曬紅煙重要致香物質(zhì)與其感官質(zhì)量的相關(guān)性研究

劉善民，王允白，包 艷，馮俊喜，鐘 青，曹建敏，石 翔，岳 珩

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081；3.中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所，青島 266101；4.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250014）

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曬紅煙重要致香物質(zhì)與其感官質(zhì)量的相關(guān)性研究

劉善民1，2，王允白1*，包 艷3，馮俊喜4，鐘 青4，曹建敏1，石 翔1，2，岳 珩1，2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081；3.中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所，青島 266101；4.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250014）

摘 要：為研究曬紅煙中致香物質(zhì)含量與感官評(píng)吸質(zhì)量的相關(guān)關(guān)系，采用簡(jiǎn)單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析對(duì)我國(guó)四川、吉林、江西、湖南、貴州、浙江、山東和黑龍江8個(gè)產(chǎn)區(qū)曬紅煙煙葉中重要致香物質(zhì)與感官評(píng)吸指標(biāo)香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性和總得分的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，與感官評(píng)吸質(zhì)量關(guān)系較密切的致香物質(zhì)有22種，其中β-大馬酮、3-羥基-二氫大馬酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、異戊醇、糠醛、2-乙酰基呋喃、2-正戊基呋喃、2-甲基四氫呋喃-3-酮、5-甲基糠醛、茄酮、藏紅花醛、吲哚、γ-丁內(nèi)酯、吡咯、降茄二酮和1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量有正面效應(yīng)，異佛爾酮、苯甲醛、苯乙醛、葉綠醇-2、3-乙酰吡啶、2-甲基-2-庚烯-6-酮和2-乙基吡啶對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量有負(fù)面效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：曬紅煙；致香物質(zhì)；感官質(zhì)量；相關(guān)分析

曬紅煙含糖分和焦油低，煙堿高，香氣質(zhì)好，吃味豐滿，可作為雪茄芯葉、束葉使用，也可以作為混合型卷煙的原料而應(yīng)用到卷煙之中，在卷煙葉組配方中用來(lái)調(diào)節(jié)香吃味和勁頭，具有廣闊的發(fā)展前途［1］。而煙葉感官質(zhì)量及安全性是決定煙草使用價(jià)值的關(guān)鍵，也是影響煙草制品優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)。致香物質(zhì)是煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要組成部分，是衡量其品質(zhì)和可用性的重要因素。盡管煙葉中大多數(shù)致香物質(zhì)含量很少，但對(duì)煙葉的香味卻有十分重要的影響［2］，進(jìn)而對(duì)煙葉的評(píng)吸質(zhì)量產(chǎn)生影響［3-5］。研究煙葉中各類致香物質(zhì)含量與感官評(píng)吸指標(biāo)之間的關(guān)系，有利于我們從煙葉致香物質(zhì)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)影響卷煙感官評(píng)吸質(zhì)量的因素，從而改進(jìn)和提高卷煙配方的精準(zhǔn)性［6］。對(duì)于煙草中致香物質(zhì)與感官評(píng)吸質(zhì)量之間的關(guān)系已有較多研究［3-8］，但多涉及烤煙方面，對(duì)曬紅煙則鮮有報(bào)道。本文對(duì)我國(guó)曬紅煙主產(chǎn)區(qū)63份曬紅煙煙葉樣品進(jìn)行致香成分分析及感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，探索曬紅煙煙葉致香成分與感官評(píng)吸質(zhì)量之間的關(guān)系。

1　材料與方法

1.1 材料

2012年在四川（10）、吉林（9）、江西（6）、湖南（8）、貴州（10）、浙江（6）、山東（10）和黑龍江（4）8個(gè)曬紅煙產(chǎn)區(qū)共采集代表性地方曬紅煙中部煙葉樣品63份。

1.2 方法

1.2.1 致香物質(zhì)檢測(cè) 稱取25.00 g樣品于1000 mL的圓底燒瓶中，加入20.0g NaCl，加入一定量乙酸苯乙酯內(nèi)標(biāo)，400 mL去離子水，混合均勻后，將圓底燒瓶接到同時(shí)蒸餾萃取裝置的一端，在另一端，接一個(gè)盛有40 mL二氯甲烷的平底小燒瓶，將小燒瓶端置于60 ℃水浴中加熱，大燒瓶端放到電熱套中加熱，同時(shí)蒸餾萃取3 h后，經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥，氮吹至10 mL，過(guò)有機(jī)相濾膜，進(jìn)氣質(zhì)分析。

