湖北烤煙香型、香韻及香氣物質關系分析

張婷 柳均 黎妍妍 廖曉玲 胡俊 王浩 周紅審 肖少紅 王康 汪宏毅

摘要：【目的】研究湖北烤煙的香型風格特征，明確香型與香韻、香氣物質等指標的關系，建立煙葉香型預測模型，為精細化、多樣化煙葉原料生產與供應提供數據支持。【方法】收集湖北省恩施、十堰、襄陽和宜昌4個主產煙區18個縣（市）的72個中桔三（C3F）等級烤煙樣品，對其香型、香韻、香氣物質及理化指標進行評吸、檢測，并對相關數據進行統計分析，建立回歸預測模型。【結果】湖北烤煙為中間香型風格，香韻有干草香、正甜香、木香、焦香、青香、辛香、清甜香、焦甜香和樹脂香，其中干草香和正甜香為主要香韻。產區間煙葉香型及香韻中清甜香、正甜香、焦甜香和樹脂香差異達極顯著水平（P<0.01，下同）。根據煙葉香型風格劃分為恩施、宜昌—醇甜香典型區，十堰—醇甜清甜香區，襄陽—醇甜焦甜香區。簡單相關分析發現，與香型呈顯著（P<0.05，下同）或極顯著正相關的指標有干草香、正甜香、苯乙醇、10-十一烯醛、兔耳草醛、異佛爾酮、巨豆三烯酮、β-大馬酮和異丁酸香葉酯，呈顯著或極顯著負相關的指標為焦甜香、樹脂香、含梗率和氯。方差分析發現產區間香氣物質存在顯著差異有25種，化學指標存在顯著差異有4種。通過逐步回歸分析建立了香型與14種關鍵香氣、化學成分指標的線性回歸方程：香型T=2.590+0.898×2-乙基己醇-0.028×苯甲醛-0.660×鄰甲基苯甲醛-0.020×藏紅花醛+0.326×2-庚烯醛+0.011×巨豆三烯酮+0.001×3-甲基-2，5-呋喃二酮+3.210×甲基環戊烯醇酮-6.051×1，4-環己二酮+5.663×3-甲基-2（5H）呋喃酮-4.075×己酸甲酯-5.053×α-當歸內酯-0.141×還原糖+3.458×氮堿比?！窘Y論】湖北烤煙香型風格為中間香型特征，香韻豐富，干草香和正甜香為主要香韻。4個產區的烤煙香氣特征鮮明，通過逐步回歸分析建立了香型與14種香氣和化學成分關鍵指標的線性回歸方程，建立的回歸模型可用于煙葉香型風格預測，對煙葉原料精細化、多樣化的生產與開發具有重要參考價值。

