胡永斌

（山西昆明煙草有限責(zé)任公司，山西 太原 030012）

烤煙香氣風(fēng)格的主要差異是由致香成分間組成比例不同而造成的。隨著對煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)和香氣研究的不斷深入，人們明確認(rèn)識到煙葉香氣品質(zhì)的優(yōu)劣主要受遺傳因素和環(huán)境因素共同決定[1]。在生態(tài)因素相似的情況下，遺傳因素對煙葉致香物質(zhì)的種類、組成和煙葉的香味品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用[2]。而云南省具有種植煙草的特有生態(tài)氣候條件，生產(chǎn)出的烤煙色澤橘黃、香氣量足且質(zhì)好，清甜香風(fēng)格特色突出，是云煙品牌卷煙的主體原料。其中，烤煙品種紅大、K326具有更獨特的品質(zhì)特征，滿足云煙品牌高檔高端產(chǎn)品配方需求。近年來，雖然關(guān)于煙葉致香物質(zhì)的研究比較多，但對于云煙品牌所需的主體原料的致香物質(zhì)含量的因子分析與差異研究卻尚未見報道。通過對云南煙區(qū)4個主栽品種（紅大、K326、云煙87、云煙85）進(jìn)行致香成分分析與建立因子模型，旨在分析評價不同品種間致香物質(zhì)含量的差異，建立致香物質(zhì)評價方法，為優(yōu)質(zhì)卷煙原料的合理使用及配方設(shè)計提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

供試的煙葉樣品于2009年在紅云紅河集團(tuán)的昆明市5個原料基地采集。供試品種包括紅大、K326、云煙87、云煙85，共采集100個煙葉樣品（安寧、富民、官渡、晉寧、石林各20個樣品）。煙樣由專職質(zhì)檢員按照“GB 2635—92烤煙標(biāo)準(zhǔn)”選取。每個煙樣3 kg，烘干、粉碎、過60目篩后裝瓶備分析測定用。

1.2 主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的分析

將煙葉樣品磨碎，過40目篩子，在平衡箱中于溫度（22±1）℃、相對濕度（60±2）%條件下平衡24 h，準(zhǔn)確稱取平衡后的煙末樣品25.0 g，置入同時蒸餾萃取裝置中，并加入固定量的內(nèi)標(biāo)化合物（乙酸苯甲酯），采用二氯甲烷作為溶劑對煙末進(jìn)行連續(xù)動態(tài)萃取2 h，所得提取物經(jīng)干燥后濃縮定容至1.0mL.

濃縮液采用Agilent6890N/5975氣質(zhì)聯(lián)用分析儀進(jìn)行分析，所得圖譜經(jīng)計算機譜庫（NIST05，Wiley275）檢索，按照文獻(xiàn)[3]的方法計算各峰的相對含量按照化學(xué)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行化合物分類，具體分析成分、分類情況見表1、表2（新植二烯單列）。

表1 主要致香成分和香氣指標(biāo)

代號NO.香氣成分/指標(biāo)Aroma component/index代號NO.香氣成分/指標(biāo)Aroma component/index代號NO.香氣成分/指標(biāo)Aroma component/index X24 2，4-庚二烯醛 X55 香葉基丙酮X25 4-吡啶甲醛 X56 未知物X26 1H-吡咯-2-甲醛 X57β-紫羅蘭酮+未知物X27 2，4-庚二烯醛B X58 2，4-二（1，1-二甲基乙基）-苯酚3-（1-甲基乙基）(1H)吡唑[3，4-b]吡嗪X29 3，4-二甲基 -2，5-呋喃二酮 X61 2，3’-聯(lián)吡啶X30 苯乙醛 X62二氫獼猴桃內(nèi)酯X31 2-甲基苯酚 X63 巨豆三烯酮A X28 苯甲醇 X60

表2 致香成分分類表

1.3 GC/MS的分析條件

毛細(xì)管柱：HP-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度：240℃；載氣：He，1mL/min；程序升溫：50℃（1min）—8℃/min—160℃（2min）—8℃/min—260℃（15min）；進(jìn)樣量：0.5μL；分流比：25∶1；傳輸線溫度：280℃；電離方式：EI；電離能量：70 eV；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：160℃；質(zhì)量范圍35~455 aum.

