb(150 mm×4.0 mm)陰離子交換柱；Metrohm IC-Net 3.0 工作站；連續(xù)流動(dòng)分析儀San+(荷蘭Skalar公司)；超速離心機(jī) LYNX6000(美國 Thermo公司)；超聲波清洗器KQ-500DE(江蘇昆山)。

1.2 試劑

葡萄糖、麥芽糖、果糖、蔗糖、鼠李糖、木糖標(biāo)準(zhǔn)品(德國Dr.Ehrenstorfer公司，純度>99.0%)，50% NaOH溶液(百靈威公司)，超純水(美國Milli-Q純水機(jī))。

1.3 色譜條件

色譜柱選擇Metrosep Carb1陰離子交換柱；以100 mmol·L-1的氫氧化鈉溶液作為淋洗液，淋洗液使用前須經(jīng)0.45 μm水系濾膜過濾，并做除氣處理；色譜柱柱溫設(shè)定為33 ℃，進(jìn)樣量25 μL；以峰面積進(jìn)行定量。檢測器電位波形為0.05 V(300 ms)～0.55 V(50 ms)～-0.1 V(200 ms)。

1.4 樣品制備

煙葉樣品為濰坊煙區(qū)烤煙煙葉，選擇上桔二(B2F)、中桔三(C3F)和下桔二(X2F)三個(gè)等級(jí)，煙葉于60 ℃下烘干4 h，粉碎并過0.425 mm篩后，置于密封袋內(nèi)保存，備用。準(zhǔn)確稱量0.250 0 g烤煙粉末樣品，置于50 mL離心管中，加入40 mL超純水，搖勻后超聲提取30 min，4 000 r·min-1離心10 min，取5 mL上清液定容至100 mL，過0.45 μm水系濾膜后，待測。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用SAS 9.1與Excel 2013 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析與作圖工作。

2 結(jié)果與分析

2.1 水溶性糖含量分布

2.1.1 6種水溶性糖含量

由表1可知，濰坊煙葉6種水溶性糖均有檢出，但各成分含量差異較大。其中，葡萄糖、果糖含量較高，其次為蔗糖，而木糖含量最低，且超過80%的樣品中木糖含量在檢出限以下，無法準(zhǔn)確定量。

表1 不同部位煙葉水溶性糖及衍生指標(biāo)值

煙葉中葡萄糖含量最高，本研究中葡萄糖占總糖比例在B2F、C3F和X2F等級(jí)中分別為35.30%、35.93%和33.70%。方差分析結(jié)果表明，中部與上下部煙葉葡萄糖含量差異在0.05水平上顯著，中部葉平均含量最高，為8.77%，顯著高于上部葉和下部葉含量，上部葉含量略高于下部葉，但差異未達(dá)到顯著水平。上部葉和中部葉葉片葡萄糖含量變異性較大，變異系數(shù)分別為20.21%和15.11%，下部葉葡萄糖含量變異性較小，變異系數(shù)為9.81%。

果糖含量部位間差異在0.01水平達(dá)到極顯著，其中中部葉含量最高，達(dá)到8.71%，較上部和下部葉分別高出13.12%和25.50%。上部葉含量次之，下部葉含量最低，且上下兩部間差異不顯著。中部葉果糖含量變異稍大，變異系數(shù)為15.62%，下部葉變異系數(shù)為8.45%，含量較為穩(wěn)定。

蔗糖是煙葉中含量較高的糖類物質(zhì)，對(duì)提高煙葉品質(zhì)有著極其重要的作用[20-23]。本研究上、中、下三部位蔗糖含量平均值分別為4.76%、4.79%和4.65%，蔗糖占總糖比例在B2F、C3F和X2F等級(jí)中分別為21.57%、19.62%和21.26%。方差分析表明，蔗糖含量在部位間差異不顯著。

鼠李糖、木糖和麥芽糖在烤煙葉片中含量較低，下部葉中三者總量占總糖比例最高，為1.00%；中上部占比均在1.00%以下。其中木糖在大部分煙葉樣品中含量極低，無法達(dá)到方法定量限。方差分析結(jié)果表明，3種糖類物質(zhì)部位間差異均未達(dá)到顯著水平。

