基于感官评价的加热不燃烧卷烟原料品种（系）筛选

赵 璐，王丙武，宋中邦，高玉龙，李文正，李梅云，隋学艺，吴兴富，焦芳婵，尚善斋，汤建国，李永平*

1.云南省烟草农业科学研究院，昆明市五华区圆通街33号 650021

2.云南中烟工业有限责任公司技术中心，昆明市五华区红锦路367号 650231

近年来，以有害物质释放量较小为卖点的新型烟草制品在部分国际烟草销售市场上呈现出快速增长的趋势［1-2］,其中加热不燃烧卷烟是各大烟草公司的研发重点［3-5］。加热不燃烧卷烟以再造烟叶薄片为直接加热材料，在200～300℃温度范围内加热烟弹后产生含有烟碱及其他化合物的气溶胶［6-7］。刘珊等［8］考察了在加热状态下（200～400℃），烤烟、白肋烟及香料烟的烟气粒相物、烟碱、水分和焦油释放量，发现释放量均随加热温度升高而逐渐增加，但研究中未涉及参加试验的烟草品种特性。刘珊等［9］还通过对比烤烟烟叶，分析碳加热和电加热两种加热不燃烧类型的烟弹烟草材料，发现产生烟气的烟草材料为经过加香处理的再造烟叶，且甘油含量较高而烟碱含量相对较低。除烟叶原料的烟气释放物、加热设备等［10］的研究之外，加热不燃烧烟草制品的相关研究主要集中在细胞毒理学方面，包括加热不燃烧卷烟气溶胶化学成分和毒理学评价［11］，以及加热不燃烧烟草制品气溶胶对降低或延缓动脉粥样硬化、肺气肿方面的表现等［12-13］。目前国内外尚鲜见适合生产加热不燃烧卷烟烟叶原料的品种筛选方面的文献报道。云南省是我国烟叶品种“原料基地”之一，也是最重要的优质烟叶产区之一。评估并掌握现有烤烟品种（系）生产加热不燃烧卷烟烟叶原料的工业适用性，是保障云南烟叶生产地位的关键。为此，在云南省玉溪、保山、红河、临沧和文山5个市（州）烟叶产区设置试验点，种植5个特色烤烟品种（系），以加热不燃烧卷烟工业可用性感官评价指标来综合评价供试烟叶材料，并分析烟叶化学成分及香味物质含量与感官品质的相关性，旨在筛选出适宜的加热不燃烧卷烟烟叶原料候选品种（系）。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

2018年在云南省玉溪市新平县平甸乡、保山市施甸县姚关镇、红河州弥勒市弥阳镇、临沧市临翔区博尚镇和文山州丘北县树皮乡5个试点，种植云烟207、云烟99、云烟116、KRK26和红花大金元5个烤烟品种（系）。

1.2 试验方法

采用同田对比，完全随机排列试验设计，不设重复，每个品种（系）为1个处理，小区面积不小于100 m2。各试点供试品种（系）要求种植在同一田块，同一试点的施肥量、种植密度、栽培调制技术及田间管理措施相同，且均按当地优质烟叶生产技术规范进行操作，烟叶收获调制后统计产量、产值和上等烟比例等经济性状指标。

1.3 烟叶常规化学成分及香味物质成分检测

烘烤结束后，每个品种（系）取C3F等级的中部初烤烟叶进行常规化学成分及香味物质含量检测。烟叶常规化学成分指标包括总氮、总糖、还原糖、烟碱、钾和氯含量，检测方法见文献［14］。香味物质含量指标包括醇类化合物（糠醇、苯甲醇、芳樟醇、苯乙醇、寸拜醇、西柏三烯二醇、3-甲基-1-丁醇）、醛类化合物（正戊醛、正己醛、糠醛、苯甲醛、苯乙醛、β-环柠檬醛）、酸类化合物（肉豆蔻酸、棕榈酸）、酮类化合物（1-戊烯-3-酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、氧化异氟尔酮、β-大马酮、β-二氢大马酮、巨豆三烯酮、金合欢基丙酮、面包酮、2-戊烯-1,4-二酮、茄尼酮、香叶基丙酮）、烯烃类化合物（新植二烯）、杂环类化合物（2,3-二氢苯并呋喃）以及酯类化合物（棕榈酸甲酯、丁内酯）的检测方法见文献［15］。