關鍵詞： 烤煙;香型;香韻;香氣物質;湖北

中圖分類號： S572? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）02-0385-08

Abstract：【Objective】In order to provide data support for the production and supply of refined and diversified tobacco raw materials， the flavor characteristics of tobacco in Hubei were studied， the relationship between aroma type and aroma note，aroma components and other indicators was clarified，and the prediction model of tobacco aroma type was established. 【Method】A total of 72 middle orange grade 3（C3F） flue-cured tobacco samples were collected from 18 counties（cities）in Enshi，Shiyan，Xiangyang and Yichang in Hubei. The aroma type，aroma note，aroma components and physicochemical indexes of the samples were evaluated and detected. The relevant data were statistically analyzed to establish a regression prediction model. 【Result】Hubei flue-cured tobacco was intermediate aroma type，with hay fragrance，sweet fragrance，woody fragrance，burnt fragrance，green fragrance，spicy fragrance，light sweet fragrance，burnt sweet fragrance and resin fragrance，of which hay and positive sweet fragrance were the main aroma note. There were extremely significant differences（P<0.01，the same below） in aroma types of tobacco leaves among different producing areas，and aroma notes including sweet fragrance，positive sweet fragrance，burnt fragrance and resin fragrance. According to the aroma type of tobacco leaves，it could be divided into Enshi，Yichang-typical mellow and sweet fragrance aroma areas，Shiyan-mellow and sweet fragrance aroma area，Xiangyang-mellow and sweet fragrance aroma area. Simple correlation analysis showed that the significant（P<0.05，the same below） or extremely significant positive correlation indexes with aroma types were hay fragrance，positive sweet fragrance，megastigmatrienone， isophorone，rabdosial，10-undecanonal，phenylethanol，β-damascus，geranyl isobutyrate，while the significant or extremely significant negative correlation indexes were burnt sweet fragrance，resin fragrance，stem percentage and chlorine. Variance analysis showed that there were 25 kinds of aroma components and 4 kinds of chemical indexes that had significant difference. Through stepwise regression analysis，the linear regression equation between aroma types and 14 key aromas and chemical components was established：aroma type T=2.590+0.898×2-ethylhexyl alcohol -0.028×benzaldehyde-0.660×o-methylbenzaldehyde-0.020×saffron aldehyde+0.326×2-heptenenal+0.011×megastigmatrienone+0.001×3-methyl-2，5-furandione+3.210×methylcyclopentenone-6.051× 1，4-cyclohexanedione+5.663×3-methyl-2（5H）furanone-4.075×methyl hexanoate-5.053×α-angelica lactone-0.141×reducing sugar+3.458×nitrogen-alkali ratio. 【Conclusion】The results show that the aroma type of Hubei flue-cured tobacco is intermediate aroma type，with rich aroma，hay and positive sweet fragrance as the main aroma. The aroma characteristics of flue-cured tobacco in four main production areas are distinct. The linear? regression equation of aroma types and the 14 aromas and chemical components key indexes was established by? stepwise regression analysis. The regression model established can be used to predict the aroma type of tobacco leaves，which has important reference value for the production and development of refined and diversified tobacco raw materials.

Key words： flue-cured tobacco; aroma type; aroma note; aroma components; Hubei

Foundation item： Major Science and Technology Project of China National Tobacco Corporation（110201901042（LS-05））; Key? Science and Technology Project of Hubei Tobacco Company（027Y2020-020）

