煙草多酚類化合物對卷煙品質(zhì)的影響

龍章德 林順順 田兆福 李小蘭 黎新欽

陳志燕1 白家峰1 宋詩清3 張曉鳴2

（1．廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001；2．江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122；3．上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，上海 201418）

煙草中的化學(xué)成分及其含量是決定煙草感官內(nèi)在品質(zhì)的主要因素。研究［1］表明，煙草酚類化合物不僅對煙草的生理生化活動有重要作用，而且對煙草品質(zhì)、色澤和煙氣生理強(qiáng)度等方面有著重要影響，因此是衡量煙草質(zhì)量的一個重要因素。曾有人［2］提出以酚類化合物含量與蛋白質(zhì)氮含量的比值作為判斷煙草芳香吃味的依據(jù)，所以分析多酚類物質(zhì)對具體感官品質(zhì)特征指標(biāo)的影響具有重大意義。

多酚類物質(zhì)通常具有帶1個或多個羥基的芳香環(huán)，在煙草中全部以葡萄糖苷和酯的形式存在。在煙草中發(fā)現(xiàn)的酚類物質(zhì)包括單寧類（綠原酸的異構(gòu)體、咖啡酸和奎尼酸）、香豆素類（莨菪亭及其糖苷衍生物）、黃酮類（蕓香苷、黃酮、鼠李糖、黃酮醇）、花色素類（花色素－3－蕓香糖苷、花葵素－3－蕓香苷、堪非醇）和簡單酚衍生物等。其中，綠原酸、蕓香苷和莨菪亭是煙草中最主要的酚類物質(zhì)。綠原酸占總多酚的75%～90%［3，4］。

近年來，國內(nèi)外關(guān)于煙葉原料或卷煙中多酚類物質(zhì)定性定量分析已有較多報道［5－8］，但有關(guān)多酚類物質(zhì)對低次煙葉感官質(zhì)量影響的研究報道較少。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，首先對中國7種不同等級的煙葉原料進(jìn)行了感官評吸，并進(jìn)行了多酚類物質(zhì)綠原酸、蕓香苷和莨菪亭的定性定量分析，然后采用偏最小二乘回歸分析（PLSR）對煙葉多酚含量和感官數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性及顯著性影響分析，以期探索煙草多酚化合物對低次煙葉感官評吸質(zhì)量的影響，為卷煙工業(yè)的加工利用提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

供試品種：湖南煙區(qū)主栽品種，選取2010年郴州市、邵陽市（邵陽縣、隆回縣）主栽品種烤煙上部和中部位的煙葉，分別為郴州B2F、郴州B3F、郴州C3F、隆回B2F、隆回C3F、邵陽B2F、邵陽C3F；

綠原酸、莨菪亭、蕓香苷：色譜純，美國Sigma公司。

1．2 試驗儀器

電子天平：AL204型，梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司；

吸煙機(jī)：RM20H 型，德國Borgwaldt KC公司；

高效液相色譜儀：Ultimate 3000型，戴安中國有限公司。

1．3 試驗方法

1．3．1 卷煙感官評吸 按GB／T 16447－2004要求調(diào)節(jié)卷煙樣品的水分，制備樣品。按GB 5606．4－2005規(guī)程評吸樣品，并記錄結(jié)果。利用香味輪廓分析法，采用9分制對7個卷煙樣品的品質(zhì)指標(biāo)（香氣量、香氣質(zhì)、雜氣、刺激性、透發(fā)性、甜度、余味）和特征指標(biāo)（煙氣濃度、勁頭）進(jìn)行感官評定。

7種不同煙葉單料煙的感官評吸結(jié)果已在文獻(xiàn)［9］中有詳細(xì)論述。

1．3．2 煙葉中多酚類化合物綠原酸、莨菪亭和蕓香苷的檢測 按照YC／T 202－2006方法進(jìn)行檢測。

1．3．3 數(shù)據(jù)分析 采用偏最小二乘回歸（PLSR）方法對煙絲多酚含量和感官數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性及顯著性影響分析。