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

所有數(shù)據(jù)處理借助SPSS13.0（Statistics Package for Social Science）統(tǒng)計分析軟件。83種致香成分分析應(yīng)用因子分析功能（Factor Analysis）中的方差最大旋轉(zhuǎn)（Varimax Rotation）進(jìn)行統(tǒng)計；不同品種烤煙致香成分含量差異分析應(yīng)用相關(guān)分析模塊（Correlate）的雙變量相關(guān)分析(Bivariate)進(jìn)行統(tǒng)計。雙尾檢測，“*”表示顯著水平為5%，“**”表示顯著水平為1%.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種中部煙葉致香成分的因子分析

評價指標(biāo)間經(jīng)常存在一定的相關(guān)性，統(tǒng)計數(shù)據(jù)所反映的信息在一定程度上有重疊。為了避免評價指標(biāo)之間的相關(guān)性所引起的權(quán)重偏倚，且能較好地反映各指標(biāo)的變化，可采用因子分析方法。如果評價指標(biāo)之間有較強的相關(guān)關(guān)系，指標(biāo)間可以共享公共因子，有利于對復(fù)雜多項指標(biāo)進(jìn)行解釋[4-5]。原始數(shù)據(jù)的無量綱化。對數(shù)據(jù)進(jìn)行“中心化”處理，以消除各指標(biāo)間的差別［6］，便于數(shù)據(jù)比較，據(jù)此可求得4個品種煙葉主要致香成分指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

2.1.1 不同品種KMO檢驗與Barlett球度檢驗

表3 KMO檢驗與Barlett球度檢驗結(jié)果

由表3可知，KMO檢驗值為0.491，說明樣本量尚需擴充和增加，但從Bartlett球度檢驗結(jié)果顯示，近似卡方值為478.331，自由度為192，檢驗達(dá)到極顯著水平，因此認(rèn)為因子分析的適用性較好。

2.1.2 不同品種方差解釋及其累計和

表4 不同品種致香成分的解釋方差及其累計和

品種Cultivars等級Grades因子Factor旋轉(zhuǎn)平方和載入Rotation Sums of Squared Loadings特征值eigenvalue方差%Variance%累計%Cumulation%因子1 20.226 24.368 24.368云煙87 Yunyan87 C3F因子2 7.853 9.461 33.829因子3 6.923 8.341 42.170因子4 6.702 8.075 50.245因子5 4.490 5.410 55.655因子6 4.401 5.303 60.958因子7 3.985 4.801 65.759云煙85 Yunyan85 C3F因子1 13.090 15.771 15.771因子2 11.215 13.512 29.283因子3 8.700 10.482 39.765因子4 4.959 5.974 45.740因子5 4.766 5.742 51.482因子6 4.530 5.458 56.940因子7 4.333 5.220 62.160

由表4可知，4個品種致香成分含量的解釋方差表給出了每個因子所解釋的總方差比例，以及解釋方差的累計和。觀察旋轉(zhuǎn)平方和載入的“累計%”一列，4個品種前7個公因子的特征值都大于1，且旋轉(zhuǎn)后解釋的累計方差都達(dá)到60%以上。根據(jù)因子分析特征值大于0.6的原則[5]，提取了7個因子進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表4.紅大、K326、云87、云85對評價指標(biāo)的累積貢獻(xiàn)率分別是61.301%、62.141%、65.759%和62.160%.

2.1.3 不同品種旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

表5 不同品種致香成分旋轉(zhuǎn)成分矩陣

如表5所示，給出了旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣。4個品種致香成分旋轉(zhuǎn)成分矩陣是經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣，一般情況下，經(jīng)過因子旋轉(zhuǎn)后變量在因子的載荷分布更加分散，因而比未旋轉(zhuǎn)時更容易解釋，而“載荷絕對值”一列是把在每個因子上載荷較大的前8個變量依次提取出來，以便對各因子的具體變量進(jìn)行深入分析。

2.2 不同品種烤煙致香物質(zhì)含量差異分析

2.2.1 不同品種烤煙中部葉致香物質(zhì)含量差異分析

表6 煙葉主要揮發(fā)性香氣成分分類指標(biāo)的基本統(tǒng)計特征

由表6可知，為各個評價指標(biāo)的基本統(tǒng)計特征值，從表中可以看出4個品種煙葉主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的變異系數(shù)都較大，說明煙葉樣本間的差異較大。

2.2.2 不同品種烤煙中部葉致香物質(zhì)含量方差分析

為了研究云煙品牌卷煙主體原料之間的差異，采用方差分析中的LSD檢驗方法對兩兩品種之間各類物質(zhì)含量的均值進(jìn)行比較檢驗。表7顯示了不同品種中部煙葉各類致香物質(zhì)的多重比較檢驗結(jié)果。

表7 昆明產(chǎn)區(qū)中部煙葉各類化合物的多重比較檢驗

從表7可以看出，對于不同品種的中部煙葉來說，在顯著水平0.05的情況下，紅大與K326、云87在醇類化合物上具有顯著性差異；紅大與K326、云87在酯類和內(nèi)酯化合物上具有顯著性差異；紅大與K326、云87，云85和云87在酚類化合物上具有顯著性差異；紅大與云87，K326與云87在呋喃類化合物上具有顯著性差異；紅大與云85在氮雜環(huán)化合物上具有顯著性差異；紅大與K326、云87在新植二烯上具有顯著性差異。

3 結(jié)束語

以云南5個種植點2009年收集的K326、紅大、云煙87、云煙85煙葉樣品為對象，根據(jù)83種致香成分的含量進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)分析可以看出4個品種之間的主要致香成分存在明顯差異，分類效果較好，各自影響的第一主因子（表4）的最大載荷變量差異明顯。