2.1.2 水溶性糖指標(biāo)衍生分析

研究表明，還原糖是多種致香物質(zhì)的重要前體[24]，對(duì)煙葉內(nèi)在品質(zhì)及外觀質(zhì)量均有著極其顯著的影響。本研究中所測葡萄糖、果糖和麥芽糖系還原性糖，在此將3種糖類物質(zhì)作為一個(gè)整體進(jìn)行研究，方差分析結(jié)果表明，上述3種糖含量之和在部位間差異達(dá)到0.01水平上的極顯著，中部葉該項(xiàng)指標(biāo)分別較下部和上部葉極顯著高出21.71%和12.77%，上部葉3種還原糖總量次之，下部葉最低，但兩部位含量差異不顯著。3種還原糖占總還原糖比例因部位的不同也存在一定的差異，中部葉比值最大，為83.36%，上部葉次之，下部葉中該指標(biāo)(76.97%)顯著低于上部和中部葉。

水溶性糖與總糖含量在比值一定程度上反映了煙葉中糖類物質(zhì)的組成情況，該項(xiàng)指標(biāo)在不同部位間存在一定差異。方差分析結(jié)果表明，該指標(biāo)在中、上部葉顯著高于下部葉，且該項(xiàng)指標(biāo)在樣品間變異程度較低，上、中、下三部位變異系數(shù)分別為2.80%、3.42%和7.35%，較為穩(wěn)定。該指標(biāo)在上、中、下三部位煙葉中的平均值分別為92.08%、92.02%和88.00%，由此可見，煙草中水溶性總糖(常規(guī)方法檢測)主要成分即為本研究所測6種糖類物質(zhì)。

還原糖與總糖比值在一定程度上反映了煙葉品質(zhì)的高低。一般認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)煙葉的兩糖比需達(dá)到90%左右[25]。本研究中，上、中、下三部位煙葉兩糖比分別為86.34%、86.86%和86.56%，較為適宜，方差分析表明，該指標(biāo)在部位間差異不顯著。

2.2 水溶性糖與煙葉感官質(zhì)量的關(guān)系

2.2.1 上部葉水溶性糖與煙葉感官質(zhì)量的關(guān)系

研究表明，煙葉中水溶性糖對(duì)煙葉品質(zhì)有重要影響[5]。本研究利用SAS統(tǒng)計(jì)軟件分析了香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性等感官評(píng)價(jià)指標(biāo)與煙葉水溶性糖之間的關(guān)系。

鼠李糖除與煙葉燃燒性呈一定負(fù)相關(guān)關(guān)系外，與其余感官指標(biāo)均呈正相關(guān)，但各相關(guān)關(guān)系均未達(dá)到顯著水平。葡萄糖與香氣質(zhì)、香氣量、雜氣和灰色呈正相關(guān)關(guān)系，與余味、刺激性和燃燒性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，各相關(guān)關(guān)系均未達(dá)到顯著水平。果糖對(duì)煙葉感官品質(zhì)有較為重要的作用，其與香氣質(zhì)和評(píng)吸總分的相關(guān)性達(dá)到極顯著差異，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.546和0.477；與香氣量和余味呈顯著正相關(guān)；與燃燒性、灰色呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平。蔗糖與各項(xiàng)感官指標(biāo)均呈正相關(guān)關(guān)系，與余味、雜氣和總分指標(biāo)呈顯著正相關(guān)，與灰色指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。麥芽糖與各指標(biāo)關(guān)系均呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。水溶性糖與各感官指標(biāo)之間也存在不同程度的相關(guān)性，與香氣質(zhì)、香氣量和總分之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與其他各指標(biāo)相關(guān)性未達(dá)到顯著水平。葡萄糖、果糖和麥芽糖3種還原性糖總和與香氣質(zhì)、香氣量和總分呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(表2)。

