濃香型產區烤煙中性致香成分與生物堿組成及含量

王鵬澤，趙銘欽，劉鵬飛，付培培，周伏葉，王雪麗，李小勇

（河南農業大學煙草學院，鄭州 450002）

濃香型產區烤煙中性致香成分與生物堿組成及含量

王鵬澤，趙銘欽*，劉鵬飛，付培培，周伏葉，王雪麗，李小勇

（河南農業大學煙草學院，鄭州 450002）

為了明確濃香型產區煙葉中性致香成分和生物堿的特點，對濃香型 8 個產區的煙葉樣品的中性致香物質與生物堿的組成和含量進行了分析測定。結果表明，中性致香成分總量河南豫中南煙區最高，達 1107.93 μg/g，安徽皖南最低，僅為558.04 μg/g。類胡蘿卜素降解產物中的 β-大馬酮、β-二氫大馬酮，棕色化反應產物中的糠醛，芳香族氨基酸裂解產物中的苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇，西柏烷類降解產物中的茄酮、新植二烯的含量，較同類降解產物所占的比重較高。8個濃香型產區烤煙總生物堿和煙堿的變化幅度為 2.33%～3.71%和 2.05%～3.31%，平均值分別為 2.71%和 2.40%。所有濃香型產區降煙堿含量都比較低，且低于 5%。不同濃香型產區中性致香物質的含量差異顯著，8大濃香型產區烤煙煙堿含量都在優質烤煙的要求范圍內。

烤煙；中性致香成分；生物堿；濃香型

不同產區烤煙的香型存在著顯著差異[1-2]。濃香型產區煙葉作為中式卷煙的重要原料，具有香氣濃郁芬芳、煙氣醇厚豐滿和余味綿長舒適的品質特色[3-4]。烤煙風格和品質的形成與當地的生態條件、栽培措施、品種密切相關，且不同濃香型產區烤煙的風格特點和感官質量具有一定的差異[5-6]。煙草中致香物質的種類、含量及組成比例是決定煙葉香吃味形成的重要因素，也是卷煙產品風格的主要影響因子[7-9]。同時，煙草中的生物堿作為煙葉重要的化學成分，其組成和含量決定了煙草的品質特征，煙葉中主要的生物堿煙堿對煙葉及其煙制品的煙氣和口感特性具有顯著的影響[10-12]。因此，弄清 8 個濃香型產區烤煙中性致香成分和生物堿組成和含量的差異，對深入認識濃香型煙葉風格和品質特點具有重要意義。

關于不同產地烤煙煙葉香氣成分的差異雖有報道[13-15]，但關于不同濃香型產區香氣成分的差異卻鮮見系統報道，本研究收集了濃香型8個產區的煙葉樣品，對中性致香物質與生物堿的組成和含量進行了測定，旨在明確濃香型產區煙葉中性致香成分與生物堿特點，建立煙葉質量風格和中性致香成分與生物堿之間的聯系，為不同生態區濃香型煙葉的質量風格定位提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗樣品來自于 2012 年濃香型產地河南豫中南、湖南湘南、安徽皖南、山東膠東半島、江西贛中東、廣西桂東、陜西陜東南、廣東粵北共 72個取樣點的煙樣，所有樣品均為 C3F，每份樣品有明確標識（產地、品種、等級、年份）。

1.2 中性致香成分的測定

中性致香物質的提取采用文獻[16]的方法：水蒸氣蒸餾—二氯甲烷溶劑同時蒸餾萃取法，采用內標法定量，由 GC/MS 鑒定結果和 NIST02 庫檢索定性。

1.3 生物堿的測定

應用氣相色譜技術檢測4種生物堿成分：即煙樣在強堿性條件下溶解于含有內標物的萃取劑中，用氣相色譜法測定萃取液生物堿含量，計算出煙葉中的生物堿含量。準確稱取 200 mg 煙末置于 15 mL試管中，加入 10% NaOH 溶液 1.5 mL、甲基叔丁基醚 3 mL 再加入內標溶液 100 μL，旋緊旋蓋，充分振蕩 5 min 后，室溫放置過夜（24±2）h。取上層清液采用 Agilent-7890 氣象色譜儀進行生物堿的定量分析。

