朱咸鑫，朱列書*，胡日生，向世鵬，詹莜國，陳前鋒，李云霞，王凱歌

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濃香型產區(qū)烤煙品種間化學成分和中性致香物質的差異

朱咸鑫1，朱列書1*，胡日生2，向世鵬2，詹莜國3，陳前鋒2，李云霞4，王凱歌5

(1.湖南農業(yè)大學農學院，湖南長沙410128；2.中國煙草中南農業(yè)實驗站，湖南長沙410004；3.昆明市煙草公司，云南昆明650000；4.郴州市農業(yè)科學研究所，湖南郴州423000；5.永州市煙草公司，湖南永州425000)

在湖南省桂陽煙區(qū)選擇K326、云煙87、YZ206–9、湘煙3號4個烤煙品種，測定它們的化學成分和中性致香物質含量。結果顯示：云煙87的總糖、還原糖和淀粉含量最高(30.26%、28.11%、4.74%)，K326的煙堿含量(3.00%)最高，湘煙3號的總氮最高(2.16%)，YZ206–9的石油醚提取物最高(5.46%)。4個烤煙品種煙葉除總糖、還原糖和氯含量均超出優(yōu)質烤煙標準范圍，其他化學成分含量均符合優(yōu)質煙葉的標準。氮堿比和糖堿比也在優(yōu)質煙葉范圍，但鉀氯比低于優(yōu)質煙葉的標準。品種間煙葉的中性致香物質的種類一致，但含量差異顯著。云煙87的中性致香物質總量以及大部分質體色素降解產物、美拉德反應產物、苯丙氨酸類降解產物含量都最高，顯著高于其他品種。K326的類西柏烷類產物含量最高，顯著高于云煙87和湘煙3號。湘煙3號與K326大部分美拉德反應產物和苯丙氨酸類降解產物含量相近，差異不顯著。YZ206–9美拉德反應產物和苯丙氨酸類降解產物含量普遍低于其他品種。不同烤煙品種的化學成分和中性致香物質所占比例不同，含量也有較大差異。

烤煙；濃香型煙葉；化學成分；中性致香物質；桂陽煙區(qū)

湘南煙區(qū)得天獨厚的生態(tài)環(huán)境是造就其煙葉“濃香、焦甜、透發(fā)、醇厚”風格特色和優(yōu)良品質的基礎[1]，濃香型產區(qū)煙葉是中式卷煙香味中的基礎香氣來源之一，燃燒后在卷煙香氣中提供令人滿足的后味，在吸味上具有香氣濃馥沉溢、焦甜香韻和香氣傳感速度較慢的特點[2]。湖南郴州桂陽是中國最大的典型濃香型煙葉產區(qū)，K326、云煙87和湘煙3號該地的是該地的主栽品種[3]。不同烤煙品種在同一產區(qū)種植，因品種的遺傳因子控制相應基因的選擇性表達，其煙葉品質和感官質量會出現(xiàn)較大的區(qū)別。通過對煙葉的主要化學成分和中性致香物質組成分析，能夠準確、有效地衡量煙葉品質和感官質量[4]。不斷有研究發(fā)現(xiàn)且證實煙葉內部化學成分是決定煙葉品質的內在因素，煙葉品質則影響煙草及其制品的質量[5]。煙葉內中性致香物質的種類和含量與煙草及其制品的香氣質量密切相關，煙葉的香氣質量決定了卷煙的口感吃味[6]，因此，對濃香型產區(qū)主栽品種煙葉主要化學成分和中性致香物質差異進行比較分析，明確當?shù)刂髟云贩N煙葉的主要化學成分和關鍵香氣成分，對特香型品種選育具有積極意義。對于同一品種在不同產區(qū)的常規(guī)化學成分和中性物質差異分析已有不少，而關于不同烤煙品種的化學成分與中性致香物質的差異對其內在品質的影響還缺乏系統(tǒng)性的研究。筆者對湖南桂陽典型濃香型煙葉產區(qū)主栽品種K326、云煙87和湘煙3號、YZ206–9的常規(guī)化學成分和中性致香物質進行了對比分析，旨在分析不同品種(基因型)煙葉的化學組成和香氣成分特點，以期為提高特色品種煙葉工業(yè)可用性提供參考。

