云南德宏烤煙品種KRK26煙葉質(zhì)量特征分析

任 可，李天福，楊雪彪，張曉海，胡小東，晉 艷，李永平，金 峰，楊世波，陳妍潔，鄒聰明*，李佛琳

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，云南 昆明 650021；3.云南省煙草公司楚雄州公司，云南 楚雄 675000；4.云南香料煙有限責(zé)任公司，云南 保山 678000)

【研究意義】煙葉品質(zhì)是在生態(tài)、品種及一定栽培措施下受卷煙工業(yè)使用調(diào)整后的綜合產(chǎn)物[1]。優(yōu)良品種是煙葉產(chǎn)量、品質(zhì)的內(nèi)因[2]。KRK26是中國云南省從津巴布韋引進(jìn)的優(yōu)質(zhì)品種[3]。津巴布韋煙葉具有厚薄適中、成熟度好、油分足、香氣濃郁和吃味好等優(yōu)點(diǎn)[4]。德宏煙區(qū)生態(tài)條件、煙葉質(zhì)量風(fēng)格與津巴布韋相似，是其煙葉開發(fā)的最適宜地區(qū)[5]。因此，研究德宏煙區(qū)KRK26煙葉品質(zhì)特征，有利于將KRK26與德宏當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件充分結(jié)合，對(duì)發(fā)揮津巴布韋煙葉品種的風(fēng)格特色，促進(jìn)德宏煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉保障基地的建設(shè)，推動(dòng)德宏煙區(qū)可持續(xù)發(fā)展和減少國內(nèi)對(duì)于進(jìn)口煙葉依賴性等方面具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】氣候條件是決定烤煙適應(yīng)性種植的主要環(huán)境因素，也是烤煙產(chǎn)質(zhì)量形成的主要因素[6]。目前報(bào)道的國內(nèi)與津巴布韋煙葉引種的氣候性生態(tài)條件、煙葉外觀質(zhì)量、化學(xué)成分、感官質(zhì)量的差異性和相似性研究較多[7-10]。李天福[11]等采用地理信息系統(tǒng)(GIS)方法，得出德宏煙區(qū)與津巴布韋烤煙種植區(qū)兩地的氣候條件達(dá)二級(jí)相似(≥80 %相似程度)以上的區(qū)域占65.8 %。王正旭[12]等在德宏州進(jìn)行6個(gè)津巴布韋品種對(duì)比試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)KRK26抗病性較強(qiáng)，化學(xué)成分較協(xié)調(diào)，產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，在德宏煙區(qū)適應(yīng)性較好。此外對(duì)于云南與津巴布韋煙葉致香物質(zhì)、有機(jī)酸等差異性比較也有一定報(bào)道[13-14]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以云南德宏和津巴布韋2個(gè)煙區(qū)KRK26的上、中部煙葉為材料，進(jìn)行外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分和感官質(zhì)量分析。同時(shí)，利用GC/MS分析德宏KRK26煙葉焦甜香特征性物質(zhì)基礎(chǔ)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過比較德宏煙區(qū)與津巴布韋所產(chǎn)的KRK26煙葉的品質(zhì)特征，以期進(jìn)一步了解KRK26的品種特性，并提出與德宏煙區(qū)實(shí)際情況相結(jié)合的農(nóng)藝措施以增強(qiáng)其煙葉的可用性和生態(tài)條件的適應(yīng)性，提升當(dāng)?shù)卣w煙葉質(zhì)量，彰顯其煙葉風(fēng)格特征。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試煙葉材料為KRK26，分別來自中國云南省德宏州和津巴布韋。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

津巴布韋煙樣相對(duì)應(yīng)按照國內(nèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)取樣，以云南德宏和津巴布韋C3F、B2F各為1個(gè)處理，3次重復(fù)。對(duì)供試煙樣進(jìn)行外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分、感官質(zhì)量評(píng)吸測定和SDE-GC-MS分析。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 煙葉外觀質(zhì)量 由云南、安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心以國標(biāo)GB2635-1992為參考，對(duì)供試煙樣的顏色、成熟度、身份、葉片結(jié)構(gòu)、油分、色度等指標(biāo)進(jìn)行逐項(xiàng)評(píng)價(jià)打分。

