歐陽一鳴，趙文濤，付秋娟，楊 菁，王 超，張洪博，譚家能，亓超凡，劉艷華*，竇玉青*

（1.中國農業(yè)科學院煙草研究所，青島 266101；2.上海煙草集團有限責任公司，上海新型煙草制品研究院，上海 200082）

煙葉化學成分是影響卷煙品質的重要內在因素，前人[1-4]對煙葉常規(guī)化學成分、氨基酸含量與傳統卷煙感官評吸質量的關系做了大量研究。一致認為，隨著煙堿含量的增加，卷煙勁頭和吃味均增強，但含量過高會增加卷煙的辣味和刺激性；總糖、糖堿比、氮堿比等對卷煙的香氣、雜氣、刺激性和余味均有顯著影響。氨基酸是美拉德反應的重要前體物，對煙草香氣品質具有重要貢獻[5-9]，但含量過高會增加刺激性、雜氣，使香氣品質變差，關于氨基酸對煙葉品質的影響前人的研究結果并不一致。目前，國內外對加熱卷煙核心原料的研究較少，針對不同類型煙葉主要化學成分對加熱卷煙感官質量影響的研究未見報道，限制了加熱卷煙原料的開發(fā)與利用。本研究以來自全國不同省份的烤煙、曬黃煙、曬紅煙以及白肋煙為原料，系統評價分析4 種類型煙葉常規(guī)化學成分、氨基酸含量與加熱卷煙感官質量的關系，期望為我國加熱卷煙原料的篩選和質量評價提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2019—2020 年收集的來自于全國10個省份的調制后中部煙葉樣品，包括烤煙10份、曬黃煙10 份、曬紅煙18 份、白肋煙8 份，共46份試驗樣品。

1.2 試驗方法

1.2.1 化學成分檢測 制樣：煙葉去梗干燥，研磨后過40 目篩，待測。

常規(guī)化學成分檢測：按照YC/T 160—2002、YC/T 159—2019、YC/T 159—2019、YC/T 33—1996、YC/T 217—2007 及YC/T 162—2011 等行業(yè)標準分別進行煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯含量測定。

氨基酸檢測：利用S-433D 全自動氨基酸分析儀（德國Sykam 公司），按照YC/T 282—2009 方法進行。選擇指標為天冬氨酸（Asp）、蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、天冬酰胺（Asn）、α-氨基己二酸（α-AAD）、脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、纈氨酸（Val）、胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、γ-氨基丁酸（γ-ABA）、賴氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）。

1.2.2 加熱卷煙樣品制作 采用輥壓法將46 份煙末樣品分別制成厚度約為0.2 mm 的煙草薄片（其中霧化劑為20%，羥甲基纖維素為3%），將薄片切絲，寬約1 mm，將約0.3 g/支的薄片填充到加熱卷煙的空煙管中，制成加熱卷煙煙支。

1.2.3 加熱卷煙感官質量評價 由來自中國農業(yè)科學院煙草研究所、湖北中煙工業(yè)有限責任公司、云南省煙草農業(yè)科學研究院、上海煙草集團有限責任公司、湖北新業(yè)煙草薄片開發(fā)有限公司的21 位評吸專家按照香氣質、香氣量、雜氣、勁頭、刺激性、干燥感、苦澀感、殘留、穩(wěn)定性等項目以9 分制進行評吸打分，結果取平均值。感官質量評價參考國家標準GB 5606.4—2005《卷煙 第4 部分：感官質量技術要求》和企業(yè)標準Q/YNZY.J07.022—2015《新型卷煙感官評價方法》執(zhí)行。

1.3 數據分析

采用Excel 2016 對數據進行整理；利用DPS 17.0 軟件對不同類型煙葉常規(guī)化學成分、氨基酸及感官質量進行多重比較，并進行簡單相關和逐步回歸分析。

2 結 果

2.1 不同類型煙葉主要化學成分和感官質量方差分析

2.1.1 常規(guī)化學成分 采用Duncan’s 法對不同類型煙葉常規(guī)化學成分進行多重比較，結果見表1。從表1 可以看出，類型間鉀氯比差異不顯著，其他常規(guī)化學成分和比值均存在顯著差異。白肋煙煙堿、總氮、鉀及氯含量最高，總糖、還原糖最低，與曬黃煙和烤煙差異顯著，與曬紅煙除總糖、還原糖、兩糖差、糖堿比外均差異顯著?？緹熆偺恰⑦€原糖、兩糖差及糖堿比最大，與白肋煙和曬紅煙差異顯著，但與曬黃煙除總糖外，還原糖、兩糖差及糖堿比差異均未達顯著水平。

表1 不同類型煙葉常規(guī)化學成分Table 1 Conventional chemical components of different types of tobacco leaf

