煙草多酚類化合物對卷煙品質的影響

龍章德 林順順 田兆福 李小蘭 黎新欽

陳志燕1 白家峰1 宋詩清3 張曉鳴2

（1．廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧 530001；2．江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；3．上海應用技術學院，上海 201418）

煙草中的化學成分及其含量是決定煙草感官內在品質的主要因素。研究［1］表明，煙草酚類化合物不僅對煙草的生理生化活動有重要作用，而且對煙草品質、色澤和煙氣生理強度等方面有著重要影響，因此是衡量煙草質量的一個重要因素。曾有人［2］提出以酚類化合物含量與蛋白質氮含量的比值作為判斷煙草芳香吃味的依據，所以分析多酚類物質對具體感官品質特征指標的影響具有重大意義。

多酚類物質通常具有帶1個或多個羥基的芳香環，在煙草中全部以葡萄糖苷和酯的形式存在。在煙草中發現的酚類物質包括單寧類（綠原酸的異構體、咖啡酸和奎尼酸）、香豆素類（莨菪亭及其糖苷衍生物）、黃酮類（蕓香苷、黃酮、鼠李糖、黃酮醇）、花色素類（花色素－3－蕓香糖苷、花葵素－3－蕓香苷、堪非醇）和簡單酚衍生物等。其中，綠原酸、蕓香苷和莨菪亭是煙草中最主要的酚類物質。綠原酸占總多酚的75%～90%［3，4］。

近年來，國內外關于煙葉原料或卷煙中多酚類物質定性定量分析已有較多報道［5－8］，但有關多酚類物質對低次煙葉感官質量影響的研究報道較少。筆者在前人研究的基礎上，首先對中國7種不同等級的煙葉原料進行了感官評吸，并進行了多酚類物質綠原酸、蕓香苷和莨菪亭的定性定量分析，然后采用偏最小二乘回歸分析（PLSR）對煙葉多酚含量和感官數據進行了相關性及顯著性影響分析，以期探索煙草多酚化合物對低次煙葉感官評吸質量的影響，為卷煙工業的加工利用提供科學的參考依據。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

供試品種：湖南煙區主栽品種，選取2010年郴州市、邵陽市（邵陽縣、隆回縣）主栽品種烤煙上部和中部位的煙葉，分別為郴州B2F、郴州B3F、郴州C3F、隆回B2F、隆回C3F、邵陽B2F、邵陽C3F；

綠原酸、莨菪亭、蕓香苷：色譜純，美國Sigma公司。

1．2 試驗儀器

電子天平：AL204型，梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司；

吸煙機：RM20H 型，德國Borgwaldt KC公司；

高效液相色譜儀：Ultimate 3000型，戴安中國有限公司。

1．3 試驗方法

1．3．1 卷煙感官評吸 按GB／T 16447－2004要求調節卷煙樣品的水分，制備樣品。按GB 5606．4－2005規程評吸樣品，并記錄結果。利用香味輪廓分析法，采用9分制對7個卷煙樣品的品質指標（香氣量、香氣質、雜氣、刺激性、透發性、甜度、余味）和特征指標（煙氣濃度、勁頭）進行感官評定。

7種不同煙葉單料煙的感官評吸結果已在文獻［9］中有詳細論述。

1．3．2 煙葉中多酚類化合物綠原酸、莨菪亭和蕓香苷的檢測 按照YC／T 202－2006方法進行檢測。

1．3．3 數據分析 采用偏最小二乘回歸（PLSR）方法對煙絲多酚含量和感官數據進行相關性及顯著性影響分析。

2 結果與討論

2．1 多酚類化合物的含量分析

由表1可知，同一原料煙葉中，綠原酸含量最高，其次是蕓香苷，莨菪亭含量最低。其中，低次煙葉邵陽B2F 中的綠原酸和莨菪亭含量最低，比優質煙葉如郴州C3F 低3‰左右。另外，煙葉部位不同，多酚類物質含量也有不同，且有一定規律，中部煙葉（C3F）多酚類物質含量明顯高于上部煙葉（B2F／B3F）。酚類化合物揮發性低，燃吸時直接進入煙氣的很少，但它們在煙草燃吸時產生酸性反應，能中和部分堿性，使吃味醇和。越是高等級的煙葉，經貯存、陳化、發酵過程，葉色變深越明顯，其吃味變得越醇和。

2．2 多酚類化合物與卷煙感官品質的相關性分析

2．2．1 多酚類化合物與卷煙感官品質特征指標的相關性分析 采用PLSR 對多酚類物質含量（綠原酸、蕓香苷和莨菪亭）和感官品質數據的相關性進行分析，尋找與感官品質相關性最強的多酚類物質有哪些。以綠原酸、蕓香苷和莨菪亭含量為X 變量，感官品質為Y 變量做PLSR分析，結果見圖1。圖1中的兩個大橢圓分別代表PLSR 模型50%和100%的解釋方差。可以發現，PC1所解釋的變量中，除勁頭外，所有的感官品質指標都位于相關載荷圖（loading plot）的右側，集中分布且都在50%的解釋方差外（除濃度），表明它們具有相關性并能夠很好地被PLSR 模型所解釋。同樣3 個化學指標也都位于右側，但分散于PC1、PC2軸附近，其中綠原酸與香氣質、香氣量、刺激性、雜氣、透發性、余味、柔細度、甜度等8項感官品質的距離很近，說明綠原酸與這些感官品質具有較大的相關關系，一般認為綠原酸對煙草的香氣和吃味有好的影響。

表1 7種煙葉原料中主要多酚類化合物的含量Table1 The content of polyphenol compounds of seven kinds of tobacco raw material（n ＝3）／（mg·g－1 ）