煙堿含量 m/%以煙堿占煙葉質量的百分比表示，煙堿轉化率/% = [降煙堿含量／(煙堿含量+降煙堿含量)]×100。

1.4 數據處理與分析

運用 SPSS 17.0 進行數據處理與分析。采用組內觀察值數目不等的單因素方差分析對不同產區間煙葉的各項指標進行差異分析。

2 結 果

2.1 濃香型產區烤煙中性致香成分組成

香味物質的分類方法有多種，如按化學官能團分類、按香味前體物分類。為便于分析，將中性致香成分按香味前體物進行分類。中性致香物質分為5大類：類胡蘿卜素降解產物、棕色化反應產物、芳香族氨基酸裂解產物、西柏烷類降解產物、新植二烯。

2.1.1 類胡蘿卜素降解產物 8 大濃香型產區烤煙類胡蘿卜素降解產物總量間差異顯著（表1），河南豫中南、江西贛中東烤煙的芳樟醇、β-大馬酮、巨豆三烯酮 1，巨豆三烯酮 2，巨豆三烯酮 3，巨豆三烯酮 4、β-二氫大馬酮等重要的香氣成分含量及總類胡蘿卜素降解成分含量相對較高。而山東膠東半島、陜西陜東南、廣東粵北烤煙的氧化異佛爾酮、香葉基丙酮、二氫獼猴桃內酯的含量低于其他濃香型產區，湖南湘南、安徽皖南、江西贛中東、廣西桂東烤煙的香氣成分含量適中。值得注意的是各產區烤煙類胡蘿卜素降解產物β-大馬酮、β-二氫大馬酮的香氣成分含量間差異顯著，且占胡蘿卜素降解產物的比重較大。

2.1.2 棕色化反應產物 湖南湘南產區烤煙棕化反應產物含量比較適中（表1），糠醛含量略低于河南豫中南、廣西桂東和江西贛中東，高于安徽皖南、廣東粵北、山東膠東半島和陜西陜東南，湖南湘南烤煙糠醇含量除略低于江西贛中東和廣西桂東外，均高于其他產區煙葉。2-乙酰呋喃、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、2-乙酰基吡咯各濃香型產區間差異不大。但棕色化反應產物總量和糠醛含量產區間差異顯著。

表1 濃香型產區烤煙中性致香成分含量 μg/gTable 1 Contents of neutral aroma components

2.1.3 芳香族氨基酸裂解產物 各濃香型產區烤煙的芳香族氨基酸裂解產物苯甲醇的含量遠高于苯甲醛、苯乙醛、苯乙醇，且差異顯著（表1）。廣西桂東煙葉的苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇的含量在 8大產區最高。芳香族氨基酸裂解產物總量廣西桂東烤煙與其他7個產區差異顯著，這可能是在感官評價中廣西烤煙區分其他濃香型產區烤煙的重要因素之一。

2.1.4 西柏烷類降解產物和新植二烯 河南豫中南產區茄酮的含量顯著高于其他濃香型產區，達到了 68.23 μg/g（表1）。茄酮含量不僅受降雨、光照等氣候條件的影響，同時也與栽培措施和土壤結構等因素有關。因此，不同產地烤煙茄酮含量的差異是多種因素共同作用的結果，其原因還值得進一步探索。由表1可知，河南豫中南產區烤煙中含有大量的新植二烯，遠高于其他濃香型產區。且8大濃香型產區葉片的新植二烯占中性致香物質總量的比例均最高。

2.1.5 各產區烤煙中性致香成分總體對比 對 5 種中性致香成分進行比較（表2）。可以看出，各濃香型產區烤煙類胡蘿卜素降解產物都較豐富，變異系數較小，芳香族氨基酸裂解產物和棕色化反應產物含量本身不高，變異系數在5類致香物質中最低，西柏烷類降解產物的變異系數最大為 0.48，腺毛頭是分泌致香物質西柏三烯醇類物質的唯一部位，由此可見，腺毛是影響各濃香型產區質量風格特色的重要因素之一，同時新植二烯的含量也有一定的差異。致香物質總量濃香型產區間差異顯著，達到 5%顯著水平。此可能與各地的生態環境和土壤結構有一定的關系。

表2 各類中性致香成分含量 μg/gTable 2 Neutral aroma component classification analysis

2.2 濃香型產區烤煙中生物堿組成

本研究應用氣相色譜共檢測了 4種生物堿成分，結果見表3，可以看出，煙堿的變化幅度為2.05%～3.31%，平均值為 2.40%。其中河南豫中南煙區的煙堿含量占的比重最大，為 3.31%，陜西陜東南煙區的煙堿含量占的比重最小，為 2.05%。新煙草堿和假木賊堿的變化幅度分別為 0.16%～0.25%和 0.015%～0.027%，對煙葉的感官質量影響不大。不同濃香型產區烤煙降煙堿含量都較低，且煙堿轉化率低于 5%。總生物堿的變化幅度為2.33%～3.71%，平均值為 2.71%，且河南豫中南、安徽皖南和江西贛中東總生物堿的含量存在差異。4 種生物堿中新煙草堿的變異系數最小，為 14%，降煙堿和假木賊堿的變異系數最大，為 20%。

