張敏 顧勇 張永輝
摘要 為了了解四川烤煙各主要產(chǎn)地?zé)熑~的中性致香物質(zhì)成分及含量,對(duì)來自四川6個(gè)產(chǎn)煙地的中部烤后煙葉樣品,采用GC-MS分析方法,進(jìn)行了中性致香物質(zhì)含量的測(cè)定。結(jié)果表明,四川各烤煙產(chǎn)地?zé)熑~的中性致香物質(zhì)成分的種類相同,但各組分的含量相差較大。仁和煙葉的中性致香物質(zhì)總量、茄酮含量、苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量較高;古藺煙葉的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及新植二烯含量較高;會(huì)理煙葉的棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)含量較高。
關(guān)鍵詞 烤煙;中性致香物質(zhì);含量;產(chǎn)地;四川省
中圖分類號(hào) S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)15-0004-03
Abstract In order to understand the content of neutral aroma constituents of tobacco leaves in the main tobacco cultivation areas in Sichuan Province,tobacco leaf samples from six tobacco cultivation areas were collected and the content of neutral aroma substances were determined using GC-MS analysis method. The results showed that the types of neutral aroma components in flue-cured tobacco leaves in Sichuan was the same,but the content of each component was different. The total content of neutral aroma components,the content of solanesol,and the content of phenylalanine flavor compounds in Renhe tobacco leaf were higher,while Gulin tobacco leaf higher in the content of the carotenoid degradation products and neophytadiene,Huili tobacco leaf higher in the content of the products of browning reaction aroma components.
Key words flue-cured tobacco;neutral aroma component;content;growing area;Sichuan Province
煙葉的致香物質(zhì)是一類與煙葉香氣密切相關(guān)的化學(xué)物質(zhì),主要包括酸性、中性與堿性致香物質(zhì)等[1],其中,中性致香物質(zhì)的含量最多,占優(yōu)勢(shì)地位[2]。煙葉致香物質(zhì)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,其通過不同的基團(tuán),刺激人們的嗅覺,從而產(chǎn)生對(duì)煙葉香氣質(zhì)、香氣量與香氣類型的不同反應(yīng)[3]。因此,煙葉的致香物質(zhì)的組成成分及含量,與煙葉的香氣質(zhì)量與香氣類型形成了一定的因果關(guān)系,通過對(duì)中性致香物質(zhì)含量進(jìn)行定性定量分析,就可對(duì)煙葉香氣質(zhì)量進(jìn)行較為客觀的評(píng)價(jià)[4]。趙曉丹等[5]研究表明,不同類型煙草之間,在中性致香成分含量間的差異較大,其中,烤煙中的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和新植二烯含量較高。席元肖等[6]分析了36種烤煙香氣前體物及香味成分,結(jié)果表明,烤煙煙葉的中性致香成分、類西柏烷、類胡蘿卜素、糠醛類和多酚,尤其是中性致香成分對(duì)烤煙的香型風(fēng)格具有非常重要的影響。此外,有機(jī)煙葉與常規(guī)煙葉在中性致香成分方面也有較大的差異。謝新喬等[7]研究表明,有機(jī)煙葉在類胡蘿卜素類、類西柏烷類、棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)和中性致香物質(zhì)總量方面,均高于常規(guī)煙葉。
