環神農架地區煙葉質量風格特征及香味物質研究

覃光炯，饒雄飛，楊艷華, 吳哲寬, 蘭明蓉，余 振

(湖北省煙草科學研究院，湖北武漢 430030)

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環神農架地區煙葉質量風格特征及香味物質研究

覃光炯，饒雄飛，楊艷華, 吳哲寬, 蘭明蓉，余 振

(湖北省煙草科學研究院，湖北武漢 430030)

摘要[目的]闡明環神農架地區煙葉質量風格特征與地理位置、香味物質之間的關系。[方法]在環神農架地區不同海拔高度煙區取煙樣，采用氣質聯用法對煙葉樣品頂空香氣成分檢測，并與地理位置、煙葉質量風格特征關系進行研究。[結果] 環神農架周邊地區煙葉風格特征與地理位置密切相關，位于神農架以北的十堰市各縣可歸于一類，位于神農架東南面的保康、興山縣也可歸于一類。這2個大區域煙葉頂空香氣成分分析表明，保康、興山煙葉酸類物質含量明顯高于環神農架北部各縣煙葉，醛類物質含量則明顯低于環神農架北部各縣，酮類和醇類物質含量無明顯差異。[結論]研究可為闡明環神農架地區煙葉的質量風格特征提供物質基礎及參考依據。

關鍵詞環神農架；香味物質；煙葉質量風格特征

環神農架地區煙葉以其“清香淡雅”的獨特風格特征，已成為“黃鶴樓”等高檔品牌卷煙的重要原料[1]。在2008“金神農”煙葉(品牌)發展方向暨風格特色論證會[2]上，與會專家一致認為：環神農架地區煙葉香氣清甜飄逸，透發性好，煙氣醇和細膩、綿長，飽滿成團，勁頭適中，余味純凈舒適，有一定的留香和回甜感，各項指標均衡，適應范圍廣，配伍性強，工業可用性好。研究表明，環神農架地區煙葉質量風格特征可進一步區分為2個亞類。為了進一步揭示環神農架地區煙葉具有獨特風格特征的物質基礎，挖掘出煙葉香氣成分感官評價指標之間的關系，筆者對環神農架地區不同海拔煙葉的頂空香氣成分進行了測定[3]，并結合煙葉感官評價指標進行了相關性分析[4-5]，以期為闡明環神農架地區煙葉的質量風格特征提供物質基礎及依據。

1材料與方法

1.1供試樣品及取樣地點和方法 在湖北環神農架地區的保康、房縣、興山、秭歸、南漳、鄖西、竹山、竹溪8個縣，每縣選擇海拔在800、1 000、1 200 m地塊進行煙葉規范化生產，并分別取等級為B2F、C3F的煙葉樣品，分別進行質量風格特征評價和煙葉頂空香味物質成分及含量檢測。

1.2煙葉質量風格特征評價感官質量鑒定評價指標細分為質量特征指標和風格特征指標，質量特征指標為：香氣質、香氣量、刺激性、余味、雜氣、燃燒性、灰色；風格特征指標為：濃度、勁頭、成團性、細膩程度、回甜感、干燥感，由湖北中煙技術中心進行感官質量評價[6]。

1.3煙葉頂空香味物質成分及含量檢測采用安捷倫G1888A頂空進樣器，與安捷倫7890A-5975C氣質聯用儀進行測定，有標樣物質通過色譜保留時間和NIST譜庫檢索定性，外標法進行定量，無標樣物質通過NIST譜庫檢索進行定性，設定其與內標苯乙酸乙酯相對響應因子為1進行定量。通過對頂空進樣條件和氣質聯用測定條件的摸索，最佳測定條件為：取0.4 g煙葉樣品置于20 ml頂空瓶中，100 ℃加熱1 h后，取 1 ml頂空氣體注入氣相色譜儀的進樣口。氣質聯用的測定方法為：載氣He，流速1 ml/min，分流比1∶1，升溫程序為40 ℃保持3 min后，以4 ℃/min升溫至200 ℃保持3 min。質譜：離子源230 ℃，四級桿150 ℃，電離電壓70 eV，采用全離子掃描模式，離子質量數范圍35～300 amu。傳輸線溫度230 ℃。

