烤烟烟叶化学成分与中性香气成分含量关系研究

刘阳

摘要：本文以16个不同烤烟烟叶为试验材料，对烟叶中的化学成分与中性香气成分含量的关系进行了分析。结果表明：1、简单相关分析表明，与烟叶香气物质总量关系密切的有总糖、总氮/烟碱、钾、钾/氛、总氮、烟碱、蛋白质含量等含氮化合物，总体上糖组分、钾含量、化学成分比值与香气物质总量正相关，含氮化合物与香气物质总量负相关;2、友色关联分析表明，各成分与致香物质总量关系从高到低排名依次顺序为，钾、总糖、还原糖、钾氯比、氛、氮碱比、氨基酸、蛋白质、总氮、烟碱。

关键词：烤烟;化学成分;香气成分;关系

烟叶质量的优劣影响到一个卷烟牌号的生存发展，直接影响到卷烟企业的经济效益和社会效益。而烟叶中的主要化学成分的含量及其比值，在很大程度上确定了烟叶及其制品的烟气特性，因而直接影响着烟叶品质的优劣。如，总糖在烟叶燃吸的过程中进行酸性反应，能调整适度的酸碱平衡，使吃味醇和，其反应物能协调卷烟的香气，增加香气浓度;含氮化合物在一定范围是有利因素，可以中和糖类化合物燃烧后产生的酸性物质，但

含量過高时产生的碱性物质过多，则会使烟气辛辣，刺激性强，杂气重，味苦，然而当其含量过低时，吃味虽然顺和，但缺乏香味，烟气浓度低;钾对于提高烟叶的燃烧性和持火力、提高烟叶的弹性和质地、改善叶片色泽等有重要作用，烟叶中钾含量高，烟叶的香气量好;氨基酸是烟叶体内重要的化学成分，与烟叶品质的形成有重要关系，其不仅可以在调制和陈化过程中与糖类结合形成阿美杜里化合物，进一步转化形成挥发性成分，也可在调制过程中直接转化为羰基化合物，某些氨基酸还是烟碱合成的前体物质。

烟叶香味是评价烟叶及其制品品质的重要指标。烟草的香味物质的形成是一种生理生化过程，这一过程受内部的遗传基因、外部的环境条件和调制、陈化等过程的综合影响。烟叶的香气物质是多种微量致香物质成分共同作用的结果，其受到烟叶中化学成分的影响很大。因此，本文运用简单相关分析和灰色关联原理对烤烟烟叶化学成分和香气成分含量的关系进行分析，旨在探索提高烟叶香气成分含量的有效途径，为烟叶质量的提高提供理论依据。

一、材料与方法

1.参试材料

参试材料来自于广东中烟工业有限责任公司技术中心实验室的质量检测数据。其中不同烤烟烟叶的编号分别为A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N，O。选取总糖、还原糖、总氮、烟碱、氨基酸、蛋白质、氮碱比、钾、钾氯比、香气量等10个指标进行分析（见表1），依次用x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x10来表示。

2.数据分析与处理

（1）运用简单相关分析对烟叶化学成分和香气成分含量的关系进行分析;（幻运用灰色关联原理对烟叶化学成分和香气成分含量的关系进行分析。

二、结果与分析

1.简单相关分析

化学成分是决定烟叶质量的内在因素之一。将16种烤烟烟叶的化学成分及其相关化学成分比值（包括总糖、还原糖、总氮、烟碱、可溶性蛋白质、游离氨基酸、总氮/烟碱、钾、氯、钾/氯）与烟叶中的致香物质总量的关系进行相关分析，其相关系数及其显著性见表2，分析结果表明，致香物质总量与总糖、总氮/烟碱、钾、钾/氯显著或极显著正相关，与总氮、烟碱、蛋白质含量等含氮化合物显著或极显著负相关，说明在一定范围内，总糖、钾含量越高，钾氯比值越大，含氮化合物含量越低，烟叶的香气物质总量就较多，这也说明了总糖和钾含量的增加有利于烟叶香气量的提高，而含氮化合物则不利于香气量的提高。

总糖与还原糖、总氮、烟碱、蛋白质、游离氨基酸、香气成分总量等6项成分间存在显著或极显著相关性，相关系数依次为0.863、-0.811、-0.843、-0.699、-0.531、0.572。即总糖与还原糖、香气物质之间存在较高的正相关，与总氮、烟碱、蛋白质、游离氨基酸存在较高的负相关。还原糖除与蛋白质、香气之间的相关性不显著外，与其它化学成份之间的相关关系与总糖相类似。说明碳水化合物与含氮化合物之间存在负相关，烟叶中含氮化合物的增加，会使得烟叶中碳水化合物含量下降，从而使得烟叶质量降低。

总氮与总糖、还原糖、烟碱、蛋白质、游离氨基酸、钾和香气成分总量之间都存在显著或极显著相关关系，相关系数依次为-0.811、-0.818、0.931、0.758、0.726、-0.577、-0.628。即总氮与总糖、还原糖、和香气成分总量呈极显著负相关，与钾呈显著负相关，与烟碱、蛋白质、氨基酸呈显著正相关。烟碱不仅与钾呈极显著负相关，而且与总氮/烟碱呈显著负相关，其余相关系数均与总氮趋势.致。

