云南罗平烤烟主要香气物质的区域差异分析

董建新，刘永强，王朝佐，孙福山，冀 浩，杨天旭，李 笠，杨光宇，颜世宏

(1.农业部烟草生物学与加工重点实验室，中国农业科学院青岛烟草资源与环境野外科学观测试验站，中国农业科学院烟草研究所，青岛，266101；2.广东中烟工业有限责任公司，广州 510145；3.云南省烟草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000）

烟叶香气物质是烟叶香气风格的决定因素，是当前烟叶领域的研究热点之一。研究表明，胡萝卜素降解产物类和棕色化反应产物类对烟叶吸食品质影响较大[1]。不同产地、不同香气风格的烤烟中香气物质有明显差异[2-5]；不同产地烤烟中的挥发性香气物质的组分是相同的，但各组分的含量却有很大差别[5]。海拔高度、土壤类型和烟草基因型对烟叶香气物质均有显著影响[6-8]。

罗平县位于北回归线附近的滇东高原，是我国优质烟叶主产区之一。上世纪 80年代中国烟草种植区划将罗平列于西南部烟区的云南高原烤烟晒烟区，属于烤烟种植的最适宜区[9]。境内地形复杂，气候立体差异明显，土壤类型复杂多样。地势西北高，东南低，呈不均匀的倾斜和阶梯状下降，大致可以分为两层：北部海拔1900～2000 m的高原面和中南部海拔1400～1600 m较为平坦的地面。这种自然条件造成了罗平县境内烟叶质量风格的差异。在以前的研究中，依据烟叶质量风格的差异对罗平县进行了烟叶质量区划，以乡镇为单位将罗平划分为北部、南部和中部3个烟区[10]。北部烟区包括阿岗镇、老厂乡、马街镇和富乐镇，烟叶总植物碱含量较为适宜，总糖和还原糖含量中等至偏高，中下部烟叶钾含量高，C3F等级偏清香型，B2F等级主要为中间香型。南部包括大水井乡和旧屋脊乡，烟叶总植物碱含量较高，总糖和还原糖含量中至较低，钾含量较低，C3F等级以中间香型为主，B2F等级为中偏清香型。中部烟区包括钟山乡、阿鲁乡、板桥镇、罗雄镇和九龙镇，上部烟叶总植物碱含量较高，中、下部烟叶中植物碱含量中等，总糖、还原糖含量中等至较高，钾含量较低，C3F等级以中偏清香型为主，部分为中间香型，少数为清偏中香型，B2F等级以中间香型和中偏清为主。

为了进一步阐述罗平烟叶质量风格的内涵，我们开展了罗平烟叶香气物质的研究，并在此基础上探讨了烟叶香气物质与品种及环境条件的关系。

1 材料与方法

1.1 代表性样品确定

在罗平10个种烟乡（镇）确定35个能代表罗平烟叶生产水平的村，每个村取C3F等级烟叶5 kg，依据文献[11]平衡等级后，由农业部烟草产品质量监督检验测试中心鉴定评吸质量。然后依据评吸结果确定13份代表性样品（表1）。

表1 罗平县C3F等级烟叶代表性样品Table 1 Representative sample of C3F grade tobacco leaves in Luoping

