平頂山不同縣域煙葉常規(guī)化學(xué)成分和中性致香成分的差異分析

王鵬澤 位輝琴 黨霞 海洋 張暉 陳溪 劉奇森 丁易飛 許躍奇

摘要：以平頂山6個(gè)產(chǎn)煙縣（市）調(diào)制后煙葉為材料，研究其烤煙常規(guī)化學(xué)成分和中性致香成分組成和含量的差異。結(jié)果表明：①6個(gè)產(chǎn)煙縣（市）煙葉總糖和還原糖含量均值分別為23.45%和19.37%，還原糖、總糖、糖氮比的變異系數(shù)較大，分別為25.89%、24.18%、25.51%；煙堿、總氮、鉀、氯含量平均值分別為2.35%、2.59%、2.03%和0.65%；蛋白質(zhì)含量為7.89%；淀粉含量偏高，平均值為6.60%。除氯和淀粉含量外，其余常規(guī)化學(xué)指標(biāo)及比值處于適宜范圍之內(nèi)，各指標(biāo)有一定差異，但差距不大。②中性致香成分總量以葉縣煙區(qū)最高，達(dá)到1 102.8 μg/g，舞鋼最低，為905.27 μg/g，且各產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分總量間差異顯著。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中的β-大馬酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、香葉基丙酮、法尼基丙酮、β-二氫大馬酮，棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中的糠醛，芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物中的苯甲醇，西柏烷類降解產(chǎn)物中的茄酮和葉綠素降解產(chǎn)物中的新植二烯的含量，較同類降解產(chǎn)物所占的比重較高，且各產(chǎn)區(qū)間有一定差異。

關(guān)鍵詞：煙葉；中性致香成分；常規(guī)化學(xué)成分；平頂山

中圖分類號(hào)：S572.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）05-0059-05

Abstract The composition and content of conventional chemical constituents and neutral aroma components were analyzed and compared in flue-cured tobacco from six tobacco production counties in Pingdingshan. The results showed that the average contents of total sugar and reducing sugar were 23.45% and 19.37%， respectively. The variation coefficients of reducing sugar， total sugar and ratio of sugar to nitrogen were 25.89%， 24.18% and 25.51%， respectively. The average contents of nicotine， total nitrogen， potassium and chlorine were 2.35%， 2.59%， 2.03% and 0.65%， respectively. The protein content was 7.89%. The starch content was higher and its mean was 6.60%. The above indicators were within the appropriate range expect chlorine and starch， and there were little differences between them. The total amount of neutral fragrant components was the highest in Yexian tobacco area reaching 1 102.8μg/g， while that was the lowest in Wugang as 905.27 μg/g. The differences in total aroma components of flue-cured tobacco were significant between different counties. The contents of β-ketamine， monascalinone 2， monascalinone 4， geranyl acetone， feniyl acetone， β-dihydrocarbamate of carotenoid degradation products， the content of solane of brown reaction products， the content of benzyl alcohol of aromatic amino acid cleavage products， the content of solanone of the cembranoids degradation products and the content of neophytadiene of chloraphyll degradation products were higher in the proportion of similar degradation products， and there were some differences between different produce areas.

Keywords Flue-cured tobacco； Neutral aroma components； Conventional chemical composition； Pingdingshan