0 引言

【研究意義】烤煙是中式卷煙的重要原料，烤煙的香型香韻是中式卷煙風格的重要構成因素，是煙葉質量風格特色的重要表征（唐遠駒，2011）。香型是煙葉燃吸時煙氣中所有香韻的綜合體現，香韻是煙氣所表現出的某種香氣韻調（趙銘欽，2008;謝劍平，2009），顯現程度取決于所含的致香物質（韓錦峰和宋娜娜，2014;陳愛國等，2018）。湖北煙區位于清江流域和環神農架周邊地區，生態環境優越，煙葉質量和風格極具特色。因此，研究湖北烤煙香型、香韻、香氣物質狀況及其相互關系，對掌握該煙區煙葉質量風格、深度挖掘煙葉質量內涵及指導煙葉生產具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】隨著卷煙生產工藝技術的快速發展，中式卷煙產品品質不斷提升，對煙葉原料的利用由粗放向精細化轉變。全國烤煙香型已由傳統的“三大香型”發展細化為“八大香型”（羅登山等，2019），不同產區結合自身的生態條件，對煙葉風格特色進一步深入研究，以不斷滿足工業企業對煙葉原料的特色化和精細化需求。鄧小華等（2014）研究認為湖南煙葉屬于濃香型，主要香韻為干草香、焦甜香、焦香、正甜香、木香、堅果香和辛香等7種。夏玉珍等（2015）研究認為云南和福建同屬于清香型烤煙產區，但清甜和青滋等內在香韻成分的凸顯程度不同，造成兩地烤煙風格存在明顯差別。徐文兵等（2015）研究認為湖南桂陽縣煙葉濃香型風格較顯著，以干草香、焦甜香、焦香、木香、堅果香、正甜香和辛香為主體香韻，焦甜香特征突出。李超等（2016）采用判別分析方法對全國主產區煙葉香型特質進行排序：清香表現為云>閩>蜀;中間香表現為渝>黔>黑>鄂;濃香表現為豫>皖>粵>贛。楊佳玫等（2016）研究發現，不同產地煙葉香韻種類和強度均存在個性化差異，其中在清香型煙葉中，福建三明、四川涼山和云南保山的煙葉清甜香強度高于貴州威寧和黔西南，且云南保山煙葉具有豆香等特征香韻，而貴州威寧和黔西南的煙葉具有藥草香等特征香韻。張紅等（2018）將四川烤煙產區分為西南高原生態區—清甜香型（Ⅰ區）、屬黔桂山地生態區—蜜甜香型（Ⅱ區）、武陵秦巴生態區—醇甜香型（Ⅲ區）。高林等（2019）研究認為湘西州烤煙以干草香和正甜香為主體香韻，具有醇厚豐滿、綿甜悠長的中偏濃“馥甜香”風格特征，通過理化指標分類，將湘西州“馥甜香”煙葉風格劃分為3種類型，即典型、次典型和非典型“馥甜香”。任曉紅等（2019）研究認為恩施煙區屬武陵秦巴生態區—醇甜香型，香韻豐富，以干草香和正甜香為主，輔以木香，復合清甜香、焦甜香、青香、豆香、堅果香、焦香、辛香、果香、藥草香、花香和酒香?！颈狙芯壳腥朦c】湖北省作為長江中上游優質烤煙生產區域，有恩施、十堰、襄陽和宜昌4個主產煙區，產區間煙葉質量差異明顯（祖秉橋等，2011;曹仕明等，2015;潘玲等，2015）。目前對湖北烤煙香型的精細定位和系統研究較少（任曉紅等，2019），香韻和香氣物質研究也較少涉及，煙葉香型風格不夠明確，質量內涵未能得到充分挖掘?！緮M解決的關鍵問題】本研究收集湖北省恩施、十堰、襄陽和宜昌4個主產煙區18個縣（市）的72個中桔三（C3F）等級烤煙樣品，對其香型、香韻、香氣物質及理化指標進行評吸及檢測，進一步研究湖北烤煙的香型風格特征，明確香型與香韻、香氣物質等指標的關系，旨在找出表征煙葉香型的特征物質，建立回歸預測模型，為進一步挖掘煙葉質量內涵及精細化、多樣化煙葉原料生產與供應提供數據支持。

1 材料與方法

1. 1 樣品采集與制備

2019年分別在湖北恩施、十堰、襄陽和宜昌4個主產煙區18個縣（市）的重點收購站采集72個質量有代表性的C3F等級烤煙樣品，品種為云煙87。取一部分樣品去梗后按照GB/T 16447—2004《煙草及煙草制品 調節和測試的大氣環境》調節含水率，切絲，按GB/T 5606.3—2005《卷煙 第3部分：包裝、卷制技術要求及貯運》要求，采用（50～60）CU的卷煙紙卷制成煙支，用密閉容器保存備用。取部分樣品按照YC/T 131—1999《煙草和煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法》進行樣品制備，用于香氣物質和化學成分指標的檢測分析。隨機取10片完整樣品，按照GB/T 16447—2004《煙草及煙草制品 調節和測試的大氣環境》調節含水率后，密封保存備用。

1. 2 分析方法

邀請湖北中煙工業有限責任公司技術中心9名具有資質的感官評吸員，參照YC/T 530—2015《烤煙 煙葉質量風格特色感官評價方法》，采用0～5等距標度評分法對煙葉香型（評分標度：0～1表征無至微顯，2～3表征稍顯著至尚顯著，4～5表征較顯著至顯著）和香韻（評分標度：0～1表征無至微顯，2～3表征稍明顯至尚明顯，4～5表征較明顯至明顯）進行評價。感官評價指標包括干草香、清甜香、正甜香、焦甜香、青香、木香、豆香、堅果香、焦香、辛香、果香、藥草香、花香、樹脂香和酒香共15種。

