烤煙重要水溶性糖組成及對感官品質的影響

王玉華，王德權，管恩森，姜振玲，楊曉東，席元肖，孫玉軍，杜傳印*

(1.山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261205；2.濰坊市坊子區農業農村局，山東 濰坊 261200)

烤煙葉片中水溶性糖在熱解、蒸餾及燃燒條件下，可分解生成許多新生化合物，對煙葉吸食品質有著重要影響[1-4]。目前，關于烤煙水溶性糖的研究大多將其作為一個整體[5-7]，檢測方法多為連續流動分析法[8-9]和傅里葉變換近紅外光譜法[10]，后者的測定主要依靠模型預測，檢測結果存在一定誤差[11]。實際上，烤煙中水溶性糖包含多種單糖、二糖及低聚糖，且不同糖類化合物對煙葉品質及香型風格的作用方向與力度也存在差異[12-17]。向章敏等[18]研究結果表明，葡萄糖和果糖與雜氣量呈正相關，蔗糖有提升余味的作用；陳劍明等[19]研究表明，果糖與濃度和勁頭呈極顯著負相關，麥芽糖與煙氣柔和性和細膩度呈顯著正相關。鑒于上述背景，本文以濰坊煙葉為研究對象，利用離子色譜法分析了烤煙葉片中6種重要水溶性糖，以明晰濰坊烤煙水溶性糖構成，并進一步探究不同化合物對煙葉感官品質的影響，為開展香型風格針對性研究奠定良好的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 儀器

Metrohm 940 Professional Vario離子色譜儀(瑞士Metrohm公司)；脈沖式安培檢測器，工作電極：Au電極，參比電極：Pd電極；Metrosep Carb(150 mm×4.0 mm)陰離子交換柱；Metrohm IC-Net 3.0 工作站；連續流動分析儀San+(荷蘭Skalar公司)；超速離心機 LYNX6000(美國 Thermo公司)；超聲波清洗器KQ-500DE(江蘇昆山)。

1.2 試劑

葡萄糖、麥芽糖、果糖、蔗糖、鼠李糖、木糖標準品(德國Dr.Ehrenstorfer公司，純度>99.0%)，50% NaOH溶液(百靈威公司)，超純水(美國Milli-Q純水機)。

1.3 色譜條件

色譜柱選擇Metrosep Carb1陰離子交換柱；以100 mmol·L-1的氫氧化鈉溶液作為淋洗液，淋洗液使用前須經0.45 μm水系濾膜過濾，并做除氣處理；色譜柱柱溫設定為33 ℃，進樣量25 μL；以峰面積進行定量。檢測器電位波形為0.05 V(300 ms)～0.55 V(50 ms)～-0.1 V(200 ms)。

1.4 樣品制備

煙葉樣品為濰坊煙區烤煙煙葉，選擇上桔二(B2F)、中桔三(C3F)和下桔二(X2F)三個等級，煙葉于60 ℃下烘干4 h，粉碎并過0.425 mm篩后，置于密封袋內保存，備用。準確稱量0.250 0 g烤煙粉末樣品，置于50 mL離心管中，加入40 mL超純水，搖勻后超聲提取30 min，4 000 r·min-1離心10 min，取5 mL上清液定容至100 mL，過0.45 μm水系濾膜后，待測。

1.5 數據處理

利用SAS 9.1與Excel 2013 軟件進行數據統計、分析與作圖工作。

2 結果與分析

2.1 水溶性糖含量分布

2.1.1 6種水溶性糖含量

由表1可知，濰坊煙葉6種水溶性糖均有檢出，但各成分含量差異較大。其中，葡萄糖、果糖含量較高，其次為蔗糖，而木糖含量最低，且超過80%的樣品中木糖含量在檢出限以下，無法準確定量。