1.2 香气物质检测

将烟叶中香气物质划分为中性香气物质、有机酸类和多酚类3类。

中性香气物质采用史宏志[12]的方法测定。

有机酸类香气物质的测定用 HP5890Ⅱ－5972气质连用仪和Agilent7890GC气相色谱仪进行。称取1.000 g烟样于100 mL锥形瓶中，加入500 μL内标（己二酸），再加入25 mL 10%硫酸甲醇溶液，震荡过夜。过滤到置有50 mL蒸馏水的250 mL分液漏斗中，摇匀，用二卤甲烷萃取3次，每次15 mL，收集萃取液于100 mL带塞锥形瓶中，加入无水硫酸钠干燥。由GC∕MS鉴定结果和NIST库检索定性。GC/MS条件为色谱柱，DB-5MS（30 m×0.25mm.i.d.×0.25 µm d.f.）；载气及流速，He 0.8 mL/min；进样口温度250 ℃；传输线温度，280 ℃；升温程序为：；进样体积2 μL；分流比为8:1；电离能，70 eV；质量数范围，35～500 amu；MS谱库，NIST02。GC/FID分析条件：柱箱温度，；进样口温度250 ℃；检测器温度280℃；氢气、空气和尾吹气流量分别为 35、400、25 mL/min；载气为氮气；柱流量1.3 mL/min；进样体积2 μL；分流比为8:1。定量分析：假定相对校正因子为1，采用内标法定量。

多酚类香气物质绿原酸、莨菪亭和芸香苷按照文献[13]的方法测定。

1.4 数据分析

方差分析和相关分析用SAS软件进行。方差分析采用单向分组方法。

2 结 果

2.1 罗平县各产区香气物质含量

所检测的 25种中性香气物质，北部、南部和中部烟区各区之间差异较大（表2）。其中糠醇、3，4-二甲基-2，5-呋喃二酮、苯甲醇、苯乙醇、β-大马酮、香叶基丙酮、巨豆三烯酮 2、巨豆三烯酮 4、法尼基丙酮、新植二烯、中性香气物质总量（不包括新植二烯）等达到 5%水平显著差异；糠醛、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇、苯乙醛、芳樟醇、吲哚、茄酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮1、3-羟基-β-二氢大马酮、3-氧代-α-紫罗兰醇、螺岩兰草酮等含量各区之间没有显著差异。

表2 罗平县C3F等级烟叶中性香气物质 μg/gTable 2 Neutral aroma substance contents in Luoping C3F grade tobacco leaves

南部烟区总量（不包括新植二烯）最高，达到197.25 μg/g，超过其他两个区和罗平县的平均值；南部烟区烟叶糠醇、β-大马酮、香叶基丙酮显著高于北部烟区和中部烟区；南部烟区烟叶3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、苯甲醇、苯乙醇、巨豆三烯酮 4、法尼基丙酮显著高于北部烟区，但与中部烟区相比较差异不显著。总体来讲，南部烟区中性香气物质含量最高，北部烟区含量最少；中部烟区芳樟醇、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮4含量最高；茄酮、香叶基丙酮、螺岩兰草酮含量最低；其余处于其他两个烟区含量之间或与其他两个烟区相当。

所检测的 16种有机酸总量，南部烟区最高，北部烟区次之，中部烟区最低，但差异未达 5%显著水平（表3）。除十七酸北部烟区显著低于南部和中部烟区外，其他成分各烟区之间无显著差异。

表3 罗平县C3F等级烟叶有机酸含量 μg/gTable 3 Organic acid contents in Luoping C3F grade tobacco leaves

多酚总量北部烟区和南部烟区要高于中部烟区，尤其是北部烟区，但差异未达到 5%显著差异水平（表4）。绿原酸含量北部烟区和南部烟区差别不大，中部烟区最低。莨菪亭含量北部烟区和南部烟区相等，中部烟区最高；芸香苷含量北部烟区最高，其他2个区差别不大；这2个指标各区之间的差异也未达到统计学上的显著差异水平。

2.2 罗平部分香气物质与云南和津巴布韦的比较

文献[4]较详细地介绍了云南和津巴布韦烟叶主要香气成分的含量。我们所检测的香气物质有24种与文献[4]相同。根据文献[4]对香气物质的分类，将结果汇总于表5。

经过对比，罗平C3F等级样品，类胡萝卜素降解产物中，巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮4、β-二氢大马酮、β-大马酮、香叶基丙酮、3-氧代-α-紫罗兰醇、香叶基丙酮、二氢猕猴桃内酯含量均很丰富，明显高于云南平均值和津巴布韦。新植二烯含量是云南平均值和津巴布韦的3到4倍。梅拉德反应产物也较丰富。芳香氨基酸降解产物中，苯甲醛、苯乙醛、吲哚含量丰富，明显高于云南平均值和津巴布韦；苯乙醇含量较低。多元酸中，柠檬酸、丙二酸含量丰富，苹果酸含量较低。油酸、亚油酸等高级脂肪酸含量也明显高于云南平均值和津巴布韦。