紅大與其他品種差異的重要組分主要是由新植二烯分解轉(zhuǎn)化為植物呋喃類物質(zhì)和美拉德（Maillard）反應(yīng)的產(chǎn)物。植物呋喃具有清香、蘭草香氣息，能使烤煙產(chǎn)生明顯的清香氣息[7]，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是形成烤煙高香氣量的主要原因之一[8-9]。這些致香物質(zhì)都具備焦甜、烤甜、清甜香氣品質(zhì)，其揮發(fā)性相對較強，閾值較高，這些致香成分對烤煙形成清香氣息產(chǎn)生積極的影響。

K326具有“清香偏濃”的風(fēng)格特征，其重要原因可能是第一主因子差異的重要組分有很多化合物與胡蘿卜素、與類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物有關(guān)。胡蘿卜素的代謝產(chǎn)物，是烤煙形成濃郁香型和香氣量大、質(zhì)純、香型突出的重要原因之一[10-13]。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的含量僅次于葉綠素降解產(chǎn)物（占8%～12%）[14]，其降解產(chǎn)生的香味物質(zhì)閾值相對較低、刺激性較小,香氣質(zhì)較好，對煙葉香氣供獻(xiàn)率大，是影響煙葉香氣質(zhì)和香氣量的重要組分[15]。

云87第一因子中的吡咯、吡啶都是氮雜環(huán)類物質(zhì)，吡咯是葉綠素甲酯酸脫鎂、加氧的產(chǎn)物，具有柔和煙氣，陳化煙香的作用[16]。據(jù)冼可法等對云南和河南的烤煙香氣成分進(jìn)行了比較研究，發(fā)現(xiàn)煙草的香型與氮雜環(huán)類香氣成分含量有關(guān)，濃香型煙葉氮雜環(huán)類香氣成分較高，清香型煙葉含量相對較低[17]。云煙85第一因子中的茄酮是西柏烷類萜類物質(zhì)主要降解產(chǎn)物，它是煙草中含量豐富的中性香味物質(zhì)之一，它不但本身具有很好的香氣，而且由茄酮轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，如茄醇、茄尼呋喃、降茄二酮等也是很重要的煙草香味物質(zhì)[18]。

通過多重比較檢驗（表7）得知，不同品種烤煙中部葉的差異主要集中在酚類物質(zhì)上；不同品種烤煙中部葉的差異主要集中在醇類和酚類物質(zhì)上；酚類化合物的差異是紅大與其他品種的主要差異。

[1]史宏志，劉國順.煙草香味學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.

[2]王瑞新.煙草化學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003．

[3]周冀衡，王勇.產(chǎn)區(qū)國部分煙區(qū)烤煙質(zhì)體色素及主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的比較[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，31（2）：128～132．

[4]范國忠，楊作廩.現(xiàn)代統(tǒng)計分析方法[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，1992.

[5]杜強，賈麗艷.SPSS統(tǒng)計分析[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[6]何曉群.現(xiàn)代統(tǒng)計方法與應(yīng)用[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，2001.

[7]楊紅琪，周冀衡，羅澤民，等.煙葉質(zhì)體色素與香味物質(zhì)形成關(guān)系的研究[C].中國煙葉學(xué)術(shù)論文集，2004：471-474.

[8]胡建軍，周冀衡，李文偉，等.烤煙香味成分與其感官質(zhì)量的典型相關(guān)分析[J].煙草科技，2007（3）：9-15.

[9]肖協(xié)忠，王防，賀英，等.烤煙致香成分與香氣質(zhì)量的相關(guān)性分析[J].中國煙草科學(xué)，2008，29（6）：1-6．

[10]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，2007，13（4）：19-25．

[11]邵巖，方敦煌，鄧建華，等.云南與津巴布韋烤煙致香物質(zhì)含量差異研究[J].食品科學(xué)，2007，23（8）：70-75.

[12]劉金，劉復(fù)初，朱洪友.巨豆三烯酮的合成研究概況[J].云南化工，2006，33（1）：38-40.

[13]王建林，楊少龍，許炎妹，等.巨豆三烯酮的合成及表征[J].光譜學(xué)與光譜分析，2005（3）：467-469.

[14]周冀衡，楊虹琦，周桂華，等.我國不同烤煙產(chǎn)區(qū)煙葉主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的研究[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，30（1）：20-23.

[15]劉百戰(zhàn)，洗可法.不同部位、成熟度及顏色的云南烤煙種某些中性香味成分的分析研究[J].中國煙草學(xué)報，1993（3）：46-53.

[16]趙銘欽，陳秋會，陳紅華.中外烤煙煙葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的對比分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，26(6)：875-879．

[17]洗可法.云南烤煙中性物質(zhì)分析研究[J].中國煙草學(xué)報，1991（2）：1-9.

[18]周冀衡，王勇，邵巖，等.產(chǎn)區(qū)國部分煙區(qū)烤煙質(zhì)體色素及主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的比較[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，31（2）：128～132．