蛋白质与总糖、总氮、烟碱、游离氨基酸、钾、香气成分总量之间存在显著或极显著相关关系，相关系数依次为-0.699、0.758、0.825、0.699、-0.010、-0.521，而与其它几种成份则相关性不显著。即蛋白质与总糖和钾呈极显著负相关，与香气成分总量呈显著负相关，而与总氮、烟碱、氨基酸呈显著正相关。游离氨基酸与总糖、还原糖存在显著负相关关系，相关系数为-0.531和-0.566，与总氮、烟碱、蛋白质呈极显著正相关关系。

总氮l烟碱与钾、钾/Z、香气成分总量之间存在极显著正相关关系，相关系数依次为-0，666、0.703、0.670，与烟碱之间存在显著负相关，相关系数为一523，而与总糖、还原糖、总氮等几种成份间相关性不显著。

钾与总氮、烟碱、蛋白质等含氮化合物之间存在显著或极显著负相关关系，相关系数依次为-0.577、-0.738、-0.640，与总氮，烟碱、香气成分总量之间存在极显著正相关，相关系数为0.666、0.753，说明在烟叶生产过程中，钾肥含量的使用将有利于烟叶中香气成分总量的增加，从而提高烟叶及其制品的质量与安全性。烟叶中的氯与钾含量呈显著相关关系，与其他成分的关系不显著。

钾/氯与总氮/烟碱、香气成总含量之间呈极显著正相关关系，相关系数为0.703、0.668，与烟碱呈显著负相关关系，相关系数为-0.510，说明提高烟叶中的钾氯比值将有助于增加烟叶中香气成分总量，同时也有助于降低烟叶中的烟碱含量，从而提高烟叶的安全性。

2.灰色关联度分析

灰色关联分析，将多个化学成分看作一个灰色系统。每个成分均为这个灰色系统中的一个因素，其原理是根据因素数列的几何形状、发展态势的接近程度来衡量其因素间关联程度的大小。本文研究的是烟叶化学成分与香气成分含量之间的灰色关联性，因此，构造“香气成分总量”作为参考数列Y，以烟叶化学成分为“子序列，;各化学成分（总糖、还原糖、总氮、烟碱、可溶性蛋白质、游离氨基酸、总氮l烟碱、钾、氯、钾I氯）分别记为X1，X2……，X10。通过标准化变换化学成分和香气成分含量进行灰色关联分析，表3为其关联度和关联度排序结果。

按照关联度分析原则，关联度大的数列与参考数列的关系最为密切，关联度小的数列与参考数列的关系最为疏远。从表10可以看出，不同基因型烤烟烟叶的化学成分指标与香气成分总量的关联度和排序不同。各成分与香气成分含量的关联度系数分别为，G（Y，x1）=0.715，G（Y，x2）=0.704，G（Y，x3）-0.553，G（Y，x4）=0.544，G（Y，x5）=0.588，G（Y，x6）=0.561，G（Y，x7）=0.696，G（Y，x8）=0.824，G（Y，x9）=0.698，G（Y，x10）x.704，根据关联度进行各成分与香气成分关系排名，依次顺序为，钾>总糖>还原糖>钾氯比>氯>氮碱比>氨基酸>蛋白质>总氮>烟碱，即钾与香气成分总量的关联度最大，总糖与香气成分总量的关联度次之，含氮化合物与香气含量之间的关联度最小.

三、结论与讨论

烟叶的化学成分是鉴定烟叶品质的指标，而烟叶香气是评价烟叶质量的核心内容。因此烟叶的常规化学成分对烟草制品的香气味有重要影响，烟叶的质量随烟叶原料内在化学成分的变化而变化的，本研究表明，总糖与還原糖、香气物质之间存在较高的正相关，与含氮化合物存在较高的负相关;还原糖除与蛋白质、香气之间的相关性不显著外，与其它化学成份之间的相关性与总糖类似;总氮与总糖、还原糖、和香气成分总量呈极显著负相关，与钾呈显著负相关，与烟碱、蛋白质、氨基酸呈显著正相关;总氮/烟碱与钾、钾/氯、香气成分总量之间存在极显著正相关关系，与烟碱之间存在显著负相关，而与总糖、还原糖、总氮等几种成份间相关性不显著;钾与总氮、烟碱、蛋白质等含氮化合物之间存在显著或极显著负相关，与总氮/烟碱、香气成分总量之间存在极显著正相关;钾/氯与总氮/烟碱、香气成分总量之间呈极显著正相关关系，与烟碱呈显著负相关。香气物质总量与糖组分、钾含量、化学比值呈正相关，与含氮化合物呈负相关，这与烟叶内糖组分和含氮化合物负相关相一致。

灰色关联度分析结果表明，钾与香气成分总量的关联度最大，总糖与香气成分总量的关联度次之，含氮化合物与香气含量之间的关联度最小。因此，烤烟的烟叶质量受烟叶的碳氮代谢控制，在一定范围内适当提高糖组分含量，降低含氮化合物有利于提高烤烟的烟叶质量，同时，在烟叶生产过程中，提高钾肥的施人量，有利于提高烟叶中的香气物质总量，有利于提高烟叶的品质，从而提高烟叶的安全性。

参考文献：

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