延边地区烤烟主要化学成分与中性香气物质的关系

2012-05-25拓阳阳赵铭钦张广富韩富根李小勇李元实金洪石吴国贺

中国烟草科学 2012年3期

拓阳阳，赵铭钦*，张广富，韩富根，李小勇，李元实，金洪石，吴国贺

（1.河南农业大学烟草学院，郑州 450002；2.吉林烟草工业有限责任公司，吉林延吉 133001；3.延边农业科学院烟草研究所，吉林龙井 133400）

特色烟叶是烤烟生产发展的重要方向，而烟叶特色是烟叶内一系列与香气有关的多种化学成分含量和组成比例共同作用的结果[1-3]。多年来，对烤烟香气物质的研究多集中在生态[4-5]、品种[6-8]、施肥[9-11]、烘烤调制[12-13]与成熟度[14-15]等方面，关于烤烟化学成分与香气物质的关系研究报道较少。本研究利用相关和回归分析方法，探讨延边地区烤烟主要化学成分与中性香气物质的关系，阐明中性香气物质随化学成分的变化规律，以期为延边特色烟叶技术创新体系研究与开发提供技术支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于 2009年在吉林省延边朝鲜族自治州进行，随机选取42个有代表性的试验点作为取样点。供试品种为吉烟 9号（当地主栽品种），土壤为暗棕壤，前茬为大豆。各取样点选用C3F烤后烟叶样品1.5 kg，45 ℃烘干恒重，去梗，粉碎，过60目筛，用于化学成分与中性香气物质的测定。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 常规化学成分的测定吉林烟草工业有限责任公司技术中心测定。

1.2.2 中性香气物质测定中性香味物质的测定参考秦卫普等[16]的测定方法。

1.3 统计方法

采用SPSS17.0分析软件进行相关和回归分析。

2 结果

2.1 烤烟主要化学成分和中性香气物质含量的变异

由表1看出，测定的烤烟化学成分为还原糖、烟碱、总氮、蛋白质和钾。中性香气物质主要为苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷降解产物、新植二烯、类胡萝卜类降解产物5大类，各类具体划分参照史宏志等[17]的方法。从表1还看出，还原糖、烟碱、新植二烯、类胡萝卜类、棕色化产物及香气物质总量在取样点间变异较大。

2.2 烤烟主要化学成分与中性香气物质的关系

2.2.1 烤烟主要化学成分与各香气物质含量的相关分析由表2知，还原糖与各类香气物质总量相关性不显著，但与个别类中单一香气物质呈显著或极显著正相关。烟碱与除新植二烯外的各类香气物质总量相关性不显著，但与苯甲醛、糠醇等香气成分呈显著正相关，与芳樟醇呈显著负相关。总氮与苯丙氨酸类呈极显著正相关；与香叶基丙酮、苯甲醛、苯甲醇、糠醛等呈极显著正相关。蛋白质与类胡萝卜素类和苯丙氨酸类呈极显著正相关，与棕色化反应产物、新植二烯、香气物质总量均呈显著正相关；同时与β-大马酮、香叶基丙酮、脱氢β-紫罗兰酮、苯甲醛、苯甲醇、苯乙醇、糠醇、5-甲基糠醛等香气成分呈显著或极显著正相关。钾仅与类胡萝卜素类和类西伯烷类总量呈极显著正相关。总之，在烤烟主要化学成分中总氮、蛋白质和钾含量与各类香气物质的总量关系相对较为密切。

2.2.2 烤烟主要化学成分与各香气物质含量的回归分析由表3可知，在类胡萝卜素类降解产物中，还原糖仅与脱氢β-紫罗兰酮呈显著线性关系，与3-羟基-β-二氢大马酮呈显著二次曲线相关关系。总氮与香叶基丙酮、巨豆三烯酮1,6-甲基-5-庚烯-2-酮均呈显著二次曲线关系。蛋白质与β-大马酮、香叶基丙酮、巨豆三烯酮1,6-甲基-5-庚烯-2-酮和类胡萝卜素类降解产物总量呈显著二次曲线相关关系；在蛋白质3.45%～10.18%（表1）范围内，类胡萝卜素类降解产物总量持续增高。钾与二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2,6-甲基-5-庚烯-2-酮和类胡萝卜素类降解产物总量均呈显著二次曲线相关关系。