平頂山產(chǎn)區(qū)煙葉作為河南濃香型煙葉產(chǎn)區(qū)的重要原料，具有香氣濃郁豐滿、煙氣充盈綿長(zhǎng)的品質(zhì)特點(diǎn)[1-3]。烤煙品質(zhì)和風(fēng)格與品種、當(dāng)?shù)氐脑耘啻胧┖蜕鷳B(tài)條件關(guān)系密切，不同產(chǎn)地?zé)熑~的外觀和感官質(zhì)量具有一定的差異[4-6]。煙草化學(xué)成分是影響煙葉質(zhì)量的內(nèi)在因素，特別是常規(guī)化學(xué)成分和中性致香物質(zhì)的組成和含量決定了煙草的品質(zhì)特征[7，8]。研究表明，常規(guī)化學(xué)成分中糖類是形成香氣物質(zhì)的重要前提物。一般來(lái)說(shuō)，總糖和還原糖通常被認(rèn)為是有利于煙葉品質(zhì)改善的指標(biāo)，在一定范圍內(nèi)煙葉總糖含量越高，煙葉品質(zhì)會(huì)越好[9，10]。煙葉的評(píng)吸質(zhì)量和可加工性能與還原糖含量有直接關(guān)系[11-13]。煙葉中的淀粉含量，不僅會(huì)影響煙葉的燃燒性，而且對(duì)煙氣的香吃味產(chǎn)生不利影響[14-16]。總氮含量高的煙葉其總糖及碳水化合物往往較低，這種煙葉一般刺激性和勁頭偏大[17]。煙草是忌氯作物。煙株如果過(guò)量吸收氯，會(huì)導(dǎo)致煙葉的質(zhì)量、產(chǎn)量直線下滑，品質(zhì)不佳[18-20]。煙葉中性致香成分中的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、茄酮、糖和氨基酸非酶棕色化反應(yīng)產(chǎn)物以及羰基化合物和氮雜環(huán)類的吡咯、吡啶、吡嗪類衍生物等香氣物質(zhì)，能顯著改善煙葉品質(zhì)，提高煙葉的香味和色澤[21，22]。因此系統(tǒng)分析平頂山濃香型產(chǎn)區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分和中性致香成分組成和含量的差異，對(duì)深入認(rèn)識(shí)平頂山煙葉風(fēng)格和質(zhì)量特點(diǎn)具有重要意義，也可為該區(qū)烤煙的合理應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試樣于2015—2016年取自平頂山所屬汝州、郟縣、寶豐、魯山、葉縣、舞鋼6個(gè)縣（市）共40個(gè)取樣點(diǎn)的煙樣，且均為當(dāng)?shù)氐腃3F等級(jí)煙葉。樣點(diǎn)田間管理按照優(yōu)質(zhì)烤煙栽培技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。煙葉成熟采收后，按三段式烘烤工藝烘烤。

1.2 常規(guī)化學(xué)成分和中性致香成分測(cè)定

總糖含量用蒽酮比色法測(cè)定，其余常規(guī)化學(xué)成分用連續(xù)流動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定。中性致香成分測(cè)定：采用水蒸氣蒸餾二氯甲烷同時(shí)用蒸餾萃取法，中性香味物質(zhì)提取及定性定量分析采用HP5890—5972氣質(zhì)連用儀，在同時(shí)蒸餾萃取裝置的一端接盛有20 g煙樣（過(guò)60 目篩）、2 g檸檬酸、500 mL蒸餾水和0.5 mL內(nèi)標(biāo)的1 000 mL圓底燒瓶，使用恒溫電熱套進(jìn)行加熱；裝置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的250 mL圓底燒瓶，該端燒瓶置于恒溫水浴鍋中加熱，水浴溫度為60℃。同時(shí)蒸餾萃取2.5 h。萃取完成后，加入10 g無(wú)水硫酸鈉干燥有機(jī)相，然后于60℃水浴中濃縮至1 mL左右即得煙葉精油。并用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，由GC/MS鑒定結(jié)果和NIST庫(kù)進(jìn)行檢索定性[23]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Microsoft Excel 2013和SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 平頂山不同產(chǎn)區(qū)煙葉常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)描述性統(tǒng)計(jì)

