烟草多酚类化合物对卷烟品质的影响

龙章德 林顺顺 田兆福 李小兰 黎新钦

陈志燕1 白家峰1 宋诗清3 张晓鸣2

（1．广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁 530001；2．江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；3．上海应用技术学院，上海 201418）

烟草中的化学成分及其含量是决定烟草感官内在品质的主要因素。研究［1］表明，烟草酚类化合物不仅对烟草的生理生化活动有重要作用，而且对烟草品质、色泽和烟气生理强度等方面有着重要影响，因此是衡量烟草质量的一个重要因素。曾有人［2］提出以酚类化合物含量与蛋白质氮含量的比值作为判断烟草芳香吃味的依据，所以分析多酚类物质对具体感官品质特征指标的影响具有重大意义。

多酚类物质通常具有带1个或多个羟基的芳香环，在烟草中全部以葡萄糖苷和酯的形式存在。在烟草中发现的酚类物质包括单宁类（绿原酸的异构体、咖啡酸和奎尼酸）、香豆素类（莨菪亭及其糖苷衍生物）、黄酮类（芸香苷、黄酮、鼠李糖、黄酮醇）、花色素类（花色素－3－芸香糖苷、花葵素－3－芸香苷、堪非醇）和简单酚衍生物等。其中，绿原酸、芸香苷和莨菪亭是烟草中最主要的酚类物质。绿原酸占总多酚的75%～90%［3，4］。

近年来，国内外关于烟叶原料或卷烟中多酚类物质定性定量分析已有较多报道［5－8］，但有关多酚类物质对低次烟叶感官质量影响的研究报道较少。笔者在前人研究的基础上，首先对中国7种不同等级的烟叶原料进行了感官评吸，并进行了多酚类物质绿原酸、芸香苷和莨菪亭的定性定量分析，然后采用偏最小二乘回归分析（PLSR）对烟叶多酚含量和感官数据进行了相关性及显著性影响分析，以期探索烟草多酚化合物对低次烟叶感官评吸质量的影响，为卷烟工业的加工利用提供科学的参考依据。

1 材料与方法

1．1 试验材料

供试品种：湖南烟区主栽品种，选取2010年郴州市、邵阳市（邵阳县、隆回县）主栽品种烤烟上部和中部位的烟叶，分别为郴州B2F、郴州B3F、郴州C3F、隆回B2F、隆回C3F、邵阳B2F、邵阳C3F；

绿原酸、莨菪亭、芸香苷：色谱纯，美国Sigma公司。

1．2 试验仪器

电子天平：AL204型，梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司；

吸烟机：RM20H 型，德国Borgwaldt KC公司；

高效液相色谱仪：Ultimate 3000型，戴安中国有限公司。

1．3 试验方法

1．3．1 卷烟感官评吸 按GB／T 16447－2004要求调节卷烟样品的水分，制备样品。按GB 5606．4－2005规程评吸样品，并记录结果。利用香味轮廓分析法，采用9分制对7个卷烟样品的品质指标（香气量、香气质、杂气、刺激性、透发性、甜度、余味）和特征指标（烟气浓度、劲头）进行感官评定。

7种不同烟叶单料烟的感官评吸结果已在文献［9］中有详细论述。

1．3．2 烟叶中多酚类化合物绿原酸、莨菪亭和芸香苷的检测 按照YC／T 202－2006方法进行检测。

1．3．3 数据分析 采用偏最小二乘回归（PLSR）方法对烟丝多酚含量和感官数据进行相关性及显著性影响分析。

2 结果与讨论

2．1 多酚类化合物的含量分析

由表1可知，同一原料烟叶中，绿原酸含量最高，其次是芸香苷，莨菪亭含量最低。其中，低次烟叶邵阳B2F 中的绿原酸和莨菪亭含量最低，比优质烟叶如郴州C3F 低3‰左右。另外，烟叶部位不同，多酚类物质含量也有不同，且有一定规律，中部烟叶（C3F）多酚类物质含量明显高于上部烟叶（B2F／B3F）。酚类化合物挥发性低，燃吸时直接进入烟气的很少，但它们在烟草燃吸时产生酸性反应，能中和部分碱性，使吃味醇和。越是高等级的烟叶，经贮存、陈化、发酵过程，叶色变深越明显，其吃味变得越醇和。

2．2 多酚类化合物与卷烟感官品质的相关性分析

2．2．1 多酚类化合物与卷烟感官品质特征指标的相关性分析 采用PLSR 对多酚类物质含量（绿原酸、芸香苷和莨菪亭）和感官品质数据的相关性进行分析，寻找与感官品质相关性最强的多酚类物质有哪些。以绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量为X 变量，感官品质为Y 变量做PLSR分析，结果见图1。图1中的两个大椭圆分别代表PLSR 模型50%和100%的解释方差。可以发现，PC1所解释的变量中，除劲头外，所有的感官品质指标都位于相关载荷图（loading plot）的右侧，集中分布且都在50%的解释方差外（除浓度），表明它们具有相关性并能够很好地被PLSR 模型所解释。同样3 个化学指标也都位于右侧，但分散于PC1、PC2轴附近，其中绿原酸与香气质、香气量、刺激性、杂气、透发性、余味、柔细度、甜度等8项感官品质的距离很近，说明绿原酸与这些感官品质具有较大的相关关系，一般认为绿原酸对烟草的香气和吃味有好的影响。

表1 7种烟叶原料中主要多酚类化合物的含量Table1 The content of polyphenol compounds of seven kinds of tobacco raw material（n ＝3）／（mg·g－1 ）

图1 多酚类物质和感官品质特征的偏最小二乘回归（PLSR）分析图Figure1 The correlation loadings plot between the polyphenol compounds and sensory characteristics based on Partial Least Squares Regression（PLSR）

