烤煙‘渝金香1號’致香物質(zhì)含量分析

周 東，張 艷，呂 俊,3，張建奎,3，鄧可宣,3，宗學(xué)鳳,3，戴秀梅,3

（1四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，成都 610066；2重慶煙草科學(xué)研究所，重慶 400716；3西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，重慶 400716）

0 引言

香氣是評價煙葉內(nèi)在質(zhì)量的核心內(nèi)容和重要指標(biāo)之一[1]。煙葉的香氣質(zhì)量與其內(nèi)含的致香成分含量密切相關(guān)[2]，兩者之間存在著很微妙的關(guān)系，各種物質(zhì)成分的協(xié)調(diào)作用凸顯了不同煙葉的品質(zhì)特征[3]。通過分析致香物質(zhì)含量，可以對不同品種的煙葉質(zhì)量進(jìn)行比較客觀、準(zhǔn)確的評價。周桂園等[4]分析了云南省曲靖、紅河、昆明3個主要煙區(qū)的‘K326’、‘紅花大金元’、‘云煙87’及‘NC297’4個烤煙品種煙葉原料的致香成分含量，表明不同品種、不同地區(qū)之間煙葉致香成分含量存在明顯差異。夏時波等[5]對云南文山煙區(qū)3個主栽烤煙品種‘KRK26’、‘K326’和‘云煙87’的致香物質(zhì)含量進(jìn)行了分析，3個烤煙品種的多酚、有機(jī)酸、揮發(fā)性香氣物質(zhì)等致香成分含量存在顯著差異。殷沛沛等[6]分析了云南昭通煙區(qū)‘K326’、‘PVH19’、‘KRK26’、‘紅花大金元’、‘云煙203’、‘云煙 87’、‘云煙 97’、‘云煙 99’8 個烤煙品種致香物質(zhì)含量，酮類和酸類致香物質(zhì)含量以及類西柏烷、類胡蘿卜素和苯丙氨酸類降解產(chǎn)物總量在不同品種間的差異不顯著，醛類、醇類、酚類、酯類、雜環(huán)類和烯烴類致香物質(zhì)含量以及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物總量在不同品種間的差異達(dá)到了顯著水平。劉友杰等[7]分析了吉林省延吉煙區(qū)‘吉煙 9號’、‘中煙 100’、‘中煙98’、‘9407’、‘吉煙7 號’、‘吉煙1 號’、‘云煙87’、‘K326’和‘NC89’等烤煙品種中性致香物質(zhì)含量的差異，不同基因型間中性揮發(fā)致香物質(zhì)含量存在廣泛的變異。冉霞等[8]對貴州畢節(jié)5個典型煙區(qū)煙葉樣品的中性致香成分和潛香物質(zhì)的分析表明，不同產(chǎn)地?zé)熑~中多酚類潛香成分、中性致香成分存在顯著差異。上述研究均說明，煙葉中致香物質(zhì)含量是由品種遺傳基因與環(huán)境條件共同控制的，不同烤煙品種的致香物質(zhì)組成及其含量存在差異。‘渝金香1號’是由西南大學(xué)、重慶煙草科學(xué)研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所合作選育的烤煙新品種，2020年8月通過全國煙草品種審定委員會煙草新品種審定（審定編號202006），對‘渝金香1號’致香物質(zhì)含量的分析還未見報道。本研究對烤煙新品種‘渝金香1號’的致香物質(zhì)含量進(jìn)行分析，旨在為該品種的推廣應(yīng)用、栽培技術(shù)改進(jìn)以及卷煙配方應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試品種

參試品種為烤煙新品種‘渝金香1號’，以重慶煙區(qū)主栽烤煙品種‘云煙87’、‘K326’為對照。3個品種的煙葉樣品均取自重慶市巫山縣，按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化種植，嚴(yán)格成熟采收，按三段式烘烤工藝科學(xué)烘烤，按照GB 2635—92進(jìn)行煙葉分級，每個品種采集中部C3F等級煙葉3 kg用于致香物質(zhì)含量分析。

