國內雪茄煙葉鉀含量與多酚?有機酸含量的相關性分析

呂晉雄 朱貝貝 安泓汋 何聲寶 李東亮

摘要 基于國內32份雪茄煙葉樣品，研究不同產區、不同部位雪茄煙葉中鉀含量、多酚、難揮發性有機酸的差異性，并且研究鉀含量與多酚、有機酸之間的相關性。結果表明，不同產區煙葉中鉀含量、草酸、α-酮戊酸、乙酸、馬來酸、琥珀酸、莨菪亭有極顯著差異，甲酸有顯著差異；不同部位煙葉中鉀含量差異極顯著。鉀含量與草酸、富馬酸呈顯著正相關，與琥珀酸呈顯著負相關；上部葉的鉀含量與草酸、琥珀酸相關性高于下部葉，而下部葉的鉀含量與富馬酸相關性高于上部葉。

關鍵詞 國內雪茄煙葉；鉀含量；多酚；有機酸；相關性分析

中圖分類號 TS 453? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）23-0178-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.041

Correlation Analysis between Potassium Content and Polyphenol， Organic Acid Content in Domestic Cigar Leaves

L Jin-xiong， ZHU Bei-bei， AN Hong-yue? et al

（Cigar Technology Innovation Center in Tobacco Industry，China Tobacco Sichuan Industrial Co.，Ltd.，Chengdu，Sichuan 610101）

Abstract Based on 32 domestic cigar leaf samples， this study investigated the differences of potassium content， polyphenols and non-volatile organic acids in different production areas and different positions of cigar leaves， and the correlation between potassium content and polyphenols， organic acids was also studied. The results showed that there were extremely significant differences in potassium content， formic acid， oxalic acid， α-ketovaleric acid， acetic acid， maleic acid， succinic acid and scopolamine in cigar leaves from different producing areas， while there were significant differences in formic acid content;the potassium content in different parts of tobacco leaves varied significantly.Potassium content was significantly positively correlated with oxalic acid and fumaric acid， but significantly negatively correlated with succinic acid;the potassium content in upper leaves occupied a higher correlation with oxalic acid and succinic acid than in lower leaves， while the correlation between potassium content and fumaric acid in lower leaves was higher than the upper leaves.

Key words Domestic cigar leaves;Potassium content;Polyphenols;Organic acids;Correlation analysis

基金項目 中國煙草總公司重大科技項目（110202101060）；四川中煙工業有限責任公司項目（hx202002）。

作者簡介 呂晉雄（1992—），男，山西忻州人，博士，從事雪茄煙葉質量評價研究。*通信作者，研究員，博士，從事雪茄煙葉質量評價、煙草化學等研究。

收稿日期 2022-10-31；修回日期 2023-01-03

鉀含量是煙草內在品質的重要評價指標之一。含鉀量高的煙葉香氣足、吃味好［1］，鉀可以影響脂類、醇類、烴類等香氣前體物的合成，從而影響香吃味［2］。同時，鉀含量與燃燒性呈正相關，鉀在高溫時形成過氧化物，稍低溫時又分解放出氧，氧化其他物質而助燃［3］。目前已有一些關于雪茄煙葉中鉀的研究。雪茄煙葉品質研究相關方面，李青常等［4］認為鉀含量與總植物堿能較好反映不同采收時期雪茄煙葉品質間的差異；劉利平等［5］認為鉀含量與雪茄煙葉外觀質量指標的身份、油分、成熟度與葉片結構有關；也有一些學者研究在不同肥料施肥梯度［6-8］、倉儲條件［9］、植煙密度［10］ 、采收成熟度［11］、養護醇化時間［12］、發酵溫度［13-14］下鉀含量的變化。鉀含量差異性分析方面，楊興有等［15］針對四川萬源市煙區煙葉進行了不同部位及不同產區的鉀含量差異性分析；李軍華等［16］分析了印尼與國內四川、海南產區煙葉中鉀含量的差異情況；劉晶等［17］對尼加拉瓜、厄瓜多爾、海南、四川等6個產區煙葉中鉀含量進行對比分析；高森等［18］對什邡與涼山產區雪茄煙葉鉀含量進行對比分析。雪茄煙葉中鉀含量與其他化學成分相關性方面的研究也有報道，楊月先等［19］認為茄衣煙葉中煙堿含量與鉀含量呈極顯著負相關；許美玲等［20］針對云南德宏產區煙葉利用簡單相關關系與典型相關分析研究了常規化學成分與多酚之間的相關關系。多酚類化合物作為煙草重要的次生代謝產物和香氣物質前體，在煙葉外觀色澤、煙氣狀態、煙氣香吃味等方面有重要作用［21-23］。難揮發性有機酸在煙草燃燒時能通過與生物堿的結合，影響勁頭與吃味，其中含量較高的蘋果酸、檸檬酸和草酸對煙葉的香氣質與香氣量有較大影響［24］。目前，已有研究對烤煙中鉀含量與多酚、有機酸含量的相關關系進行了探索［25］，但關于國內雪茄煙葉鉀含量與多酚、有機酸含量相關關系研究鮮有報道。該研究以國內3個主要雪茄煙葉產區的32份樣品為材料，研究鉀含量與多酚、有機酸含量之間的相關關系，以期為企業合理采購雪茄煙葉原料與進行雪茄配方設計提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗樣品包括8份四川產區煙葉、8份湖北產區煙葉和16份海南產區煙葉，均用作茄芯煙葉，具體樣品信息見表1。

