煙葉主脈不同位置煙梗揮發(fā)性香味物質(zhì)的變化

劉繼輝，汪顯國，劉靜，王慧，王玉真，華一崑，趙佳成，張雯，高輝

1 紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，云南省昆明市五華區(qū)紅錦路367號 650231；2 云南同創(chuàng)檢測技術(shù)股份有限公司，云南省昆明市高新開發(fā)區(qū)海源北路1699號 650106

由于在大田生長期烤煙葉片與莖桿夾角的存在，使同一葉片的不同區(qū)位所受的光照條件不同，以致使同一葉片的不同區(qū)位內(nèi)含物質(zhì)代謝、轉(zhuǎn)化和積累的程度不同。因而，同一葉片的不同區(qū)位具有不同的內(nèi)在質(zhì)量和外觀特征。而煙梗作為煙葉中的重要組成部分，貫穿于葉基到葉尖，因此，對于同一片煙葉主脈不同位置的煙梗，其化學(xué)成分也必然因光照條件等生態(tài)因子的不同而產(chǎn)生一定的差異性。近年來，在同一葉片不同區(qū)位煙葉理化指標(biāo)的差異性方面已有較多研究[1-7]，而關(guān)于同一葉片主脈不同位置煙?；瘜W(xué)成分的變化研究尚未見報(bào)道。

煙葉原料的化學(xué)成分是決定其感官品質(zhì)和工業(yè)可用性的物質(zhì)基礎(chǔ)。揮發(fā)性有機(jī)酸為C10以下的低級脂肪酸和部分芳香酸，如苯甲酸、苯乙酸等。香味好的煙葉含有較多的揮發(fā)酸，特別是異戊酸和β-甲基戊酸，具有顯著的香料煙香味。揮發(fā)性有機(jī)酸由于其揮發(fā)性在卷煙抽吸過程中可直接進(jìn)入煙氣，對吃味和香氣有良好的作用。但如果揮發(fā)性有機(jī)酸含量過高，則有可能使煙氣對喉部產(chǎn)生辛辣灼熱的感覺[8]。此外，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、芳香族氨基酸降解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及葉綠素降解產(chǎn)物也是煙草中重要的揮發(fā)性致香物質(zhì)，是構(gòu)成烤煙特征香味的重要成分[9]。為此，對煙葉主脈不同位置的煙梗進(jìn)行分段(將每一片初烤煙葉中的完整煙梗從?；焦＜馄骄殖?段)，分別測定不同位置煙梗的揮發(fā)性有機(jī)酸、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物及幾類重要的致香前體物降解產(chǎn)物等揮發(fā)性致香物質(zhì)，研究從?；焦＜獠煌恢脽煿]發(fā)性香味物質(zhì)含量的差異性及變化趨勢，旨在為分切打葉后不同位置煙梗的分類篩分和差異化加工提供數(shù)據(jù)支撐，提升煙梗的精細(xì)化加工水平及可用性。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

2016年昆明石林紅大C3F初烤后煙葉，由紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司昆明卷煙廠打葉復(fù)烤車間提供。

二氯甲烷(AR，西隴化工股份有限公司)；無水硫酸鈉(AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)；無水乙醇（色譜純，迪馬科技有限公司）；乙酸苯甲酯(色譜純，百靈威科技有限公司)。

101型電熱鼓風(fēng)干燥箱(北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司)；CT 410旋風(fēng)磨(丹麥Foss公司)；AB204-S型電子天平(感量：0.000 1 g，瑞士Mettler Toledo公司)；同時(shí)蒸餾萃取裝置(自制)；R114旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Büchi公司)；6890N/5975N 氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，配HP-5MS毛細(xì)管色譜柱(美國Agilent公司)。

1.2 方法

1.2.1 樣品制作

選取2016年昆明石林紅大C3F初烤后的完整煙葉若干片，將每一片煙葉中的煙梗主脈完全剝離出來，煙梗上不殘留葉片。然后再將每一條完整的煙梗從?；焦＜馄骄殖?段，依次編號為YG1～YG6，存放在不同的自封袋中。為滿足化學(xué)成分測定的要求，每一段的煙梗量均大于300 g。

1.2.2 化學(xué)成分檢測

按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 500—2014[10]規(guī)定的方法對不同位置煙梗(YG1～YG6)中的揮發(fā)性有機(jī)酸含量進(jìn)行測定。按照文獻(xiàn)[11]中的方法測定不同位置煙梗中的關(guān)鍵揮發(fā)性致香物質(zhì)(美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、芳香族氨基酸降解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及葉綠素降解產(chǎn)物)。為避免試驗(yàn)誤差，確保試驗(yàn)樣品化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)的真實(shí)性和代表性，每個(gè)試驗(yàn)樣品平行測定5次。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

利用R語言統(tǒng)計(jì)軟件(R i386 3.1.2)中的相關(guān)函數(shù)及Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并作圖：(1)利用TukeyHSD函數(shù)對不同位置煙梗各單項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)的5次測定數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析的多重比較；(2)利用Microsoft Excel 2010 對兩類揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)含量及其總量的變化趨勢進(jìn)行作圖和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同位置煙梗單項(xiàng)揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)變化趨勢及單因素方差分析