1.2.2 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所評(píng)吸委員會(huì)組織7名以上具有煙草感官評(píng)吸資質(zhì)的專家，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《YC/T 138—1998》進(jìn)行感官評(píng)吸鑒定。感官評(píng)吸指標(biāo)有香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、余味、刺激性和總得分。按百分制進(jìn)行權(quán)重打分，指標(biāo)評(píng)價(jià)分值高，表明質(zhì)量好。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 運(yùn)用Excel 2013、DPS 7.05對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析方法包括致香物質(zhì)因子分析、致香物質(zhì)與感官評(píng)吸指標(biāo)間的簡(jiǎn)單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析。

2　結(jié)果

本研究共檢測(cè)致香物質(zhì)65種，按照其前體物質(zhì)的不同，分為類胡蘿卜素降解產(chǎn)物類、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物類、芳香族氨基酸降解產(chǎn)物類、類西柏烷類降解產(chǎn)物類、葉綠素降解產(chǎn)物類、其他類6類。

2.1 煙葉致香物質(zhì)因子分析

因子分析是尋找對(duì)觀察結(jié)果起支配作用的潛在因子的探索性統(tǒng)計(jì)分析方法，利用主要因子描述數(shù)據(jù)集內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)際起到數(shù)據(jù)降維的作用［9］。從致香物質(zhì)因子分析（表1）可以看出，前12個(gè)因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到88.34%，且特征值均大于1，因此選取前12個(gè)主因子進(jìn)行分析，這12個(gè)因子所包含的信息占總體信息量的88.34%。相應(yīng)得到因子載荷矩陣，根據(jù)變量在12個(gè)因子上的負(fù)荷，篩選出47種致香物質(zhì)成分（表2）。為了更加全面的了解曬紅煙煙葉中重要致香物質(zhì)與評(píng)吸質(zhì)量之間的關(guān)系，對(duì)47種致香物質(zhì)與評(píng)吸指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析。

2.2 致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的簡(jiǎn)單相關(guān)分析

曬紅煙重要致香物質(zhì)與評(píng)吸指標(biāo)間的簡(jiǎn)單相關(guān)分析結(jié)果見(jiàn)表2，表中可見(jiàn)，與大部分評(píng)吸指標(biāo)相關(guān)性（極）顯著的致香物質(zhì)有β-大馬酮、3-羥基-二氫大馬酮、吡咯、3-甲基巴豆醛、戊醇、糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、苯甲醛、茄酮、降茄二酮、1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮，除苯甲醛表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)外，其余均表現(xiàn)為正相關(guān)。另外，2-甲基四氫呋喃-3-酮、2-正戊基呋喃和α-松油醇與香氣質(zhì)顯著正相關(guān)，葉綠醇-2與香氣質(zhì)顯著負(fù)相關(guān)；異戊醇與香氣量呈顯著正相關(guān)；藏紅花醛、吲哚和 γ-丁內(nèi)酯與雜氣顯著正相關(guān)，3-乙酰吡啶和茶香酮與雜氣顯著負(fù)相關(guān)；2-乙酰基吡咯、2-甲基四氫呋喃-3-酮、γ-丁內(nèi)酯、γ-壬內(nèi)酯和糠醇與余味顯著正相關(guān)，異佛爾酮、2-乙基吡啶、苯乙醛和葉綠醇-2與余味顯著負(fù)相關(guān)；吲哚和異戊醇與總得分顯著正相關(guān)。大部分致香物質(zhì)與刺激性之間都存在（極）顯著相關(guān)性。

表1　曬紅煙致香物質(zhì)的因子分析Table 1 Factor analysis of aroma components in red suncured tobacco

表2　曬紅煙重要致香物質(zhì)與評(píng)吸指標(biāo)間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)Table 2 Simple correlation coefficients between the important aroma components and smoking quality in red sun-cured tobacco