2．2．2 多酚类化合物与卷烟感官品质特征指标的贡献分析

（1）多酚类化合物对香气质、香气量的贡献分析：将绿原酸、莨菪亭、芸香苷对香气质、香气量的影响进行了PLS1分析。由图2 可知，绿原酸与香气质和香气量呈显著正相关，莨菪亭、芸香苷虽然与香气质和香气量呈正相关，但是无显著性影响。因此，可认为绿原酸对提高香气质和香气量具有一定的效果，这种效果可能源于绿原酸在热裂解时（燃烧期间温度600 ℃以上）产生的一些挥发性物质对香气质和香气量的影响。

图2 多酚类化合物对香气质和香气量的显著性影响分析Figure2 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of aroma and aroma quantity

（2）多酚类化合物对刺激性、杂气的贡献分析：将绿原酸、莨菪亭、芸香苷对刺激性、杂气的影响进行了PLS1分析。由图3可知，绿原酸与刺激性和杂气呈正相关，且对刺激性的影响达到显著水平（P＜0．05）；莨菪亭与刺激性和杂气呈正相关，芸香苷与刺激性呈负相关、与杂气呈正相关。结合感官评吸，可得到绿原酸含量越高、感官指标刺激性得分越高及卷烟刺激性越小的结论。说明绿原酸对降低卷烟抽吸的刺激性具有一定作用，可能是因为烟草在燃吸时，绿原酸产生酸性反应，能中和部分碱性，从而使吃味醇和、刺激性降低，这与绿原酸含量增加可提高香气质和香气量的结果是一致的。

（3）多酚类化合物对透发性、余味的贡献分析：将绿原酸、莨菪亭、芸香苷对透发性、余味的影响进行了PLS1分析。由图4可知，绿原酸与透发性和余味呈正相关，且对透发性的影响达到显著水平；莨菪亭、芸香苷与其呈正相关。说明绿原酸对增强卷烟抽吸的透发性也具有一定作用，这可能与烟草燃吸时，绿原酸热裂解产生的一些具有较强挥发性的物质有关。

（4）多酚类化合物对柔细度、甜度的贡献分析：将绿原酸、莨菪亭、芸香苷对柔细度、甜度的影响进行了PLS1分析。由图5可知，以上3种多酚类化合物与柔细度和甜度呈正相关。说明绿原酸可能对卷烟抽吸的柔细度和甜度具有一定作用。

图3 多酚类化合物对刺激性和杂气的显著性影响分析Figure3 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of offensive odor and irritation

图4 多酚类化合物对透发性和余味的显著性影响分析Figure4 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of inductivity and aftertaste

图5 多酚类化合物对柔细度和甜度的显著性影响分析Figure5 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of soft and sweetness

图6 多酚类化合物对浓度和劲头的显著性影响分析Figure6 The significance analysis of polyphenol compounds on the abundance of aroma and strength

（5）多酚类化合物对烟气浓度、劲头的贡献分析：将绿原酸、莨菪亭、芸香苷对烟气浓度、劲头的影响进行了PLS1分析。由图6可知，以上3种多酚类化合物与烟气浓度呈正相关。绿原酸、莨菪亭与劲头呈负相关，芸香苷与其呈正相关。说明多酚类化合物可能会对抽吸的烟气浓度和劲头产生一定影响。这种影响可能与卷烟抽吸时多酚类化合物的热裂解有关。

3 结论

本研究对湖南省不同区县、不同部位的烟叶原料（郴州B2F，郴州B3F，郴州C3F，隆回B2F，隆回C3F，邵阳B2F，邵阳C3F）进行了多酚类物质绿原酸、莨菪亭和芸香苷含量检测，采用PLSR 方法与感官评吸得分进行了相关性分析，结果表明，低次烟叶中多酚含量尤其是邵阳B2F中绿原酸含量较低，比优质烟叶低3‰左右；相关性分析发现，绿原酸与香气质、香气量、刺激性及透发性呈显著正相关，说明提高烟草中绿原酸的含量，可以提高烟草的香气质、香气量及透发性，降低刺激性。而莨菪亭、芸香苷对各个感官指标没有产生显著性影响，说明二者含量的高低对提高烟草品质的作用不大。

1 朱小茜，徐晓燕，黄义德，等．多酚类物质对烟草品质的影响［J］．安徽农业科学，2005，33（8）：1 910～1 911．

2 钟庆辉．烟草芳香吃味化学指标的探索［J］．烟草科技，1981，4（41）：21～23．

3 周恒，许自成，赵会纳，等．烟草多酚类物质的研究进展［J］．浙江农业科学，2009（5）：949～953．

4 徐晓燕，孙五三，王能如．烟草多酚类化合物的合成与烟叶品质的关系［J］．中国烟草科学，2003（1）：3～5．

5 张甜，董学畅，吴方评，等．固相萃取－高效液相色谱法测定烟草样品中10种多酚［J］．分析化学，2005，33（3）：359～362．

6 Haiyan Wang，Mouming Zhao，Bao Yang，et al．Identification of polyphenols in tobacco leaf and their antioxidant and antimicrobial activities［J］．Food Chemistry，2008，107（4）：1 399～1 406．

7 Gang Xiang，Hongyan Yang，Liu Yang，et al．Multivariate statistical analysis of tobacco of different origin，grade and variety according to polyphenols and organic acids［J］．Microchemical Journal，2010，95（2）：198～206．

8 刘阳，尹启生，宋纪真，等．不同品种烤烟多酚含量和组成的差异分析［J］．烟草科技，2007（8）：32～34．

9 龙章德，林顺顺，田兆福，等．基于电子鼻分析的原料烟叶鉴别分析［J］．食品与机械，2013，29（4）：35～39．