委托鄭州煙草研究院檢測煙葉中香氣物質含量。

化學成分指標測定：總糖和還原糖含量參考YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續流動法》進行測定，總植物堿含量參考YC/T 468—2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續流動法》進行測定，氯含量參考YC/T 162—2002《煙草及煙草制品 氯的測定 連續流動法》進行測定，鉀含量參考YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續流動法》進行測定，總氮含量參考YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續流動法》進行測定。

物理指標測定：測定10片樣品的總重，取平均值即為樣品的單葉重;逐片測定每片葉片的最大葉長和葉寬，取平均值即為樣品的葉長和葉寬，葉長寬比為平均葉長除以葉寬;每片葉片葉、梗分離后，計算含梗率，即梗重占樣品總重的比例。

1. 3 統計分析

采用Excel 2010和SPSS 18.0對獲得的檢測數據進行整理和統計分析。

2 結果與分析

2. 1 湖北烤煙香型香韻特征

2. 1. 1 香型香韻基本情況 由表1可知，湖北烤煙為中間香型，標度值平均得分為2.79分，表征為稍顯著至尚顯著，變異系數為15.91%。共有9種香韻，按標度值平均得分排序為：干草香>正甜香>木香>焦香>青香>辛香>清甜香>焦甜香>樹脂香。香韻標度值在1.00分以上有4種，分別為干草香、正甜香、木香和焦香，其中干草香和正甜香表征稍明顯至尚明顯，為主要香韻，變異系數分別為9.91%和25.18%;清甜香、焦甜香、青香、辛香和樹脂香標度值均在1.00分以下，表征為無至微顯。

2. 1. 2 香型香韻差異分析 由表1還可看出，產區間煙葉香型及香韻中清甜香、正甜香、焦甜香和樹脂香差異達極顯著水平（P<0.01，下同），干草香、青香、木香、焦香和辛香差異不顯著（P>0.05，下同）。4個產區均以干草香和正甜香為主體香韻，其中干草香標度值表現為宜昌>十堰>恩施>襄陽;正甜香標度值表現為恩施>十堰>宜昌>襄陽。除煙草本香干草香外，根據煙葉其他香韻特征，恩施和宜昌煙葉的正甜香、十堰煙葉的正甜香和清甜香、襄陽煙葉的正甜香和焦甜香表現突出。其中，襄陽與恩施、十堰、宜昌煙葉在中間香型、正甜香和樹脂香間存在明顯差異，說明襄陽煙葉風格與其他3個產區有所不同。

2. 1. 3 香韻特征劃分 結合全國烤煙香型風格研究對湖北煙葉香型的定位（王彥亭等，2010），根據煙葉香型風格和香韻特征，湖北4個產區可進一步劃分為恩施、宜昌—醇甜香典型區，該區域煙葉醇甜香突出;十堰—醇甜清甜香區，該區域煙葉醇甜香較突出，清甜香顯露;襄陽—醇甜焦甜香區，該區域煙葉醇甜香較突出，焦甜香顯露。

2. 1. 4 香型與香韻的簡單相關分析 對湖北烤煙香型、香韻指標的評吸標度值進行簡單相關分析，結果（表2）顯示，與香型呈極顯著相關的香韻指標有4種，其中干草香和正甜香為極顯著正相關，焦甜香和樹脂香為極顯著負相關，清甜香、青香、木香、焦香和辛香與香型的相關性不顯著。