1.3.2 煙葉物理特性 測定供試煙葉單葉質(zhì)量、葉面密度、填充值、拉力、厚度5項(xiàng)物理特性指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)按照文獻(xiàn)[16]中的方法測定。

1.3.3 煙葉主要化學(xué)成分分析 檢測總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、水溶性氯等主要化學(xué)成分。檢測方法：總糖和還原糖含量分析參考《煙草及煙草制品水溶性糖的測定——連續(xù)流動(dòng)法》YC/T159-2002、總氮含量分析參考《煙草及煙草制品總氮的測定—連續(xù)流動(dòng)法》YC/T161-2002、煙堿含量分析參考《煙草及煙草制品煙堿的測定—連續(xù)流動(dòng)法》YC/T160-2002、鉀含量分析參考《煙草及煙草制品鉀的測定—連續(xù)流動(dòng)法》YC/T217-2007、水溶性氯參考《煙草及煙草制品氯的測定—連續(xù)流動(dòng)法》YC/T162-2002。

1.3.4 煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)包括風(fēng)格特征評(píng)價(jià)和品質(zhì)特征評(píng)價(jià)2個(gè)方面。煙氣濃度、勁頭、香氣狀態(tài)、香型和香韻5項(xiàng)指標(biāo)作為風(fēng)格特征評(píng)價(jià)指標(biāo)，品質(zhì)特征評(píng)價(jià)中對(duì)香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、細(xì)膩程度、柔和程度、圓潤感、刺激性、干燥感、余味 9 項(xiàng)指標(biāo)分別賦予不同的權(quán)重。由云南、安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心采用《煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色感官評(píng)價(jià)法》YC/T530-2015，通過7名專業(yè)的感官評(píng)吸人員對(duì)相應(yīng)煙葉品種制成的卷煙進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，主要關(guān)注香韻指標(biāo)，特別是焦甜香、正甜香、清甜香指標(biāo)。打分范圍1～9，得分越高表明該指標(biāo)越強(qiáng)烈。

1.3.5 云南德宏KRK26煙葉焦甜香特征化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)分析 蒸餾萃取法SDE-GC-MS所用煙葉樣品清單見表1，每一編號(hào)煙樣各3份。

樣品的蒸餾萃取參照文獻(xiàn)[17]中的方法。

香味成分的GC/MS分析色譜條件：DB-5 MS(30 m×250 μm id×0.25 μm df)石英彈性毛細(xì)管柱；載氣為高純He；進(jìn)樣口溫度280 ℃；程序升溫，初始溫度40 ℃保持5 min，以5 ℃ /min升至280 ℃保持10 min；進(jìn)樣量1 μl；分流比10∶1；流速1 mL/min。

香味成分的GC/MS分析質(zhì)譜條件：EI離子源，電離能量70 eV；電子倍增器電壓1.5 kV；離子源溫度230 ℃；四級(jí)桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍：41～500 amu；溶劑延遲5 min；檢索譜庫為NIST12譜庫；定量分析采用面積歸一化法，定量時(shí)忽略響應(yīng)因子和回收率，采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。

表1 SDE-GC-MS檢測樣品清單

注：表中3、4樣品取自津巴布韋不同地區(qū)。

Note: Samples 3 and 4 in the table were taken from different regions of Zimbabwe.

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，文中數(shù)據(jù)均為3個(gè)觀察值(或檢測值)的平均數(shù)；采用SPSS17.0軟件進(jìn)行主成分分析與顯著性差異分析，顯著水平為P值小于0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 云南德宏與津巴布韋的烤煙質(zhì)量比較

2.1.1 外觀質(zhì)量比較 從表2可以看出，上部葉德宏煙葉的成熟度稍好于津巴布韋煙葉，其身份、結(jié)構(gòu)遜色于津巴布韋煙葉，但在顏色、油分和色度指標(biāo)上與津巴布韋煙葉無明顯區(qū)別。中部葉德宏煙葉除顏色外，其余指標(biāo)分值較津巴布韋煙葉差，其中成熟度一項(xiàng)比津巴布韋煙葉低出1分，油分上也稍欠于津巴布韋煙葉。德宏上部葉、中部葉總體得分分別較津巴布韋少1分和3.5分，整體煙葉外觀質(zhì)量比津巴布韋煙葉差。

