四川地方晾晒烟致香前体物质分析

向欢， 王俊， 钟秋， 雷云康， 张华述， 廖琅， 陈勇， 李成然， 刘雷

(1.四川省烟草公司德阳市公司，四川 德阳 618400； 2.四川农业大学 农学院，四川 成都 611130)

烟草的致香物质含量是评价烟叶香气品质的核心内容，同时也对烟叶的内在质量有重要影响，烟叶中致香前体物质和致香物质是香气的主要成分[1]。致香前体物质在烟叶生长、成熟、调制、醇化和燃烧过程中的积累、转化和降解将直接影响烟叶的香气风格、香气质和香气量[2-4]。烟叶中的多酚、类胡萝卜素、石油醚提取物、烟碱等均是烟叶中重要的致香前体物质。其中，多酚是苯丙烷类代谢途径产物，烟草中有多种酚类物质，目前在烟叶和烟气中己鉴定出多达280余种酚类及其相关化合物，是烟叶中重要的致香前体物。类胡萝卜素是烟叶中的一类重要香气前体物，在烟叶成熟、调制、醇化和燃烧过程中可降解转化形成多种能体现烟草特征香味的物质[5]。烟叶中的石油醚提取物在烟叶燃吸过程中分解、转化为一系列致香物质成分，对烟叶的香气量有明显的提高[6]。烟碱是一种吡啶与氢化吡咯相结合的生物碱，占生物碱总量的90%～95%，烟碱的组成和含量在不同类型的烟草中差异很大，并且可以遗传到下一代[7]。有研究[8-9]表明，在不同烤烟品种中致香前体物质含量差异显著，但是对于晾晒烟品种相关研究尚未见报道。本研究测定了四川49个晾晒烟品种烟叶中的总酚、类胡萝卜素、石油醚提取物、烟碱的含量并进行分析，旨在明确四川晾晒烟致香前体物质含量范围，以及按照致香前体物含量划分的不同晾晒烟品种类型，为四川晾晒烟生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019年在四川省德阳市什邡市进行，供试的49个四川地方晾晒烟品种由中国农业科学院烟草研究所提供(表1)。试验地土壤质地为壤土，有机质含量为19.03 g·kg-1，全氮含量为1.40 g·kg-1，全磷含量为0.66 g·kg-1，速效氮含量为117.20 mg·kg-1，速效磷含量为15.49 mg·kg-1，速效钾含量为104.70 mg·kg-1，按传统方式进行栽培和调制。

表1 供试材料的名称及编号

1.2 方法

取49个晾晒烟品种调制完成的中部叶片，去除主脉，于40 ℃烘干后粉碎，过0.45 mm筛后低温保存备用。烟叶总酚含量采用福林酚法测定[10]，烟碱和类胡萝卜素含量均采用紫外分光光度法测定[10]，石油醚提取物含量采用残余法测定[10]。

1.3 数据处理与统计

使用Microsoft Excel 2007、DPSV 7.05和IBM SPSS Statistics 25对数据进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 致香前体物质含量分布特征

对49个晾晒烟品种调制完成后烟叶中的总酚、叶绿素、石油醚提取物、烟碱等4类致香前体物质含量进行测定，发现各品种调制完成后烟叶中同种致香前体物质含量差异较大。不同品种烟叶中总酚含量范围在9.6～19.29 mg·g-1，平均值为14.13 mg·g-1，总酚含量最高的为8号品种，即黄溪毛烟，最低的为20号品种，即四川柳叶；烟叶中类胡萝卜素含量在1.56～11.14 mg·g-1，平均值为4.78 mg·g-1，类胡萝卜素含量最低的为13号品种，即绵竹柳烟绿素含量最高的为41号品种，即沿山柳叶烟；烟叶中石油醚提取物含量在43.47～112.42 mg·g-1，平均值为61.34 mg·g-1，石油醚提取物含量最高的为37号品种，即仍尔土烟，石油醚提取物含量最低的为47号品种，即黄杆柳；烟叶中烟碱含量范围在11.03～66.04 mg·g-1，平均值为40.37 mg·g-1，烟碱含量最高的为5号品种，即苍龙毛烟，烟碱含量最低的为16号品种，即乐山小柳叶(表2)。