1.2 測定方法

致香物質(zhì)含量由云南同創(chuàng)檢測技術(shù)股份有限公司測定。將煙葉樣品磨碎后過篩（60目），在平衡箱中平衡24 h（溫度22℃、濕度60%），在同時蒸餾萃取裝置中連續(xù)動態(tài)萃取2 h，經(jīng)干燥濃縮后用氣質(zhì)聯(lián)用分析儀進(jìn)行分析。檢測依據(jù)為該公司標(biāo)準(zhǔn)《煙草及煙草制品致香成分的測定同時蒸餾萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法(TCJC-ZY-Ⅳ-014-2012)》。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型致香物質(zhì)或潛香物質(zhì)含量分析

煙葉中的致香物質(zhì)包括致香物質(zhì)和潛香物質(zhì)，而潛香物質(zhì)本身不具香味或?qū)ο阄陡惺茏饔貌淮?，只有在陳化或燃燒過程中才能進(jìn)一步降解生成致香成分[8]?！褰鹣?號’及主栽對照品種‘云煙87’、‘K326’煙葉樣品中測出70種致香物質(zhì)或潛香物質(zhì)成分，按照醛酮類、氮雜環(huán)類、醇類、呋喃類、酯類、酚類、酸類、萜烯類進(jìn)行歸類，其成分?jǐn)?shù)量及其含量見表1。

表1 不同類型致香或潛香類物質(zhì)含量

從表1可以看出，在致香物質(zhì)中，醛酮類物質(zhì)是檢出種類最多的，達(dá)到33種，其含量也較高，在3個品種中醛酮類占總致香或潛香類物質(zhì)的比例均超過10%，其中‘渝金香1號’醛酮類物質(zhì)含量為62.399 μg/g，稍低于‘云煙87’(67.035 μg/g)和‘K326’(65.025 μg/g)；檢出的醇類物質(zhì)的含量也較高，檢出醇類物質(zhì)7種，‘渝金香1號’含量(40.07 μg/g)高于‘K326’(31.156 μg/g)、低于‘云煙87’(47.307 μg/g)；檢出氮雜環(huán)類物質(zhì)10種，‘渝金香 1 號’含量為 3.948 μg/g，高于‘云煙 87’和‘K326’；檢出呋喃類、酯類物質(zhì)各7種‘，渝金香1號’含量分別為3.372、8.615 μg/g，均表現(xiàn)為高于‘K326’、低于‘云煙87’；檢出酚類物質(zhì)3種‘，渝金香1號’含量為2.722 μg/g，高于‘云煙87’和‘K326’；檢出酸類物質(zhì)2種‘，渝金香1號’含量為3.306 μg/g，高于‘K326’、低于‘云煙87’；萜烯類含量‘渝金香1號’為405.445 μg/g，低于‘云煙87’和‘K326’。綜上‘，渝金香1號’煙葉的萜烯類（新植二烯）、醛、酮類物質(zhì)的含量稍低于2個對照品種，氮雜環(huán)類和酚類物質(zhì)含量稍高于2個對照品種，而醇類、酯類、呋喃類和酸類物質(zhì)低于‘云煙87’、高于‘K326’。

中部煙葉(C3F)樣品檢測出的致香物質(zhì)和潛香物質(zhì)與測出物質(zhì)總量的比例分析見表2‘。渝金香1號’與2個對照品種的潛香物質(zhì)占測出致香或潛香物質(zhì)總量的比例達(dá)到76%～82%，其中以對照品種‘K326’稍高，為82.02%‘，渝金香1號’與對照品種‘云煙87’基本相當(dāng)，分別為76.52%和77.26%。從致香物質(zhì)占測出致香或潛香物質(zhì)總量的比例分析‘，渝金香1號’與對照品種‘云煙 87’和‘K326’依次為 23.48%、22.74%、17.98%。由此可見，在同等條件下‘，渝金香1號’煙葉在陳化過程中降解生成致香成分的速率相對較快。

表2 致香或潛香類物質(zhì)占檢出物質(zhì)總量的比例 %

2.2 質(zhì)體色素類中性揮發(fā)性香味物質(zhì)比較

烤煙質(zhì)體色素類物質(zhì)是煙葉中重要的香氣前體物[9]，其降解產(chǎn)物占煙葉中性揮發(fā)性香味物質(zhì)總量的85%～96%[10]。其中，葉綠素與類胡蘿卜素及其降解物種類和含量，直接或間接地決定著煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)[11]。