表3 濃香型產區烤煙的生物堿含量 %Table 3 Alkaloid content of flue-cured tobacco in full flavor tobacco growing regions

3 討 論

棕色化反應產物的含量在各濃香型產區烤煙中存在顯著差異，棕色化反應過程對煙葉的顏色和香氣有重要影響[17-18]，這可能是各濃香型產區煙葉顏色和香氣有區別的因素之一。烤煙苯甲醇的含量在芳香族氨基酸裂解產物中占的比例最大，廣西桂東烤煙的芳香族氨基酸裂解產物的含量最大，其他產區烤煙的芳香族氨基酸裂解產物的含量適中，這可能是廣西烤煙在濃香型烤煙中表現正甜香香韻的原因，正甜香有類似玫瑰樣的甜味[4]。濃香型烤煙西柏烷類降解產物茄酮的含量僅次于新植二烯，且各類中性致香成分中西柏烷類降解產物的變異系數最大為 0.48，這與各濃香型產區烤煙表征物質的含量有關，煙葉的腺毛頭作為分泌西柏三烯二醇類物質的部位，在調制后大部分的西柏三烯二醇類物質降解成茄酮[19]。有研究表明[4]，西柏烷類萜、醇類物質是濃香型煙中濃香型物質的代表物質，腺毛密度與煙葉中西柏三烯二醇類物質的含量呈正相關，對特色煙葉風格和品質的形成有較大影響。濃香型產區烤煙的新植二烯的含量在各類香氣物質降解產物中所占的比例最大，新植二烯具有烤煙味，同時也可進一步降解產生其他香氣成分。

煙葉煙堿含量是煙葉內在質量和感官質量的重要影響因子[16]，一般認為優質烤煙的煙堿含量要求達到 1.5%～3.5%，隨著煙堿含量的提高，煙葉香氣量增加，但煙堿含量過高，則勁頭過大，刺激性增強。8大濃香型產區烤煙煙堿含量都在優質烤煙的要求范圍，且河南豫中南產區烤煙煙堿含量達到3.31%，顯著高于其他產區，這可能與當地施加充足氮素營養條件有關。史宏志等[16]研究發現，適當提高煙堿含量，有利于促進胡蘿卜素類香氣成分的形成，在充足氮素營養條件下，煙葉煙堿含量和類胡蘿卜素類香氣前體物含量均較高。

4 結 論

就總體而言，不同濃香型產區煙葉中性致香物質的含量和組成比例差異較為顯著，煙葉中各類致香物質指標含量對煙葉品質的形成有著重要影響。β-大馬酮、β-二氫大馬酮、巨豆三烯酮等重要的類胡蘿卜素降解產物在江西贛中東烤煙中的含量顯著高于其他濃香型產區的煙葉，廣西桂東煙葉的苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇的含量在8大產區最高，茄酮和新植二烯的含量河南豫中南產區較高，安徽皖南、河南豫中南和江西贛中東產區煙葉總生物堿的含量差異顯著，而其余產區差異不大。目前國內各卷煙品牌產品的風格特色主要依靠國內不同產地，等級煙葉配伍形成，因此具有不同風格特色煙葉的規模生產直接關系到中式卷煙核心原料的穩定供應。在今后的研究中，還需系統的探究中性致香成分和煙堿對濃香型煙葉風格和品質的作用，為濃香型煙葉香型細分打好理論基礎。

[1] 杜詠梅，張建平，王樹聲，等. 主導烤煙香型風格及感官質量差異的主要化學指標分析[J]. 中國煙草科學，2010，31（5）：7-12.

[2] 周昆，周清明，胡曉蘭. 烤煙香氣物質研究進展[J]. 中國煙草科學，2008，29（2）：58-61.

[3] 唐遠駒. 關于烤煙香型問題的探討[J]. 中國煙草科學，2011，32（3）：1-7.

[4] 史宏志，劉國順．煙草香味學[M]．北京：中國農業出版社．2011．

[5] 云菲，劉國順，史宏志. 光氮互作對煙草氣體交換和部分碳氮代謝酶活性及品質的影響[J]. 作物學報，2010，36（3）：508-516.

[6] Ohloff G. Recent developments in the field of naturally-occurring aroma components [M]. Springer Vienna, 1978.