2.1.2 氨基酸 不同類型煙葉氨基酸含量和差異顯著性分析結果見表2。由表2 可以看出，除纈氨酸、蛋氨酸及賴氨酸外，不同類型煙葉氨基酸和總氨基酸差異均達顯著水平。白肋煙天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、α-氨基己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸及氨基酸總量均最高，與曬黃煙、曬紅煙和烤煙差異達顯著水平?？緹熤懈彼?、胱氨酸、酪氨酸及苯丙氨酸含量最高，除酪氨酸與白肋煙差異不顯著外，其他氨基酸均與曬黃煙、曬紅煙及白肋煙差異顯著。

表2 不同類型煙葉氨基酸含量Table 2 Amino acid content of different types of tobacco leaf mg/g

2.1.3 感官質量 不同類型煙葉加熱卷煙感官質量指標差異顯著性分析結果見表3，曬黃煙、曬紅煙、白肋煙及烤煙，除勁頭外，其他感官質量指標得分均有顯著差異。其中烤煙香氣質、刺激性、干燥感得分最高，其次為曬黃煙，均與白肋煙差異顯著。曬黃煙香氣量、雜氣、苦澀感、殘留、穩(wěn)定性及感官質量總分均最高，與白肋煙差異顯著；與曬紅煙除感官質量總分外無顯著差異；與烤煙除香氣量、雜氣、穩(wěn)定性、感官質量總分外均呈顯著差異。

表3 不同類型煙葉感官質量Table 3 Sensory quality of Sensory quality of different types of tobacco leaf

2.2 煙葉主要化學成分與加熱卷煙感官質量的相關性

2.2.1 常規(guī)化學成分與感官質量相關性 對調制后煙葉常規(guī)化學成分與感官質量指標進行簡單相關分析，結果見表4?？偺恰⑦€原糖、兩糖差、糖堿比與香氣質、刺激性、干燥感、苦澀感、殘留及感官質量總分均呈正相關或顯著/極顯著正相關關系，而煙堿、總氮、鉀、氯則與上述感官質量指標和殘留負相關或顯著負相關。所有常規(guī)化學成分及其比值與香氣量、雜氣及勁頭的相關性均不顯著，其中香氣量、雜氣與總氮、鉀及氯負相關較強，而勁頭與煙堿和兩糖差正相關性較強?？偺?、還原糖及糖堿比與穩(wěn)定性呈顯著和極顯著負相關，其他化學成分及比值則與之相關性不顯著。

表4 常規(guī)化學成分與感官質量的相關系數Table 4 Correlation coefficient between conventional chemical composition and sensory quality

2.2.2 氨基酸與感官質量相關性 氨基酸與感官質量相關分析結果（見表5）表明，纈氨酸、賴氨酸與感官質量指標和總分相關性均不顯著。除了勁頭和穩(wěn)定性，天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、α-氨基己酸、甘氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸、賴氨酸及氨基酸總量均與其他感官質量指標及感官質量總分負相關，與香氣質、刺激性、干燥感、苦澀感、殘留及感官質量總分顯著或極顯著水平負相關。天冬酰胺、胱氨酸和蛋氨酸與勁頭顯著正相關，而脯氨酸、酪氨酸、亮氨酸及苯丙氨酸則與穩(wěn)定性顯著或極顯著負相關。脯氨酸、胱氨酸與香氣質、刺激性極顯著正相關，僅有胱氨酸與香氣量、感官質量總分極顯著正相關。

表5 氨基酸與感官質量的相關系數Table 5 Correlation coefficient between amino acid and sensory quality

2.3 回歸模型建立

利用DPS 統計軟件對煙葉常規(guī)化學成分、氨基酸與加熱卷煙感官質量指標進行逐步回歸分析，回歸模型參數列于表6。由表6 可以看出，各模型入選變量的p值均小于0.05，具有統計學意義。根據標準回歸系數絕對值的大小可以看出，香氣質、香氣量、殘留、穩(wěn)定性及感官質量總分受氨基酸的影響大于常規(guī)化學成分，其中脯氨酸、氨基酸總量、天冬氨酸及胱氨酸的影響效應最大，且胱氨酸為正效應，脯氨酸、氨基酸總量及天冬氨酸為負效應；雜氣、勁頭、苦澀感、刺激性及干燥感受常規(guī)化學成分的影響大于氨基酸，其中總糖、總氮及兩糖差的影響效應最大，且總糖和兩糖差為正效應，總氮為負效應。

表6 回歸模型參數Table 6 The parameters of regression model

根據表6 參數建立的主要化學成分與加熱卷煙感官質量各指標的回歸方程列于表7。對回歸方程進行方差分析，結果表明，回歸方程均達極顯著水平，對香氣質、香氣量、雜氣、勁頭、刺激性、干燥感、苦澀感、殘留、穩(wěn)定性及感官質量總分的決定系數R2分別為0.884、0.795、0.709、0.687、0.809、0.766、0.856、0.867、0.805、0.757，表明除勁頭與化學成分回歸模型解釋率（68.7%）較低外，其余模型均能解釋70%以上感官質量指標的變化，具有較高應用價值。