表1 烤烟主要化学成分和中性香气物质含量的变异性Table1 The variability of main chemical components and neutral aroma components in flue-cured tobacco

表2 烤烟主要化学成分与各香气物质含量的相关系数Table2 The correlation coefficient between main chemical components and neutral aroma components in flue-cured tobacco

苯丙氨酸类降解产物总量与总氮和蛋白质均呈显著二次曲线相关关系。其中苯甲醛、苯甲醇均与总氮呈显著二次曲线相关关系，在总氮1.06%～1.99%（表1）范围内，苯甲醇随总氮含量的增高持续增高。棕色化反应产物总量与总氮和蛋白质呈显著二次曲线相关关系。总氮含量在1.88%以前，棕色化反应产物总量显著升高，之后显著降低。其中2-乙酰吡咯、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮与还原糖呈显著二次曲线相关关系，糠醇和3,4-二甲基-2，5-呋喃二酮与总氮和蛋白质呈显著二次曲线相关关系。

类西伯烷类降解物质（茄酮）含量与蛋白质和钾呈显著或极显著二次曲线相关关系，表现为在蛋白质3.45%～10.18%和钾0.66%～1.94%范围内，随着二者含量的增高，茄酮含量持续增高。新植二烯和香味物质总量与蛋白质呈显著二次曲线相关关系，随着蛋白质含量的增高，新植二烯和香味物质总量显著增高。

3 讨论

本试验研究表明，还原糖和烟碱与各类香气物质总量相关性与模拟寻优方程均不显著，这与韩锦峰等[18]、史宏志等[19-20]研究结果不一致，可能是由于取样的差异性所造成的，有待于进一步研究。

总氮与除类胡萝卜类和类西柏烷类外的香气物质呈显著或极显著正相关；苯丙氨酸类和棕色化产物与总氮含量呈显著二次曲线相关关系。表明总氮对中性致香物质含量影响很大，较高的总氮含量有利于苯丙氨酸类和棕色化产物香气物质的形成，这与邵惠芳等[21]研究结果一致。蛋白质与除类西柏烷类外的香气物质含量呈显著或极显著正相关，且各类香气含量及总量与蛋白质呈显著或极显著二次曲线关系，在蛋白质3.45%～10.18%范围内，随着蛋白质含量的增加，类胡萝卜类、苯丙氨酸类、棕色化产物类等香气物质含量持续升高，而类西柏烷类、新植二烯和香气物质总量先降低再升高。说明提高蛋白质含量有利于香气物质的形成。

表3 烤烟主要化学成分与各香气物质含量的回归分析Table3 The regression analysis between main chemical components and neutral aroma components in flue-cured tobacco

钾含量仅与类胡萝卜类和类西柏烷类呈极显著正相关，且呈显著或极显著二次曲线相关关系。在钾0.66%～1.94%范围内，随着钾含量增加，类胡萝卜类和类西柏烷类含量有升高的趋势，由于类胡萝卜类和类西柏烷类是香气物质中含量最高的，因此，提高钾含量有利于提高烟叶的香气质量。

4 结论

还原糖和烟碱与各类香气物质总量相关性与模拟寻优方程不显著；总氮与苯丙氨酸类、棕色化产物类、新植二烯含量及香气物质总量呈显著或极显著正相关，与苯丙氨酸类和棕色化产物呈显著二次曲线相关关系；蛋白质与除类西柏烷类以外的香气物质及总量呈显著或极显著正相关，与各类香气含量及总量呈显著或极显著二次曲线关系；钾与类胡萝卜类和类西柏烷类呈极显著正相关，且呈显著或极显著二次曲线相关关系；在总氮1.06%～1.99%、蛋白质3.45%～10.18%和钾0.66%～1.94%范围内，相对提高其含量，有利于烤烟香气物质含量的提高。

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