2 結果與分析

2.1煙葉頂空香味物質成分圖1分別為26種標樣化合物和煙葉樣品的總離子流圖。圖1表明，各種香味物質保留時間與標樣化合物一致，通過NIST譜庫檢索進行進一步定性確認，共能分離和鑒定煙葉頂空氣體中30種香味物質成分，分別為：乙酸、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、羥丙酮、1-戊烯-3-醇、1-戊烯-3-酮、2,3-戊二酮、戊醛、3-羥基-2-丁酮、己醛、面包酮、糠醛、糠醇、環戊烯二酮、2-乙酰基呋喃、γ-丁內酯、5-甲基糠醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲醇、苯乙醛、2-乙酰基吡咯、苯乙醇、氧化異佛爾酮、臧紅花醛、茄酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮、新植二烯。將上述物質按照化學官能團的不同，分為四大類，分別為酸類、酮類、醛類和醇類，并將不同種類香味物質含量合并計算。

圖1　標樣化合物總離子流(左)及煙葉樣品總離子流(右)

2.2煙葉頂空香味物質含量與海拔高度的關系 環神農架不同地區不同海拔煙葉香味物質含量見表1。對于保康縣B2F煙葉，感官評價結果為：海拔800 m樣品香氣量、透發性、刺激性方面表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣量、煙氣濃度上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣量、雜氣和刺激性上表現稍差一些。綜合排序：海拔800 m樣品>海拔1 000 m樣品>海拔1 200 m樣品。香味物質含量分析表明：隨著海拔高度增加，B2F等級煙葉醛類物質含量先下降后上升，酮類物質含量增加，酸類和醇類物質含量明顯增加(圖2)。相關性分析表明，煙氣刺激性與煙葉中醛類物質含量呈正相關。保康縣海拔1 200 m煙葉雜氣和刺激性表現較差，可能與其醛類物質含量較高有關，尤其是3-甲基丁醛和2-甲基丁醛含量明顯高于海拔800 m和海拔1 000 m煙葉樣品。

對于保康縣C3F等級煙葉，酸類香味物質含量隨海拔升高也呈現上升趨勢，但海拔1 000 m樣品僅比海拔800 m稍高，酮類和醇類香味物質均隨海拔高度增加而上升，醛類香味物質為海拔1 000 m樣品最低(圖2)。感官評價結果為：海拔800 m樣品勁頭適中，余味舒適性上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣量、刺激性和余味上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣量、濃度上表現較好，但余味上表現稍差一些。綜合排序為：海拔1 000 m樣品>海拔1 200 m樣品>海拔800 m樣品。

對于保康縣煙葉，評吸結果表明，上部葉海拔800 m最佳，而中部葉為海拔1 000 m最佳。香味物質分析結果表明，除了醛類物質含量差異較大以外，其他3類香味物質含量均較接近。表明煙葉中各類香味物質含量處于某一范圍時，評吸結果最佳。

房縣B2F煙葉感官評價結果為(圖3)：海拔800 m樣品香氣量和雜氣上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、香氣量和雜氣上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣量、雜氣和余味上表現稍差一些。綜合排序：海拔1 000 m樣品>海拔800 m樣品>海拔1 200 m樣品。房縣煙葉海拔1 000 m樣品綜合評價為最好，可能與該海拔煙葉酸類香味物質高于其他海拔樣品，醛類物質含量較低有關。另外，海拔1 000 m煙葉樣品香味物質總量明顯高于其他2個海拔，因此海拔1 000 m樣品在香氣量方面表現較好。

表1　 環神農架各縣不同海拔煙葉香味物質總量　μg/g

圖2　 保康B2F(左)和C3F(右)煙葉香味物質含量隨海拔變化

圖3　 房縣B2F(左)和C3F(右)煙葉香味物質含量隨海拔變化

房縣C3F煙葉樣品中，酸類香味物質含量海拔1 200 m樣品明顯高于其他2個海拔樣品，感官評價結果為海拔800 m樣品香氣質、刺激性和余味上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、香氣量和濃度上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣質、雜氣、刺激性上表現稍差一些。綜合排序：海拔1 000 m樣品≥海拔800 m樣品>海拔1 200 m樣品。

對于房縣煙葉樣品，無論是中部葉還是上部葉，均為海拔1 000 m樣品感官評價結果最佳。綜合圖2和圖3結果，表明煙葉中酸類香味物質含量處于40～60 μg/g時，煙葉感官評價結果最佳，過高和過低均會對感官評價結果不利。

秭歸B2F和C3F煙葉感官評價結果均為(圖4)：800 m樣品香氣量、雜氣和刺激性上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現稍差一些。綜合排序：海拔1 000 m樣品>海拔800 m樣品>海拔1 200 m樣品。