1.4 烟叶感官品质评价

每个试点每个参试品种（系）均选取1个中部初烤烟叶样品，共计25个，由云南中烟工业有限责任公司技术中心进行加热不燃烧烟叶原料感官评价。按照云南中烟工业有限责任公司现有某规格加热不燃烧烟弹产品技术要求，将烟叶样品通过涂布式稠浆法制成再造烟叶，切割成丝，呈束状卷制于卷烟纸中制成烟弹。烟弹含有10%经过造碎处理的烟叶原料（烟粉模块），其余90%为甘油、丙二醇发烟剂，以及外源木浆纤维等物质。对照样品为采用相同涂布式稠浆法制备工艺，且未添加料香模块和烟粉模块，仅使用叶膏和梗膏制备的样品。烟叶原料样品在对照样基础上，使用烟粉模块，未添加料香模块。烟弹加热设备为云南中烟工业有限责任公司生产的中心电加热不燃烧卷烟烟具，并在250～300℃范围内加热烟弹。

加热不燃烧烟叶感官评价由云南中烟工业有限责任公司技术中心具有卷烟感官质量评吸资质的10位评吸专家完成。按照云南中烟企业标准“新型卷烟感官评价方法”（Q/YNZY.J04.022—2015），对烟弹的烟雾量（10分）、香气香味（30分）、劲头（10分）、谐调性（10分）、刺激性（15分）、口感（25分）6个指标进行评价打分。每个指标达到相应要求时，按照评分标准（表1）对试样各单项计分，各项指标均以0.5分为记分单位。加热不燃烧卷烟感官质量记分采用百分制。

单项平均得分计算公式（精确至0.01）：

评价试验前通过对对照样品进行感官评价校对口径。

表1 加热不燃烧卷烟感官质量评价指标及评分标准Tab.1 Sensory evaluation indexes and their criteria for heated tobacco products

1.5 数据处理

采用Excel计算同一品种（系）在5个试点间的经济性状稳定性参数。采用单因素完全随机统计分析方法对不同品种（系）间的经济性状指标、感官评价指标得分、烟叶化学成分含量、香味物质含量进行方差分析，采用Duncan’s法进行平均值的差异显著性多重比较，并利用DPS 10.15软件进行分析。用PASW Statistics18.0软件进行感官品质指标得分与化学成分含量、香味物质含量间的皮尔森相关性分析。统计分析中的样本数n=25。

2 结果与讨论

2.1 参试烤烟品种（系）的主要经济性状分析

不同品种（系）间的产量、上等烟比例、均价和产值间差异未达到5%显著水平（表2）。云烟207的产量和产值稳定性好于其他参试品种（系），而红花大金元的产量和产值稳定性相对较差。KRK26和云烟99的上等烟比例和均价稳定性优于云烟207、红花大金元和云烟116。

表2 参试烤烟品种（系）的主要经济性状指标和稳定性参数比较①Tab.2 Economic traits and stability parameters of test flue-cured tobacco varieties(lines)

表2（续）

2.2 烤烟品种（系）对烟弹感官质量的影响

5个烤烟品种（系）感官质量评价得分的多重比较（表3）表明，参试品种（系）香气香味得分表现依次为云烟99＞云烟207＞红花大金元＞KRK26＞云烟116，云烟116的得分显著低于云烟99、云烟207、KRK26和红花大金元，其他品种（系）间差异不显著。除红花大金元劲头得分显著低于KRK26外，各品种（系）的劲头得分（云烟99＞云烟207＞KRK26＞云烟116＞红花大金元）呈现与香气香味得分相似的趋势。在谐调性和刺激性方面，云烟116得分相对较低，其谐调性得分极显著低于云烟99、云烟207、KRK26和红花大金元，刺激性得分极显著低于其他参试品种（系）；云烟99的谐调性得分显著高于云烟207，刺激性得分显著高于KRK26和红花大金元。除云烟116的总得分较低外，其他品种（系）的总得分间差异不显著。5个参试烤烟品种（系）的烟雾量和口感得分差异不显著。表明云烟99的综合感官质量表现最好，其次是云烟207。KRK26和红花大金元的感官质量表现中等,可作为加热不燃烧卷烟烟叶原料的候选品种（系）。

表3 不同烤烟品种（系）烟叶感官品质指标得分比较①Tab.3 Scores of sensory quality indexes of different flue-cured tobacco varieties（lines） （分）

2.3 不同烤烟品种（系）烟叶的常规化学成分及香味物质含量分析

烟叶常规化学成分含量分析结果（表4）表明，云烟207的总氮含量显著高于云烟116，而其他化学成分（钾、总糖、还原糖、烟碱和氯含量）在不同参试烤烟品种（系）间差异未达到显著水平。在香味物质中，云烟207的杂环类化合物含量显著低于红花大金元（表5）。其他香味物质含量在不同品种（系）间差异未到达显著水平。