表4 罗平县C3F等级烟叶多酚含量 mg/gTable 4 Polyphenol contents in Luoping C3F grade tobacco leaves

表5 罗平C3F等级烟叶部分香气物质与云南和津巴布韦的比较 μg/gTable 5 Some aroma substance content difference between Luoping, Yunnan and Zimbabwe

在所检测到的6类24种香气物质中，罗平C3F等级烟叶的多数香气物质含量明显高于云南平均值和津巴布韦。

3 讨 论

研究中发现，罗平县境内烤烟烟叶主要化学成分含量和感官评吸质量存在地域性差异[10]。本研究以典型 C3F等级烟叶样品的香气物质进行分析研究，进一步阐述了罗平各区域烟叶质量风格特点。中性香气物质南部烟区总量最高，超过北部和中部烟区及罗平县的平均值，北部烟区中性香气物质总量最少。3个烟区有机酸总量差异不大。北部烟区和南部烟区的多酚总量要高于中部烟区，尤其是北部烟区；但北部烟区和南部烟区差别不大。

罗平县地势西北高，东南低，大致可以分为北部海拔 1900～2000 m 的高原面和中南部海拔1400～1600 m较为平坦的地面，境内地形地貌差异很大。北部烟区的阿岗镇分布有约4400 km2的溶蚀发育而成的盆地，土层深厚，但较贫瘠；其余多为典型的中山地貌，主要是岩溶化为主的中山和侵蚀作用为主的中山。中部烟区的烤烟种植区多分布在溶蚀山地和侵蚀剥蚀山地，土层较薄且贫瘠，石漠化较重。南部烟区的罗平坝子是溶蚀发育而成的盆地，面积约达16 000 hm2，峰丛地貌分布广泛、发育典型，土层深厚，土壤肥沃。这种地理上的差异是造成罗平县境内烟叶质量风格差异的主要原因。

罗平烤烟香气物质含量丰富是其主要特点之一。经过对比文献的研究数据，在所检测到的6类24种香气物质中，罗平C3F等级烟叶的多数香气物质含量明显高于云南平均值和津巴布韦。

综合文献[10]和本研究数据，可以概括出罗平烤烟烟叶质量风格特色：“清偏中”和“中偏清”为主，香气饱满，香气量足，烟气浓度较大；化学成分较协调；一类卷烟中主料烟地位。但罗平烟叶也存在高糖低钾的现象。2008年对罗平213个C3F等级烟叶的检测表明：总糖平均值为30.94%，还原糖含量平均为24.66%，总糖和还原糖含量较高，这也是我国西南烟区烟叶的普遍现象；烟叶钾含量平均为1.68%，属于偏低水平。

罗平地处云南、贵州和广西交接处，在地理位置上位于云南清香型区域和贵州中间香型区域的过渡区域，因此在香型上罗平烟叶表现出以“清偏中”和“中偏清”为主的过渡香型。境内多为典型的岩溶（喀斯特）地貌，主要植烟土壤由石灰岩发育而来，土壤中钙、镁等阳离子含量丰富，2008年对罗平370个植烟土壤样品检测表明，土壤交换性钙平均为2363 mg/kg，交换性镁平均为350 kg/mg，由此带来的拮抗作用是造成烟叶钾含量较低的主要原因。

致 谢：本研究香气物质的检测得到河南农业大学杨永锋老师的帮助，特此感谢！

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