2 結(jié)果與討論

2．1 多酚類化合物的含量分析

由表1可知，同一原料煙葉中，綠原酸含量最高，其次是蕓香苷，莨菪亭含量最低。其中，低次煙葉邵陽B2F 中的綠原酸和莨菪亭含量最低，比優(yōu)質(zhì)煙葉如郴州C3F 低3‰左右。另外，煙葉部位不同，多酚類物質(zhì)含量也有不同，且有一定規(guī)律，中部煙葉（C3F）多酚類物質(zhì)含量明顯高于上部煙葉（B2F／B3F）。酚類化合物揮發(fā)性低，燃吸時直接進(jìn)入煙氣的很少，但它們在煙草燃吸時產(chǎn)生酸性反應(yīng)，能中和部分堿性，使吃味醇和。越是高等級的煙葉，經(jīng)貯存、陳化、發(fā)酵過程，葉色變深越明顯，其吃味變得越醇和。

2．2 多酚類化合物與卷煙感官品質(zhì)的相關(guān)性分析

2．2．1 多酚類化合物與卷煙感官品質(zhì)特征指標(biāo)的相關(guān)性分析 采用PLSR 對多酚類物質(zhì)含量（綠原酸、蕓香苷和莨菪亭）和感官品質(zhì)數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行分析，尋找與感官品質(zhì)相關(guān)性最強(qiáng)的多酚類物質(zhì)有哪些。以綠原酸、蕓香苷和莨菪亭含量為X 變量，感官品質(zhì)為Y 變量做PLSR分析，結(jié)果見圖1。圖1中的兩個大橢圓分別代表PLSR 模型50%和100%的解釋方差。可以發(fā)現(xiàn)，PC1所解釋的變量中，除勁頭外，所有的感官品質(zhì)指標(biāo)都位于相關(guān)載荷圖（loading plot）的右側(cè)，集中分布且都在50%的解釋方差外（除濃度），表明它們具有相關(guān)性并能夠很好地被PLSR 模型所解釋。同樣3 個化學(xué)指標(biāo)也都位于右側(cè)，但分散于PC1、PC2軸附近，其中綠原酸與香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、雜氣、透發(fā)性、余味、柔細(xì)度、甜度等8項感官品質(zhì)的距離很近，說明綠原酸與這些感官品質(zhì)具有較大的相關(guān)關(guān)系，一般認(rèn)為綠原酸對煙草的香氣和吃味有好的影響。

表1 7種煙葉原料中主要多酚類化合物的含量Table1 The content of polyphenol compounds of seven kinds of tobacco raw material（n ＝3）／（mg·g－1 ）

圖1 多酚類物質(zhì)和感官品質(zhì)特征的偏最小二乘回歸（PLSR）分析圖Figure1 The correlation loadings plot between the polyphenol compounds and sensory characteristics based on Partial Least Squares Regression（PLSR）

2．2．2 多酚類化合物與卷煙感官品質(zhì)特征指標(biāo)的貢獻(xiàn)分析

（1）多酚類化合物對香氣質(zhì)、香氣量的貢獻(xiàn)分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對香氣質(zhì)、香氣量的影響進(jìn)行了PLS1分析。由圖2 可知，綠原酸與香氣質(zhì)和香氣量呈顯著正相關(guān)，莨菪亭、蕓香苷雖然與香氣質(zhì)和香氣量呈正相關(guān)，但是無顯著性影響。因此，可認(rèn)為綠原酸對提高香氣質(zhì)和香氣量具有一定的效果，這種效果可能源于綠原酸在熱裂解時（燃燒期間溫度600 ℃以上）產(chǎn)生的一些揮發(fā)性物質(zhì)對香氣質(zhì)和香氣量的影響。

圖2 多酚類化合物對香氣質(zhì)和香氣量的顯著性影響分析Figure2 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of aroma and aroma quantity

（2）多酚類化合物對刺激性、雜氣的貢獻(xiàn)分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對刺激性、雜氣的影響進(jìn)行了PLS1分析。由圖3可知，綠原酸與刺激性和雜氣呈正相關(guān)，且對刺激性的影響達(dá)到顯著水平（P＜0．05）；莨菪亭與刺激性和雜氣呈正相關(guān)，蕓香苷與刺激性呈負(fù)相關(guān)、與雜氣呈正相關(guān)。結(jié)合感官評吸，可得到綠原酸含量越高、感官指標(biāo)刺激性得分越高及卷煙刺激性越小的結(jié)論。說明綠原酸對降低卷煙抽吸的刺激性具有一定作用，可能是因為煙草在燃吸時，綠原酸產(chǎn)生酸性反應(yīng)，能中和部分堿性，從而使吃味醇和、刺激性降低，這與綠原酸含量增加可提高香氣質(zhì)和香氣量的結(jié)果是一致的。

