平顶山不同县域烟叶常规化学成分和中性致香成分的差异分析

2018-08-14王鹏泽位辉琴党霞海洋张晖陈溪刘奇森丁易飞许跃奇

山东农业科学 2018年5期

王鹏泽位辉琴党霞海洋张晖陈溪刘奇森丁易飞许跃奇

摘要：以平顶山6个产烟县（市）调制后烟叶为材料，研究其烤烟常规化学成分和中性致香成分组成和含量的差异。结果表明：①6个产烟县（市）烟叶总糖和还原糖含量均值分别为23.45%和19.37%，还原糖、总糖、糖氮比的变异系数较大，分别为25.89%、24.18%、25.51%；烟碱、总氮、钾、氯含量平均值分别为2.35%、2.59%、2.03%和0.65%；蛋白质含量为7.89%；淀粉含量偏高，平均值为6.60%。除氯和淀粉含量外，其余常规化学指标及比值处于适宜范围之内，各指标有一定差异，但差距不大。②中性致香成分总量以叶县烟区最高，达到1 102.8 μg/g，舞钢最低，为905.27 μg/g，且各产区烤烟中性致香成分总量间差异显著。类胡萝卜素降解产物中的β-大马酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、香叶基丙酮、法尼基丙酮、β-二氢大马酮，棕色化反应产物中的糠醛，芳香族氨基酸裂解产物中的苯甲醇，西柏烷类降解产物中的茄酮和叶绿素降解产物中的新植二烯的含量，较同类降解产物所占的比重较高，且各产区间有一定差异。

关键词：烟叶；中性致香成分；常规化学成分；平顶山

中图分类号：S572.01文献标识号：A文章编号：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

平頂山产区烟叶作为河南浓香型烟叶产区的重要原料，具有香气浓郁丰满、烟气充盈绵长的品质特点[1-3]。烤烟品质和风格与品种、当地的栽培措施和生态条件关系密切，不同产地烟叶的外观和感官质量具有一定的差异[4-6]。烟草化学成分是影响烟叶质量的内在因素，特别是常规化学成分和中性致香物质的组成和含量决定了烟草的品质特征[7，8]。研究表明，常规化学成分中糖类是形成香气物质的重要前提物。一般来说，总糖和还原糖通常被认为是有利于烟叶品质改善的指标，在一定范围内烟叶总糖含量越高，烟叶品质会越好[9，10]。烟叶的评吸质量和可加工性能与还原糖含量有直接关系[11-13]。烟叶中的淀粉含量，不仅会影响烟叶的燃烧性，而且对烟气的香吃味产生不利影响[14-16]。总氮含量高的烟叶其总糖及碳水化合物往往较低，这种烟叶一般刺激性和劲头偏大[17]。烟草是忌氯作物。烟株如果过量吸收氯，会导致烟叶的质量、产量直线下滑，品质不佳[18-20]。烟叶中性致香成分中的类胡萝卜素降解产物、茄酮、糖和氨基酸非酶棕色化反应产物以及羰基化合物和氮杂环类的吡咯、吡啶、吡嗪类衍生物等香气物质，能显著改善烟叶品质，提高烟叶的香味和色泽[21，22]。因此系统分析平顶山浓香型产区烤烟常规化学成分和中性致香成分组成和含量的差异，对深入认识平顶山烟叶风格和质量特点具有重要意义，也可为该区烤烟的合理应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试样于2015—2016年取自平顶山所属汝州、郏县、宝丰、鲁山、叶县、舞钢6个县（市）共40个取样点的烟样，且均为当地的C3F等级烟叶。样点田间管理按照优质烤烟栽培技术规范进行。烟叶成熟采收后，按三段式烘烤工艺烘烤。

1.2 常规化学成分和中性致香成分测定

总糖含量用蒽酮比色法测定，其余常规化学成分用连续流动分析仪进行测定。中性致香成分测定：采用水蒸气蒸馏二氯甲烷同时用蒸馏萃取法，中性香味物质提取及定性定量分析采用HP5890—5972气质连用仪，在同时蒸馏萃取装置的一端接盛有20 g烟样（过60 目筛）、2 g柠檬酸、500 mL蒸馏水和0.5 mL内标的1 000 mL圆底烧瓶，使用恒温电热套进行加热；装置的另一端接盛有40 mL二氯甲烷的250 mL圆底烧瓶，该端烧瓶置于恒温水浴锅中加热，水浴温度为60℃。同时蒸馏萃取2.5 h。萃取完成后，加入10 g无水硫酸钠干燥有机相，然后于60℃水浴中浓缩至1 mL左右即得烟叶精油。并用内标法进行定量，由GC/MS鉴定结果和NIST库进行检索定性[23]。

1.3 数据统计分析

运用Microsoft Excel 2013和SPSS 22.0软件进行数据处理与方差分析。

2 结果与分析

2.1 平顶山不同产区烟叶常规化学成分指标描述性统计

对平顶山6个县（市）烟叶常规化学成分进行描述性统计分析，结果（表1）看出，烟叶总糖和还原糖含量分别为23.45%和19.37%，含量适宜，烟叶中的糖类热解产生呋喃、醛酮等羰基化合物进而形成香气物质。还原糖、总糖、糖氮比的变异系数较大，分别为25.89%、24.18%、25.51%。烟碱、总氮、钾、氯的含量平均值分别为2.35%、2.59%、2.03%、0.65%，变异系数均较小，分别为0.26%、0.05%、0.11%、0.01%，相对较为稳定。蛋白质含量均值为7.89%，最低含量为6.03%，最高含量为11.26%。淀粉含量偏高，平均值为6.60%。除总糖、还原糖、烟碱和两糖比的偏度系数﹤0外，其余指标的偏度系数均﹥0，为正向偏态峰。总糖、还原糖、钾、糖氮比、钾氯比、两糖比的峰度系数﹤0，为尖峭峰，数据相对集中；其余指标的峰度系数均﹥0，为平阔峰，数据相对分散。