2. 2 湖北烤煙香氣特質和理化指標特征

2. 2. 1 香氣物質 湖北烤煙共檢出50種中性香氣物質（表3），方差分析結果顯示，在4個產區間存在顯著（P<0.05，下同）或極顯著差異的香氣物質有25種，分別是：苯乙醇、正戊醇、香紫蘇醇、苯甲醛、2，4-庚二烯醛、鄰甲基苯甲醛、兔耳草醛、2-庚烯醛、苯丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、6-甲基-3，5-庚二烯-2-酮、4-氧代異佛爾酮、α-紫羅蘭酮、β-大馬酮、茄酮、3-甲基-2，5-呋喃二酮、4-甲基-3-戊烯-2-酮、甲基環戊烯醇酮、3-甲基-2（5H）-呋喃酮、4-甲基-2（5H）-呋喃酮、乳酸乙酯、油酸甲酯、異丁酸香葉酯、α-當歸內酯和γ-己內酯，這些香氣物質含量高低是造成產區間煙葉香型風格差異的主要物質基礎。分產區來看，25種香氣物質中，恩施煙葉苯乙醇、兔耳草醛、β-大馬酮和乳酸乙酯等指標含量表現突出，十堰煙葉6-甲基-3，5-庚二烯-2-酮、4-氧代異佛爾酮、3-甲基-2（5H）-呋喃酮、γ-己內酯和苯甲醛等指標含量表現突出，襄陽煙葉2，4-庚二烯醛、2-庚烯醛、苯丙酮、4-甲基-3-戊烯-2-酮、4-甲基-2（5H）-呋喃酮、正戊醇和α-當歸內酯等指標含量表現突出，宜昌煙葉鄰甲基苯甲醛、茄酮、3-甲基-2，5-呋喃二酮和香紫蘇醇等指標含量表現突出。

2. 2. 2 理化指標 對4個產區煙葉的10項常規化學成分和5種物理指標進行方差分析，結果（表3）發現，總糖、氯和鉀含量及鉀氯比在產區間存在顯著或極顯著差異，其余指標產區間差異不明顯。

2. 3 香型與香氣和理化指標的簡單相關分析

對香型與香氣和理化指標進行簡單相關分析，結果（表3）表明，與香型呈顯著或極顯著正相關的指標有苯乙醇、10-十一烯醛、兔耳草醛、異佛爾酮、巨豆三烯酮、β-大馬酮和異丁酸香葉酯，呈顯著負相關的指標有氯和含梗率。

2. 4 香型與香氣和理化指標的逐步回歸分析

2. 4. 1 正態檢驗 本研究煙葉香型的感官評吸為小項目樣本，對香型數據進行正態性檢驗，香型的K-S檢驗Sig.值（0.062）大于0.05，說明香型數據的分布接近正態分布，作為因變量進行逐步回歸是有統計學意義的。

2. 4. 2 逐步回歸分析 將表3中50種香氣物質、10項常規化學成分和5種物理指標共65項指標按順序標記為變量X1～X65，對香型（T）與香氣物質和理化指標進行逐步回歸分析，線性回歸方程系數見表4。由表4可知，模型預測入選變量的Sig.值均小于0.05，有統計學意義。依據表4建立如下線性回歸方程：香型T=2.590+0.898×X5-0.028×X8-0.660×X14-0.020×X16+0.326×X17+0.011×X24+0.001×X30+3.210×X33-6.051×X34+5.663×X38-4.075×X41-5.053×X46-0.141×X53+3.458×X58。逐步回歸分析表明，影響湖北烤煙香型的主要香氣物質是2-乙基己醇、苯甲醛、鄰甲基苯甲醛、藏紅花醛、2-庚烯醛、巨豆三烯酮、3-甲基-2，5-呋喃二酮、甲基環戊烯醇酮、1，4-環己二酮、3-甲基-2（5H）-呋喃酮、己酸甲酯、α-當歸內酯、還原糖和氮堿比。在實際生產中，通過檢測關鍵香氣物質和化學成分指標，利用建立的回歸方程模型，可對煙葉香型進行預測。

