烤煙煙葉化學(xué)成分與中性香氣成分含量關(guān)系研究

劉陽

摘要：本文以16個(gè)不同烤煙煙葉為試驗(yàn)材料，對(duì)煙葉中的化學(xué)成分與中性香氣成分含量的關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：1、簡單相關(guān)分析表明，與煙葉香氣物質(zhì)總量關(guān)系密切的有總糖、總氮/煙堿、鉀、鉀/氛、總氮、煙堿、蛋白質(zhì)含量等含氮化合物，總體上糖組分、鉀含量、化學(xué)成分比值與香氣物質(zhì)總量正相關(guān)，含氮化合物與香氣物質(zhì)總量負(fù)相關(guān);2、友色關(guān)聯(lián)分析表明，各成分與致香物質(zhì)總量關(guān)系從高到低排名依次順序?yàn)?，鉀、總糖、還原糖、鉀氯比、氛、氮堿比、氨基酸、蛋白質(zhì)、總氮、煙堿。

關(guān)鍵詞：烤煙;化學(xué)成分;香氣成分;關(guān)系

煙葉質(zhì)量的優(yōu)劣影響到一個(gè)卷煙牌號(hào)的生存發(fā)展，直接影響到卷煙企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而煙葉中的主要化學(xué)成分的含量及其比值，在很大程度上確定了煙葉及其制品的煙氣特性，因而直接影響著煙葉品質(zhì)的優(yōu)劣。如，總糖在煙葉燃吸的過程中進(jìn)行酸性反應(yīng)，能調(diào)整適度的酸堿平衡，使吃味醇和，其反應(yīng)物能協(xié)調(diào)卷煙的香氣，增加香氣濃度;含氮化合物在一定范圍是有利因素，可以中和糖類化合物燃燒后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，但

含量過高時(shí)產(chǎn)生的堿性物質(zhì)過多，則會(huì)使煙氣辛辣，刺激性強(qiáng)，雜氣重，味苦，然而當(dāng)其含量過低時(shí)，吃味雖然順和，但缺乏香味，煙氣濃度低;鉀對(duì)于提高煙葉的燃燒性和持火力、提高煙葉的彈性和質(zhì)地、改善葉片色澤等有重要作用，煙葉中鉀含量高，煙葉的香氣量好;氨基酸是煙葉體內(nèi)重要的化學(xué)成分，與煙葉品質(zhì)的形成有重要關(guān)系，其不僅可以在調(diào)制和陳化過程中與糖類結(jié)合形成阿美杜里化合物，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成揮發(fā)性成分，也可在調(diào)制過程中直接轉(zhuǎn)化為羰基化合物，某些氨基酸還是煙堿合成的前體物質(zhì)。

煙葉香味是評(píng)價(jià)煙葉及其制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。煙草的香味物質(zhì)的形成是一種生理生化過程，這一過程受內(nèi)部的遺傳基因、外部的環(huán)境條件和調(diào)制、陳化等過程的綜合影響。煙葉的香氣物質(zhì)是多種微量致香物質(zhì)成分共同作用的結(jié)果，其受到煙葉中化學(xué)成分的影響很大。因此，本文運(yùn)用簡單相關(guān)分析和灰色關(guān)聯(lián)原理對(duì)烤煙煙葉化學(xué)成分和香氣成分含量的關(guān)系進(jìn)行分析，旨在探索提高煙葉香氣成分含量的有效途徑，為煙葉質(zhì)量的提高提供理論依據(jù)。

一、材料與方法

1.參試材料

參試材料來自于廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)。其中不同烤煙煙葉的編號(hào)分別為A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，I，J，K，L，M，N，O。選取總糖、還原糖、總氮、煙堿、氨基酸、蛋白質(zhì)、氮堿比、鉀、鉀氯比、香氣量等10個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析（見表1），依次用x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x10來表示。

2.數(shù)據(jù)分析與處理

（1）運(yùn)用簡單相關(guān)分析對(duì)煙葉化學(xué)成分和香氣成分含量的關(guān)系進(jìn)行分析;（幻運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)原理對(duì)煙葉化學(xué)成分和香氣成分含量的關(guān)系進(jìn)行分析。