1　材料與方法

1.1　材料

參試烤煙品種為K326、云煙87、湘煙3號和引進品種YZ206–9。

1.2　試驗設計

試驗在湖南郴州桂陽縣仁義鎮(zhèn)梧桐村汪山組試驗田進行。采用隨機區(qū)組設計，3次重復，每小區(qū)至少安排三行區(qū)且小區(qū)面積90.0 m2。每小區(qū)栽植150株。區(qū)組和小區(qū)盡量考慮“方形區(qū)組，長形小區(qū)”，做到同一重復內地力相同，合理安排設置保護行。田間管理嚴格按照生產規(guī)范要求進行，在同一天內進行的各項農事操作務必保持一致。在煙葉成熟期，將每個品種3次重復、所有煙株9~12葉位(從下往上數(shù))的3片煙葉掛牌，煙葉達到成熟標準時按品種、小區(qū)采摘煙葉(帶牌)，在同一烤房烘烤所采煙葉(帶牌)。烘烤后，按品種、小區(qū)收集烤后原煙(帶牌)，干燥保存。經機器切絲分裝1 kg于自封袋中，置于4 ℃的冰箱中保存，備用。

1.3　煙葉化學成分和中性致香成分測定

1.3.1化學成分測定

采用AAⅢ型連續(xù)流動化學分析儀, 按文獻[7]方法測定煙葉中常規(guī)化學成分含量。

1.3.2中性致香物質測定

通過同時蒸餾萃取煙樣后，經GC/MS上機內標半定量法[8]測定煙樣的中性致香物質種類及含量，委托云南佳匯檢測技術有限公司完成。

1.4　數(shù)據分析

利用DPS軟件進行統(tǒng)計分析。

2　結果與分析

2.1　桂陽煙區(qū)烤煙品種間化學成分的差異

4個烤煙品種總糖、煙堿和石油醚提取物含量無顯著性差異，其他化學成分含量差異顯著，見表1。云煙87總糖、還原糖和淀粉含量最高，K326、湘煙3號和YZ206–9依次遞減。K326的煙堿含量最高，湘煙3號的次之，云煙87和YZ206–9的較低。湘煙3號總氮含量最高，其他品種的相對較低。YZ206–9的氯和石油醚提取物含量最高，湘煙3號的次之，云煙87和K326的較低。4個品種氮堿比基本一致，差異不顯著。云煙87、K326和湘煙3號糖堿比有顯著差異，依次遞減，K326與YZ206–9的相近，無顯著差異。云煙87、K326和湘煙3號鉀氯比有顯著差異，依次遞減，K326與云煙87的相近，無顯著差異。

表1　桂陽煙區(qū)烤煙品種的常規(guī)化學成分含量

表中同列數(shù)據后不同小寫字母表示存在顯著差異(<0.05)。

2.2　桂陽煙區(qū)烤煙品種中性致香物質的差異

烤煙品種煙葉中性致香物質種類一致，但含量存在顯著差異。從煙葉中共測得38種中性致香物質，按香氣前體物分為苯丙氨酸類、類西柏烷類、美拉德反應類、質體色素降解產物4大類[9–10]。質體色素降解產物在中性致香物質中占比最大，接近60%(表2)。云煙87的中性致香物質總量最高，達到1 381.19 μg/g，顯著高于其他品種。K326、湘煙3號和YZ206–9中性致香物質總量無顯著差異。