2.2.1 葉綠素降解產(chǎn)物比較 葉綠素降解過程中產(chǎn)生的葉綠醇（植醇）水解產(chǎn)生新植二烯，是煙葉中重要的萜烯類化合物，其再降解生成的植物呋喃，可轉(zhuǎn)化成煙葉的清甜成分，以及其由噗啉環(huán)降解產(chǎn)生吡咯類化合物，都對煙草香氣有重要的貢獻(xiàn)[12]。從表3可以看出，與對照品種相比，‘渝金香1號’中部煙葉的新植二烯測出量和新植二烯與致香物質(zhì)總量的比例均稍低，這對于降低煙氣的刺激性、協(xié)調(diào)吃味有利，而對香氣基本無影響。從新植二烯再降解生成的植物呋喃類成分含量和植物呋喃類含量所占新植二烯含量的比例看，‘渝金香1號’高于2個對照品種?？梢?，在相同栽培條件下，‘渝金香1號’更有益于彰顯重慶煙葉的香氣風(fēng)格特色。

表3 葉綠素降解產(chǎn)物含量

2.2.2 類胡蘿卜素及其降解物比較 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是烤煙中重要的香氣成分，其中，巨豆三烯酮具有可可香，可增加煙氣的舒適口感，改善測流煙氣香氣；香葉基丙酮和二氫獼猴桃內(nèi)酯可增加煙氣香氣，抑制刺激性[13]；β-二氫大馬酮有強(qiáng)烈持久的玫瑰似的花香香氣，以及蘋果樣的果香香韻[14]。‘渝金香1號’及對照品種‘云煙87’、‘K326’的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量列于表4。

表4 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量 μg/g

‘渝金香1號’中部煙葉中巨豆三烯酮總量為15.710 μg/g，明顯高于對照品種‘云煙87’(13.163 μg/g)，與對照品種‘K326’(15.835 μg/g)基本相當(dāng)；二氫獼猴桃內(nèi)酯含量為0.602 μg/g，低于‘云煙87’，高于‘K326’；香葉基丙酮含量為1.783 μg/g，高于2個對照品種；β-大馬酮含量為5.309 μg/g，高于‘K326’，但低于‘云煙87’；β-二氫大馬酮和3-羥基-2-丁酮含量分別為1.797、0.412 μg/g，均明顯高于‘K326’，稍高于‘云煙87’；2-環(huán)戊烯-1,4-二酮含量、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量、1-戊烯-3-酮含量、氧化異佛爾酮含量則稍低于2個對照品種?！褰鹣?號’的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量為26.977 μg/g，比‘云煙 87’(25.385 μg/g)高 6.27% ，比‘K326’(25.580μg/g)高5.46%。由此可見，烤煙新品種‘渝金香1號’煙葉的類胡蘿卜素重要香氣成分含量大都較高。

2.3 葉面分泌物降解產(chǎn)物或衍生物比較

煙草的腺毛是產(chǎn)生致香物質(zhì)的前體物質(zhì)的重要來源。煙草葉面分泌物及其降解產(chǎn)物或衍生物是煙草香味和香氣組分的重要前體物[15]。西柏三烯二醇是煙葉表面分泌物的主要成分，約占分泌物總量60%左右[16]。在調(diào)制后西柏三烯二醇大部分降解產(chǎn)生茄酮及其衍生物等多種香味成分?！褰鹣?號’及對照品種‘云煙87’、‘K326’的葉面分泌物降解產(chǎn)物或衍生物含量列于表5。

表5 葉面分泌物降解產(chǎn)物或衍生物含量比較 μg/g

‘渝金香1號’中部煙葉(C3F)的西柏三烯二醇含量為14.336 μg/g，稍高于‘K326’，略低于‘云煙87’；茄酮含量為17.296 μg/g，稍高于‘云煙87’，略低于‘K326’；降茄二酮含量為1.173 μg/g，明顯高于對照品種‘云煙87’和‘K326’；茄那士酮含量為0.904 μg/g，稍高于 2 個對照品種；2,4-庚二烯醛A和2,4-庚二烯醛B的含量分別為0.415、0.186 μg/g，均明顯高于2個對照品種?！褰鹣?號’葉面分泌物降解產(chǎn)物或衍生物總量為34.310 μg/g，高于對照品種‘云煙87’(32.996 μg/g)和‘K326’(32.490 μg/g)。表明‘渝金香1號’的葉面分泌物降解產(chǎn)物或衍生物含量比較高，這有益于彰顯‘渝金香1號’烤后煙葉的香氣特征。