3 討論

煙葉香型、香韻和香氣是構成卷煙風格特征的基礎，是煙葉感觀質量評價與工業使用的重要依據。王彥亭等（2010）研究指出，中間香型煙葉產區主要分布在貴州、湖北、重慶、四川、山東和陜西等?。ㄊ校?。任曉紅等（2019）研究認為湖北恩施烤煙香型風格為中間香型，程度為尚顯著—較顯著。本研究對湖北4個產區的烤煙樣品進行香型分析，結果表明湖北烤煙為中間香型，標度值2.79分，程度為稍顯著至尚顯著，變異系數為15.91%，香型風格較穩定，與任曉紅等（2019）的研究結果基本一致。恩施為湖北省最大煙葉產區，年產量占湖北省煙葉總量的近60%，所以恩施煙葉香氣風格在湖北煙區具有一定的代表性。

喬學義等（2014）研究認為，中間香型主體香韻為干草香、正甜香、木香和辛香等，特征香韻為正甜香和干草香，其次是清甜香。本研究結果表明湖北烤煙共有9種香韻，分別為干草香、正甜香、木香、焦香、青香、辛香、清甜香、焦甜香和樹脂香，其中干草香和正甜香的香韻為“稍明顯至尚明顯”，為主要香韻，與喬學義等（2014）關于主要香韻指標的研究結論一致，但其他香韻因評價方法、樣品的生產年份不同而存在一定差異。本研究中香型與香韻的相關分析結果表明，與香型呈極顯著正相關的香韻有干草香和正甜香，呈極顯著負相關的香韻有焦甜香和樹脂香。湖北煙區從鄂西北至鄂西南，地理位置跨度較大，生態環境存在明顯差異，根據《全國烤煙煙葉香型區劃報告》和湖北烤煙風格特征，將湖北4個烤煙產區根據煙葉香型風格劃分為恩施、宜昌—醇甜香典型區、十堰—醇甜清甜香區、襄陽—醇甜焦甜香區。

煙草中的香氣物質影響煙葉香氣的量、質、型，是煙葉風格特色形成的重要物質基礎（杜詠梅等，2010）。煙葉香型取決于其所含的致香物質，不同生態條件下所生產煙葉的致香物質存在差異，導致其香型種類不同，彰顯程度也不同（侯冰清等，2020）。何猛等（2018）采用同時蒸餾萃取—氣質聯用法對湖北省14個烤煙產區煙葉的上部葉進行檢測，并將14個產煙區根據地理區域分為清江流域與環神農架區域進行分析，共檢測出34 種中性香氣成分，并認為苯乙醛、金合歡丙酮、巨豆三烯酮b、巨豆三烯酮c、巨豆三烯酮d和新植二烯等香氣成分可能是造成湖北不同區域煙草風格差異的物質基礎。本研究從湖北4個煙區72個煙葉樣品中共檢測出50種香氣物質，發現其中25種香氣物質在產區間的含量差異達顯著或極顯著水平，說明這25種香氣物質可能是4個產區煙葉風格差異的內因。通過逐步回歸分析，建立了香型與14種香氣和化學成分關鍵指標的線性回歸方程，發現影響湖北烤煙香型的關鍵指標是2-乙基己醇、苯甲醛、鄰甲基苯甲醛、藏紅花醛、2-庚烯醛、巨豆三烯酮、3-甲基-2，5-呋喃二酮、甲基環戊烯醇酮、1，4-環己二酮、3-甲基-2（5H）-呋喃酮、己酸甲酯、α-當歸內酯、還原糖和氮堿比。在實際生產中煙葉香型的確定多是通過專家評吸法，評吸操作復雜，結果較主觀且易受多種因素影響。如果采用化學方法檢測出關鍵指標，通過本研究建立的回歸方程模型，即能預測湖北產區煙葉的香型狀況。

4 結論

湖北烤煙香型風格為中間香型特征，香韻豐富，以干草香和正甜香為主要香韻。4個主產煙區的烤煙香型特征鮮明，通過逐步回歸分析建立了香型與14種香氣和化學成分關鍵指標的線性回歸方程，建立的回歸模型可用于煙葉香型預測，對煙葉原料精細化、多樣化的生產與開發具有重要參考價值。

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（責任編輯 王 暉）