盡管煙葉中性致香物質(zhì)的研究較多[8-15],但對(duì)四川煙區(qū)各產(chǎn)地間煙葉中性致香物質(zhì)組分與含量方面的研究較少。因此,本研究以四川煙區(qū)6個(gè)產(chǎn)地的云煙87烤后煙葉為研究對(duì)象,分析了其組分與含量差異,以期為四川省特色煙葉的生產(chǎn)與研究提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)概況
供試烤煙品種為云煙87。試驗(yàn)點(diǎn)為四川烤煙生產(chǎn)6個(gè)具有代表性的烤煙生產(chǎn)區(qū):攀西地區(qū)的冕寧縣回龍鄉(xiāng)新堡子村、西昌市黃水鎮(zhèn)雙龍村、會(huì)理縣南閣鄉(xiāng)南山村、仁和區(qū)平地鎮(zhèn)大村和米易縣普威鎮(zhèn)街村及川南地區(qū)的古藺縣觀文鎮(zhèn)小屯村。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)選取土地平整、灌排方便的地塊。試驗(yàn)地面積為666.7 m2,試驗(yàn)地?zé)熑~的栽培管理,按當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)煙葉栽培規(guī)程進(jìn)行,行株距120 cm×50 cm。試驗(yàn)用烤后煙葉樣品,在煙葉調(diào)制后采集。
采集方法:在各試驗(yàn)點(diǎn),用“S”型取樣方法在田間采集適熟煙葉進(jìn)行烘烤,然后,采集烤后煙葉中的C3F等級(jí)煙葉各2 kg,于40 ℃烘箱中烘干,粉碎后過60目篩備用。
中性致香物質(zhì)含量的測(cè)定參照張豐收[16]等方法,將煙葉樣品除去主葉脈后,粉碎過60目篩,在溫度22 ℃、相對(duì)濕度60%的環(huán)境下平衡24 h,采用同時(shí)蒸餾萃取法提取煙葉中的致香成分。同時(shí)蒸餾萃取裝置一端連接圓底燒瓶,圓底燒瓶中盛有25 g煙葉樣、一定量?jī)?nèi)標(biāo)化合物(乙酸苯甲酯)和500 mL蒸餾水,用電熱套加熱;另一端連接盛有30 mL二氯甲烷的100 mL燒瓶,將該燒瓶置于60 ℃恒溫水浴鍋中加熱,蒸餾萃取2 h。將二氯甲烷萃取液用無水硫酸鈉干燥后濃縮至1 mL。采用Agilent 6890N/5975氣質(zhì)聯(lián)用分析儀對(duì)濃縮液進(jìn)行分析,所得圖譜經(jīng)計(jì)算機(jī)譜庫(NIST98,Wiley275)檢索,并用內(nèi)標(biāo)校正歸一化法計(jì)算相對(duì)含量。GC/MS分析條件為,毛細(xì)管柱:HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 mm);載氣:He;流速:1 mL/min;進(jìn)樣口溫度:260 ℃;升溫程序:初溫50 ℃(保持1 min),以8 ℃/min速率升至160 ℃(保持2 min),再以8 ℃/min速率升至280 ℃(保持15 min);進(jìn)樣量:0.5 μL;分流比:25∶1;接口溫度:280 ℃;離子源:EI源;電子能量:70 eV;離子源溫度:230 ℃;質(zhì)量數(shù)范圍:35~455 mau。endprint
1.3 數(shù)據(jù)處理
為了分析的方便,按煙葉致香前體物,將所測(cè)定的致香物質(zhì)分為類胡蘿卜素類、類西柏烷類、苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類以及新植二烯等5類,采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同煙葉產(chǎn)區(qū)間中性致香物質(zhì)總量的比較