表2 上部葉水溶性糖與煙葉感官質(zhì)量的關(guān)系

2.2.2 中部葉水溶性糖與煙葉感官質(zhì)量關(guān)系

在中部葉中，鼠李糖與各項(xiàng)感官指標(biāo)均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，其中與香氣質(zhì)、余味和總分指標(biāo)的相關(guān)性達(dá)到顯著水平；葡萄糖對(duì)烤煙香氣質(zhì)有極顯著的正向促進(jìn)作用，對(duì)總分指標(biāo)有顯著的提升效果，對(duì)其余指標(biāo)的促進(jìn)作用不顯著。果糖對(duì)香氣量指標(biāo)提升有顯著的促進(jìn)作用，對(duì)燃燒性有一定的不利影響，對(duì)其余指標(biāo)均存在一定的促進(jìn)作用，但作用不顯著。蔗糖對(duì)中部煙葉余味、雜氣和總分指標(biāo)有顯著影響，其中對(duì)余味指標(biāo)促進(jìn)作用達(dá)到極顯著水平，對(duì)其余指標(biāo)促進(jìn)作用不顯著(表3)。

表3 中部葉水溶性糖與煙葉感官質(zhì)量的關(guān)系

麥芽糖對(duì)中部葉各評(píng)吸指標(biāo)均有不同程度的抑制作用，其對(duì)香氣質(zhì)和總分有顯著不利影響，對(duì)其他指標(biāo)的抑制作用均未達(dá)到顯著水平。水溶性糖與中部葉評(píng)吸指標(biāo)存在著一定的關(guān)系，與香氣質(zhì)和總分指標(biāo)呈極顯著的正相關(guān)，與香氣量指標(biāo)呈顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)相關(guān)關(guān)系不顯著。葡萄糖、果糖和麥芽糖3種還原糖總量與香氣質(zhì)呈極顯著的正相關(guān)，與香氣量和總分呈顯著的正相關(guān)。

3 小結(jié)與討論

葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、鼠李糖和木糖6種糖類物質(zhì)是烤煙水溶性糖的主要組成成分。葡萄糖、果糖和蔗糖含量較高，其中葡萄糖含量最高，果糖含量次之，第三為蔗糖；麥芽糖、鼠李糖和木糖含量較低?？緹熯€原糖主要成分為葡萄糖、果糖和麥芽糖，在上中下三部位煙葉中占比均在80%左右?？緹熕苄蕴呛吭诓课婚g存在一定的差異，其中葡萄糖和果糖在部位間差異達(dá)到顯著或極顯著的水平。鼠李糖、木糖、蔗糖和麥芽糖含量部位間差異不顯著。

水溶性糖類別的不同對(duì)煙葉感官品質(zhì)的作用方向及力度存在差異，且煙葉部位影響著兩者關(guān)系的密切程度。鼠李糖主要對(duì)香氣質(zhì)、余味和總分指標(biāo)有較大影響，且在中部葉影響作用能達(dá)到顯著水平；中部葉中葡萄糖對(duì)香氣質(zhì)和總分有顯著或極顯著影響；果糖在上部葉中對(duì)感官品質(zhì)作用顯著，其對(duì)香氣質(zhì)和總分指標(biāo)有極顯著的促進(jìn)作用，對(duì)香氣量和余味的影響達(dá)到顯著水平；蔗糖對(duì)余味、雜氣和總分指標(biāo)有顯著或極顯著的促進(jìn)作用；麥芽糖對(duì)各項(xiàng)評(píng)吸指標(biāo)的影響均是不利的，在中部葉中對(duì)香氣質(zhì)和總分的不利影響達(dá)到顯著水平。6種水溶性糖總量及3種還原性糖總量對(duì)香氣量、香氣質(zhì)和總分指標(biāo)均有著顯著或極顯著的促進(jìn)作用。

本研究中同一種糖類物質(zhì)在上部和中部葉中對(duì)煙葉感官指標(biāo)影響的顯著程度存在差異，在麥芽糖指標(biāo)上甚至與前人研究呈現(xiàn)相反的趨勢[19]，原因可能在于煙葉是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體，其感官品質(zhì)的呈現(xiàn)受多種化合物，如糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸及致香物質(zhì)等綜合作用的影響，地域間煙葉背景因素往往存在較大的差異，從而出現(xiàn)同一種水溶性糖對(duì)煙葉感官品質(zhì)影響存在差異的現(xiàn)象。