（3）多酚類化合物對透發(fā)性、余味的貢獻(xiàn)分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對透發(fā)性、余味的影響進(jìn)行了PLS1分析。由圖4可知，綠原酸與透發(fā)性和余味呈正相關(guān)，且對透發(fā)性的影響達(dá)到顯著水平；莨菪亭、蕓香苷與其呈正相關(guān)。說明綠原酸對增強(qiáng)卷煙抽吸的透發(fā)性也具有一定作用，這可能與煙草燃吸時，綠原酸熱裂解產(chǎn)生的一些具有較強(qiáng)揮發(fā)性的物質(zhì)有關(guān)。

（4）多酚類化合物對柔細(xì)度、甜度的貢獻(xiàn)分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對柔細(xì)度、甜度的影響進(jìn)行了PLS1分析。由圖5可知，以上3種多酚類化合物與柔細(xì)度和甜度呈正相關(guān)。說明綠原酸可能對卷煙抽吸的柔細(xì)度和甜度具有一定作用。

圖3 多酚類化合物對刺激性和雜氣的顯著性影響分析Figure3 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of offensive odor and irritation

圖4 多酚類化合物對透發(fā)性和余味的顯著性影響分析Figure4 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of inductivity and aftertaste

圖5 多酚類化合物對柔細(xì)度和甜度的顯著性影響分析Figure5 The significance analysis of polyphenol compounds on the quality of soft and sweetness

圖6 多酚類化合物對濃度和勁頭的顯著性影響分析Figure6 The significance analysis of polyphenol compounds on the abundance of aroma and strength

（5）多酚類化合物對煙氣濃度、勁頭的貢獻(xiàn)分析：將綠原酸、莨菪亭、蕓香苷對煙氣濃度、勁頭的影響進(jìn)行了PLS1分析。由圖6可知，以上3種多酚類化合物與煙氣濃度呈正相關(guān)。綠原酸、莨菪亭與勁頭呈負(fù)相關(guān)，蕓香苷與其呈正相關(guān)。說明多酚類化合物可能會對抽吸的煙氣濃度和勁頭產(chǎn)生一定影響。這種影響可能與卷煙抽吸時多酚類化合物的熱裂解有關(guān)。

3 結(jié)論

本研究對湖南省不同區(qū)縣、不同部位的煙葉原料（郴州B2F，郴州B3F，郴州C3F，隆回B2F，隆回C3F，邵陽B2F，邵陽C3F）進(jìn)行了多酚類物質(zhì)綠原酸、莨菪亭和蕓香苷含量檢測，采用PLSR 方法與感官評吸得分進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明，低次煙葉中多酚含量尤其是邵陽B2F中綠原酸含量較低，比優(yōu)質(zhì)煙葉低3‰左右；相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，綠原酸與香氣質(zhì)、香氣量、刺激性及透發(fā)性呈顯著正相關(guān)，說明提高煙草中綠原酸的含量，可以提高煙草的香氣質(zhì)、香氣量及透發(fā)性，降低刺激性。而莨菪亭、蕓香苷對各個感官指標(biāo)沒有產(chǎn)生顯著性影響，說明二者含量的高低對提高煙草品質(zhì)的作用不大。

1 朱小茜，徐曉燕，黃義德，等．多酚類物質(zhì)對煙草品質(zhì)的影響［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33（8）：1 910～1 911．

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5 張?zhí)穑瓕W(xué)暢，吳方評，等．固相萃取－高效液相色譜法測定煙草樣品中10種多酚［J］．分析化學(xué)，2005，33（3）：359～362．

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8 劉陽，尹啟生，宋紀(jì)真，等．不同品種烤煙多酚含量和組成的差異分析［J］．煙草科技，2007（8）：32～34．

9 龍章德，林順順，田兆福，等．基于電子鼻分析的原料煙葉鑒別分析［J］．食品與機(jī)械，2013，29（4）：35～39．