不同品牌卷煙游離氨基酸差異性研究

喬月梅，李力群，何 山，紀旭東，郭春生，張峻松

（1.內蒙古昆明卷煙有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010020；2.鄭州輕工業大學食品與生物工程學院，河南 鄭州 450002）

在煙草的含氮化合物中游離氨基酸作為重要的一類，與煙葉品質有密切關系[1]，在煙草生長、調制、醇化、加工和成品卷煙的每一過程，煙草中氨基酸和還原糖之間的非酶促棕色化反應，生成多種具有烤香、爆米花香味特征的吡喃、吡嗪、吡咯等雜環化合物[2-3]。一些氨基酸也可分解成香味物質[4-5]，如苯丙氨酸經過脫羧或者氧化脫氨等代謝和高溫裂解后，可以生成一系列芳香物質，如苯甲醛、苯乙醛、苯甲酸、苯乙酸和苯乙醇等。適宜含量的氨基酸可以提高煙氣勁頭并增加豐滿度，但如果氨基酸含量過高，煙氣就會辛辣、味苦、刺激性強，如果氨基酸含量過低，煙氣就會平淡無味、豐滿度差[6-9]。因此，對煙草中游離氨基酸進行研究非常有意義。

試驗選取在我國市場占有率較高的16個不同品牌卷煙樣品，通過測定其游離氨基酸的含量，結合方差分析和主成分分析，明確不同品牌卷煙之間的差異與聯系，旨在為研究我國不同品牌卷煙的差異性、為中式卷煙的品類構建及不同卷煙風格特征的剖析提供一定的依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

儀器：1260型高效液相色譜儀，美國Agilent公司產品；EL204型電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產品；SB-3200 DT型超聲萃取儀，寧波新芝生物科技股份有限公司產品；DHG-9145A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司產品。

1.2 試驗方法

將卷煙煙絲取出，在40℃條件下干燥2 h，粉碎，過40目篩，混合均勻，并密封儲存。準確稱量粉碎后的煙末2.0 g，精確到0.000 1 g，于50 mL容量瓶中用萃取液定容，超聲波萃取20 min，以轉速9 000 r/min離心20 min，取上清液用0.45μm有機膜過濾于色譜瓶中，置于高效液相色譜儀中，用鄰苯二甲醛/3-巰基丙酸作為衍生化試劑，由進樣器自動衍生化，使用反向高效液相色譜/熒光檢測器進行分析。試驗數據采用SPSS19.0進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同品牌卷煙游離氨基酸的總量分析

不同品牌卷煙游離氨基酸總量的方差分析見表1。

從表1中可以看出，各品牌卷煙氨基酸總量之間存在顯著性差異，并且含量依次為K＞L＞G＞D＞A＞H＞J＞I＞C＞O＞M＞P＞B＞N＞F＞E，經分析得出不同品牌卷煙氨基酸總量的變異系數為35.02%，說明其離散程度較大，即各品牌卷煙的氨基酸總量有較大的差別。然而表1中H和J的氨基酸含量不存在顯著差異，并且與其他卷煙都存在顯著差異，同一品類卷煙的I與H，J雖然有顯著性差異，但含量較為接近，說明同品類不同牌號的卷煙之間的氨基酸總量較為接近，即同一品類卷煙的氨基酸總量較為穩定。

表1 不同品牌卷煙游離氨基酸總量的方差分析/mg·g-1

2.2 不同品牌卷煙游離氨基酸的方差分析

由上述氨基酸總量的情況來看，在不同品牌卷煙之間氨基酸總量存在顯著差異，說明各品牌卷煙之間的氨基酸總量有一定的差異性。為進一步明確差異情況，需要對每種氨基酸進行方差分析。

不同品牌卷煙氨基酸的方差分析見表2。

表2 不同品牌卷煙氨基酸的方差分析

續表2

從表2中可以看出，在各品牌卷煙中，天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、胱氨酸和酪氨酸的含量相對較高，甲硫氨酸、異亮氨酸和賴氨酸相對較低。