圖4　 秭歸縣B2F(左)和C3F(右)煙葉香味物質含量隨海拔變化

對于秭歸縣不同部位煙葉樣品，雖然4種香味物質含量隨海拔變化規律不一致，當海拔從800 m升至1 000 m時，B2F煙葉酸類物質、酮類物質和醇類物質含量呈下降趨勢，而C3F煙葉呈上升趨勢。但圖4顯示，感官質量評價最好的海拔1 000 m樣品，B2F和C3F煙葉4種香味物質含量所處區域大致相同。

興山C3F煙葉感官評價結果為(圖5)：海拔800 m樣品香氣質、煙氣濃度和雜氣上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、雜氣和刺激性上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣質、雜氣、刺激性上表現稍差一些。綜合排序：海拔800 m樣品>海拔1 000 m樣品>海拔1 200 m樣品。興山縣海拔800 m C3F煙葉酸類香味物質含量為46.45 μg/g。

鄖西C3F煙葉感官評價結果為(圖5)：海拔800 m樣品香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣和余味上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣和余味上表現稍差一些。綜合排序：海拔1 000 m樣品≥海拔800 m樣品>海拔1 200 m樣品。

圖5　 興山縣(左)和鄖西縣(右)C3F煙葉香味物質含量隨海拔變化

圖6　 竹山縣(左)和竹溪縣(右)C3F煙葉香味物質含量隨海拔變化

竹山C3F煙葉感官評價結果為(圖6)：海拔800 m樣品香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣和刺激性上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣和刺激性上表現稍差一些。綜合排序：海拔800 m樣品>海拔1 000 m樣品>海拔1 200 m樣品。

竹溪C3F煙葉感官評價結果為(圖6)：海拔800 m樣品香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現較好；海拔1 000 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現較好；海拔1 200 m樣品在香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味上表現稍差一些，且香氣飄逸感降低，煙氣細膩感降低。綜合排序：海拔1 000 m樣品≥海拔800 m樣品>海拔1 200 m樣品。

以上4個縣中興山和竹山海拔800 m煙葉樣品的感官評吸結果最佳，而鄖西和竹溪則海拔1 000 m樣品評吸結果最佳，但煙葉樣品香味物質隨海拔含量變化規律卻不盡相同，隨著海拔的升高，竹山煙葉酸類物質含量先升高后降低，興山縣則是先降低后升高。鄖西不同海拔煙葉各類香味物質含量均相近。興山縣和鄖西縣煙葉酮類物質含量隨海拔升高而增加，醇類物質呈現相反變化。竹山縣4種香味物質含量均呈現隨海拔高度增加先上升后下降的趨勢。

綜上所述，環神農架地區不同縣煙葉隨海拔高度升高，煙葉中香味物質含量呈現出不同變化，不同海拔各縣煙葉評吸結果也不一致。環神農架地區中部煙葉感官質量聚類分析結果表明，保康海拔為800～1 000 m，房縣海拔為1 000 m煙葉感官評吸質量最佳，與該區域煙葉酸類物質含量適中，酮類和醇類物質含量較高，醛類物質含量低有關。而保康海拔為1 200 m煙葉感官評吸質量一般，可能是由于酸類物質含量太高有關。為了進一步弄清4種香味物質與感官評價結果之間的關系，需對香味物質含量與感官評價結果進行相關性分析。

2.3 煙葉頂空香味物質成分與感官質量的相關性分析在感官評價指標中，分別設香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性、余味7項指標，分別賦予滿分10分分值，根據感官評價結果，與對應樣品中4類香味物質含量總量進行相關性分析。由Origin數據處理軟件進行相關性分析和差異性顯著檢驗，根據相關系數的正負大小判斷各類香味物質含量對煙葉感官評價指標的影響性質和影響程度(表2)。