表2　桂陽煙區(qū)烤煙品種的中性致香物質含量

表中同列數(shù)據后不同小寫字母表示存在顯著差異(<0.05)。

質體色素降解產物包括類胡蘿卜素降解產物和新植二烯[11]。15種質體色素降解產物中，新植二烯的占比最高，5，6–環(huán)氧–β–紫羅蘭酮的占比最低(表3)。品種間的金合歡基丙酮和香葉基丙酮含量無顯著差異，其他質體色素降解產物存在顯著差異。云煙87的絕大多數(shù)質體色素降解產物(β–大馬酮、β–紫羅蘭酮、脫氫二氫–β–紫羅蘭酮、β–環(huán)檸檬醛、芳樟醇、4–氧化異氟爾酮、5，6–環(huán)氧–β–紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內酯、巨豆三烯酮 A、巨豆三烯酮 B、巨豆三烯酮 C、巨豆三烯酮D和新植二烯)含量最高。云煙87、K326和湘煙3號的β–大馬酮、β–環(huán)檸檬醛、4–氧化異氟爾酮、5，6–環(huán)氧–β–紫羅蘭酮新植二烯含量存在顯著差異，依次遞減。K326的5，6–環(huán)氧–β–紫羅蘭酮的含量顯著高于湘煙3號，湘煙3號與YZ206–9接近，差異不顯著。湘煙3號的β–紫羅蘭酮的含量與YZ206–9相似，都顯著高于K326。K326的脫氫二氫–β–紫羅蘭酮、4–氧化異氟爾酮含量與湘煙3號的接近，都顯著低于YZ206–9的。K326、湘煙3號與YZ206–9的β–環(huán)檸檬醛、芳樟醇、二氫獼猴桃內酯、巨豆三烯酮 A、巨豆三烯酮 B、巨豆三烯酮 C、巨豆三烯酮 D含量無顯著差異。

表3　桂陽煙區(qū)烤煙品種的質體色素降解產物含量

烤煙品種4–氧化異氟爾酮5，6–環(huán)氧–β–紫羅蘭酮巨豆三烯酮A巨豆三烯酮B巨豆三烯酮C巨豆三烯酮D類胡蘿卜素類降解產物合計新植二烯 云煙872.932 2a1.989 2a18.526 8a100.890 6a34.020 1a93.230 4a385.179 6a504.624 8a K3262.222 9c1.752 3b 9.828 7b 70.710 5b22.290 2b56.795 0b253.784 5b414.078 4b 湘煙3號2.229 6c1.454 6c11.536 6ab 75.568 4b23.880 5b60.825 8b272.308 3b350.689 5c YZ206–92.595 6b1.576 3c13.141 0ab 95.903 6ab27.346 8b83.358 7ab311.032 5ab393.616 9b

表中同列數(shù)據后不同小寫字母表示存在顯著差異(<0.05)。

美拉德反應產物在中性致香物質中的占比最低。12種美拉德反應產物中，糖醛占比最高，2–乙酰吡咯啉占比最低(表4)。品種間面包酮、糠醇的含量無顯著差異，其他美拉德反應產物存在顯著差異。云煙87的吡啶、糠醛、2–乙酰吡咯、2–乙酰吡咯啉含量最高，且顯著高于其他品種。湘煙3號、K326和YZ206–9的吡啶、糠醛、2–乙酰吡咯、2–乙酰吡咯啉含量差異不顯著。云煙87的丁內酯含量顯著低于其他品種，湘煙3號、K326和YZ206–9的丁內酯含量無顯著差異。K326的5–甲基糠醇含量最高，與云煙87和湘煙3號存在顯著差異，依次遞減，K326與YZ206–9的接近，無顯著差異。云煙87的2，3–二氫苯并呋喃和吲哚的含量最高，云煙87、K326和湘煙3號存在顯著差異，依次遞減，K326與YZ206–9的無顯著差異。湘煙3號的2，6–壬二烯醛的含量與K326的接近，顯著高于云煙87和YZ206–9的，而云煙87和YZ206–9的接近，無顯著差異。

表4　桂陽煙區(qū)烤煙品種的美拉德反應產物含量

烤煙品種丁內酯吡啶面包酮5–甲基糠醇2，6–壬二烯醛2–乙酰吡咯啉 云煙873.365 8b1.791 9a1.712 90.880 9b0.644 0b0.248 8a K3261.928 4a1.234 7b1.337 81.272 0a0.899 9ab0.174 3b 湘煙3號1.990 4a1.153 7b1.300 90.456 0c0.963 5a0.201 3b YZ206–92.327 6a1.240 8b1.375 61.180 1a0.623 9b0.208 2ab