3 結(jié)論與討論

煙草致香物質(zhì)是存在于煙草中的各種具有揮發(fā)性、作用于人體嗅覺器官、能使人產(chǎn)生愉悅感覺的化學(xué)成分的總稱，與煙葉香氣質(zhì)、香氣量和香型密切相關(guān)，直接影響煙草及卷煙制品的風(fēng)格特征及品質(zhì)優(yōu)劣，是評價煙草品質(zhì)的重要指標(biāo)[17]。煙草中的關(guān)鍵致香物質(zhì)主要源自類胡蘿卜素、葉綠素、西柏烷類、苯丙氨酸類、賴百當(dāng)類的降解和美拉德反應(yīng)[18]。徐金巧等[19]根據(jù)內(nèi)源性致香組分的定性定量分析結(jié)果，采用主成分分析法結(jié)合遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立了基于煙草內(nèi)源性致香物質(zhì)的感官質(zhì)量評價預(yù)測模型。筆者對烤煙新品種‘渝金香1號’的致香物質(zhì)進(jìn)行分析，有助于了解‘渝金香1號’的品質(zhì)特性，對該品種煙葉在卷煙中的配組及應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。

煙葉中的致香物質(zhì)包括致香物質(zhì)和潛香物質(zhì)，而潛香物質(zhì)其本身不具香味或?qū)ο阄陡惺茏饔貌淮?，只有在陳化或燃燒過程中才能進(jìn)一步降解生成致香成分[4]。本研究‘渝金香1號’與對照品種‘云煙87’、‘K326’檢出的致香物質(zhì)所占測出致香物質(zhì)總量的比例依次為23.48%、22.74%、17.98%，表明在同等條件下，‘渝金香1號’煙葉在陳化過程中降解生成致香成分的速率相對較快?！褰鹣?號’、‘云煙87’、‘K326’新植二烯含量分別是405.445、514.952、519.014 μg/g，潛香物質(zhì)占所測出致香物質(zhì)總量的比例較高，達(dá)到76%～82%。多數(shù)分析報道煙葉中新植二烯含量都較高[5-8,20-21]。新植二烯降解生成的植物呋喃有助于形成煙葉的清甜成分，其由噗啉環(huán)降解產(chǎn)生的吡咯類化合物可增加煙葉陳化香，對煙草香氣有重要的貢獻(xiàn)。但新植二烯本身不具香氣，且刺激性較大，新植二烯含量過高會增加烤煙生青氣，新植二烯過度降解會導(dǎo)致焦香過度[4]。與對照品種相比，烤煙新品種‘渝金香1號’中部煙葉的新植二烯測出量和新植二烯與致香物質(zhì)總量的比例均稍低，這對于降低煙氣的刺激性、協(xié)調(diào)吃味有利，而對香氣基本無影響。從新植二烯再降解生成的植物呋喃類成分含量和植物呋喃類含量所占新植二烯含量的比例看，‘渝金香1號’均高于對照品種‘云煙87’和‘K326’?？梢?，在相同栽培條件下，‘渝金香1號’更有益于彰顯重慶煙葉的香氣風(fēng)格特色。

煙葉中性揮發(fā)性香氣成分中很大一部分是類胡蘿卜素降解產(chǎn)物。王湘琴等[20]研究表明湖南濃香型煙區(qū)湘煙3號成熟后期的類胡蘿卜素降解量較大，香氣品質(zhì)較優(yōu)。許多類胡蘿卜素降解產(chǎn)物是烤煙中確定的重要香氣成分，它們產(chǎn)生香味的閾值相對較低，刺激性較小，香氣質(zhì)較好，對煙氣香氣的貢獻(xiàn)率大。比如，巨豆三烯酮具有可可香，可增加煙氣的舒適口感，改善測流煙氣香氣；香葉基丙酮和二氫獼猴桃內(nèi)酯可增加煙氣香氣，抑制刺激性[13]；β-二氫大馬酮有強(qiáng)烈持久的玫瑰似的花香香氣，以及蘋果樣的果香香韻[14]。本研究結(jié)果表明，烤煙新品種‘渝金香1號’煙葉的類胡蘿卜素重要香氣成分含量大都較高，是其香氣品質(zhì)較好的原因之一。

