煙葉外觀和評吸質量特征與化學成分間的關系研究

郭鴻雁，田俊嶺，周天宇，孫鄭，宗釗輝，姚遠華，劉蘭，游梓翊

(1.廣東省韶關市煙草專賣局(公司)，廣東 韶關 512029；2.廣東省煙草科學研究所，廣東 韶關 512029)

0 引言

通常情況下，衡量煙葉質量包括外觀質量、評吸質量、化學成分等諸多具體且詳細的因素，這些因素或多或少會對煙葉質量產生直接或間接的影響，所以長期以來，深入研究煙葉外觀、評吸質量特征與化學成分間的關系，并形成綜合性質量評價體系一直是研究人員追求的目標。

目前，分析煙葉外觀質量主要是通過手摸眼看葉位、色度、組織結構、油分、身份、成熟度等來進行判別；分析評吸質量通常情況下主要是運用口舌喉鼻等鑒別煙葉的香氣質、香氣量、刺激性、雜氣、濃度、余味等多個特征；化學成分最為復雜，目前能檢測出的煙葉化學成分已達4 000 余種，包括有機化合物如：糖、煙堿、淀粉等和無機化合物如：鉀、氯等，一般把總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯離子作為常規(guī)化學成分檢測。此外，很多不穩(wěn)定物質以及微量元素會隨著科技的不斷創(chuàng)新而被檢測出來?？傮w上看，煙葉質量有很多的特征指標，煙草學者各自從不同的角度去評價煙葉質量，也試圖建立完善的綜合質量評價體系，但都不可避免地存在片面性、主觀性的缺陷。因此，本文對煙葉的外觀、化學組分、評吸質量之間的關聯(lián)進行了綜合評價，為構建科學的煙葉質量綜合評價體系提供幫助和參考。

1 外觀質量與評吸質量間的關系

一般認為，烤煙煙葉的外觀質量與其內在的質量比較統(tǒng)一，評吸質量是衡量煙葉質量的關鍵因素。王欣等[1]針對湖北地區(qū)烤煙的化學組分、外觀、感官等進行探討，認為烤煙外觀和器官感覺關系很大。湖南農業(yè)大學鄧小華[2]將外觀質量和評吸質量量化數據進行分析，認為烤煙外觀質量對評吸質量評價指標中的香氣量、雜氣、濃度、刺激性、余味等影響相對較大，并且認為對評吸質量評價指標影響相對較大的外觀質量指標是成熟度和身份。黃清芬等[3]發(fā)現評吸總分與成熟度和葉片結構呈極顯著的正相關關系。

然而，通過閱讀文獻資料發(fā)現，當前的研究多局限于某個地區(qū)的烤煙研究，從全國層面研究不同區(qū)域烤煙的外觀質量與評吸質量關系的報道仍然較少。沈利臣等[4]以全國不同煙草種植區(qū)的代表性煙葉為試驗材料，研究發(fā)現西南部的煙區(qū)，煙葉油分是影響評吸質量的重要因素；東部沿海地區(qū)以及長江中下游地區(qū)的煙區(qū)中，煙葉油分是烤煙的重要感官因素，其次是成熟度；東北地區(qū)以及黃淮的煙區(qū)中，感官評吸質量主要包含葉面組織情況、煙葉的柔韌度，其第二考慮的因素是身份。王競等[5]采集全國主要煙區(qū)煙葉樣品進行外觀質量和感官評吸鑒定，發(fā)現煙葉的具體身份和刺激性、香的氣質具有很強的相關性，另外煙葉顏色和煙葉油分都起著較為關鍵的作用；煙葉的葉片結構以及其中的香氣含量對煙葉總體的負面影響比較關鍵；此外，煙葉顏色對煙葉的雜氣具有非常負面的影響，煙葉顏色和余味的關系也非常密切。

2 化學成分與外觀質量間的關系

通常情況下，質量非常好的煙葉的外觀表征是煙葉的葉組織非常疏松、煙葉的成熟度非常好、煙葉葉片厚度比較適宜、煙葉的顏色是橘黃色、油分非常充足、光澤感非常強[6]，但由于煙葉化學成分十分復雜，無論哪個指標都不能全面反映煙葉品質。長期以來，各國學者對煙葉化學成分進行了大量研究，目前較為明確地與煙葉外觀質量有密切關系的化學成分主要有煙堿、總糖、還原糖、鉀、氯[7]、含氮化合物[8]、淀粉、多酚等。

孫平等[9]研究發(fā)現，四川會東煙葉的身份、油分與煙堿含量呈顯著或極顯著正相關，顏色與總氮含量呈極顯著正相關，顏色與氯離子含量呈極顯著正相關，葉寬與總氮含量呈顯著或極顯著負相關，身份、色度與氧化鉀含量呈極顯著負相關，煙葉身份與糖堿比呈顯著負相關。KUNG等[10]闡明了顏色和化學成分之間的關系，認為還原糖和多酚含量下降時顏色趨向更深，總氮、總植物堿、石油醚提取物和總灰分增加時，色度也會增加。帖金鑫等[11]認為多酚類化合物在煙葉調制過程中參與棕色化反應生成類黑素等物質，對煙葉的色澤有較大影響。