2.4 烟叶常规化学成分及香味物质含量与感官质量的相关性分析

相关分析结果（表6）表明，总氮含量与烟雾量、劲头、谐调性和口感特性得分呈显著正相关，与香气香味得分呈极显著正相关；烟碱含量与感官评价指标得分的相关性不显著。而在传统卷烟感官评价结果中，总氮含量与感官评价指标中的浓度、杂气和刺激性呈显著正相关，与柔细度、余味呈负相关；烟碱含量与香气量和刺激性呈正相关，与浓度呈负相关［16］。在加热不燃烧感官评价中（表6），总糖和还原糖含量与谐调性得分呈显著负相关，与口感得分呈极显著负相关，还原糖含量与刺激性得分呈显著负相关；钾和氯含量与感官评价指标得分的相关性不显著。而在传统卷烟感官评价结果中，总糖和还原糖含量与香气质、柔细度、余味呈正相关，与杂气和刺激性呈负相关［16］；而钾含量与劲头呈显著正相关，氯含量与劲头呈显著负相关［17］。烟叶化学成分含量与感官质量指标的相关性在加热不燃烧卷烟和传统卷烟中存在差异，可能是由于感官评价标准的不同导致的。在传统卷烟感官评价中，主要以香气量、浓度、柔细度、刺激性、余味和杂气等指标对烟叶样品感官质量进行评价，这与加热不燃烧卷烟感官评价中的香气香味、劲头、谐调性、刺激性和口感等指标存在差异。两者的感官评价指标以及指标的打分标准不同，可能导致评分结果和相关性分析结果不一致。此外，在低加热温度条件下加热烟叶时，

总粒相物中的烟碱含量［18］，以及烟碱由加热不燃烧卷烟向主流烟气总粒相物中的转移率是影响感官质量的主要因素，但烟叶原料中的烟碱含量对加热不燃烧卷烟感官质量指标的影响方面仍有待进一步研究。

表4 参试烤烟品种（系）的烟叶常规化学成分含量比较Tab.4 Contents of routine chemical components in test flue-cured tobacco varieties(lines) （%）

表5 参试烤烟品种（系）的香味物质含量比较Tab.5 Contents of aroma components in test flue-cured tobacco varieties(lines) （μg·g-1）

表6 感官质量指标得分与常规化学成分含量指标的相关性①Tab.6 Correlations between sensory quality index scores and routine chemical component levels

在香味物质中，酮类化合物含量与香气香味及口感得分呈显著正相关（表7）。与文献报道的传统卷烟感官评吸中酮类化合物，尤其是类胡萝卜素降解产物（茄尼酮、巨豆三烯酮、β-大马酮、β-二氢大马酮、金合欢基丙酮等）含量与香气质呈显著正相关的结果基本一致［19］。本研究中酯类化合物含量与刺激性及口感得分呈显著负相关，其他香味物质含量与感官评价指标得分的相关性不显著。与文献［20-21］报道的醇类、醛类、酸类、烯烃类等香味成分与传统卷烟感官质量呈正相关的结果存在一定差异。原因可能是由于烟叶状态不同，且加热温度不同造成物质释放存在差异。传统卷烟在900°C燃烧裂解时产生大量小分子香味物质，对传统卷烟抽吸时香气质和香气量的影响较大［22］，而加热不燃烧卷烟的烟草基质主要是再造烟叶，其在调制及后续烟弹制作过程中，香味物质损失量较大［23］，且在低温（250～300 ℃）条件下加热时，烟草本身香味物质释放量减小，加热条件下形成的香味物质衍生物量也较少［22-24］，对香气香味指标的贡献不突出。大部分烟叶化学成分及香味物质含量与感官评吸的烟雾量得分间相关性不显著，其原因可能是烟雾量的大小与发烟剂的添加和释放关系密切［25-26］，而烟叶化学成分及香味物质含量对其影响较小。鉴于影响感官质量的主要化学成分和香味物质在加热不燃烧卷烟和传统卷烟中存在的差异，总氮、总糖、还原糖、酮类化合物和酯类化合物含量可作为筛选其他适宜原料品种（系）时重点分析的物质成分。

表7 感官品质指标得分与香味物质含量的相关性Tab.7 Correlations between sensory quality index scores and aroma component levels

3 结论

以加热不燃烧卷烟工业适用性评价结果为导向，对种植在云南省5个试点的5个特色烤烟品种（系）进行评估，并分析了供试烟叶原料的工业适用性。中部叶以云烟99和云烟207的香气香味、劲头、谐调性和刺激性相对较好，适宜作为加热不燃烧卷烟烟叶原料候选品种（系），而云烟116的感官评价指标相对较差；烟叶常规化学成分和香味物质中，氮含量与香气香味、劲头、谐调性、口感等指标呈显著正相关，总糖和还原糖含量与谐调性、口感等指标呈显著负相关，酮类化合物含量与香气香味和口感指标呈显著正相关，酯类化合物含量与刺激性和口感指标呈显著负相关。这些烟叶成分可作为筛选其他适宜烟叶原料品种（系）时重点分析的物质成分。