2.3 致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的典型相關(guān)分析

典型相關(guān)分析是利用綜合變量對(duì)之間的相關(guān)關(guān)系來(lái)反映2組指標(biāo)之間的整體相關(guān)性的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。曬紅煙重要致香物質(zhì)與評(píng)吸指標(biāo)間的典型相關(guān)分析見(jiàn)表3、4。從表3可以看出，前4對(duì)典型相關(guān)系數(shù)很大，分別為0.9944、0.9753、0.9567和0.9383，通過(guò)卡方檢驗(yàn)都達(dá)到了極顯著的水平，因此，這4對(duì)相關(guān)系數(shù)能夠反映出這兩組變量間相關(guān)的主要信息。

表3　曬紅煙重要致香物質(zhì)與感官評(píng)吸指標(biāo)的典型相關(guān)系數(shù)Table 3 Canonical correlation coefficients between the important aroma components and smoking quality in red suncured tobacco

從表4可以看出，第一組典型變量中，致香物質(zhì)2-甲基-2-庚烯-6-酮、藏紅花醛、吡咯、3-乙酰吡啶和茶香酮載荷較大，在評(píng)吸指標(biāo)中，刺激性載荷較大，為-0.9357，分別在典型變量中起主要作用。這說(shuō)明以上幾種致香物質(zhì)對(duì)評(píng)吸指標(biāo)中的刺激性影響較大，其中，藏紅花醛、吡咯對(duì)刺激性的影響是正效應(yīng)，其他為負(fù)效應(yīng)。

由第二組典型變量可以看出，致香物質(zhì)β-大馬酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、2-甲基四氫呋喃-3-酮、糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛和茄酮對(duì)香氣質(zhì)、雜氣和余味表現(xiàn)為正效應(yīng)，異佛爾酮、2-乙基吡啶、苯甲醛、苯乙醛和葉綠醇-2對(duì)香氣質(zhì)、雜氣和余味表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。

由第三組典型變量可以看出，致香物質(zhì)香葉醇、2-正戊基呋喃和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚對(duì)香氣量、雜氣和總得分表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，β-環(huán)檸檬醛、藏紅花醛、吲哚、異戊醇和1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮對(duì)香氣量、雜氣和總得分表現(xiàn)為正效應(yīng)。

由第四組典型變量可以看出，致香物質(zhì)2-乙酰基吡咯、γ-丁內(nèi)酯和糠醇對(duì)余味表現(xiàn)為正效應(yīng)，3-羥基-二氫大馬酮和茶香酮對(duì)余味表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。

3　討論

煙草化學(xué)成分對(duì)其感官質(zhì)量具有重要影響，其中致香物質(zhì)起到了重要的作用，因此探索致香成分與感官質(zhì)量的關(guān)系具有重要意義。通過(guò)對(duì)曬紅煙重要致香物質(zhì)與感官評(píng)吸指標(biāo)的簡(jiǎn)單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析可以看出，致香物質(zhì)與感官質(zhì)量間存在密切關(guān)系。對(duì)曬紅煙香氣質(zhì)和香氣量起促進(jìn)作用的致香物質(zhì)有β-大馬酮、3-羥基-二氫大馬酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、異戊醇、糠醛、2-乙酰基呋喃、2-正戊基呋喃、2-甲基四氫呋喃-3-酮、5-甲基糠醛、茄酮、降茄二酮和1，3，7，7-四甲基-2-氧雙環(huán)［4.4.0］癸-9-酮；另外，異佛爾酮、苯甲醛、苯乙醛和葉綠醇-2對(duì)香氣質(zhì)有負(fù)面影響；藏紅花醛、吲哚和 γ-丁內(nèi)酯對(duì)雜氣具有正向作用；藏紅花醛和吡咯對(duì)刺激性具有正向作用。綜合來(lái)看，6類致香物質(zhì)中，與感官質(zhì)量相關(guān)性較強(qiáng)的為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物類和類西柏烷類降解產(chǎn)物類，其他類致香物質(zhì)相關(guān)性則弱一些，此結(jié)論與婁元菲等［10］在烤煙中的研究結(jié)果相同。與以往對(duì)烤煙的研究［5-8］進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，所得結(jié)果存在一定的差異，如曹建敏等［7］對(duì)烤煙研究發(fā)現(xiàn)新植二烯、2-甲基四氫呋喃-3-酮、芳樟醇等致香物質(zhì)對(duì)煙草感官評(píng)吸質(zhì)量起著重要的作用；于建軍等［11］龐天河等［12］對(duì)攀西烤煙研究發(fā)現(xiàn)，2-乙酰基呋喃和糠醛對(duì)香氣質(zhì)有正面影響，這與本文研究所得結(jié)果一致；但同時(shí)還發(fā)現(xiàn)烤煙中新植二烯、5-甲基糠醛和茄酮對(duì)香氣質(zhì)有負(fù)面影響，5-甲基糠醛、糠醛對(duì)香氣量有負(fù)面影響，這與本文研究的曬紅煙結(jié)論相悖。本文通過(guò)分析得知致香物質(zhì)中含量較大的新植二烯與感官質(zhì)量相關(guān)性并不顯著，與以往在烤煙中的研究［4，11-13］不同，可能與曬紅煙與烤煙風(fēng)格特色存在較大差異有關(guān)聯(lián)［14-15］。