表2 不同晾晒烟品种致香前体物质含量

2.2 聚类分析

2.2.1 49个晾晒烟品种聚为5类

由图1可知，对49个晾晒烟品种测得的4类致香前体物质含量按欧式距离类平均法进行聚类，可以聚为5类，第Ⅰ类有28个样品，其编号分别为38、44、48、35、12、7、19、23、43、15、40、41、9、47、11、39、27、28、22、10、14、3、21、4、18、6、2、45，品种名分别为正午晒烟、草坝毛烟、大乌烟、资阳土烟、灵杰柳叶、红峰毛烟、锦江柳叶4号、基地烟CW3、毛湾枇杷烟、宜宾大柳叶、南川大柳条、沿山柳叶烟、庙子毛烟、黄杆柳、黑牛皮、拉洛叶子烟、白花铁杆、付耳子、什邡柳烟、半铁泡、郫县柳叶、大涧槽、乐山毛毛叶、小丝毛烟、眉山小柳叶、仁河白毛烟、黄毛子-1、五星柳叶烟；第Ⅱ类有11个样品，其编号分别为30、32、34、36、1、49、24、29、46、26、25，品种名分别为盖三皮、硬膀子、上田叶子烟、大海柳叶烟、青毛籽、柳叶(绿毛毛)、金堂烟、江油烟、黑毛子、泉烟、铁杆子；第Ⅲ类有2个样品，其编号分别为16、20，品种名分别为乐山小柳叶、四川柳叶；第Ⅳ类有7个样品，其编号分别为33、42、13、17、5、8、31，品种名分别为资阳晒烟、竹园柳叶烟、绵竹柳烟、黑蛮柳、苍龙毛烟、黄溪毛烟、宣汉白花铁杆子；第Ⅴ类有1个样品，其编号为37，品种名为仍尔土烟。

图1 不同晾晒烟品种聚类

2.2.2 类胡萝卜素含量差异不显著

5类晾晒烟烟叶中类胡萝卜素含量在4.15～6.87 mg·g-1，均值最高的为第Ⅲ类，包含2个品种，编号为16和20，品种名为乐山小柳叶和四川柳叶，均值为6.87 mg·g-1，但与其他四类晾晒烟品种差异不显著。其余四类晾晒烟品种类胡萝卜素均值由高到低依次为第Ⅰ类>第Ⅳ类>第Ⅴ类>第Ⅱ类，均值分别为5.00、4.29、4.19、4.15 mg·g-1(表3)。

表3 各类样品致香前体物质平均含量

2.2.3 总酚、石油醚提取物、烟碱含量存在显著差异

对聚类后的5类晾晒烟品种进行统计分析，结果表明，总酚含量最高的为第Ⅳ类，其编号为33、42、13、17、5、8、31，品种名分别为资阳晒烟、竹园柳叶烟、绵竹柳烟、黑蛮柳、苍龙毛烟、黄溪毛烟、宣汉白花铁杆子，均值为16.96 mg·g-1。总酚含量最低的为第Ⅲ类，其编号为16和20，品种名分别为乐山小柳叶和四川柳叶，总酚含量均值为9.88 mg·g-1，第Ⅲ类总酚含量与其他四类晾晒烟类型差异较大，达到显著水平，其他四类晾晒烟类别间差异不显著(表3)。

石油醚提取物含量均值最高的是第Ⅴ类，即37号仍尔土烟，石油醚提取物含量为112.42 mg·g-1，与其他四类晾晒烟品种石油醚提取物含量差异显著。其次为第Ⅱ类，编号为30、32、34、36、1、49、24、29、46、26、25，品种名分别为盖三皮、硬膀子、上田叶子烟、大海柳叶烟、青毛籽、柳叶(绿毛毛)、金堂烟、江油烟、黑毛子、泉烟、铁杆子，石油醚提取物含量均值为74.24 mg·g-1，与其他四类差异显著。石油醚提取物含量最低的为第Ⅲ类，其编号为16和20，品种名分别为乐山小柳叶和四川柳叶，均值为51.44 mg·g-1(表3)。