1.2 指標測定方法

1.2.1 鉀含量。采用YC/T 217—2007 ［26］規定的方法測定鉀的含量。

1.2.2 多酚含量。

稱取1 g樣品，加入10 mL萃取溶液，萃取溶液為水+甲醇+乙酸（10%+88%+2%），置于超聲波振蕩器超聲提取20 min。取約2 mL萃取液經0.45 μm的水箱濾膜過濾后，采用高效液相色譜法進行多酚含量的測定。色譜柱條件為Luna 3u PFP（2） （150 mm×4.6 mm，3.0 μm），流速為0.8 mL/min。所檢測的多酚類化合物包括新綠原酸、隱綠原酸、綠原酸、莨菪亭、蕓香苷。

1.2.3 難揮發性有機酸含量。

稱取1 g煙粉至100? mL平底燒瓶中，精確至0.001 g，準確加入300 μL內標工作液（20 mg/mL乙二酸、3 mg/mL十九酸甲醇溶液）和50? mL 5%硫酸甲醇溶液，在80 ℃水浴中回流2 h，冷卻至室溫。取5? mL溶液至125? mL分液漏斗中，分別加入10? mL飽和鹽溶液和7.5? mL二氯甲烷，于分液漏斗振蕩器上以220 r/min的速度振蕩10 min。振蕩結束后，取下分液漏斗靜置10 min，然后取下層二氯甲烷溶液至盛有4 g無水硫酸鈉的50? mL錐形瓶中。于分液漏斗中繼續加入7.5? mL二氯甲烷，重復萃取2次，合并萃取液共15? mL。搖動燒瓶，使萃取液與無水硫酸鈉充分接觸，然后機械振蕩30 min，振蕩頻率180 r/min。萃取液過0.22 μm有機相濾膜，進行GC-FID分析。所檢測的難揮發性有機酸包括草酸、酒石酸、甲酸、蘋果酸、丙二酸、α-酮戊酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、馬來酸、富馬酸、琥珀酸。

1.3 統計分析方法

數據處理采用MATLAB統計軟件完成。兩樣本集的差異性分析選用配對T檢驗方法，涉及多樣本集的差異性分析選用方差分析方法，P<0.05，表示差異顯著，P<0.01，表示差異極顯著。相關性用皮爾森相關系數度量，相關的t統計量計算公式如下：

t=rn-2/1-r2

式中：r為相關系數；n為樣本數；t統計量服從自由度為n-2的t分布。

2 結果與分析

2.1 雪茄煙葉鉀、多酚、有機酸含量差異性分析

國內不同產區雪茄煙葉的鉀、多酚及有機酸含量的差異性分析結果見表2。四川、湖北、海南產區雪茄煙葉中琥珀酸含量的差異性最大，湖北產區雪茄煙葉琥珀酸含量最低，海南產區煙葉琥珀酸含量最高。鉀含量的差異性極顯著，湖北產區煙葉鉀含量最高，四川產區煙葉鉀含量最低。難揮發性有機酸中含量較多的為蘋果酸、草酸、檸檬酸、丙二酸。其中，只有草酸含量差異極顯著，湖北產區煙葉中草酸含量最高，海南產區煙葉草酸含量最低。多酚物質中只有莨菪亭含量極顯著，海南產區煙葉的莨菪亭含量最高，四川產區煙葉莨菪亭含量最低。

不同部位雪茄煙葉的鉀、多酚及有機酸含量的差異性分析表明，各種多酚和難揮發性有機酸在上部葉與中部葉中差異不顯著。不同部位煙葉鉀含量的差異極顯著（P=0.002 6），且中部葉的鉀含量高于上部葉。

2.2 雪茄煙葉鉀含量與多酚、有機酸含量相關性分析

雪茄煙葉中鉀含量與多酚、有機酸含量相關性分析結果如表3所示。難揮發性有機酸中鉀含量與草酸呈顯著正相關，鉀含量與富馬酸和琥珀酸呈現顯著負相關；鉀含量與酒石酸、蘋果酸、丙二酸、檸檬酸、馬來酸呈弱正相關，與α-酮戊酸、乳酸、乙酸呈弱負相關，與甲酸基本不相關（r=-0.09）。鉀含量與多酚類化合物中隱綠原酸、蕓香苷呈弱負相關，而新綠原酸、綠原酸、莨菪亭與鉀含量基本不相關。

從不同部位雪茄煙葉中鉀含量與草酸、富馬酸、琥珀酸的散點圖（圖1）可以看出，鉀含量與草酸在不同部位雪茄煙葉中呈正相關，且上部葉中兩者的相關性高于下部葉。鉀含量與富馬酸在不同部位雪茄煙葉中呈負相關，且在下部葉中兩者的相關性高于上部葉。琥珀酸與鉀含量呈負相關，且上部葉中兩者的相關性略高于下部葉。

3 結論

該研究基于32份國內雪茄煙葉樣品分析了鉀含量與多酚類化合物、難揮發性有機酸含量之間的相關關系。結果表明，鉀含量、草酸、α-酮戊酸、乙酸、馬來酸、琥珀酸、莨菪亭在不同產區樣品中差異極顯著，甲酸含量差異顯著；鉀含量在煙葉不同部位中差異極顯著；鉀含量與草酸呈顯著正相關，與富馬酸、琥珀酸呈顯著負相關；不同部位煙葉樣品中，鉀含量與草酸、琥珀酸在上部葉中的相關性高于下部葉，下部葉中鉀含量與富馬酸的相關性高于上部葉。

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