表1 不同部位煙葉水溶性糖及衍生指標值

煙葉中葡萄糖含量最高，本研究中葡萄糖占總糖比例在B2F、C3F和X2F等級中分別為35.30%、35.93%和33.70%。方差分析結果表明，中部與上下部煙葉葡萄糖含量差異在0.05水平上顯著，中部葉平均含量最高，為8.77%，顯著高于上部葉和下部葉含量，上部葉含量略高于下部葉，但差異未達到顯著水平。上部葉和中部葉葉片葡萄糖含量變異性較大，變異系數分別為20.21%和15.11%，下部葉葡萄糖含量變異性較小，變異系數為9.81%。

果糖含量部位間差異在0.01水平達到極顯著，其中中部葉含量最高，達到8.71%，較上部和下部葉分別高出13.12%和25.50%。上部葉含量次之，下部葉含量最低，且上下兩部間差異不顯著。中部葉果糖含量變異稍大，變異系數為15.62%，下部葉變異系數為8.45%，含量較為穩定。

蔗糖是煙葉中含量較高的糖類物質，對提高煙葉品質有著極其重要的作用[20-23]。本研究上、中、下三部位蔗糖含量平均值分別為4.76%、4.79%和4.65%，蔗糖占總糖比例在B2F、C3F和X2F等級中分別為21.57%、19.62%和21.26%。方差分析表明，蔗糖含量在部位間差異不顯著。

鼠李糖、木糖和麥芽糖在烤煙葉片中含量較低，下部葉中三者總量占總糖比例最高，為1.00%；中上部占比均在1.00%以下。其中木糖在大部分煙葉樣品中含量極低，無法達到方法定量限。方差分析結果表明，3種糖類物質部位間差異均未達到顯著水平。

2.1.2 水溶性糖指標衍生分析

研究表明，還原糖是多種致香物質的重要前體[24]，對煙葉內在品質及外觀質量均有著極其顯著的影響。本研究中所測葡萄糖、果糖和麥芽糖系還原性糖，在此將3種糖類物質作為一個整體進行研究，方差分析結果表明，上述3種糖含量之和在部位間差異達到0.01水平上的極顯著，中部葉該項指標分別較下部和上部葉極顯著高出21.71%和12.77%，上部葉3種還原糖總量次之，下部葉最低，但兩部位含量差異不顯著。3種還原糖占總還原糖比例因部位的不同也存在一定的差異，中部葉比值最大，為83.36%，上部葉次之，下部葉中該指標(76.97%)顯著低于上部和中部葉。

水溶性糖與總糖含量在比值一定程度上反映了煙葉中糖類物質的組成情況，該項指標在不同部位間存在一定差異。方差分析結果表明，該指標在中、上部葉顯著高于下部葉，且該項指標在樣品間變異程度較低，上、中、下三部位變異系數分別為2.80%、3.42%和7.35%，較為穩定。該指標在上、中、下三部位煙葉中的平均值分別為92.08%、92.02%和88.00%，由此可見，煙草中水溶性總糖(常規方法檢測)主要成分即為本研究所測6種糖類物質。

還原糖與總糖比值在一定程度上反映了煙葉品質的高低。一般認為，優質煙葉的兩糖比需達到90%左右[25]。本研究中，上、中、下三部位煙葉兩糖比分別為86.34%、86.86%和86.56%，較為適宜，方差分析表明，該指標在部位間差異不顯著。