對(duì)平頂山6個(gè)縣（市）煙葉常規(guī)化學(xué)成分進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果（表1）看出，煙葉總糖和還原糖含量分別為23.45%和19.37%，含量適宜，煙葉中的糖類熱解產(chǎn)生呋喃、醛酮等羰基化合物進(jìn)而形成香氣物質(zhì)。還原糖、總糖、糖氮比的變異系數(shù)較大，分別為25.89%、24.18%、25.51%。煙堿、總氮、鉀、氯的含量平均值分別為2.35%、2.59%、2.03%、0.65%，變異系數(shù)均較小，分別為0.26%、0.05%、0.11%、0.01%，相對(duì)較為穩(wěn)定。蛋白質(zhì)含量均值為7.89%，最低含量為6.03%，最高含量為11.26%。淀粉含量偏高，平均值為6.60%。除總糖、還原糖、煙堿和兩糖比的偏度系數(shù)﹤0外，其余指標(biāo)的偏度系數(shù)均﹥0，為正向偏態(tài)峰。總糖、還原糖、鉀、糖氮比、鉀氯比、兩糖比的峰度系數(shù)﹤0，為尖峭峰，數(shù)據(jù)相對(duì)集中；其余指標(biāo)的峰度系數(shù)均﹥0，為平闊峰，數(shù)據(jù)相對(duì)分散。

2.2 平頂山不同產(chǎn)區(qū)煙葉常規(guī)化學(xué)成分的差異分析

由表2可以看出，平頂山各產(chǎn)區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分中還原糖含量以汝州、魯山和葉縣煙葉較高，且顯著高于郟縣和寶豐；總糖含量葉縣>魯山>汝州>郟縣>寶豐，葉縣和魯山與寶豐、郟縣差異顯著；煙堿和總氮含量魯山和葉縣較高，寶豐和郟縣次之，汝州含量較低；氯含量各產(chǎn)區(qū)間差異不大；鉀含量郟縣和魯山與寶豐差異顯著；蛋白質(zhì)含量汝州較高，且顯著高于其余產(chǎn)區(qū)；淀粉含量寶豐和郟縣高于魯山、汝州和葉縣。

2.3 平頂山不同產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分的差異分析

由表3可以看出，平頂山產(chǎn)區(qū)烤煙中性致香成分中，烤煙類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量葉縣和郟縣較高，居前兩位，且顯著高于其它產(chǎn)區(qū)；寶豐和魯山位居三四位，顯著高于汝州和舞鋼。在類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中，β-大馬酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、法尼基丙酮和β-二氫大馬酮占胡蘿卜素降解產(chǎn)物的比重較大。各個(gè)產(chǎn)煙縣（市）間類胡蘿卜素主要降解產(chǎn)物各有差異，β-大馬酮含量以葉縣和郟縣煙葉較高，且顯著高于其余各產(chǎn)區(qū)；香葉基丙酮含量以寶豐和汝州含量較高，葉縣和舞鋼煙葉含量較低；巨豆三烯酮2含量以郟縣煙葉較高，汝州、魯山和葉縣煙葉含量居中，寶豐和舞鋼較低；巨豆三烯酮4含量以寶豐和葉縣煙葉較高，郟縣較低；法尼基丙酮含量以郟縣和汝州煙葉較高，且顯著高于其余產(chǎn)區(qū)；β-二氫大馬酮含量以葉縣、寶豐和魯山煙葉較高，汝州煙葉較低，顯著低于其余產(chǎn)區(qū)。

烤煙棕色化反應(yīng)產(chǎn)物總量以舞鋼和寶豐較高，且舞鋼顯著高于魯山、汝州、葉縣、郟縣。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中糠醛的占比較大，其余棕色化反應(yīng)產(chǎn)物含量較低。各個(gè)產(chǎn)區(qū)間糠醛含量以舞鋼和寶豐較高，郟縣和葉縣次之，汝州和魯山較低。

烤煙芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物總量寶豐和汝州較高，且與郟縣、葉縣、舞鋼和魯山差異顯著。在芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物中苯甲醇的占比較大。各個(gè)產(chǎn)煙縣（市）間寶豐和汝州苯甲醇含量較高，前者顯著高于其余產(chǎn)區(qū)。

