不同品牌卷烟游离氨基酸差异性研究

乔月梅，李力群，何 山，纪旭东，郭春生，张峻松

（1.内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010020；2.郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南 郑州 450002）

在烟草的含氮化合物中游离氨基酸作为重要的一类，与烟叶品质有密切关系[1]，在烟草生长、调制、醇化、加工和成品卷烟的每一过程，烟草中氨基酸和还原糖之间的非酶促棕色化反应，生成多种具有烤香、爆米花香味特征的吡喃、吡嗪、吡咯等杂环化合物[2-3]。一些氨基酸也可分解成香味物质[4-5]，如苯丙氨酸经过脱羧或者氧化脱氨等代谢和高温裂解后，可以生成一系列芳香物质，如苯甲醛、苯乙醛、苯甲酸、苯乙酸和苯乙醇等。适宜含量的氨基酸可以提高烟气劲头并增加丰满度，但如果氨基酸含量过高，烟气就会辛辣、味苦、刺激性强，如果氨基酸含量过低，烟气就会平淡无味、丰满度差[6-9]。因此，对烟草中游离氨基酸进行研究非常有意义。

试验选取在我国市场占有率较高的16个不同品牌卷烟样品，通过测定其游离氨基酸的含量，结合方差分析和主成分分析，明确不同品牌卷烟之间的差异与联系，旨在为研究我国不同品牌卷烟的差异性、为中式卷烟的品类构建及不同卷烟风格特征的剖析提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

仪器：1260型高效液相色谱仪，美国Agilent公司产品；EL204型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；SB-3200 DT型超声萃取仪，宁波新芝生物科技股份有限公司产品；DHG-9145A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司产品。

1.2 试验方法

将卷烟烟丝取出，在40℃条件下干燥2 h，粉碎，过40目筛，混合均匀，并密封储存。准确称量粉碎后的烟末2.0 g，精确到0.000 1 g，于50 mL容量瓶中用萃取液定容，超声波萃取20 min，以转速9 000 r/min离心20 min，取上清液用0.45μm有机膜过滤于色谱瓶中，置于高效液相色谱仪中，用邻苯二甲醛/3-巯基丙酸作为衍生化试剂，由进样器自动衍生化，使用反向高效液相色谱/荧光检测器进行分析。试验数据采用SPSS19.0进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同品牌卷烟游离氨基酸的总量分析

不同品牌卷烟游离氨基酸总量的方差分析见表1。

从表1中可以看出，各品牌卷烟氨基酸总量之间存在显著性差异，并且含量依次为K＞L＞G＞D＞A＞H＞J＞I＞C＞O＞M＞P＞B＞N＞F＞E，经分析得出不同品牌卷烟氨基酸总量的变异系数为35.02%，说明其离散程度较大，即各品牌卷烟的氨基酸总量有较大的差别。然而表1中H和J的氨基酸含量不存在显著差异，并且与其他卷烟都存在显著差异，同一品类卷烟的I与H，J虽然有显著性差异，但含量较为接近，说明同品类不同牌号的卷烟之间的氨基酸总量较为接近，即同一品类卷烟的氨基酸总量较为稳定。

表1 不同品牌卷烟游离氨基酸总量的方差分析/mg·g-1

2.2 不同品牌卷烟游离氨基酸的方差分析

由上述氨基酸总量的情况来看，在不同品牌卷烟之间氨基酸总量存在显著差异，说明各品牌卷烟之间的氨基酸总量有一定的差异性。为进一步明确差异情况，需要对每种氨基酸进行方差分析。

不同品牌卷烟氨基酸的方差分析见表2。

表2 不同品牌卷烟氨基酸的方差分析

续表2

从表2中可以看出，在各品牌卷烟中，天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、胱氨酸和酪氨酸的含量相对较高，甲硫氨酸、异亮氨酸和赖氨酸相对较低。

在所有品牌的卷烟里面，天冬氨酸占游离氨基酸总量的26.15%，其中以K最高，显著高于其他品牌；谷氨酸以L最高，显著高于其他品牌，F最低；丝氨酸的含量以L显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；甘氨酸以K显著高于其他品牌，F最低。组氨酸以L显著高于其他品牌，E最低；苏氨酸以L显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；胱氨酸以K显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；丙氨酸以L显著高于其他品牌，E最低；精氨酸以K显著高于其他品牌，F最低；酪氨酸以K显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；缬氨酸以A显著高于其他品牌，E最低；甲硫氨酸以P显著高于其他品牌，F最低；色氨酸以L显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；苯丙氨酸以L显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；异亮氨酸以L显著高于其他品牌，E显著低于其他品牌；赖氨酸以K显著高于其他品牌，F最低；亮氨酸以K显著高于其他品牌，E最低。