圖1 多酚類物質和感官品質特征的偏最小二乘回歸（PLSR）分析圖Figure1 The correlation loadings plot between the polyphenol compounds and sensory characteristics based on Partial Least Squares Regression（PLSR）

2．2．2 多酚類化合物與卷煙感官品質特征指標的貢獻分析

（1）多酚類化合物對香氣質、香氣量的貢獻分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對香氣質、香氣量的影響進行了PLS1分析。由圖2 可知，綠原酸與香氣質和香氣量呈顯著正相關，莨菪亭、蕓香苷雖然與香氣質和香氣量呈正相關，但是無顯著性影響。因此，可認為綠原酸對提高香氣質和香氣量具有一定的效果，這種效果可能源于綠原酸在熱裂解時（燃燒期間溫度600 ℃以上）產生的一些揮發性物質對香氣質和香氣量的影響。

圖2 多酚類化合物對香氣質和香氣量的顯著性影響分析Figure2 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of aroma and aroma quantity

（2）多酚類化合物對刺激性、雜氣的貢獻分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對刺激性、雜氣的影響進行了PLS1分析。由圖3可知，綠原酸與刺激性和雜氣呈正相關，且對刺激性的影響達到顯著水平（P＜0．05）；莨菪亭與刺激性和雜氣呈正相關，蕓香苷與刺激性呈負相關、與雜氣呈正相關。結合感官評吸，可得到綠原酸含量越高、感官指標刺激性得分越高及卷煙刺激性越小的結論。說明綠原酸對降低卷煙抽吸的刺激性具有一定作用，可能是因為煙草在燃吸時，綠原酸產生酸性反應，能中和部分堿性，從而使吃味醇和、刺激性降低，這與綠原酸含量增加可提高香氣質和香氣量的結果是一致的。

（3）多酚類化合物對透發性、余味的貢獻分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對透發性、余味的影響進行了PLS1分析。由圖4可知，綠原酸與透發性和余味呈正相關，且對透發性的影響達到顯著水平；莨菪亭、蕓香苷與其呈正相關。說明綠原酸對增強卷煙抽吸的透發性也具有一定作用，這可能與煙草燃吸時，綠原酸熱裂解產生的一些具有較強揮發性的物質有關。

（4）多酚類化合物對柔細度、甜度的貢獻分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對柔細度、甜度的影響進行了PLS1分析。由圖5可知，以上3種多酚類化合物與柔細度和甜度呈正相關。說明綠原酸可能對卷煙抽吸的柔細度和甜度具有一定作用。

圖3 多酚類化合物對刺激性和雜氣的顯著性影響分析Figure3 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of offensive odor and irritation

圖4 多酚類化合物對透發性和余味的顯著性影響分析Figure4 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of inductivity and aftertaste

圖5 多酚類化合物對柔細度和甜度的顯著性影響分析Figure5 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of soft and sweetness

圖6 多酚類化合物對濃度和勁頭的顯著性影響分析Figure6 The significance analysis of polyphenol compounds on the abundance of aroma and strength

（5）多酚類化合物對煙氣濃度、勁頭的貢獻分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對煙氣濃度、勁頭的影響進行了PLS1分析。由圖6可知，以上3種多酚類化合物與煙氣濃度呈正相關。綠原酸、莨菪亭與勁頭呈負相關，蕓香苷與其呈正相關。說明多酚類化合物可能會對抽吸的煙氣濃度和勁頭產生一定影響。這種影響可能與卷煙抽吸時多酚類化合物的熱裂解有關。

3 結論

本研究對湖南省不同區縣、不同部位的煙葉原料（郴州B2F，郴州B3F，郴州C3F，隆回B2F，隆回C3F，邵陽B2F，邵陽C3F）進行了多酚類物質綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量檢測，采用PLSR 方法與感官評吸得分進行了相關性分析，結果表明，低次煙葉中多酚含量尤其是邵陽B2F中綠原酸含量較低，比優質煙葉低3‰左右；相關性分析發現，綠原酸與香氣質、香氣量、刺激性及透發性呈顯著正相關，說明提高煙草中綠原酸的含量，可以提高煙草的香氣質、香氣量及透發性，降低刺激性。而莨菪亭、蕓香苷對各個感官指標沒有產生顯著性影響，說明二者含量的高低對提高煙草品質的作用不大。

1 朱小茜，徐曉燕，黃義德，等．多酚類物質對煙草品質的影響［J］．安徽農業科學，2005，33（8）：1 910～1 911．

2 鐘慶輝．煙草芳香吃味化學指標的探索［J］．煙草科技，1981，4（41）：21～23．

3 周恒，許自成，趙會納，等．煙草多酚類物質的研究進展［J］．浙江農業科學，2009（5）：949～953．

4 徐曉燕，孫五三，王能如．煙草多酚類化合物的合成與煙葉品質的關系［J］．中國煙草科學，2003（1）：3～5．

5 張甜，董學暢，吳方評，等．固相萃取－高效液相色譜法測定煙草樣品中10種多酚［J］．分析化學，2005，33（3）：359～362．

6 Haiyan Wang，Mouming Zhao，Bao Yang，et al．Identification of polyphenols in tobacco leaf and their antioxidant and antimicrobial activities［J］．Food Chemistry，2008，107（4）：1 399～1 406．

7 Gang Xiang，Hongyan Yang，Liu Yang，et al．Multivariate statistical analysis of tobacco of different origin，grade and variety according to polyphenols and organic acids［J］．Microchemical Journal，2010，95（2）：198～206．

8 劉陽，尹啟生，宋紀真，等．不同品種烤煙多酚含量和組成的差異分析［J］．煙草科技，2007（8）：32～34．

9 龍章德，林順順，田兆福，等．基于電子鼻分析的原料煙葉鑒別分析［J］．食品與機械，2013，29（4）：35～39．