對(duì)不同產(chǎn)區(qū)煙葉樣品的中性致香物質(zhì)總量進(jìn)行了比較,結(jié)果見表1??梢钥闯?,就煙葉中中性致香物質(zhì)的總量(除新植二烯外)而言,所分析的四川6個(gè)產(chǎn)地不盡相同,地區(qū)之間差異較大,其趨勢(shì)可以表示為仁和>古藺>米易>會(huì)理>冕寧>西昌??偤孔罡叩娜屎团c最低的西昌,中性致香物質(zhì)總量相差接近2倍。就致香物質(zhì)的各個(gè)組分來說,各地?zé)熑~均以新植二烯含量最高,其次為類胡蘿卜素類、類西柏烷類、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類以及苯丙氨酸類。其中,冕寧與會(huì)理煙葉中的棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類物質(zhì)的含量要高于類西柏烷類。
中性致香物質(zhì)總量的分析結(jié)果說明,四川各煙葉產(chǎn)地中性致香物質(zhì)的種類相同,但總量上有所不同,由此可能導(dǎo)致各地?zé)熑~的香氣量有所差異。
2.2 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量的比較
類胡蘿卜素是煙葉中重要的致香物前體物,其降解產(chǎn)物如大馬酮、巨豆三烯酮等是煙葉中重要的中性香味成分,而且其降解產(chǎn)物的總量在中性致香物質(zhì)中占比最大。四川各烤煙產(chǎn)地?zé)熑~中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物見表2??梢钥闯?,在類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的總量方面,以古藺煙葉的含量最高,其趨勢(shì)表現(xiàn)為古藺>仁和>會(huì)理>西昌>冕寧>米易。在所測(cè)定的13種類胡蘿卜素降解物質(zhì)方面,β-大馬酮、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、法尼基丙酮以及β-二氫大馬酮等5種物質(zhì)含量較高,占13種降解物質(zhì)總量的80%以上。就這5種物質(zhì)的含量情況來看,除法尼基丙酮外,其余4種物質(zhì)均以古藺煙葉的含量最高;煙葉中法尼基丙酮含量最高的則來自仁和。
巨豆三烯酮是煙草天然香氣的重要成分,與煙葉的香氣質(zhì)量息息相關(guān),其含量在四川煙區(qū)各產(chǎn)地間差異明顯。巨豆三烯酮有4種異構(gòu)體,其中,巨豆三烯酮4、巨豆三烯酮2含量較高,各地?zé)熑~間均表現(xiàn)相同的趨勢(shì)。從巨豆三烯酮總量來看,含量最高的為古藺煙葉,其次為會(huì)理、西昌、仁和、冕寧,最低的為米易煙葉。由于煙葉的巨豆三烯酮含量高,其煙氣趨于濃香[6]。因此,在所采集的煙葉樣品中,古藺的煙葉的香型可能偏濃香。
2.3 對(duì)類西柏烷類致香物質(zhì)含量
茄酮為煙草中含量最豐富的中性香味物質(zhì)之一,是西柏三烯的降解產(chǎn)物。茄酮本身的香氣質(zhì)較好,更為重要的是,其降解轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,如茄醇、茄呢呋喃、降茄二酮等也是重要的香味物質(zhì)。
在本研究中,四川各煙葉產(chǎn)區(qū)間,其煙葉中茄酮的含量差異較大,含量最高的來自仁和煙葉,達(dá)到了46.46 μg/g,其次為米易、古藺煙葉,西昌、會(huì)理、冕寧煙葉的茄酮含量基本相同,都在18 μg/g左右。仁和煙葉的茄酮含量是冕寧煙葉的163.9%(表1)。
煙葉中的茄酮含量與氣溫、光照、降雨等氣候條件密切相關(guān),也受栽培條件的影響。四川各產(chǎn)區(qū)間煙葉茄酮含量的不同,既說明了各地氣候條件的迥異,也是導(dǎo)致其煙葉風(fēng)格特征不同的原因之一。
2.4 苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量
苯丙氨酸類物質(zhì)也是煙草的一類重要的致香物質(zhì),主要包括苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛及苯乙醛等4種物質(zhì)。四川各產(chǎn)區(qū)烤煙苯丙氨酸類致香物質(zhì)含量見表3??梢钥闯?,從苯丙氨酸類物質(zhì)含量總量來看,其趨勢(shì)為仁和>古藺>西昌>米易>冕寧>會(huì)理,最高與最低含量間相差近3倍。
另外,所采集的煙葉樣品中,這4種苯丙氨酸類物質(zhì)含量也不盡相同。其中,苯甲醇的含量在各產(chǎn)區(qū)煙葉之間差異顯著,最高的為仁和煙葉,最低的為會(huì)理煙葉,兩者之間相差逾10倍;苯乙醛的含量以古藺煙葉為最高,冕寧煙葉最低,其趨勢(shì)為古藺>西昌>會(huì)理>米易>仁和>冕寧。
2.5 棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)