[7] 趙銘欽，王瑩，李元實，等. 有機物質對烤煙中性香氣物質成分及評吸質量的影響[J]. 中國煙草科學，2008，29（5）：6-10.

[8] 趙曉丹，魯喜梅，史宏志，等. 不同煙草類型煙葉中性致香成分和生物堿含量差異[J]. 中國煙草科學，2012，33（2）：7-11.

[9] 王愛華，楊 斌，管志坤，等. 烤煙烘烤與煙葉香吃味關系研究進展[J]. 中國煙草學報，2010，16（4）：92-97.

[10] 牛莉莉，黃五星，邵惠芳，等. 不同香型烤煙揮發堿含量與品質指標的關系分析[J]. 中國煙草學報，2013，19（5）：16-21.

[11] 劉彩云，劉洪祥，常志隆，等. 煙草香氣品質研究進展[J]. 中國煙草科學，2010，31（6）：75-78.

[12] 周齊志. 煙草煙堿含量研究進展[J]. 安徽農業科學，2008，36（6）：2359-2361.

[13] 劉國順，王可，劉靜靜，等. 不同產地烤煙中性致香物質對比分析[J]. 江西農業學報，2010，22（2）：26-29.

[14] 王能如，李章海，王東勝，等. 我國烤煙主體香味成分研究初報[J]. 中國煙草科學，2009，30（3）：1-6.

[15] 劉字，顏合洪. 煙草致香物質的研究進展[J]. 作物研究，2006，20（5）：470-474.

[16] 史宏志，邸慧慧，趙曉丹，等. 豫中烤煙煙堿和總氮含量與中性香氣成分含量的關系[J]. 作物學報，2009，35（7）：1299-1305.

[17] 姚忠達，吳克松，周初躍，等. 不同烘烤方法對煙葉質量及香味成分的影響[J]. 中國煙草科學，2010，31（6）：68-71.

[18] 王松峰，王愛華，畢慶文，等. 烘烤過程中濕度條件對烤煙生理指標及烤后質量的影響[J]. 中國煙草科學，2008，29（5）：52-56.

[19] 韓錦峰，張志勇，劉華山，等. 煙草腺毛及其分泌物西柏三烯醇類物質的研究進展[J]. 中國煙草學報，2013，（5）：118-124.

Composition and Contents of Neutral Aroma Components and Alkaloids in Flue-Cured Tobacco from Full Flavor Tobacco Growing Regions

WANG Pengze, ZHAO Mingqin*, LIU Pengfei, FU Peipei, ZHOU Fuye, WANG Xueli, LI Xiaoyong
（College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China）

In order to understand the characteristics of composition and contents of neutral aroma components and alkaloids in flue-cured tobacco from full flavor tobacco growing regions, Tobacco leaf samples from eight full-flavor tobacco growing regions were taken and determined. The results showed that total content of neutral aroma components was the highest (1107.93 μg/g) in central and south of Henan Province, the lowest ( 558.04 μg/g) in south of Anhui. The contents of β-damascone and β-Dihydro damascone degraded by carotene, furfural of brown reaction products, benzyl alcohol, phenyl acetaldehyde, phenyl ethyl alcohol of aromatic amino acid cleavage products, and solanone and neophytadiene of alkane degradation cypress products were all higher than similar products. There was significant difference among regions, reflecting the style characteristic of flue-cured tobacco from full flavor tobacco growing regions. Alkaloids content ranged from 2.33% to 3.71%, with a mean of 2.71%. Nicotine content ranged from 2.05% to 3.31%, with a mean of 2.40%. Nornicotine contents of full-flavor tobacco growing regions were all lower and less than 5%. The content of neutral aroma components existed significant difference among regions. Alkaloids of flue-cured tobacco in 8 full-flavor growing regions all fall in the range of good quality flue-cured tobacco range.

flue-cured tobacco; neutral aroma component; alkaloids; strong flavor type

S572

1007-5119（2014）05-0098-05

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.05.019

中國煙草總公司重大專項“濃香型特色優質煙葉開發”（110201101001 TS-01）；上海煙草集團有限公司項目“濃香型特色優質煙葉風格定位研究及樣品檢測”（szbcw201201150）；浙江中煙工業公司項目“濃香型特色優質煙葉煙氣檢測”（ZJZY201205）

王鵬澤，碩士研究生，研究方向為煙草化學與煙草質量評價。E-mail：15249690519@163.com。*通信作者，E-mail：zhaomingqin@126.com

2014-03-14