二、結(jié)果與分析

1.簡單相關(guān)分析

化學(xué)成分是決定煙葉質(zhì)量的內(nèi)在因素之一。將16種烤煙煙葉的化學(xué)成分及其相關(guān)化學(xué)成分比值（包括總糖、還原糖、總氮、煙堿、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、總氮/煙堿、鉀、氯、鉀/氯）與煙葉中的致香物質(zhì)總量的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)分析，其相關(guān)系數(shù)及其顯著性見表2，分析結(jié)果表明，致香物質(zhì)總量與總糖、總氮/煙堿、鉀、鉀/氯顯著或極顯著正相關(guān)，與總氮、煙堿、蛋白質(zhì)含量等含氮化合物顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，說明在一定范圍內(nèi)，總糖、鉀含量越高，鉀氯比值越大，含氮化合物含量越低，煙葉的香氣物質(zhì)總量就較多，這也說明了總糖和鉀含量的增加有利于煙葉香氣量的提高，而含氮化合物則不利于香氣量的提高。

總糖與還原糖、總氮、煙堿、蛋白質(zhì)、游離氨基酸、香氣成分總量等6項(xiàng)成分間存在顯著或極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)依次為0.863、-0.811、-0.843、-0.699、-0.531、0.572。即總糖與還原糖、香氣物質(zhì)之間存在較高的正相關(guān)，與總氮、煙堿、蛋白質(zhì)、游離氨基酸存在較高的負(fù)相關(guān)。還原糖除與蛋白質(zhì)、香氣之間的相關(guān)性不顯著外，與其它化學(xué)成份之間的相關(guān)關(guān)系與總糖相類似。說明碳水化合物與含氮化合物之間存在負(fù)相關(guān)，煙葉中含氮化合物的增加，會(huì)使得煙葉中碳水化合物含量下降，從而使得煙葉質(zhì)量降低。

總氮與總糖、還原糖、煙堿、蛋白質(zhì)、游離氨基酸、鉀和香氣成分總量之間都存在顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)依次為-0.811、-0.818、0.931、0.758、0.726、-0.577、-0.628。即總氮與總糖、還原糖、和香氣成分總量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與鉀呈顯著負(fù)相關(guān)，與煙堿、蛋白質(zhì)、氨基酸呈顯著正相關(guān)。煙堿不僅與鉀呈極顯著負(fù)相關(guān)，而且與總氮/煙堿呈顯著負(fù)相關(guān)，其余相關(guān)系數(shù)均與總氮趨勢.致。

蛋白質(zhì)與總糖、總氮、煙堿、游離氨基酸、鉀、香氣成分總量之間存在顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)依次為-0.699、0.758、0.825、0.699、-0.010、-0.521，而與其它幾種成份則相關(guān)性不顯著。即蛋白質(zhì)與總糖和鉀呈極顯著負(fù)相關(guān)，與香氣成分總量呈顯著負(fù)相關(guān)，而與總氮、煙堿、氨基酸呈顯著正相關(guān)。游離氨基酸與總糖、還原糖存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.531和-0.566，與總氮、煙堿、蛋白質(zhì)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

總氮l煙堿與鉀、鉀/Z、香氣成分總量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)依次為-0，666、0.703、0.670，與煙堿之間存在顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為一523，而與總糖、還原糖、總氮等幾種成份間相關(guān)性不顯著。

鉀與總氮、煙堿、蛋白質(zhì)等含氮化合物之間存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)依次為-0.577、-0.738、-0.640，與總氮，煙堿、香氣成分總量之間存在極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.666、0.753，說明在煙葉生產(chǎn)過程中，鉀肥含量的使用將有利于煙葉中香氣成分總量的增加，從而提高煙葉及其制品的質(zhì)量與安全性。煙葉中的氯與鉀含量呈顯著相關(guān)關(guān)系，與其他成分的關(guān)系不顯著。

鉀/氯與總氮/煙堿、香氣成總含量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.703、0.668，與煙堿呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.510，說明提高煙葉中的鉀氯比值將有助于增加煙葉中香氣成分總量，同時(shí)也有助于降低煙葉中的煙堿含量，從而提高煙葉的安全性。