2.1.2 物理特性比較 從表3可以看出，上部葉德宏煙葉的單葉重較津巴布韋煙葉輕，2者存在顯著性差異(P<0.05，下同)；德宏煙葉的葉面密度、填充值、拉力和厚度均小于津巴布韋煙葉，但是4項(xiàng)指標(biāo)未達(dá)顯著性差異。中部葉德宏煙葉的單葉重、葉面密度、填充值和拉力均小于津巴布韋煙葉，但是4項(xiàng)指標(biāo)未達(dá)顯著性差異；德宏煙葉的厚度比津巴布韋煙葉薄，達(dá)顯著性差異。

2.1.3 化學(xué)成分比較 從表4可以看出，上部葉云南德宏與津巴布韋煙葉的各項(xiàng)化學(xué)成分整體較為適宜[18]，其中德宏煙葉總糖、還原糖和煙堿含量顯著高于津巴布韋煙葉；德宏煙葉的總氮和鉀含量顯著低于津巴布韋煙葉；德宏煙葉的氯含量、糖堿比稍高于津巴布韋煙葉，但是未達(dá)顯著性差異；德宏煙葉的鉀氯比稍低于津巴布韋煙葉，但是未達(dá)顯著性差異。

表2 云南德宏與津巴布韋煙葉總體外觀質(zhì)量比較

表3 云南德宏與津巴布韋煙葉物理特性比較

表4 云南德宏與津巴布韋煙葉化學(xué)成分比較

中部葉德宏煙葉總糖、煙堿和鉀含量顯著高于津巴布韋煙葉，但糖堿比和鉀氯比顯著低于津巴布韋煙葉，兩者在還原糖、總氮和氯含量指標(biāo)上無顯著性差異。

2.1.4 感官質(zhì)量比較 ①風(fēng)格特征，從圖1～2可知：德宏上部煙葉風(fēng)格特征主要表現(xiàn)為清甜香韻，具體以干草香、清甜香和焦香為主體香韻，輔以焦甜香、堅(jiān)果香和木香香韻，煙葉香氣飄逸。津巴布韋煙葉風(fēng)格特征主要表現(xiàn)為焦甜香韻，具體以干草香、焦甜香、焦香和木香為主體香韻，輔以堅(jiān)果香和正甜香韻，煙葉香氣沉溢。兩者均表現(xiàn)出煙氣濃度和勁頭適中。從圖3～4可知，德宏與津巴布韋的中部葉與各自對(duì)應(yīng)的上部葉風(fēng)格特征比較相近，但區(qū)別在于津巴布韋中部煙的正甜香成為了主體香韻，堅(jiān)果香韻風(fēng)格幾乎沒有體現(xiàn)。②品質(zhì)特征。煙葉品質(zhì)特征是通過評(píng)吸煙葉后賦以分值進(jìn)行評(píng)價(jià)。從表5可看出，德宏上部煙葉較津巴布韋煙葉的香氣量更足、透發(fā)性更好、圓潤感較強(qiáng)，但香氣質(zhì)、柔和感和余味稍差且刺激性和干燥感稍強(qiáng)，兩者細(xì)膩程度相近。德宏中部煙葉較津巴布韋煙葉的香氣質(zhì)、細(xì)膩程度、柔和程度、圓潤感和余味稍差且刺激性和干燥感較強(qiáng)，但香氣量更足，兩者透發(fā)性相近。

圖1 云南德宏與津巴布韋上部葉風(fēng)格特征比較Fig.1 Comparison of style characteristics of upper tobacco leaves between Dehong and Zimbabwe

圖2 云南德宏與津巴布韋上部葉香韻比較Fig.2 Comparison of flavor of upper tobacco leaves between Dehong and Zimbabwe