表7 煙葉主要化學成分與加熱卷煙感官質量回歸方程Table 7 Regression equations of major chemical compositions and sensory quality of heated cigarette

3 討 論

煙葉是傳統卷煙的主要原料，亦是加熱卷煙制品的核心關鍵，不同類型煙葉化學成分存在顯著差異，在卷煙工業(yè)中的利用價值亦不相同。本研究結果表明，除鉀氯比、纈氨酸、蛋氨酸及賴氨酸外，其他化學成分不同類型煙葉差異顯著，其中烤煙總糖、還原糖、兩糖差、糖堿比、脯氨酸及胱氨酸含量最高，而白肋煙煙堿、總氮、鉀、氯、天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、α-氨基己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸及總氨基酸含量最高，與鄧國賓等[6]、王樹聲等[10]、王保華等[11]的研究結果一致。曬黃煙香氣量、雜氣、苦澀感、殘留、穩(wěn)定性及感官質量綜合評價得分均最高，而勁頭得分低于烤煙，與傳統卷煙感官質量評價結果不盡相同，可能與加熱卷煙并未達到燃燒溫度有關。

煙葉化學成分是感官質量形成的物質基礎，但他們的關系復雜，受品種、產地、煙葉部位及卷煙制品等多因素的影響[6-7]。本研究表明，總糖、還原糖、兩糖差、糖堿比與香氣質、刺激性、干燥感及苦澀感呈顯著或極顯著正相關，其中總糖、兩糖差的影響效應較大，總氮、煙堿和氯則與之呈負相關關系，其中總氮的影響效應較大，與李明建等[12]、竇玉青等[13]研究結果一致，但煙堿對香氣量、雜氣、勁頭及感官質量總分均未達到顯著水平，可能與煙葉中煙堿存在的形態(tài)有關，游離煙堿和結合態(tài)煙堿對卷煙感官質量的影響差異顯著[14]。另外，在加熱卷煙中，煙葉鉀含量與香氣質、干燥感、苦澀感、殘留及感官質量綜合評價總分均呈顯著或極顯著負相關，與傳統卷煙的差異較大[2,15]，這可能是因為在傳統卷煙中，鉀對感官質量的正向效應主要是通過提高卷煙的燃燒性來實現的，但加熱卷煙未達到燃燒狀態(tài)，而鉀在較低溫度條件下是否會影響其他化學成分的轉化或釋放有待進一步研究。

本研究簡單相關和回歸分析表明，除胱氨酸與香氣質、刺激性、香氣量、勁頭及感官質量綜合得分，脯氨酸與香氣質和刺激性，天冬氨酸、蛋氨酸與勁頭顯著或極顯著正相關外，其余氨基酸和氨基酸總量與感官質量各指標均顯著、極顯著負相關或相關性不顯著，其中胱氨酸、脯氨酸、氨基酸總量、天冬氨酸及苯丙氨酸對感官質量的影響效應最大，與徐磊等[8]、鄧國賓等[6]、沈晗等[9]、王樹聲等[10]研究結果不盡一致，可能與加熱卷煙的加熱溫度或試驗材料不同有關。

4 結 論

不同類型煙葉常規(guī)化學成分、氨基酸含量差異顯著，在加熱卷煙中的應用價值亦不相同。常規(guī)化學成分對加熱卷煙雜氣、勁頭、苦澀感、刺激性及干燥感的影響大于氨基酸，而氨基酸對香氣質、香氣量、殘留、穩(wěn)定性及感官質量總分影響大于常規(guī)化學成分；煙葉總糖、總氮、兩糖差、脯氨酸、天冬氨酸、氨基酸總量及胱氨酸對感官質量的影響效應較大，其中總糖、兩糖差及胱氨酸對感官質量指標的影響為正效應。曬黃煙和烤煙總糖、還原糖、兩糖差、糖堿比及胱氨酸含量高，曬紅煙和白肋煙煙堿、總氮、鉀、氯、天冬氨酸、蘇氨酸、α-氨基己二酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸、賴氨酸、精氨酸及總氨基酸含量高，故以烤煙、曬黃煙為原料的加熱卷煙香氣質、干燥感、刺激性、苦澀感、殘留及感官質量總得分均較高，在加熱卷煙主料煙篩選中具有顯著的優(yōu)勢；曬紅煙在提高加熱卷煙香氣量和增加穩(wěn)定性方面具有明顯的優(yōu)勢；白肋煙在提高加熱卷煙煙氣煙堿含量和勁頭方面具有一定的利用價值。最后建立的基于煙葉常規(guī)化學成分、氨基酸與加熱卷煙感官質量指標的回歸模型決定系數R2均大于0.68，擬合方程具有較高的參考價值，可用于我國加熱卷煙原料的初步篩選與評價。