不同香型烤烟挥发碱含量与品质指标的关系分析

牛莉莉，黄五星，邵惠芳，李东亮，戴亚，许自成

1 河南农业大学烟草学院，河南郑州 450002；2 川渝中烟工业有限责任公司，四川成都 610066

烟草挥发碱是指可以挥发的那部分胺类含氮化合物（包括氨、胺类、酰胺等）及游离态烟碱。优质烤烟总挥发碱含量范围为0.3%～0.6%，白肋烟为0.55%～0.85%[1]。由于挥发碱是烟叶中的碱性组分，故能使烟气酸性减弱，碱性增强，主要影响烟气浓度和刺激性，与烟碱显著相关[2]，过多则烟气刺激性增强，过少，烟气劲头不足，吸味平淡[3]。很多研究把挥发碱作为一项对烟叶品质影响较大的重要化学指标，来分析它在不同地区、不同品种、不同等级间的差异[4-5]，与外观质量[6]、其他化学成分[7]和香气品质的关系[8]，关于它的检测方法也有大量的研究[9-11]。多酚和有机酸是烟草中重要的两类香味物质，多酚参与棕色化反应，不仅直接影响烟叶的色泽，而且间接影响烟叶的香吃味。绿原酸、芸香苷和莨菪亭是烟草中主要的酚类物质，绿原酸占总酚量的75%～95%，这些多酚类物质在烟叶燃吸过程中能产生酸性反应，中和部分碱性，从而协调烟气[12-13]。非挥发性有机酸也能调节烟草pH，减轻烟气刺激性，增加浓度，改善吸味，从而使烟气醇和[14-16]。许自成等研究了钾和糖含量与多酚、有机酸及评吸品质的影响[17-18]，但关于不同香型挥发碱与多酚、有机酸和感官评吸指标关系的研究还不多见。本试验从这些影响烟气的化学指标出发，选取库存的陈化烟叶为材料，研究不同香型烟叶挥发碱与酚类物质、非挥发性有机酸和感官评吸指标之间的关系，以期为探讨化学成分对烤烟不同香气风格的影响研究提供借鉴，为进一步研究挥发碱对烟叶品质的影响和卷烟企业合理采购不同类型烟叶原料进行叶组配方提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料来源

2005年于川渝中烟工业有限责任公司选取来自我国11个产区的陈化烟叶为研究对象，采集上、中、下三个部位共286份烟叶样品，醇化条件为年平均温度23.7 ℃，平均相对湿度基本控制在57%～66%。每个样品取3 kg，烟样烘干，样品一部分粉碎后过60目筛用于化学成分测定，另一部分制备单料烟用于感官品质鉴定。

1.2 测试方法

总挥发碱含量采用水蒸气蒸馏酸碱滴定法测定[1]。酚类化合物参照YC/T202-2006方法测定绿原酸、芸香苷和莨菪亭的含量，并计算总和。有机酸含量参照刘百战[19]等介绍的方法，用硫酸甲酯化-气相色谱进行测定。

感官质量鉴定：取试验烟叶若干，回潮到含水率18.0%～21.0%，装入塑料袋，密闭，室温下存放2 h，切丝，然后在规定的条件下调节，使烟丝含水率达到12.5%左右，卷制成卷烟后在规定的条件下调节（24 h），按单料烟评吸基本要求，以标准YC/T138-1998烟草及烟草制品感官评价方法为基础，由专职评吸人员进行评吸。按单料烟9分制评吸方法评分。

1.3 统计分析方法

采用SPSS19.0软件和EXCEL对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同香型烤烟挥发碱含量的数量特征

2.1.1 不同香型烤烟挥发碱含量的差异比较

烤烟挥发碱含量的数量特征见表1，样本烤烟挥发碱含量变幅为0.12%～0.49%，均值为（0.27±0.08）%，以挥发碱0.3%～0.6%的适宜范围来看，有38%的样本分布在这一范围内。其中，浓香型烤烟挥发碱变幅为0.15%～0.49%；中间香型烤烟挥发碱变幅为0.13%～0.45%，均值为（0.28±0.08）%；清香型烤烟挥发碱变幅为0.12%～0.46%，均值为（0.26±0.08）%，变异系数最大。不同香型烤烟挥发碱的变异系数均较大，这可能与样本来源有关。对三个香型烤烟挥发碱含量进行多重比较，挥发碱含量在三个香型间的变化为浓香型＞中间香型＞清香型，且浓香型烤烟挥发碱含量和中间香型、清香型烤烟的挥发碱含量差异达到了极显著水平。