5类晾晒烟品种中，烟碱含量最高的为第Ⅴ类，其编号为37仍尔土烟，烟碱含量为62.82 mg·g-1。其次是第Ⅳ类，其均值为61.70 mg·g-1。第Ⅳ类与第Ⅴ类晾晒烟品种烟碱含量相近，差异不显著。第Ⅰ类烟碱含量为36.26 mg·g-1，第Ⅱ类烟碱含量为41.02 mg·g-1，两类晾晒烟品种烟碱含量较为接近，差异不显著。烟碱含量最低的为第Ⅲ类，编号为16、20，品种名分别为乐山小柳叶、四川柳叶，其烟碱含量仅为14.63 mg·g-1，与其他四类差异显著(表3)。

3 小结与讨论

烟叶香气成分主要有酸类、醇类、酮类、醛类、酯类、内酯类、酚类等，同时，烟叶燃烧过程中，有些物质如酚类物质、色素、烟碱以及西柏烷类化合物等，还可以降解产生香气物质，这些物质统称为致香前体物质[11]。总酚含量是衡量烟叶品质的一个重要因素，主要对烟草的颜色、香气、吸味和烟气安全性等方面有正向影响[12-14]。类胡萝卜素是烟草中最重要的萜烯类化合物之一，其双键断裂位置的不同可在烟叶调制、醇化和燃烧过程中降解形成众多烟草中的关键致香成分[15]。烟碱是产生生理强度的主要物质，在适当的范围内，烟碱的含量与烤烟的香气呈正相关关系[16]。烟叶的石油醚提取物主要包括西柏类双萜化合物及类胡萝卜素类多萜化合物，是评价烟叶品质和香气的重要指标之一。

本研究发现第Ⅲ类晾晒烟，即乐山小柳叶、四川柳叶，其总酚含量显著低于其他四类晾晒烟品种，其石油醚提取物含量在其他四类晾晒烟中也最低，表明乐山小柳叶、四川柳叶在燃烧时产生的香气量低于其他晾晒烟品种。同时，乐山小柳叶、四川柳叶的烟碱含量显著低于其他晾晒烟，表明其在抽吸时无法产生正常生理强度，满足消费者对劲头的需要，建议今后不再种植乐山小柳叶、四川柳叶等2个晾晒烟品种。第Ⅴ类晾晒烟，即仍尔土烟，其总酚、石油醚提取物含量均较高，尤其是石油醚提取物含量，高达112.42 mg·g-1，表明仍尔土烟燃烧时会降解产生大量西柏类双萜化合物及类胡萝卜素类多萜化合物，丰富了其香气量。仍尔土烟的烟碱含量为5类晾晒烟中最高，表明其在抽吸时劲头较足，能够产生足够的生理强度，建议重点关注该品种并进行进一步的研究。

第Ⅳ类晾晒烟烟碱含量显著高于第Ⅱ类与第Ⅰ类，第Ⅱ类晾晒烟石油醚提取物含量显著高于第Ⅰ类、Ⅳ类，同等条件下，可优先种植第Ⅳ类晾晒烟品种，即资阳晒烟、竹园柳叶烟、绵竹柳烟、黑蛮柳、苍龙毛烟、黄溪毛烟、宣汉白花铁杆子等7个晾晒烟品种和第Ⅱ类晾晒烟品种，即盖三皮、硬膀子、上田叶子烟、大海柳叶烟、青毛籽、柳叶(绿毛毛)、金堂烟、江油烟、黑毛子、泉烟、铁杆子等11个晾晒烟品种。烟叶致香前体物质的含量只是判断晾晒烟感官质量的一个方面，如要综合评价还需从感官评吸、化学成分等多方面加以分析。