2.灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)分析，將多個(gè)化學(xué)成分看作一個(gè)灰色系統(tǒng)。每個(gè)成分均為這個(gè)灰色系統(tǒng)中的一個(gè)因素，其原理是根據(jù)因素?cái)?shù)列的幾何形狀、發(fā)展態(tài)勢的接近程度來衡量其因素間關(guān)聯(lián)程度的大小。本文研究的是煙葉化學(xué)成分與香氣成分含量之間的灰色關(guān)聯(lián)性，因此，構(gòu)造“香氣成分總量”作為參考數(shù)列Y，以煙葉化學(xué)成分為“子序列，;各化學(xué)成分（總糖、還原糖、總氮、煙堿、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、總氮l煙堿、鉀、氯、鉀I氯）分別記為X1，X2……，X10。通過標(biāo)準(zhǔn)化變換化學(xué)成分和香氣成分含量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，表3為其關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果。

按照關(guān)聯(lián)度分析原則，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系最為密切，關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系最為疏遠(yuǎn)。從表10可以看出，不同基因型烤煙煙葉的化學(xué)成分指標(biāo)與香氣成分總量的關(guān)聯(lián)度和排序不同。各成分與香氣成分含量的關(guān)聯(lián)度系數(shù)分別為，G（Y，x1）=0.715，G（Y，x2）=0.704，G（Y，x3）-0.553，G（Y，x4）=0.544，G（Y，x5）=0.588，G（Y，x6）=0.561，G（Y，x7）=0.696，G（Y，x8）=0.824，G（Y，x9）=0.698，G（Y，x10）x.704，根據(jù)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行各成分與香氣成分關(guān)系排名，依次順序?yàn)椋?總糖>還原糖>鉀氯比>氯>氮堿比>氨基酸>蛋白質(zhì)>總氮>煙堿，即鉀與香氣成分總量的關(guān)聯(lián)度最大，總糖與香氣成分總量的關(guān)聯(lián)度次之，含氮化合物與香氣含量之間的關(guān)聯(lián)度最小.

三、結(jié)論與討論

煙葉的化學(xué)成分是鑒定煙葉品質(zhì)的指標(biāo)，而煙葉香氣是評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量的核心內(nèi)容。因此煙葉的常規(guī)化學(xué)成分對(duì)煙草制品的香氣味有重要影響，煙葉的質(zhì)量隨煙葉原料內(nèi)在化學(xué)成分的變化而變化的，本研究表明，總糖與還原糖、香氣物質(zhì)之間存在較高的正相關(guān)，與含氮化合物存在較高的負(fù)相關(guān);還原糖除與蛋白質(zhì)、香氣之間的相關(guān)性不顯著外，與其它化學(xué)成份之間的相關(guān)性與總糖類似;總氮與總糖、還原糖、和香氣成分總量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與鉀呈顯著負(fù)相關(guān)，與煙堿、蛋白質(zhì)、氨基酸呈顯著正相關(guān);總氮/煙堿與鉀、鉀/氯、香氣成分總量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，與煙堿之間存在顯著負(fù)相關(guān)，而與總糖、還原糖、總氮等幾種成份間相關(guān)性不顯著;鉀與總氮、煙堿、蛋白質(zhì)等含氮化合物之間存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與總氮/煙堿、香氣成分總量之間存在極顯著正相關(guān);鉀/氯與總氮/煙堿、香氣成分總量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與煙堿呈顯著負(fù)相關(guān)。香氣物質(zhì)總量與糖組分、鉀含量、化學(xué)比值呈正相關(guān)，與含氮化合物呈負(fù)相關(guān)，這與煙葉內(nèi)糖組分和含氮化合物負(fù)相關(guān)相一致。

灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果表明，鉀與香氣成分總量的關(guān)聯(lián)度最大，總糖與香氣成分總量的關(guān)聯(lián)度次之，含氮化合物與香氣含量之間的關(guān)聯(lián)度最小。因此，烤煙的煙葉質(zhì)量受煙葉的碳氮代謝控制，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)提高糖組分含量，降低含氮化合物有利于提高烤煙的煙葉質(zhì)量，同時(shí)，在煙葉生產(chǎn)過程中，提高鉀肥的施人量，有利于提高煙葉中的香氣物質(zhì)總量，有利于提高煙葉的品質(zhì)，從而提高煙葉的安全性。

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