國內外主產煙區烤煙化學成分分析

李 勇，逄 濤，師君麗，沐 雪，孔光輝

（云南省煙草農業科學研究院，云南 玉溪 653100）

煙葉化學成分是煙葉質量和香型風格特征的重要物質基礎[1-3]。不同產地、生態環境下生產的烤煙質量相差較大。人們普遍認為津巴布韋、美國、巴西等國生產的烤煙品質比國內的高[4-6]。品質優良的烤煙產品往往具有較好的化學協調性，而不僅僅是個別化學指標含量的高低。因此，全面分析國內外不同產地烤煙之間的化學成分差異，有利于更加科學地理解國內外不同產地烤煙之間的品質差異。

近年來，對國內外不同產地之間烤煙化學成分差異已經開展了大量的研究[3,7-10]，但主要是針對特定產區或特定化學成分，很難將這些結果結合起來，對國內外不同產區的所有化學指標進行整體了解。基于此，本研究以國內煙葉生產實際為基礎，以巴西、津巴布韋、美國等優質烤煙為目標，全面對比國內外不同產地的煙葉化學指標的差異，為提高國內煙葉質量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

烤煙樣品來自云南85個、貴州82個、湖南64個、津巴布韋27個、贊比亞6個、美國12個、巴西18個。所選烤煙樣品均為中部葉。

1.2 測定項目與方法

煙葉主要化學成分按煙草行業標準進行檢測：YC/T 159—2002（總糖、還原糖）、YC/T 161—2002（總氮）、YC/T160—2002（總植物堿）、YC/T162—2002（氯）、YC/T 216—2007（淀粉）、GB/T 10467—1989（揮發酸）、YC/T 35—1996（揮發堿）、YC/T274—2008（鉀、鈣、鎂）、GB/T 8313—2008（多酚總量）、YC/T 176—2003（石油醚提取物）、YC/T382—2010（色素）、YC/T202—2006（多酚分量）、YC/T288—2009（有機酸），揮發性香氣成分（包括類胡蘿卜素降解產物、非酶棕色反應產物、苯丙氨酸降解產物、西柏烷降解產物等）采用氣相色譜分析[11]。

1.3 統計分析

所涉及的不同產地烤煙的多元統計數據分析采用SIMCA-P DEMO進行。t-檢驗、方差分析等單變量分析采用SPSS 18進行。

2 結 果

2.1 國內主要產區烤煙化學成分差異

對國內主要產區烤煙進行了偏最小二乘判別分析建模（PLS-DA），結果見圖1。可以看出，不同產區烤煙樣品分布于 PLS-DA得分圖的不同區域，說明不同產地烤煙之間的化學成分存在統計學差異。對本實驗所測定的常規和香氣化學成分進行方差分析，結果發現，有 56個化學成分的含量在不同產區之間存在顯著差異（P＜ 0.05）。其中湖南產區含量較高的化學成分有β-大馬酮、β-二氫大馬酮、氧化異佛爾酮等 29種；貴州產區含量較高的有蘋果酸、苯甲醛等4種；云南產區含量較高的有總糖、還原糖、綠原酸等23種。芳樟醇、3,4-二甲基-2,5-二氫呋喃、淀粉、5-甲基糠醇、2,3-二氫苯并呋喃、亞油酸、2,3-戊二酮、面包酮等化學指標在不同產區之間不存在顯著性差異。不同產區間化學成分的具體差異見表1。