表1 不同香型烤烟挥发碱含量的描述统计分析

2.1.2 同一香型不同产区烤烟挥发碱含量的差异比较

对同一香型烤烟，分别选取三个有代表性的省份，对烤烟挥发碱含量进行差异比较，结果见表2。经方差比较分析，同一香型不同产区烤烟挥发碱含量差异均达到极显著的水平。具体来说，对于浓香型烤烟，广东省烟叶挥发碱含量与河南、湖南烟叶中挥发碱含量的差异达到极显著水平。对于中间香型烤烟，黑龙江烟叶中挥发碱含量显著低于贵州和重庆烤烟挥发碱含量。对于清香型烤烟，福建烟叶挥发碱含量最高，其次是云南，四川烟叶挥发碱含量最低。同一香型烟叶挥发碱含量的差异不同可能与各地生态条件与栽培技术不同有关。

表2 同一香型烤烟挥发碱含量在地区间的差异分析

2.2 不同香型烤烟挥发碱与多酚含量的关系分析

2.2.1 不同香型烤烟挥发碱与多酚的简单相关分析

对不同香型烤烟挥发碱与多酚物质含量进行简单相关分析，结果见表3。中间香型烤烟挥发碱与绿原酸呈极显著的负相关关系，与莨菪亭呈极显著的正相关关系；清香型烤烟挥发碱与莨菪亭呈显著的正相关关系。其余相关关系不显著。

表3 不同香型烤烟挥发碱与多酚物质的简单相关分析

2.2.2 不同香型烤烟挥发碱与多酚物质含量的变化分析

不同香型烤烟挥发碱与多酚物质的含量变化见图1。挥发碱在浓香型、中间香型和清香型烟叶中的含量逐渐降低；多酚总量和绿原酸在三个香型间差异不显著；莨菪亭含量表现为浓香型＞清香型＞中间香型，且含量在浓香型与中间香型、清香型间差异显著；芸香苷表现为清香型＞中间香型＞浓香型，差异极显著。绿原酸和芸香苷在三个香型间的变化与席元肖的研究一致[20]。

图1 不同香型烤烟挥发碱与多酚物质的含量变化

2.3 不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸含量的关系分析

2.3.1 不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸的简单相关分析

不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸的相关分析见表4。可见三个香型烤烟挥发碱含量均与月桂酸、棕榈酸、油酸和硬脂酸含量相关关系显著，且相关性较高。

表4 不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸的简单相关分析

2.3.2 不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸含量的变化分析

图2显示了不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸含量变化关系。随着挥发碱在浓香型、中间香型和清香型烟叶间含量的递减，高级脂肪酸总量在三个香型间表现出增加的趋势，浓香型、中间香型和清香型烟叶高级脂肪酸总含量分别为7.89 mg/g、8.37 mg/g和8.78 mg/g，且差异极显著。而多元有机酸总量和非挥发性有机酸总量在三个香型间的差异不显著。

图2 不同香型烤烟挥发碱与非挥发性有机酸的含量变化

2.4 不同香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的关系分析

为研究烤烟挥发碱对烟叶感官评吸质量的影响，将烤烟感官指标划分为香气特性（香气质、香气量和杂气）、烟气特性（劲头和浓度）、口感特性（余味和刺激性）和燃烧特性（灰色和燃烧性），并统计感官评吸总分，按照0.02的组距将不同香型烤烟的挥发碱进行分组，分别统计每组烟叶挥发碱含量和对应样品感官评吸指标得分的平均值。然后分析不同香型烤烟挥发碱含量与感官质量的回归关系，并列出烟叶挥发碱含量与各感官质量指标的回归方程及显著性。