2.2 云南德宏KRK26煙葉焦甜香特征化學(xué)物質(zhì)分析

表6為表1中所羅列的4種煙葉樣品SDE處理后的GC/MS分析結(jié)果。將香味物質(zhì)按照不同前體物來源可以分為Maillard反應(yīng)產(chǎn)物、苯丙氨酸代謝產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物以及其他產(chǎn)物。從Maillard反應(yīng)產(chǎn)物總量來看，1、2、3、4號(hào)樣品的總量分別為16.33、18.30、20.31、22.31 μg/g，此類物質(zhì)多呈現(xiàn)出烘烤、焦甜的氣息。焦甜香特征明顯的津巴布韋煙葉的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物總量均高于云南德宏的煙葉樣品，個(gè)別化合物如5-甲基糠醛和麥芽酚，4號(hào)樣品中的含量約為1號(hào)樣品中的1.74和2倍，約為2號(hào)樣品的1.65和1.75倍，其中麥芽酚是典型的焦甜香物質(zhì)[19]。苯丙氨酸代謝產(chǎn)物總量則以4號(hào)最高，2號(hào)次之，1號(hào)較低，3號(hào)最低，其中含量最高的苯甲醇具有典型的水果香氣，苯乙醛在低濃度時(shí)呈現(xiàn)出甜水果風(fēng)味，苯乙醇則呈現(xiàn)出典型的玫瑰香香韻[20]。該類物質(zhì)能夠賦予煙氣一定的果香，從而使香氣較為豐富。苯乙醛的含量以2號(hào)樣品含量最高，約為含量最低的3號(hào)樣品的2.3倍。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物共鑒定出5種化合物(巨豆三烯酮包括4種同分異構(gòu)體)，巨豆三烯酮具有煙草香和辛香底韻，是煙草中重要的香味成分[21]。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物以及西柏烷類降解產(chǎn)物茄酮總量的變化趨勢與苯丙氨酸代謝產(chǎn)物總量的變化趨勢一致，也是4號(hào)最高，2號(hào)次之，1號(hào)較低，3號(hào)最低。其他物質(zhì)中，愈創(chuàng)木酚含量最低，4-乙烯基愈創(chuàng)木酚含量最高。整體上來看，1、2號(hào)樣品的化合物含量介于3號(hào)與4號(hào)樣品之間。

圖3 云南德宏與津巴布韋中部葉風(fēng)格特征比較Fig.3 Comparison of style characteristics of middle tobacco leaves between Dehong and Zimbabwe

圖4 云南德宏與津巴布韋中部葉香韻比較Fig.4 Comparison of flavor of middle tobacco leaves between Dehong and Zimbabwe

表5 云南德宏與津巴布韋煙葉總體品質(zhì)特征比較

表6 不同煙葉樣品SDE處理后的GC/MS分析結(jié)果

3 討 論

不同的生態(tài)氣候條件、土壤類別、栽培措施和調(diào)制方式造成了煙葉在外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分以及致香物質(zhì)成分上的諸多差異[22]。

在外觀質(zhì)量方面，德宏煙葉在成熟度和油分方面較津巴布韋煙葉差，適宜的成熟度會(huì)使煙葉身份更為適中，油分也會(huì)較為充足，所以適當(dāng)?shù)奶岣叩潞隉熑~田間成熟度有利于采收后的煙葉調(diào)制從而提高品質(zhì)。同時(shí)，成熟度的差異帶來色度與結(jié)構(gòu)組織方面的不同[18]。在物理特性方面，德宏煙葉整體指標(biāo)與津巴布韋煙葉存在一定差距，特別是單葉重和葉面密度低于津巴布韋煙葉，且這2項(xiàng)指標(biāo)存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[23]。德宏煙葉的厚度和葉面密度均低于津巴布韋煙葉，而這2項(xiàng)指標(biāo)能反映煙葉的發(fā)育程度和成熟度[24]，從葉片物理結(jié)構(gòu)方面說明了德宏煙葉與津巴布韋煙葉在成熟度上的差距。導(dǎo)致兩地?zé)熑~物理特性差異的原因可能是與德宏地區(qū)烤煙生長后期相比于津巴布韋存在明顯低溫寡照的現(xiàn)象導(dǎo)致光照強(qiáng)度降低有關(guān)[25]，所以適當(dāng)提早移栽期、寬行密株、優(yōu)化大田空間結(jié)構(gòu)以提高光合利用率，以保證德宏煙葉質(zhì)量穩(wěn)中向好發(fā)展。此外，兩者其余指標(biāo)比較相近，這與郭建華[23]等得出的云南烤煙煙葉與進(jìn)口煙葉物理特性的各項(xiàng)指標(biāo)差異的結(jié)果基本一致。