2.2 國外不同產區烤煙化學成分差異

對所獲得的國外烤煙樣品的常規和香氣化學指標進行多變量PLS-DA和單變量方差分析，結果顯示，津巴布韋和贊比亞烤煙在PLS-DA得分圖上重疊分布，說明兩者的化學組成比較類似，而美國、巴西、津巴布韋烤煙分布于得分圖的不同區域，說明這些產地烤煙的化學組成具有較大的化學差異（圖2）。因此，將津巴布韋和贊比亞列為一類，將美國、巴西分布列為另外兩類進行方差分析。結果見表1。可以看出，有56個差異性化合物。其中，巴西產烤煙中含量較高的化學成分有總糖、總植物堿、苯甲醇、芳樟醇、新植二烯等 20種化合物。津巴布韋和贊比亞含量較高的有寸拜醇、多酚、檸檬酸等 23種化合物。美國含量較高的化合物有氧化異佛爾酮、氯、金合歡基丙酮A等13種化合物。而揮發酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、2,3-二氫苯并呋喃、2-乙酰吡啶、茄酮、兩糖差、己醛、亞油酸、5-甲基糠醇、丁二酸、草酸、2-乙酰基吡咯、3-甲基-2-丁烯醛、二氫獼猴桃內酯、蛋白質、5,6-環氧-β-紫羅蘭酮等化合物在國外烤煙不同產地間的含量分布沒有顯著性差異。

圖1 國內不同產區烤煙樣品的PLS-DA得分Fig.1 PLS-DA score of tobacco samples from different planting zones in China.

圖2 國外不同產地烤煙樣品的PLS-DA得分Fig.2 PLS-DA score of tobacco samples from different planting zones overseas.

表1 不同產區烤煙樣品化合物差異Table 1 Difference in chemical components of leaf samples from different planting zones

2.3 國內外烤煙化學成分差異

對國內外烤煙樣品進行常規化學組分和香氣組分的檢測和統計分析，結果發現國內外烤煙分布于PLS-DA得分圖的不同區域，說明國內外烤煙的化學組成之間存在統計學差異（圖3）。

圖3 國內外不同產地烤煙樣品的PLS-DA得分Fig.3 PLS-DA score of tobacco samples from China and overseas.

對這些組分進行國內外烤煙之間的t檢驗，結果發現，在常規化學指標中，國內烤煙的總氮、多酚、氯、鉀、揮發酸、揮發堿、總植物堿、石油醚提取物、兩糖差等指標值顯著低于國外烤煙，而蛋白質、總糖、還原糖、糖堿比、氮堿比則顯著高于國外烤煙。在類胡蘿卜素和有機酸等指標中，國內烤煙的檸檬酸、丁二酸、十四酸等指標顯著低于國外烤煙，而棕櫚酸、蘋果酸、β-胡蘿卜素、葉黃素等指標則顯著高于國外烤煙。在香氣組分中，國內烤煙的茄那士酮、3-羥基茄那士酮、苯乙醇、巨豆三烯酮、苯甲醇、茄酮、香葉基丙酮、糠醇、β-二氫大馬酮、芳樟醇等指標值均顯著低于國外烤煙，只有新植二烯值顯著高于國外烤煙。化合物具體含量差異見表2。

表2 國內外烤煙化合物差異Table 2 Difference of chemical components for samples from China and overseas

3 討 論

從國內不同產地烤煙的差異化合物的分布情況可知，湖南、云南兩地烤煙的化學差異較為明顯，貴州烤煙化學成分含量分布處于湖南、云南兩地之間。由于湖南、貴州、云南三地烤煙大致可以分為濃香型、中間香型和清香型，三地烤煙之間的化學差異也一定程度上體現了不同香型烤煙的化學差異。從海拔分布看，湖南、貴州、云南三地海拔依次升高，三地之間烤煙化學組成的差異可能來自于海拔改變引起的光照、平均氣溫、晝夜溫差等環境因素的變化。從國外不同產地差異化合物的分布情況可知，津巴布韋和巴西之間的烤煙化學成分含量差異較為明顯，美國烤煙化學成分含量分布處于津巴布韋和巴西之間。從國內外烤煙的化學差異來看，由于巨豆三烯酮等香氣成分來自葉黃素的色素類化合物的降解，國內烤煙的色素含量顯著高于國外烤煙，而巨豆三烯酮等化合物顯著低于國外烤煙，可能與國內烤煙色素類化合物降解不充分有關。

4 結 論

通過對國內外烤煙化學成分進行全面分析和比較，明確了國內不同產區烤煙、國內外烤煙的化學成分差異，探討了國內不同產地烤煙之間化學差異的可能原因，以及國內烤煙色素含量偏高，而巨豆三烯酮等香氣含量偏低的原因，為提高國內烤煙品質、指導工業企業進行烤煙原料配方選擇等方面提供了化學參考。

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