煙葉主脈不同位置煙梗樣品(YG1～YG6)揮發(fā)性有機(jī)酸及主要揮發(fā)性致香物質(zhì)5次測定結(jié)果的平均值及單因素方差分析的多重比較如表1～表2所示。

從揮發(fā)性有機(jī)酸含量的平均值及多重比較(表1)可以看出，不同位置煙梗各項(xiàng)揮發(fā)性有機(jī)酸含量總體均存在顯著性差異；從?；焦＜?YG1→YG6)，異戊酸、2-甲基丁酸、β-甲基戊酸、己酸、苯甲酸、辛酸及苯乙酸含量總體呈先降低后升高的變化趨勢；戊酸含量呈逐漸升高的變化趨勢。

從揮發(fā)性致香物質(zhì)含量的平均值及多重比較(表2)可以看出，不同位置煙梗各項(xiàng)揮發(fā)性致香物質(zhì)含量總體均存在顯著性差異；從?；焦＜?YG1→YG6)，糠醛、糠醇、5-甲基糠醛及苯乙醛含量呈先升高后降低的變化趨勢；苯甲醛、β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮、香葉基丙酮及新植二烯含量呈逐漸升高的變化趨勢；苯甲醇、苯乙醇、茄酮、螺巖蘭草酮、β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯及金合歡基丙酮含量呈先降低后升高的變化趨勢。

表1 不同位置煙梗揮發(fā)性有機(jī)酸測定結(jié)果平均值及多重比較Tab.1 Average value and multiple comparison of volatile organic acids in tobacco stems of different position μg·g-1

表2 不同位置煙梗揮發(fā)性致香物質(zhì)測定結(jié)果平均值及多重比較Tab.2 Average value and multiple comparison of volatile aroma compounds in tobacco stems of different position μg·g-1

表2 (續(xù))

2.2 不同位置煙梗揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)總量變化趨勢分析

不同位置煙梗兩類揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)含量及其總量的計(jì)算結(jié)果如表3所示。可以看出，對于同一煙葉中的煙梗，從?；焦＜?YG1→YG6)，揮發(fā)性有機(jī)酸含量、揮發(fā)性致香物質(zhì)含量及兩類化學(xué)指標(biāo)總量均呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。

表3 不同位置煙梗各類揮發(fā)性香味物質(zhì)總量Tab.3 Total amount of volatile aroma compounds of tobacco stems of different position μg·g-1

為進(jìn)一步分析不同位置煙梗兩類揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)含量及其總量的變化趨勢，利用表3中數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖和回歸方程的擬合，結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯觯瑥墓；焦＜?YG1→YG6)，揮發(fā)性有機(jī)酸、揮發(fā)性致香物質(zhì)含量及其兩類揮發(fā)性物質(zhì)的總量總體均呈先降低后升高的拋物線型變化趨勢，且各類化學(xué)指標(biāo)含量變化趨勢的回歸方程擬合度較高(R2＞0.98)。

圖1 不同位置煙梗兩類揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)含量及其總量的變化趨勢Fig.1 Variation trend of content and total amount of two kinds volatile chemical compounds of tobacco stems of different position

3 結(jié)論和討論

利用單因素方差分析和回歸分析研究了2016年昆明石林紅大C3F初烤煙葉主脈不同位置煙梗主要揮發(fā)性有機(jī)酸和揮發(fā)性致香物質(zhì)含量的差異性及變化趨勢。發(fā)現(xiàn)從?；焦＜猓煌恢脽煿悠犯鲉雾?xiàng)揮發(fā)性香味物質(zhì)含量均存在顯著性差異和規(guī)律性變化。兩類揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)總量均呈先降低后升高的拋物線型變化趨勢，且回歸方程的擬合度較高。該結(jié)論可以為分切打葉后不同位置煙梗的分類篩分和差異化加工提供數(shù)據(jù)支撐，對提升煙梗的精細(xì)化加工水平及可用性具有指導(dǎo)意義。

近年來，關(guān)于同一葉片不同區(qū)位煙葉理化指標(biāo)的差異性研究已有較多報(bào)道。盧艷霞等[4]對3個(gè)品種不同部位的同一烤煙葉片上不同位置的總多酚積累的差異性進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，3個(gè)品種不同部位同一煙葉總多酚的含量均存在葉尖＞葉中＞葉基的關(guān)系。龍明海等[7]對紅大C3F初烤煙葉進(jìn)行分切并采集各段近紅外光譜，結(jié)果顯示，從葉基到葉尖，總糖、還原糖、總氮、煙堿呈逐漸增加的變化趨勢，鉀離子呈逐漸降低的變化趨勢。符再德等[6]和顏克亮等[12]的研究結(jié)果表明，煙葉中葉基部分的揮發(fā)性成分和致香成分總體含量相對較高，葉尖部分相對較低。而本研究結(jié)果表明，對于同一煙葉中的煙梗，梗尖部分的揮發(fā)性致香物質(zhì)總體含量明顯高于?；糠?。說明對于同一片煙葉，從基部到尖部，葉片與主脈煙梗揮發(fā)性致香成分的變化趨勢基本是相反的。因此，初烤煙葉分切打葉后不同位置煙梗的品質(zhì)及可用性不能參考對應(yīng)位置的葉片進(jìn)行評價(jià)。

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