2.4.1 浓香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的回归分析

浓香型烤烟挥发碱含量与各感官质量指标的回归方程及显著性列于表5. 烟叶挥发碱含量与烟气特性呈线性回归关系，回归方程达到1%极显著水平，与香气特性、口感特性、燃烧特性和感官评吸总分间的回归方程不显著。

表5 浓香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的回归分析

2.4.2 中间香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的回归分析

表6列出了中间香型烤烟挥发碱含量与各感官质量指标的回归方程及显著性。挥发碱与香气特性呈显著的三次曲线关系，与口感特性呈极显著的负相关关系，与烟气特性呈极显著的正相关关系。

2.4.3 清香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的回归分析

由清香型烤烟挥发碱与感官评吸各指标的回归方程及显著性（见表7），挥发碱与烟气特性呈极显著的线性关系，与口感特性和感官评吸总分均呈三次曲线回归关系，且回归方程达到1%极显著水平。

表6 中间香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的回归分析

表7 清香型烤烟挥发碱与感官评吸指标的回归分析

3 讨论

挥发碱是烟草制品燃吸时可以挥发的碱性物质，对烟草烟气和香吃味有一定的影响[21]。总挥发碱在不同香型间的含量差异显著，这种分布与浓香型烟叶烟气浓郁沉溢，清香型烟叶烟气清雅飘逸可能存在一定的关系。

总的来说，浓香型烟叶具有高挥发碱、低多酚、高多元有机酸、低高级脂肪酸和高非挥发性有机酸的特点，清香型烟叶具有低挥发碱、高多酚、低多元有机酸、高高级脂肪酸和低非挥发性有机酸的特点，这与郑湖南的研究一致[22]，中间香型烟叶各项指标均适中。综合来看，各个香型烟叶挥发碱、多酚和非挥发性有机酸等化学成分存在显著差异，这可能是不同香型烟叶风格特色形成的化学基础，但多种化学成分共同作用对烟叶品质造成影响的具体机理还需进一步的研究。

不同香型烟叶挥发碱与烟气特性呈线性回归关系，说明烟叶挥发碱对感官评吸的影响主要体现在劲头和浓度方面，这与闫克玉等的研究一致[23]。挥发碱含量高，在一定程度上可以提高烟叶的烟气特性，使烟气浓郁，劲头适中。但挥发碱与口感特性的关系又表明，挥发碱含量高，烟叶刺激性大，口感不醇正，挥发碱对感官评吸质量的影响是多方面的，在一定范围内适当的增加其含量，有助于烟叶品质的提高。

不同香型风格烟叶在常规化学成分、香气物质等方面都存在很大的差异[22]，特别是挥发碱、多酚和有机酸，是烟叶中的碱性和酸性成分，对协调烟气，形成不同的评吸质量和香型风格有很大影响。烟叶中这些化学物质的不同组成比例在一定程度上影响着卷烟不同香气风格和口味特征[24]。研究不同香型烟叶挥发碱与其他品质指标的关系对阐释不同烟叶香气风格的形成机理有重要的指导意义。鉴于挥发碱的含量与烟草中可溶性挥发氮化合物含量有一定的关系[21]，因此可以通过施肥及一定的农业措施来调控烟叶中的挥发碱含量，进而形成不同风格特色的烟叶。

4 小结

我国主产烟区286份烟叶样品挥发碱含量的变幅为0.12%～0.49%。不同香型烟叶的挥发碱含量存在广泛的变异性，表现为浓香型＞中间香型＞清香型，且浓香型和中间香型、清香型烟叶含量差异极显著。同一香型烤烟挥发碱含量在不同地区间的差异也达到极显著水平。

各个香型烟叶挥发碱与多酚总量、多元有机酸总量、高级脂肪酸总量和非挥发性有机酸总量呈负相关关系。随着挥发碱在浓香型、中间香型和清香型三个香型间含量的降低，高级脂肪酸总量呈增加趋势，且差异极显著。

浓香型、中间香型和清香型烟叶挥发碱与烟气特性的关系散点图拟合趋势均为直线，且关系显著，拟合方程分别为

[1]王瑞新. 烟草化学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2003:167.