在所有品牌的卷煙里面，天冬氨酸占游離氨基酸總量的26.15%，其中以K最高，顯著高于其他品牌；谷氨酸以L最高，顯著高于其他品牌，F最低；絲氨酸的含量以L顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；甘氨酸以K顯著高于其他品牌，F最低。組氨酸以L顯著高于其他品牌，E最低；蘇氨酸以L顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；胱氨酸以K顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；丙氨酸以L顯著高于其他品牌，E最低；精氨酸以K顯著高于其他品牌，F最低；酪氨酸以K顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；纈氨酸以A顯著高于其他品牌，E最低；甲硫氨酸以P顯著高于其他品牌，F最低；色氨酸以L顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；苯丙氨酸以L顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；異亮氨酸以L顯著高于其他品牌，E顯著低于其他品牌；賴氨酸以K顯著高于其他品牌，F最低；亮氨酸以K顯著高于其他品牌，E最低。

從表1可知，國內創客教育研究排名前9位的關鍵詞是：創客教育(159)、創客(39)、創客空間(31)、創客運動(12)、創新創業教育(9)、STEM教育(9)、美國(8)、創新能力(7)、創新(7)。說明目前我國創客教育研究熱點主要集中在：①研究創客教育與創客、創客運動和創客空間之間的關系，即創客教育的發展歷程；②研究創客教育的實施，包含創新創業教育、STEM教育等內容，培養學生創新能力和創新思維；③研究國外的創客教育發展現狀，尤其是美國。

2.3 不同品牌卷煙游離氨基酸的主成分分析

從上述方差分析可以看出，不同品牌卷煙游離氨基酸均存在顯著差異，為了進一步明確不同品牌卷煙之間的差異和聯系，需要對其進行主成分分析。

KMO和Bartlett的檢驗結果見表3。

表3 KMO和Bartlett的檢驗結果

由表3可知，KMO＞0.5，p＜0.05，能夠進行主成分分析。

不同品牌卷煙主成分分析的總方差見表4，不同品牌卷煙主成分分析的碎石圖見圖1。

根據表4和圖1結果能夠對考查的17個指標提取出3個主成分，其特征值為11.870，3.094，1.008；方差貢獻率分別為44.867%，41.187%，7.903%，由于第一和第二主成分的累積貢獻率達到86.054%，已經能夠解釋所有樣品在17種氨基酸總信息的86.054%。因此為了方便分析，只對第一和第二主成分進行分析。

表4 不同品牌卷煙主成分分析的總方差

不同品牌卷煙旋轉成分矩陣見表5。

從表5中可以看出，第一主成分綜合了谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、纈氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的信息，并且都是正向分布，即在PC1的值越大，其含量越高；第二主成分綜合了天冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸、異亮氨酸和賴氨酸的信息，并且都是正向分布，即在PC2的值越大，其含量越高。

根據主成分分析結果，可以得到不同品牌卷煙的得分圖。

圖1 不同品牌卷煙主成分分析的碎石圖

表5 不同品牌卷煙旋轉成分矩陣

不同品牌卷煙的得分圖見圖2。

圖2 不同品牌卷煙的得分圖

由圖2所示的不同品牌卷煙PC1和PC2關系可以看出，B，D，E，F，G，I，M，N，O和P分布在PC1和PC2的負向區間，即其天冬氨酸含量較高，并且其他氨基酸較低；A，H和J分布在PC1的正向區間，PC2的負向區間，即其氨基酸的含量相對較低；C和K分布在PC1的負向區間，PC2的正向區間，即其天冬氨酸含量較高，并且其他氨基酸含量較低；L分布在PC1和PC2的正向區間，即其天冬氨酸含量較低，其他氨基酸含量較高。

由圖2可以看出，同一品類的卷煙H，I和J中，H，J分布的較為接近并且能夠與其他品牌卷煙區分開，而I雖然與H和J也很接近，但與C和O更為接近。由此在主成分分布圖上，同一品類卷煙能夠較好地與其他品牌卷煙分離開，這一部分也和氨基酸總量的分析結果相同。

3 結論

測定了我國16個品牌卷煙的17種氨基酸，并對結果進行統計分析。

（1）不同品牌卷煙的氨基酸含量存在顯著差異，天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、胱氨酸和酪氨酸在這16種卷煙中相對較高。

（2）不同品牌卷煙之間的差異主要體現在谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸、異亮氨酸和賴氨酸的含量變化。通過主成分分析的得分圖可以看出同一品類的不同品牌卷煙與其他卷煙有較為良好的分離結果，這和氨基酸總量的方差分析結果基本一致，說明同品類卷煙的氨基酸含量和組成較為相似。

氨基酸是煙草中一類重要的致香前體物質，試驗可為進一步研究我國不同品牌卷煙的差異性，明確其差異來源，為中式卷煙品類構建和風格特征剖析提供一定依據。