表2　 環神農架地區煙葉香味物質含量與感官評價指標相關性

注：相關系數臨界值：α=0.05,r=0.422 7;α=0.01,r=0.536 8；**為相關性極為顯著，*為相關性顯著，b為相關性不顯著。

煙葉頂空香氣成分中，酸類物質含量與香氣質、香氣量和余味呈極顯著正相關，與濃度、雜氣和刺激性呈正相關，與勁頭呈負相關，但相關性不顯著。酮類物質除了與濃度呈負相關外，與其他感官指標均呈正相關，但相關性不顯著。有文獻報道，酮類物質對烤煙香味貢獻巨大，特別是巨豆三烯酮、大馬酮和茄酮等香味物質，但在該研究中，由于筆者采用靜態頂空方法測定頂空香氣成分，上述3種酮類化合物由于蒸汽壓較小，不易揮發，因而測定含量均較小或低于檢測限，因此回歸分析中顯示酮類物質與感官評價指標相關性均不顯著。醛類物質與香氣量、濃度和余味呈現負相關，與雜氣、刺激性、勁頭呈正相關。醇類物質與香氣質和香氣量呈極顯著正相關，與勁頭和刺激性呈負相關，與濃度、雜氣和余味呈正相關，但相關性不顯著。

環神農架地區中部煙葉感官質量聚類分析結果表明，保康海拔800～1 000 m，房縣海拔1 000 m煙葉感官評吸質量最佳，與該區域煙葉酸類和醇類物質含量相對較高，其他2類物質含量適中有關。

3 結論

對環神農架地區煙葉質量風格特征進行跟蹤，表明環神農架周邊地區特色烤煙風格特征主要與其在神農架周邊的地理位置密切相關。位于神農架以北的十堰市各縣基本歸于一類，位于神農架東南面的保康、興山縣也基本歸于一類。神農架以北區域煙葉香氣特性側重于飄逸、綿長，煙氣特性側重于甜潤、細膩；神農架東南區域香氣則側重于飄逸、透發、豐滿，煙氣側重于流暢、細膩。通過神農架北部各縣以及神農架東南面保康、興縣2個縣煙葉主要致香物質含量比較，發現保康和興山煙葉中酸類物質含量明顯高于神農架北部區域各縣，保康、興山縣煙葉酸類物質含量平均值為60.63 μg/g，神農架以北區域各縣市酸類物質含量平均值僅為41.18 μg/g。統計分析表明，這2個區域煙葉酸類物質含量差異極其顯著，感官評吸結果表明，保康和興山煙葉透發性好，可能與該區域煙葉酸類物質含量高有關。保康和興山煙葉醛類物質含量明顯低于神農架北部各縣市煙葉，酮類物質和醇類物質總量無明顯差異，但與外省市煙葉相比，整個環神農架區域煙葉醇類物質明顯高于河南濃香型煙葉，但酮類物質總量略低于云南的清香型煙葉，這可能賦予該區域煙葉甜潤、細膩的風格特征。秭歸縣雖然處于神農架南邊，但其煙葉質量風格特征更接近于神農架北邊各縣，秭歸縣煙葉致香物質含量分析結果表明，該縣煙葉酸類物質含量為35.78 μg/g，與環神農架北部地區相近。統計分析表明，秭歸縣煙葉醛類、醇類物質總量與神農架北部各縣煙葉平均含量無明顯差異，酮類物質含量比神農架北部各縣略低，導致其煙氣細膩程度下降。

參考文獻

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Study on the Quality and Aroma Components of Tobacco Leaves in Shennongjia Region

QIN Guang-jiong, RAO Xiong-fei, YANG Yan-hua et al (Tobacco Research Institute of Hubei Province, Wuhan, Hubei 430030)

Abstract[Objective] To clarify the relationship between the quality of tobacco leaves in Shennongjia region and the geographical position and aroma substances. [Method] Test the headspace aromas of tobacco samples from different altitudes in the Shennongjia area by GC-MS, study the relationship between the characteristics of the sample and the location and quality of tobacco. [Result] Tobacco style characteristics and geographical location is closely related in surrounding area of Shennongjia. Those counties of Shiyan City located in north of Shennongjia can be attributed to a class, Baokang, Xingshan County in southeast of Shennongjia can also be attributed to a class. The two regional tobacco headspace aroma components analysis showed that: Baokang, Xingshan tobacco folic acid content was significantly higher than that in the Shennongjia northern counties of tobacco leaf, the content of aldehydes was significantly lower than that in the Shennongjia northern counties, ketones and alcohols content without significant difference. [Conclusion] The study can provide material foundation and reference basis for elaborating tobacco leaves quality and style in Shennongjia area.

Key wordsAreas surrounding Shennongjia; Aromas; Tobacco quality and style

收稿日期2015-11-20

作者簡介覃光炯(1983-)，男，湖北宜昌人，工程師，碩士，從事煙草化學分析研究。

基金項目湖北省煙草專賣局(公司)重點科研項目(027Y2011-052)。

中圖分類號S 572

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)36-126-05