2.2 平顶山不同产区烟叶常规化学成分的差异分析

由表2可以看出，平顶山各产区烤烟常规化学成分中还原糖含量以汝州、鲁山和叶县烟叶较高，且显著高于郏县和宝丰；总糖含量叶县>鲁山>汝州>郏县>宝丰，叶县和鲁山与宝丰、郏县差异显著；烟碱和总氮含量鲁山和叶县较高，宝丰和郏县次之，汝州含量较低；氯含量各产区间差异不大；钾含量郏县和鲁山与宝丰差异显著；蛋白质含量汝州较高，且显著高于其余产区；淀粉含量宝丰和郏县高于鲁山、汝州和叶县。

2.3 平顶山不同产区烤烟中性致香成分的差异分析

由表3可以看出，平顶山产区烤烟中性致香成分中，烤烟类胡萝卜素降解产物总量叶县和郏县较高，居前两位，且显著高于其它产区；宝丰和鲁山位居三四位，显著高于汝州和舞钢。在类胡萝卜素降解产物中，β-大马酮、香叶基丙酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、法尼基丙酮和β-二氢大马酮占胡萝卜素降解产物的比重较大。各个产烟县（市）间类胡萝卜素主要降解产物各有差异，β-大马酮含量以叶县和郏县烟叶较高，且显著高于其余各产区；香叶基丙酮含量以宝丰和汝州含量较高，叶县和舞钢烟叶含量较低；巨豆三烯酮2含量以郏县烟叶较高，汝州、鲁山和叶县烟叶含量居中，宝丰和舞钢较低；巨豆三烯酮4含量以宝丰和叶县烟叶较高，郏县较低；法尼基丙酮含量以郏县和汝州烟叶较高，且显著高于其余产区；β-二氢大马酮含量以叶县、宝丰和鲁山烟叶较高，汝州烟叶较低，显著低于其余产区。

烤烟棕色化反应产物总量以舞钢和宝丰较高，且舞钢显著高于鲁山、汝州、叶县、郏县。棕色化反应产物中糠醛的占比较大，其余棕色化反应产物含量较低。各个产区间糠醛含量以舞钢和宝丰较高，郏县和叶县次之，汝州和鲁山较低。

烤烟芳香族氨基酸裂解产物总量宝丰和汝州较高，且与郏县、叶县、舞钢和鲁山差异显著。在芳香族氨基酸裂解产物中苯甲醇的占比较大。各个产烟县（市）间宝丰和汝州苯甲醇含量较高，前者显著高于其余产区。

西柏烷类降解产物中，叶县产区烟叶茄酮含量显著高于其它产区，达到了69.46 μg/g。

叶绿素降解产物中的新植二烯，在烤烟中性致香物质总量中所占比例最高。各产烟县（市）间新植二烯和中性致香成分总量以叶县和郏县较高，舞钢较低，且叶县和郏县烟叶含量与其它四个产区差异显著。

3 讨论与结论

平顶山烟区烤烟常规化学成分中的氯和淀粉含量高于适宜范围，其余化学成分指标及比值处于适宜范围之内，可见平顶山烤烟内在化学成分相对协调。糖氮比、两糖比和钾氯比协调是影响烟叶质量的主要因素。平顶山烤烟两糖比在0.71～0.95之间，变异系数较小，平均值为0.82，在优质烤烟所要求的范围内。烟叶中性致香成分中，类胡萝卜素降解产物总量各产区以叶县含量最高为72.84 μg/g，郏县次之为71.33 μg/g，舞钢最低为56.69 μg/g。棕色化产物总量在各产区中舞钢最高为12.05 μg/g，宝丰次之为11.06 μg/g，鲁山含量最低为8.27 μg/g。芳香族氨基酸裂解产物总量在各产区中以宝丰最高为8.73 μg/g，汝州次之为8.31 μg/g，叶县最低为7.13 μg/g。茄酮含量在各产区中叶县含量最高为69.46 μg/g，郏县次之为53.61 μg/g，宝丰含量最低为42.87 μg/g。新植二烯含量在各产区中郏县最高为957.63 μg/g，叶县次之为943.35 μg/g，舞钢最低为782.79 μg/g。整体分析而言，平顶山各产烟區以叶县烟叶中性致香成分含量最高，配伍性强。

各产烟县（市）间中性致香成分类胡萝卜素降解产物中的β-大马酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、香叶基丙酮、法尼基丙酮、β-二氢大马酮存在一定的差异。棕色化反应产物的含量在各产区烤烟中表现显著差异，烘烤过程中的棕色化反应对烟叶的颜色和香气有重要影响，这可能是平顶山地区各产烟县（市）烟叶在颜色和香气指标上出现差别的部分原因。在芳香族氨基酸裂解产物中所占比例最大的是苯甲醇含量，平顶山地区烤烟的芳香族氨基酸裂解产物的含量最大的是宝丰，其它产区烤烟的芳香族氨基酸裂解产物的含量适中。平顶山地区烤烟各类香气物质降解产物中所占比例最大的是新植二烯，它本身具有烤烟特有的香味，经过降解对其它香气成分的形成也有重要作用。烤烟西柏烷类降解产物的变异系数最大，茄酮与各产区烤烟表征物质的含量有关，烟叶的腺毛头首先分泌成西柏三烯二醇类物质，西柏三烯二醇类物质经调制后进一步降解成茄酮，因此对烟叶风格和品质的形成有较大影响。

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