煙草葉面分泌物與香氣關(guān)系密切。煙葉的某些特征香氣來源于葉面分泌物及其降解產(chǎn)物或衍生物，不僅是構(gòu)成煙葉品質(zhì)的重要組成部分，而且能充分體現(xiàn)出品種的差異性。就烤煙而言，西柏三烯二醇是煙葉表面分泌物的主要成分，約占分泌物總量60%左右[16]。在調(diào)制后西柏三烯二醇大部分降解產(chǎn)生茄酮及其衍生物等多種香味成分。研究表明，影響煙葉表面分泌物的因素很多，包括煙株所處的自然生境、水肥條件等，但在相同條件下，其最主要的影響因素是煙草的遺傳構(gòu)成[22]。因此，葉面分泌物研究對提高烤煙品質(zhì)和促進(jìn)煙草品質(zhì)育種均具有重要意義。本研究表明，烤煙新品種‘渝金香1號’的葉面分泌物降解產(chǎn)物或衍生物含量比較高，這有益于彰顯‘渝金香1號’烤后煙葉的香氣特征。

煙葉中致香物質(zhì)含量除與品種有關(guān)外，還與煙葉產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件有密切關(guān)系[23-24]。周伏葉等[25]研究發(fā)現(xiàn)中性致香物質(zhì)含量在河南煙區(qū)呈現(xiàn)南高北低、西低東高的規(guī)律。胡亞杰等[26]研究發(fā)現(xiàn)廣西賀州3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)所產(chǎn)煙葉的中性致香物質(zhì)種類和總含量上差別不明顯，但是類胡蘿卜素類和苯丙氨酸類等個別成分含量存在顯著差異。煙葉中致香物質(zhì)含量還與施肥等有關(guān)，如炭基肥與土壤微生物[27]、稀土肥[21]、灌溉水質(zhì)[28]、鉀含量[29]等有密切關(guān)系。本次測試的‘渝金香1號’煙葉樣品采自重慶市巫山縣，是在同一自然生境和相同栽培條件下獲得的樣品，煙葉樣品地域來源單一，還需進(jìn)一步對不同產(chǎn)區(qū)‘渝金香1號’煙葉中致香物質(zhì)含量做系統(tǒng)性分析。

煙草品種是煙葉生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料，通過不斷更新品種以適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)需求是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。在各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施中，優(yōu)良品種是內(nèi)因，是其他農(nóng)業(yè)措施發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有核心地位。重慶是國內(nèi)的主要煙區(qū)之一，目前重慶煙草推廣品種只有‘云煙87’、‘K326’等少數(shù)品種，品種單一化問題突出，成為制約重慶煙葉生產(chǎn)的主要因素之一?！褰鹣?號’是重慶市第一個自育烤煙新品種，對TMV免疫，高抗氣候斑點(diǎn)病，不易感野火病，中抗黑脛病，中感根結(jié)線蟲病、赤星病、CMV和PVY；田間生長勢強(qiáng)，可采葉數(shù)較多，分層落黃明顯，上部葉開片好，易烘烤，煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值較高，綜合經(jīng)濟(jì)性狀良好。四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心對重慶產(chǎn)‘渝金香1號’煙葉原煙的感官質(zhì)量評價表明‘，渝金香1號’煙葉的品質(zhì)較好，主要表現(xiàn)在香氣韻調(diào)較明顯，香氣量較足，甜潤感較好，香氣較透發(fā)，煙味較厚實，余味干凈舒適，工業(yè)可用性較強(qiáng)，具有較大的推廣應(yīng)用價值。‘渝金香1號’在2020年通過全國煙草品種審定委員會品種審定后，目前正在重慶及周邊煙區(qū)進(jìn)行示范推廣，具有較大應(yīng)用潛力。