[2]阎克玉, 李兴波, 赵学亮.河南烤烟理化指标间的相关性研究[J]. 郑州轻工业学院学报(自然科学版), 2000,15(3): 20-24.

[3]闫克玉, 闫洪洋, 闫洪喜, 等. 国产烤烟挥发碱含量对比分析[J]. 烟草科技, 2007(3): 39-41.

[4]徐建萍, 王晓春, 殷延齐. 部分国产烤烟样品挥发碱含量的比较[J]. 农产品加工·学刊, 2009, 8: 58-60.

[5]周晓, 陈志燕, 曾德芬, 等. 国内烤烟主产区挥发酸和挥发碱含量分析及其规律性研究[J]. 安徽农业科学, 2010,38(14): 7264-7265, 7413.

[6]闫克玉, 闫洪洋, 闫洪喜, 等. 国产烤烟挥发碱含量对比分析[J]. 烟草科技, 2007(3): 39-41.

[7]章平泉, 金岚峰, 俞京, 等. 烤烟中总挥发碱含量与其他化学成分关系的研究[J]. 江西农业学报, 2008, 20(10):10-13.

[8]毕淑峰, 朱显灵, 马成泽. 云南烤烟化学成分与香气品质的关系研究[J]. 中国农学通报, 2004, 20(6)：67-68.

[9]蒋锦锋, 赵明月. 近红外光谱法快速测定烟草中的总挥发酸与总挥发碱[J]. 烟草科技, 2006(3): 33-37.

[10]李劲松, 李红军, 梁菁菁, 等. 烟草灰分、总挥发酸和总挥发碱的近红外光谱分析[J]. 分析测试学报, 2007,26(5): 655-657.

[11]付秋娟, 张怀宝, 邱军, 等. 近红外光谱法快速测定烟草中的总挥发碱[J]. 中国烟草科学, 2005, 14-15.

[12]王瑞新. 烟草化学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2003,110-113.

[13]周恒, 许自成, 赵会纳, 等. 烟草多酚类物质的研究进展[J]. 浙江农业科学, 2009(5): 949-953.

[14]周冀衡, 杨虹琦, 杨述元, 等. 不同烤烟产区烟叶中主要挥发性香气物质的研究[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2004, 30(1): 20-23.

[15]杨虹琦, 周冀衡, 郭紫明, 等.湖南不同烤烟中非挥发性有机酸含量的差异[J]. 湖南农业大学学报: 自然科学版,2006, 12(4): 44-47.

[16]刘百战, 蔡继宝, 朱立军, 等. 国内外部分白肋烟烟叶中非挥发性有机酸、高级脂肪酸、生物碱及pH值的对比分析[J]. 中国烟草学报, 2002, 8(2): 1-4.

[17]许自成, 郑聪, 李东亮, 等. 烤烟糖含量与多酚、有机酸含量的变异特点及关系分析[J]. 中国烟草学报, 2010,16(4): 9-14.

[18]许自成, 秦璐, 邵惠芳, 等. 烤烟钾含量与多酚、有机酸含量及评吸品质的关系[J]. 河南农业大学学报, 2010,44(4): 383-389.

[19]刘百战, 徐亮, 詹建波, 等. 云南烤烟中非挥发性有机酸及某些高级脂肪酸的分析[J]. 中国烟草科学, 1999(2) :28-31.

[20]席元肖, 魏春阳, 宋纪真, 等. 不同香型烤烟化学成分含量的差异[J]. 烟草科技, 2011(5): 29-33.

[21]闫克玉. 烟草化学. 郑州市: 郑州大学出版社, 2002:268.

[22]郑湖南.不同香气风格烤烟常规化学成分与香气物质的差异研究[J]. 安徽农业科学, 2008, 36(31): 13700-13702.

[23]闫克玉, 王建民, 屈剑波. 河南烤烟评吸质量与主要理化指标的相关分析[J]. 2001(10): 5-9.

[24]朱立军, 王鹏, 施丰成, 等. 基于化学成分的卷烟类型逐步判别分析[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2012,34(3): 9-12.