表4　曬紅煙重要致香物質(zhì)與評(píng)吸指標(biāo)間的典型相關(guān)分析Table 4 Canonical correlation analysis between the important aroma components and smoking quality in red sun-cured tobacco

根據(jù)煙葉致香物質(zhì)與感官質(zhì)量的相關(guān)性，在曬紅煙的生產(chǎn)和加工過(guò)程中，可以通過(guò)有方向性的選擇栽培品種、改善栽培管理措施和調(diào)制過(guò)程等［16-18］相應(yīng)的增加對(duì)煙葉香氣質(zhì)和香氣量起促進(jìn)作用的致香物質(zhì)含量，降低可產(chǎn)生較大雜氣和刺激性的致香物質(zhì)含量，進(jìn)而提高曬紅煙煙葉的品質(zhì)；另外，也可通過(guò)檢測(cè)煙葉中致香物質(zhì)含量為篩選高品質(zhì)的曬紅煙原料提供一定的依據(jù)。

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Correlation Analysis on Important Aroma Components and Smoking Quality of Red Sun-cured Tobacco

LIU Shanmin1，2，WANG Yunbai1*，BAO Yan3，F(xiàn)ENG Junxi4，ZHONG Qing4，CAO Jianmin1，SHI Xiang1，2，YUE Heng1，2
（1. Tobacco Research Institute of CAAS，Qingdao 266101，China；2. Graduate School of CAAS，Beijing 100081，China；3. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266101，China；4. China Tobacco Shandong Industrial Co.，Ltd.，Jinan 250014，China）

Abstract:Simple correlation analysis and canonical correlation analysis were used to analyze the relationship between important aroma components and aroma quality，aroma quantity，aftertaste，mixed gas，irritancy and total score of smoking quality in red suncured tobacco leaves from in Sichuan，Jilin，Jiangxi，Hunan，Guizhou，Zhejiang，Shandong，and Heilongjiang. The results showed that 22 aroma components were closely related to smoking quality，among which β-damascenone，3-hydroxy-2-damascenone，3-methyl crotonaldehyde，amyl alcohol，isoamyl alcohol，furfural，2-acetyl furan，2-pentyl furan，2-methyltetrahydrofuran-3-one，5-methyl furfural，solanone，safranal，indole，gamma butyrolactone ，pyrrole，norsolandion and 1，3，7，7-four methyl-2-oxygen double ring ［4.4.0］decyl-9-one had a positive effect while isophorone，benzaldehyde，benzene acetaldehyde，phytol-2，3- acetyl pyridine，2-methyl-2-hepten-6-one and 2-ethylpyridine had a negative effect on smoking quality.

Keywords:red sun-cured tobacco；aroma components；smoking quality；correlation analysis

中圖分類號(hào)：TS41+1

文章編號(hào)：1007-5119（2016）01-0083-06

DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2016.01.015

基金項(xiàng)目：上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司項(xiàng)目“曬黃煙資源調(diào)查與開(kāi)發(fā)利用”（SZBCW201201031）

作者簡(jiǎn)介：劉善民（1990-）男，在讀碩士，研究方向?yàn)闊煵萜焚|(zhì)與安全檢測(cè)。E-mail：liushanmin@126.com。*通信作者，E-mail：wangyunbai@caas.cn

收稿日期：2015-10-29 修回日期：2016-01-20