2.2 水溶性糖與煙葉感官質量的關系

2.2.1 上部葉水溶性糖與煙葉感官質量的關系

研究表明，煙葉中水溶性糖對煙葉品質有重要影響[5]。本研究利用SAS統計軟件分析了香氣質、香氣量、余味、雜氣、刺激性等感官評價指標與煙葉水溶性糖之間的關系。

鼠李糖除與煙葉燃燒性呈一定負相關關系外，與其余感官指標均呈正相關，但各相關關系均未達到顯著水平。葡萄糖與香氣質、香氣量、雜氣和灰色呈正相關關系，與余味、刺激性和燃燒性呈負相關關系，各相關關系均未達到顯著水平。果糖對煙葉感官品質有較為重要的作用，其與香氣質和評吸總分的相關性達到極顯著差異，相關系數分別達到0.546和0.477；與香氣量和余味呈顯著正相關；與燃燒性、灰色呈負相關關系，但未達到顯著水平。蔗糖與各項感官指標均呈正相關關系，與余味、雜氣和總分指標呈顯著正相關，與灰色指標呈極顯著正相關關系。麥芽糖與各指標關系均呈負相關，但相關性不顯著。水溶性糖與各感官指標之間也存在不同程度的相關性，與香氣質、香氣量和總分之間呈極顯著正相關關系，與其他各指標相關性未達到顯著水平。葡萄糖、果糖和麥芽糖3種還原性糖總和與香氣質、香氣量和總分呈極顯著的正相關關系(表2)。

表2 上部葉水溶性糖與煙葉感官質量的關系

2.2.2 中部葉水溶性糖與煙葉感官質量關系

在中部葉中，鼠李糖與各項感官指標均呈現正相關關系，其中與香氣質、余味和總分指標的相關性達到顯著水平；葡萄糖對烤煙香氣質有極顯著的正向促進作用，對總分指標有顯著的提升效果，對其余指標的促進作用不顯著。果糖對香氣量指標提升有顯著的促進作用，對燃燒性有一定的不利影響，對其余指標均存在一定的促進作用，但作用不顯著。蔗糖對中部煙葉余味、雜氣和總分指標有顯著影響，其中對余味指標促進作用達到極顯著水平，對其余指標促進作用不顯著(表3)。

表3 中部葉水溶性糖與煙葉感官質量的關系

麥芽糖對中部葉各評吸指標均有不同程度的抑制作用，其對香氣質和總分有顯著不利影響，對其他指標的抑制作用均未達到顯著水平。水溶性糖與中部葉評吸指標存在著一定的關系，與香氣質和總分指標呈極顯著的正相關，與香氣量指標呈顯著正相關，與其他指標相關關系不顯著。葡萄糖、果糖和麥芽糖3種還原糖總量與香氣質呈極顯著的正相關，與香氣量和總分呈顯著的正相關。

3 小結與討論

葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、鼠李糖和木糖6種糖類物質是烤煙水溶性糖的主要組成成分。葡萄糖、果糖和蔗糖含量較高，其中葡萄糖含量最高，果糖含量次之，第三為蔗糖；麥芽糖、鼠李糖和木糖含量較低。烤煙還原糖主要成分為葡萄糖、果糖和麥芽糖，在上中下三部位煙葉中占比均在80%左右。烤煙水溶性糖含量在部位間存在一定的差異，其中葡萄糖和果糖在部位間差異達到顯著或極顯著的水平。鼠李糖、木糖、蔗糖和麥芽糖含量部位間差異不顯著。

水溶性糖類別的不同對煙葉感官品質的作用方向及力度存在差異，且煙葉部位影響著兩者關系的密切程度。鼠李糖主要對香氣質、余味和總分指標有較大影響，且在中部葉影響作用能達到顯著水平；中部葉中葡萄糖對香氣質和總分有顯著或極顯著影響；果糖在上部葉中對感官品質作用顯著，其對香氣質和總分指標有極顯著的促進作用，對香氣量和余味的影響達到顯著水平；蔗糖對余味、雜氣和總分指標有顯著或極顯著的促進作用；麥芽糖對各項評吸指標的影響均是不利的，在中部葉中對香氣質和總分的不利影響達到顯著水平。6種水溶性糖總量及3種還原性糖總量對香氣量、香氣質和總分指標均有著顯著或極顯著的促進作用。

本研究中同一種糖類物質在上部和中部葉中對煙葉感官指標影響的顯著程度存在差異，在麥芽糖指標上甚至與前人研究呈現相反的趨勢[19]，原因可能在于煙葉是一個復雜的有機體，其感官品質的呈現受多種化合物，如糖類、蛋白質、氨基酸及致香物質等綜合作用的影響，地域間煙葉背景因素往往存在較大的差異，從而出現同一種水溶性糖對煙葉感官品質影響存在差異的現象。