表中同列數(shù)據后不同小寫字母表示存在顯著差異(<0.05)。

4種苯丙氨酸類產物中，苯甲醇占比最高，苯甲醛占比最低(表5)。云煙87苯丙氨酸類產物的含量最高，云煙87、湘煙3號和K326存在顯著性差異，依次遞減，K326與YZ206–9的接近，無顯著差異。

表5　桂陽煙區(qū)烤煙品種的苯丙氨酸類產物的含量

表中同列數(shù)據后不同小寫字母表示存在顯著差異(<0.05)。

類西柏烷類產物占比以西柏三烯二醇A最高，降茄二酮最低(表6)。4個品種茄那士酮含量相近，差異不顯著，絕大多數(shù)類西柏烷類產物存在顯著差異。K326的茄酮、降茄二酮、西柏三烯二醇A、西柏三烯二醇B、西柏三烯二醇C、西柏三烯二醇D含量顯著高于其他品種，而湘煙3號、云煙87與YZ206–9之間的差異不顯著。

表6　桂陽煙區(qū)烤煙品種的類西柏烷類產物含量

表中同列數(shù)據后不同小寫字母表示存在顯著差異(<0.05)。

3　結論和討論

參照中國的優(yōu)質烤煙標準，總氮含量1.5%～3.0%，總糖18%～22%，還原糖16%～18%，淀粉4%以下，煙堿1.5%～3.5%，鉀2%以上，氯1%以下，石油醚5.0%～9.0%，氮堿比≤1，糖堿比在8～12，鉀氯比≥4[12–16]，桂陽煙區(qū)4個烤煙品種烤后煙葉的總氮、淀粉、煙堿、鉀和石油醚提取物含量均符合優(yōu)質煙葉的標準，氮堿比和糖堿比都在優(yōu)質煙葉范圍，但鉀氯比偏低，對卷煙的燃燒性會有不良影響。K326、湘煙3號、云煙87和YZ206–9的總糖、還原糖含量均超出優(yōu)質烤煙標準范圍，說明桂陽煙區(qū)的煙葉糖類含量可能受當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響偏高。煙葉中的水溶性總糖和還原糖是影響煙氣醇和度的關鍵性因素，煙草行業(yè)內部認為烤煙水溶性總糖含量在18%～22%、還原糖含量在16%～20%時，煙葉總體評價好，外觀質量較優(yōu)，具體表現(xiàn)為葉片柔軟有彈性、色澤鮮亮油分足[17]，因此，桂陽煙區(qū)的水溶性還原糖含量應采取相應措施控制。K326、湘煙3號和云煙87的氯含量符合優(yōu)質煙葉的標準，但YZ206–9的氯含量過高，會使口感較差，煙氣不醇和，嚴重影響品質。

4個品種煙葉中性致香物質種類一致，但含量差異明顯。在所測定的38種中性致香物質中，新植二烯的含量是占比最高的，接近35%，說明新植二烯在不同品種中性致香物質含量差異中處于主導地位，這與周冀衡等[18]和楊虹琦等[19]的研究結果一致，新植二烯含量以云煙87最高，湘煙3號最低，K326和YZ206–9間差異不顯著。

綜合分析不同品種的化學成分和中性致香物質差異，桂陽產區(qū)以云煙87內在化學品質最好，組分協(xié)調，香氣質量得到最可靠保證。K326與湘煙3號化學品質較好，組分相對協(xié)調，香氣質量略有欠缺，這與王湘琴的湘煙3號品質最好，云煙87最差的結果[20]不一致，可能是受到天氣波動的影響而導致的差異，也可能是取樣的原因。YZ206–9品質較差，組分協(xié)調性差，香氣質量也不盡人意。云煙87作為桂陽煙區(qū)的主栽品種能夠得到較好的品質及經濟效益保障，K326與湘煙3號在香氣物質的量上稍有不足。