煙葉的棕色化產(chǎn)物類物質(zhì),是氨基酸與糖類作用的產(chǎn)物,與煙氣的香氣優(yōu)劣關(guān)系密切,可以使煙葉呈現(xiàn)堅(jiān)果香、甜香、爆米花香等優(yōu)質(zhì)香氣[5]。四川各產(chǎn)區(qū)烤煙的棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)的含量見表4??梢钥闯觯瑥淖厣a(chǎn)物類致香物質(zhì)總量來看,含量最高的為會(huì)理煙葉,其次為仁和、古藺、冕寧、米易煙葉,最低的為西昌煙葉。會(huì)理煙葉的這類物質(zhì)的含量是西昌煙葉的4.3倍。
在煙葉棕色化產(chǎn)物類致香物質(zhì)中,糠醛是含量最大的一個(gè)組分。從表4可以明顯看出,西昌煙葉糠醛的含量較其他地區(qū)少了20倍左右。
2.6 新植二烯含量
作為葉綠素的主要降解產(chǎn)物,新植二烯是煙葉重要的萜烯類化合物,本身即具有一定的香氣。此外,其降解的小分子產(chǎn)物,也是煙葉的香味成分來源[5]。
本研究的分析結(jié)果顯示(表1),古藺烤后煙葉的新植二烯含量是所有測(cè)試樣品中最高的,各地?zé)熑~新植二烯含量的表現(xiàn)趨勢(shì)為古藺>仁和>西昌>會(huì)理>米易>冕寧。周冀衡等[17]研究發(fā)現(xiàn),新植二烯可以認(rèn)為是清香和濃香型的一個(gè)標(biāo)志,清香型烤煙的新植二烯含量和比例均高于濃香型和中間香型烤煙。由此表明,四川煙葉的香型偏清香。
2.7 其他類致香物質(zhì)含量
本研究還檢測(cè)出了一些諸如愈創(chuàng)木酚、2,6-壬二烯醛、藏花醛、β-環(huán)檸檬醛及面包酮等香味物質(zhì)。這些物質(zhì)并不隸屬于上述的各個(gè)分類,但也是烤煙的較為重要的中性致香物質(zhì)。這些物質(zhì)的總量,在所測(cè)試的樣品中表現(xiàn)各異、差別較大。其含量高低的趨勢(shì)為仁和>會(huì)理>冕寧>米易>古藺>西昌(表5)。
3 結(jié)論與討論
本研究分析了四川省各6個(gè)烤煙產(chǎn)地的煙葉中性致香物質(zhì)含量,結(jié)果表明,各地?zé)熑~在中性致香物質(zhì)組分種類方面基本相同,但各組分的含量卻存在較大的差異。這6個(gè)產(chǎn)地中,古藺煙葉的中性致香物質(zhì)總量及新植二烯的含量最高。
煙葉中的中性致香物質(zhì),與煙葉的香氣質(zhì)、香氣量及香氣類型密切相關(guān)[4],其形成受遺傳背景[10-12,18]、栽培調(diào)制措施[3,13-15,19]以及生態(tài)因素[8-10,17]等方面的影響。在烤煙的中性致香物質(zhì)中,類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和新植二烯的含量最高,對(duì)烤煙清香風(fēng)格有較為積極的影響,尤其是類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物是形成烤煙特有香氣的主要成分[5]。楊虹琦等[20]的研究也說明,煙葉清香型風(fēng)格的產(chǎn)生,以及香氣質(zhì)是否醇和,主要取決于新植二烯和類胡蘿卜素降解物各組分之間的含量協(xié)調(diào)性。本研究結(jié)果也表明,四川各產(chǎn)地?zé)熑~的中性致香物質(zhì)的組分相同,但含量各不相同,這與周冀衡等[17]、周淑平等[8]研究結(jié)果相類似。同時(shí),本研究結(jié)果也顯示,古藺煙葉無論在類胡蘿卜素降解物總量,還是新植二烯的含量,均為參試樣品中最高的。古藺位于四川省川南地區(qū)的川黔交界處,其煙葉具有較為典型的中間香型風(fēng)格特點(diǎn)。而仁和位于四川省的攀西地區(qū),其煙葉具有典型的清香型風(fēng)格。在中性致香物質(zhì)含量方面,仁和煙葉雖然在類胡蘿卜素降解物總量,以及新植二烯的含量方面稍遜于古藺煙葉,但在中性致香物質(zhì)總量、茄酮、苯丙氨酸類物質(zhì)方面卻位居第一。這就反映出了中性致香物質(zhì)組分及比例與煙葉香型之間的復(fù)雜關(guān)系,很可能有些香氣物質(zhì)含量雖不高,但對(duì)煙葉香氣質(zhì)與香氣量的貢獻(xiàn)卻很大[21-23]。因此,四川煙葉中性致香物質(zhì)與其香型風(fēng)格之間的關(guān)系,值得做更進(jìn)一步的探討。endprint
4 參考文獻(xiàn)
[1] 王瑞新.煙草化學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003:99-144.