3 化學成分與評吸質量間的關系

普遍認為，煙葉化學成分與評吸質量的關系非常密切，因此在生產中，不但要控制煙葉化學成分在適宜的范圍內，更要使煙葉化學成分協(xié)調，這樣才能提高煙葉的評吸質量。

3.1 糖類物質

這里的糖類物質主要指煙葉中的總糖和還原糖，根據品種、生態(tài)環(huán)境等因素不同，各地適宜的含量范圍也不同。糖分含量過高或過低都會導致葉片化學成分受到嚴重影響，糖類物質會導致含氮化合物失去平衡，而改變煙氣的刺激性。杜詠梅等[12]認為，兩種糖類的差別越大，吃味越不好，吃味的評價從好到不好，兩糖之間的差別會越來越大，這個數值可以超過5%。王林等[13]通過研究發(fā)現糖類物質對煙草的香氣和品質具有明顯的影響作用，包含的反應有焦糖反應、熱裂解反應、美拉德反應以及糖隨著煙氣進行遷移的過程。其中，煙草的調制、發(fā)酵、燃燒等過程中會發(fā)生焦糖化反應，生成焦糖化產物，并進一步分解成小分子酸和揮發(fā)性醛類物質。

3.2 含氮化合物

煙草中的含氮物質主要包括蛋白質、氨基酸、煙堿、揮發(fā)性堿等，總氮含量多為1.5%～3.5%，且2.5%較好。在一定范圍內，總氮含量與煙葉的香氣質呈負相關關系，總氮含量低時吃味平淡、有雜氣，含量高時勁頭大、刺激性也大，朱保昆等[14]研究烤煙主要化學指標與感官舒適度的相關性發(fā)現，烤煙煙堿、氮堿比和糖堿比與感官舒適度整體上呈極顯著相關，并建議把煙堿、氮堿比、糖堿比這3 個煙草化學指標作為評價烤煙感官舒適度的關鍵指標。

煙堿是煙葉的核心化學成分，對煙草特有香氣的形成具有重要作用，通常情況下質量較好的烤煙煙葉中煙堿的含有量是上部葉片1.50%～2.05%、中部葉片2.0%～2.8%、上部葉片2.5%～3.5%。煙堿含量過低會使得勁頭小、吸食味道比較清淡，含量過高時勁頭會非常大，會產生嗆人的感覺，同時伴有一定的辛辣味道。一般認為煙堿與總氮比值應為1，偏低則吃味差，并且糖堿比值的范圍在6～10，以接近10 為最佳。

還有研究表明，氨基酸在煙葉評吸質量方面具有非常明顯的雙向作用，在有氧條件下燃燒會產生氨，這對煙氣的總體質量有一定的負面影響，但在進行醇化和調制中，氨基酸和糖類會發(fā)生梅拉德反應，對煙氣的總體質量起到促進作用。另外某些氨基酸還是煙堿合成的前體物質。

3.3 酚類化合物

長期以來，多酚一直是學者研究的重點問題。煙草中的酚類化合物分為簡單酚類和多酚類，其對煙草的香吃味起到重要的作用。一般情況下簡單酚類都比較澀口、有中藥味，同時具有一定的刺激性。煙葉中最常見的多酚類物質是綠原酸、蕓香苷等，一般情況下多酚類的含量較高，約為干葉重的0.5%～2.5%。徐曉燕等[15]認為，多酚類物質和它們之間的分解產物都會產生一定量的煙氣以及芳烴氣味的物質，因此多酚類物質含量越高的卷煙，等級也越高。龍章德等[16]對湖南省煙葉原料進行有關探討時發(fā)現，綠原酸與香氣的含量、香氣質、透發(fā)性、刺激性都具有正相關關系。白長敏等[17]認為，多酚類化合物的苷類物質通過化學反應可以生成一定量的苷元，就是通常所說的花色素，會產生使人愉悅的氣味。谷風林[18]也在著作中闡述多酚類化合物對煙氣有積極影響，可以產生清甜香和烘烤香。于存峰等[19]研究表明，在煙草燃燒的同時，煙草中的酚類化合物會發(fā)生酸性反應，中和一定量的堿，而使得最終的吸味變得更加醇和。

3.4 揮發(fā)性香氣物質

煙草揮發(fā)性香氣物質主要是質體色素降解產物、苯丙氨酸降解物、西伯烷類、美拉德反應產物等。

劉鵬等[20]研究發(fā)現，美拉德反應產物與感官質量關系最為密切，且均為有利影響。朱龍杰等[21]通過進一步研究發(fā)現，美拉德反應中產生的致香成分通常包含兩個類別，一是含有含氮雜環(huán)的化合物，這些化合物的種類非常豐富，質量分數也非常高；二是含有環(huán)狀烯醇結構的化合物，比如麥芽酚等，會產生一定量的焦糖香。

4 結語

綜上所述，煙草的外觀、評吸質量特征與化學成分之間具有緊密的聯(lián)系。研究發(fā)現，糖類物質對外觀質量和評吸質量具有一定的影響作用，煙草中的化學成分對質量評價的影響也較大。因此綜合評價煙草外觀、評吸質量與化學成分之間的關系，量化化學成分評價方法，構建科學的煙葉質量綜合評價體系是進一步研究的重要方向。