烤煙煙葉的品質和香型是由其內在化學成分和中性致香物質共同決定的，也是工業(yè)適用性的重要參考指標[21]。不同品種間的化學成分和中性致香物質種類上基本一致，但含量有所差異，這與張雙雙等[22]和顧少龍等[23]結果相同。同一產區(qū)不同品種化學成分和中性致香物質含量的差異，反映了不同品種之間中性致香物質所關聯(lián)的基因表達的差異性，這可能是導致不同基因型烤煙表現(xiàn)出不同的香吃味質量和風格的重要原因。隨著化學分析檢測技術的不斷更新，煙葉中被分離出來的中性致香物質種類也不斷增多。中性致香物質種類及含量對煙葉香味的作用和貢獻還有待進一步分類別、分梯度研究。烤煙的香型不僅與化學成分和香氣物質的種類含量有關，更與各種化學成分和中性致香物質之間、與其他化學成分之間的比例是否協(xié)調也有關，可能更為密切[24–29]。不同栽培措施[30]和烘烤工藝[31]都會對烤煙的化學成分和香氣質量產生不可忽視的影響，因此，有必要采取分子生物學和基因組學手段研究環(huán)境因子和遺傳因子對濃香型烤煙香型的互作影響，并明確濃香型特色品種彰顯煙葉濃香風格特色的分子機制和遺傳規(guī)律，為濃香型特色烤煙品種選育、推廣和工業(yè)應用提供科學依據。

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責任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅維

Difference in chemical components and neutral aroma substances among different flue–cured tobacco varieties in full aroma style tobacco producing area

ZHU Xianxin1, ZHU Lieshu1*, HU Risheng2, XIANG Shipeng2, ZHAN Youguo3, CHEN Qianfeng2, LI Yunxia4, WANG Kaige5

(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.Central South Agricultural Experiment Station of China Tobacco, Changsha 410004, China; 3.Kunming Municipal Tobacco Company, Kunming 650000, China; 4.Chenzhou Institute of Agricultural Sciences, Chenzhou, Hunan 423000, China; 5.Yongzhou Municipal Tobacco Company, Yongzhou, Hunan 425000)

s: Varieties K326, Xiangyan3, Yunyan87 and YZ206–9 were selected in Guiyang tobacco–growing area of Hunan province to determine the chemical composition and neutral aroma substances in tobacco leave. The results showed the content of total sugar, reducing sugar and starch in Yunyan87 was the highest (30.26%, 28.11%, 4.74% respectively), K326 had the highest content of nicotine (3.00%)，Xiangyan 3 had the highest content of total nitrogen (2.16%), YZ206–9 had the highest content of petroleum ether extract (5.46%). Chemical components contents in leaves from 4 varieties of flue–cured tobacco are in line with standards of quality tobacco except for total sugar, reducing sugar and chlorine content which exceeded the standard range of high quality tobacco. The ratio of nitrogen to nicotine and the ratio of sugar to nicotine are in the range of high quality tobacco, while the ratio of potassium to chlorine was below the standard of high quality tobacco. The varieties of neutral aroma constituents in leaves from 4 varieties of flue–cured tobacco were the same, but the contents of which showed significant difference. The total amounts of neutral aroma substances, the degradation products of most of the plastid pigment, the products of Maillard reaction and the content of phenylalanine degradation products in Yunyan87 were the highest, which significantly higher than those in other varieties. K326 had the highest content of cembranoids product, which significantly higher than that of Yunyan87 and Xiangyan3. Xiangyan3 and K326 showed similar contents in most of Maillard reaction products and degradation products of phenylalanine, with no significant differences. Contents of Maillard reaction products and phenylalanine degradation products in YZ206–9 were generally lower than those in other varieties. There are difference both in proportions and contents of chemical constituents and neutral aroma substances among different flue–cured tobacco varieties.

flue–cured tobacco; aromatic tobacco leaves; chemical components; neutral aroma components; Guiyang tobacco–growing area

S572.01

A

1007-1032(2017)05-0512-06

2017–01–22

2017–07–28

湖南省煙草專賣局重點項目(ZDAa2013–2017)

朱咸鑫(1992—)，男，湖南衡陽人，碩士研究生，主要從事煙草育種研究，zhuxianxinstudent@qq.com；*通信作者，朱列書，研究員，主要從事煙草原料與初加工技術研究，zls5888@aliyun.com.cn

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