西柏烷類降解產(chǎn)物中，葉縣產(chǎn)區(qū)煙葉茄酮含量顯著高于其它產(chǎn)區(qū)，達(dá)到了69.46 μg/g。

葉綠素降解產(chǎn)物中的新植二烯，在烤煙中性致香物質(zhì)總量中所占比例最高。各產(chǎn)煙縣（市）間新植二烯和中性致香成分總量以葉縣和郟縣較高，舞鋼較低，且葉縣和郟縣煙葉含量與其它四個(gè)產(chǎn)區(qū)差異顯著。

3 討論與結(jié)論

平頂山煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分中的氯和淀粉含量高于適宜范圍，其余化學(xué)成分指標(biāo)及比值處于適宜范圍之內(nèi)，可見(jiàn)平頂山烤煙內(nèi)在化學(xué)成分相對(duì)協(xié)調(diào)。糖氮比、兩糖比和鉀氯比協(xié)調(diào)是影響煙葉質(zhì)量的主要因素。平頂山烤煙兩糖比在0.71～0.95之間，變異系數(shù)較小，平均值為0.82，在優(yōu)質(zhì)烤煙所要求的范圍內(nèi)。煙葉中性致香成分中，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總量各產(chǎn)區(qū)以葉縣含量最高為72.84 μg/g，郟縣次之為71.33 μg/g，舞鋼最低為56.69 μg/g。棕色化產(chǎn)物總量在各產(chǎn)區(qū)中舞鋼最高為12.05 μg/g，寶豐次之為11.06 μg/g，魯山含量最低為8.27 μg/g。芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物總量在各產(chǎn)區(qū)中以寶豐最高為8.73 μg/g，汝州次之為8.31 μg/g，葉縣最低為7.13 μg/g。茄酮含量在各產(chǎn)區(qū)中葉縣含量最高為69.46 μg/g，郟縣次之為53.61 μg/g，寶豐含量最低為42.87 μg/g。新植二烯含量在各產(chǎn)區(qū)中郟縣最高為957.63 μg/g，葉縣次之為943.35 μg/g，舞鋼最低為782.79 μg/g。整體分析而言，平頂山各產(chǎn)煙區(qū)以葉縣煙葉中性致香成分含量最高，配伍性強(qiáng)。

各產(chǎn)煙縣（市）間中性致香成分類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中的β-大馬酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、香葉基丙酮、法尼基丙酮、β-二氫大馬酮存在一定的差異。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物的含量在各產(chǎn)區(qū)烤煙中表現(xiàn)顯著差異，烘烤過(guò)程中的棕色化反應(yīng)對(duì)煙葉的顏色和香氣有重要影響，這可能是平頂山地區(qū)各產(chǎn)煙縣（市）煙葉在顏色和香氣指標(biāo)上出現(xiàn)差別的部分原因。在芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物中所占比例最大的是苯甲醇含量，平頂山地區(qū)烤煙的芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物的含量最大的是寶豐，其它產(chǎn)區(qū)烤煙的芳香族氨基酸裂解產(chǎn)物的含量適中。平頂山地區(qū)烤煙各類香氣物質(zhì)降解產(chǎn)物中所占比例最大的是新植二烯，它本身具有烤煙特有的香味，經(jīng)過(guò)降解對(duì)其它香氣成分的形成也有重要作用。烤煙西柏烷類降解產(chǎn)物的變異系數(shù)最大，茄酮與各產(chǎn)區(qū)烤煙表征物質(zhì)的含量有關(guān)，煙葉的腺毛頭首先分泌成西柏三烯二醇類物質(zhì)，西柏三烯二醇類物質(zhì)經(jīng)調(diào)制后進(jìn)一步降解成茄酮，因此對(duì)煙葉風(fēng)格和品質(zhì)的形成有較大影響。

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