[2] 王能如,李章海,王東勝,等.我國烤煙主體香味成分研究初報(bào)[J].中國煙草科學(xué),2009,30(3):1-6.
[3] 劉霞,張毅,劉國順,等.施氮量對(duì)烤煙中性致香物質(zhì)含量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2008,24(3):200-204.
[4] 于建軍,龐天河,任曉紅,等.烤煙中性致香物質(zhì)與評(píng)吸結(jié)果關(guān)系研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,40(4):346-349.
[5] 趙曉丹,史宏志,錢華,等.不同類型煙草常規(guī)化學(xué)成分與中性致香物質(zhì)含量分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2012,27(3):234-238.
[6] 席元肖,宋紀(jì)真,李鋒,等.不同香型烤煙香氣前體物及香味成分含量的差異分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(2):355-361.
[7] 謝新喬,戴勛,王毅,等.有機(jī)初烤煙葉中性致香物質(zhì)特征分析[J].作物雜志,2013(2):70-74.
[8] 周淑平,肖強(qiáng),陳葉君,等.不同生態(tài)地區(qū)初烤煙葉中重要致香物質(zhì)的分析[J].中國煙草學(xué)報(bào),2004,10(1):9-16.
[9] 甄才紅,劉國順,王彥亭,等.海拔對(duì)恩施州烤煙中性致香物質(zhì)含量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(6):49-53.
[10] 程昌新,盧秀萍,許自成,等.基因型和生態(tài)因素對(duì)煙草香氣物質(zhì)含量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(11):137-139.
[11] 盧秀萍,許儀,許自成,等.不同烤煙基因型主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的差異分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,41(2):142-148.
[12] 趙銘欽,李曉強(qiáng),韓靜,等.不同基因型烤煙中性致香物質(zhì)含量的研究[J].中國煙草學(xué)報(bào),2008,14(3):46-50.
[13] 張廣富,趙銘欽,趙進(jìn)恒,等.種植密度和頂端調(diào)節(jié)劑對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2011,26(1):151-156.
[14] 趙銘欽,王付鋒,張志逢,等.增施不同有機(jī)物質(zhì)對(duì)烤煙葉片質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2009,24(6):153-156.
[15] 余金恒,王建安,代麗,等.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)烤煙上部葉中性致香物質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(2):37-40.
[16] 張豐收,宮長(zhǎng)榮,蘇海燕,等.密集烘烤穩(wěn)溫時(shí)間對(duì)煙葉品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(2):218-221.
[17] 周冀衡,楊虹琦,林桂華,等.不同烤煙產(chǎn)區(qū)煙葉中主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的研究[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,30(1):20-23.
[18] 顧少龍,張國顯,史宏志,等.不同基因型烤煙化學(xué)成分與中性致香物質(zhì)含量的差異性研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,45(2):160-165.
[19] 李文卿,陳順輝,李春儉,等.不同施氮水平對(duì)烤后煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響[J].中國煙草學(xué)報(bào),2010,16(6):14-20.
[20] 楊虹琦,周冀衡,羅澤民,等.不同產(chǎn)區(qū)烤煙中質(zhì)體色素及降解產(chǎn)物的研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(5):640-644.
[21] 趙銘欽,楊磊,李元實(shí),等.不同施氮水平對(duì)烤煙中性致香成分及評(píng)吸質(zhì)量的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,24(1):16-21.
[22] 邵巖,宋春滿,鄧建華,等.云南與津巴布韋烤煙致香物質(zhì)的相似性分析[J].中國煙草學(xué)報(bào),2007,13(4):19-25.
[23] 肖守斌,盧豎格,鄧榮銀.湘南烤煙植體色素及其降解產(chǎn)物含量與國外烤煙的比較[J].作物雜志,2009(1):85-87.endprint