烟叶外观和评吸质量特征与化学成分间的关系研究

2023-12-12郭鸿雁田俊岭周天宇孙郑宗钊辉姚远华刘兰游梓翊

化工管理 2023年32期

郭鸿雁，田俊岭，周天宇，孙郑，宗钊辉，姚远华，刘兰，游梓翊

(1.广东省韶关市烟草专卖局(公司)，广东韶关 512029；2.广东省烟草科学研究所，广东韶关 512029)

0 引言

通常情况下，衡量烟叶质量包括外观质量、评吸质量、化学成分等诸多具体且详细的因素，这些因素或多或少会对烟叶质量产生直接或间接的影响，所以长期以来，深入研究烟叶外观、评吸质量特征与化学成分间的关系，并形成综合性质量评价体系一直是研究人员追求的目标。

目前，分析烟叶外观质量主要是通过手摸眼看叶位、色度、组织结构、油分、身份、成熟度等来进行判别；分析评吸质量通常情况下主要是运用口舌喉鼻等鉴别烟叶的香气质、香气量、刺激性、杂气、浓度、余味等多个特征；化学成分最为复杂，目前能检测出的烟叶化学成分已达4 000 余种，包括有机化合物如：糖、烟碱、淀粉等和无机化合物如：钾、氯等，一般把总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯离子作为常规化学成分检测。此外，很多不稳定物质以及微量元素会随着科技的不断创新而被检测出来。总体上看，烟叶质量有很多的特征指标，烟草学者各自从不同的角度去评价烟叶质量，也试图建立完善的综合质量评价体系，但都不可避免地存在片面性、主观性的缺陷。因此，本文对烟叶的外观、化学组分、评吸质量之间的关联进行了综合评价，为构建科学的烟叶质量综合评价体系提供帮助和参考。

1 外观质量与评吸质量间的关系

一般认为，烤烟烟叶的外观质量与其内在的质量比较统一，评吸质量是衡量烟叶质量的关键因素。王欣等[1]针对湖北地区烤烟的化学组分、外观、感官等进行探讨，认为烤烟外观和器官感觉关系很大。湖南农业大学邓小华[2]将外观质量和评吸质量量化数据进行分析，认为烤烟外观质量对评吸质量评价指标中的香气量、杂气、浓度、刺激性、余味等影响相对较大，并且认为对评吸质量评价指标影响相对较大的外观质量指标是成熟度和身份。黄清芬等[3]发现评吸总分与成熟度和叶片结构呈极显著的正相关关系。

然而，通过阅读文献资料发现，当前的研究多局限于某个地区的烤烟研究，从全国层面研究不同区域烤烟的外观质量与评吸质量关系的报道仍然较少。沈利臣等[4]以全国不同烟草种植区的代表性烟叶为试验材料，研究发现西南部的烟区，烟叶油分是影响评吸质量的重要因素；东部沿海地区以及长江中下游地区的烟区中，烟叶油分是烤烟的重要感官因素，其次是成熟度；东北地区以及黄淮的烟区中，感官评吸质量主要包含叶面组织情况、烟叶的柔韧度，其第二考虑的因素是身份。王竞等[5]采集全国主要烟区烟叶样品进行外观质量和感官评吸鉴定，发现烟叶的具体身份和刺激性、香的气质具有很强的相关性，另外烟叶颜色和烟叶油分都起着较为关键的作用；烟叶的叶片结构以及其中的香气含量对烟叶总体的负面影响比较关键；此外，烟叶颜色对烟叶的杂气具有非常负面的影响，烟叶颜色和余味的关系也非常密切。

2 化学成分与外观质量间的关系

通常情况下，质量非常好的烟叶的外观表征是烟叶的叶组织非常疏松、烟叶的成熟度非常好、烟叶叶片厚度比较适宜、烟叶的颜色是橘黄色、油分非常充足、光泽感非常强[6]，但由于烟叶化学成分十分复杂，无论哪个指标都不能全面反映烟叶品质。长期以来，各国学者对烟叶化学成分进行了大量研究，目前较为明确地与烟叶外观质量有密切关系的化学成分主要有烟碱、总糖、还原糖、钾、氯[7]、含氮化合物[8]、淀粉、多酚等。