在化學(xué)成分與感官品吸質(zhì)量方面，德宏煙葉總糖、還原糖和煙堿含量顯著高于津巴布韋煙葉，這與云南特殊的地理氣候環(huán)境所形成清甜香的煙葉風(fēng)格有關(guān)[26]。此外，兩者明顯的區(qū)別在于云南德宏煙葉屬清甜香韻，煙葉香氣飄逸；而津巴布韋煙葉在焦香、焦甜香方面較為突出，煙葉香氣沉溢。究其原因與黃中艷等[27]報(bào)道的云南烤煙生育期氣候“前期氣溫偏高適中、多光少雨，中后期氣溫偏低、寡照多雨”的獨(dú)特性而造成煙葉前期糖分穩(wěn)定積累，后期生理代謝減弱糖分較少轉(zhuǎn)移有關(guān)。

采用GC/MS分析方法，將烤煙品種KRK26德宏與津巴布韋煙葉的香味成分及感官評(píng)吸特別是香韻表現(xiàn)進(jìn)行比較，德宏KRK26煙葉主體呈現(xiàn)清甜香韻，其焦甜香韻弱于津巴布韋煙葉。津巴布韋煙葉的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物總量，包括糠醛、糠醇、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛、2-乙酰吡咯和麥芽酚，均高于德宏煙葉，特別是麥芽酚，雖然含量不高，但由于閾值較低，能夠較為明顯的影響焦甜香韻[19]。兩地?zé)熑~香味物質(zhì)含量上存在差異的原因，可能與范幸龍[28]、楊佳玫[29]等人研究認(rèn)為生態(tài)決定煙葉特色的結(jié)論相似，即云南煙葉生產(chǎn)后期低溫寡照多雨，碳氮代謝減弱，蛋白質(zhì)合成不足，而使得煙葉表面香氣相關(guān)分泌物質(zhì)的積累不足。此外，本研究認(rèn)為Maillard反應(yīng)產(chǎn)物含量上的差異可能也是津巴布韋煙葉與德宏煙葉中焦甜香韻表現(xiàn)強(qiáng)弱的重要原因之一，這與周冀衡等人研究一致[30]。

4 結(jié) 論

將德宏與津巴布韋的KRK26煙葉進(jìn)行了品質(zhì)鑒定，通過外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分、感官質(zhì)量和致香物質(zhì)成分等方面的比較分析，探明德宏煙區(qū)煙葉的整體質(zhì)量較為接近津巴布韋煙葉，但是仍然存在一定差異，具體為：①德宏煙葉較津巴布韋煙葉整體成熟度較差、油分不足、身份稍薄、香氣欠濃郁和飽滿；②德宏煙葉兩糖、煙堿含量和糖堿比顯著高于津巴布韋煙葉，總氮含量顯著低于津巴布韋煙葉，但兩地?zé)熑~整體化學(xué)成分均處于較為適宜范圍，協(xié)調(diào)性較好；③感官質(zhì)量方面云南德宏煙葉風(fēng)格特征主要表現(xiàn)為清甜香韻，香氣飄逸；津巴布韋煙葉則表現(xiàn)為焦甜香韻，香氣沉溢；④德宏KRK26烤煙品種焦甜香韻弱，與其Maillard反應(yīng)產(chǎn)物含量低于津巴布韋煙葉有關(guān)，其中以5-甲基糠醛和麥芽酚差異較為明顯；⑤結(jié)合研究結(jié)果來看，德宏烤煙品種KRK26在栽培措施上可適當(dāng)提高煙葉田間成熟度、提早移栽期、寬行密株和優(yōu)化田間空間結(jié)構(gòu)，有利于發(fā)揮其煙葉品種特色，保證德宏煙葉質(zhì)量穩(wěn)中向好發(fā)展。