从表1可知，国内创客教育研究排名前9位的关键词是：创客教育(159)、创客(39)、创客空间(31)、创客运动(12)、创新创业教育(9)、STEM教育(9)、美国(8)、创新能力(7)、创新(7)。说明目前我国创客教育研究热点主要集中在：①研究创客教育与创客、创客运动和创客空间之间的关系，即创客教育的发展历程；②研究创客教育的实施，包含创新创业教育、STEM教育等内容，培养学生创新能力和创新思维；③研究国外的创客教育发展现状，尤其是美国。

2.3 不同品牌卷烟游离氨基酸的主成分分析

从上述方差分析可以看出，不同品牌卷烟游离氨基酸均存在显著差异，为了进一步明确不同品牌卷烟之间的差异和联系，需要对其进行主成分分析。

KMO和Bartlett的检验结果见表3。

表3 KMO和Bartlett的检验结果

由表3可知，KMO＞0.5，p＜0.05，能够进行主成分分析。

不同品牌卷烟主成分分析的总方差见表4，不同品牌卷烟主成分分析的碎石图见图1。

根据表4和图1结果能够对考查的17个指标提取出3个主成分，其特征值为11.870，3.094，1.008；方差贡献率分别为44.867%，41.187%，7.903%，由于第一和第二主成分的累积贡献率达到86.054%，已经能够解释所有样品在17种氨基酸总信息的86.054%。因此为了方便分析，只对第一和第二主成分进行分析。

表4 不同品牌卷烟主成分分析的总方差

不同品牌卷烟旋转成分矩阵见表5。

从表5中可以看出，第一主成分综合了谷氨酸、丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的信息，并且都是正向分布，即在PC1的值越大，其含量越高；第二主成分综合了天冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸、异亮氨酸和赖氨酸的信息，并且都是正向分布，即在PC2的值越大，其含量越高。

根据主成分分析结果，可以得到不同品牌卷烟的得分图。

图1 不同品牌卷烟主成分分析的碎石图

表5 不同品牌卷烟旋转成分矩阵

不同品牌卷烟的得分图见图2。

图2 不同品牌卷烟的得分图

由图2所示的不同品牌卷烟PC1和PC2关系可以看出，B，D，E，F，G，I，M，N，O和P分布在PC1和PC2的负向区间，即其天冬氨酸含量较高，并且其他氨基酸较低；A，H和J分布在PC1的正向区间，PC2的负向区间，即其氨基酸的含量相对较低；C和K分布在PC1的负向区间，PC2的正向区间，即其天冬氨酸含量较高，并且其他氨基酸含量较低；L分布在PC1和PC2的正向区间，即其天冬氨酸含量较低，其他氨基酸含量较高。

由图2可以看出，同一品类的卷烟H，I和J中，H，J分布的较为接近并且能够与其他品牌卷烟区分开，而I虽然与H和J也很接近，但与C和O更为接近。由此在主成分分布图上，同一品类卷烟能够较好地与其他品牌卷烟分离开，这一部分也和氨基酸总量的分析结果相同。

3 结论

测定了我国16个品牌卷烟的17种氨基酸，并对结果进行统计分析。

（1）不同品牌卷烟的氨基酸含量存在显著差异，天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、胱氨酸和酪氨酸在这16种卷烟中相对较高。

（2）不同品牌卷烟之间的差异主要体现在谷氨酸、丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸、异亮氨酸和赖氨酸的含量变化。通过主成分分析的得分图可以看出同一品类的不同品牌卷烟与其他卷烟有较为良好的分离结果，这和氨基酸总量的方差分析结果基本一致，说明同品类卷烟的氨基酸含量和组成较为相似。

氨基酸是烟草中一类重要的致香前体物质，试验可为进一步研究我国不同品牌卷烟的差异性，明确其差异来源，为中式卷烟品类构建和风格特征剖析提供一定依据。