孙平等[9]研究发现，四川会东烟叶的身份、油分与烟碱含量呈显著或极显著正相关，颜色与总氮含量呈极显著正相关，颜色与氯离子含量呈极显著正相关，叶宽与总氮含量呈显著或极显著负相关，身份、色度与氧化钾含量呈极显著负相关，烟叶身份与糖碱比呈显著负相关。KUNG等[10]阐明了颜色和化学成分之间的关系，认为还原糖和多酚含量下降时颜色趋向更深，总氮、总植物碱、石油醚提取物和总灰分增加时，色度也会增加。帖金鑫等[11]认为多酚类化合物在烟叶调制过程中参与棕色化反应生成类黑素等物质，对烟叶的色泽有较大影响。

3 化学成分与评吸质量间的关系

普遍认为，烟叶化学成分与评吸质量的关系非常密切，因此在生产中，不但要控制烟叶化学成分在适宜的范围内，更要使烟叶化学成分协调，这样才能提高烟叶的评吸质量。

3.1 糖类物质

这里的糖类物质主要指烟叶中的总糖和还原糖，根据品种、生态环境等因素不同，各地适宜的含量范围也不同。糖分含量过高或过低都会导致叶片化学成分受到严重影响，糖类物质会导致含氮化合物失去平衡，而改变烟气的刺激性。杜咏梅等[12]认为，两种糖类的差别越大，吃味越不好，吃味的评价从好到不好，两糖之间的差别会越来越大，这个数值可以超过5%。王林等[13]通过研究发现糖类物质对烟草的香气和品质具有明显的影响作用，包含的反应有焦糖反应、热裂解反应、美拉德反应以及糖随着烟气进行迁移的过程。其中，烟草的调制、发酵、燃烧等过程中会发生焦糖化反应，生成焦糖化产物，并进一步分解成小分子酸和挥发性醛类物质。

3.2 含氮化合物

烟草中的含氮物质主要包括蛋白质、氨基酸、烟碱、挥发性碱等，总氮含量多为1.5%～3.5%，且2.5%较好。在一定范围内，总氮含量与烟叶的香气质呈负相关关系，总氮含量低时吃味平淡、有杂气，含量高时劲头大、刺激性也大，朱保昆等[14]研究烤烟主要化学指标与感官舒适度的相关性发现，烤烟烟碱、氮碱比和糖碱比与感官舒适度整体上呈极显著相关，并建议把烟碱、氮碱比、糖碱比这3 个烟草化学指标作为评价烤烟感官舒适度的关键指标。

烟碱是烟叶的核心化学成分，对烟草特有香气的形成具有重要作用，通常情况下质量较好的烤烟烟叶中烟碱的含有量是上部叶片1.50%～2.05%、中部叶片2.0%～2.8%、上部叶片2.5%～3.5%。烟碱含量过低会使得劲头小、吸食味道比较清淡，含量过高时劲头会非常大，会产生呛人的感觉，同时伴有一定的辛辣味道。一般认为烟碱与总氮比值应为1，偏低则吃味差，并且糖碱比值的范围在6～10，以接近10 为最佳。

还有研究表明，氨基酸在烟叶评吸质量方面具有非常明显的双向作用，在有氧条件下燃烧会产生氨，这对烟气的总体质量有一定的负面影响，但在进行醇化和调制中，氨基酸和糖类会发生梅拉德反应，对烟气的总体质量起到促进作用。另外某些氨基酸还是烟碱合成的前体物质。

3.3 酚类化合物

长期以来，多酚一直是学者研究的重点问题。烟草中的酚类化合物分为简单酚类和多酚类，其对烟草的香吃味起到重要的作用。一般情况下简单酚类都比较涩口、有中药味，同时具有一定的刺激性。烟叶中最常见的多酚类物质是绿原酸、芸香苷等，一般情况下多酚类的含量较高，约为干叶重的0.5%～2.5%。徐晓燕等[15]认为，多酚类物质和它们之间的分解产物都会产生一定量的烟气以及芳烃气味的物质，因此多酚类物质含量越高的卷烟，等级也越高。龙章德等[16]对湖南省烟叶原料进行有关探讨时发现，绿原酸与香气的含量、香气质、透发性、刺激性都具有正相关关系。白长敏等[17]认为，多酚类化合物的苷类物质通过化学反应可以生成一定量的苷元，就是通常所说的花色素，会产生使人愉悦的气味。谷风林[18]也在著作中阐述多酚类化合物对烟气有积极影响，可以产生清甜香和烘烤香。于存峰等[19]研究表明，在烟草燃烧的同时，烟草中的酚类化合物会发生酸性反应，中和一定量的碱，而使得最终的吸味变得更加醇和。