晒红烟重要致香物质与其感官质量的相关性研究

刘善民，王允白，包 艳，冯俊喜，钟 青，曹建敏，石 翔，岳 珩

（1.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.中国农业科学院研究生院，北京 100081；3.中国科学院青岛生物能源与过程研究所，青岛 266101；4.山东中烟工业有限责任公司，济南 250014）



晒红烟重要致香物质与其感官质量的相关性研究

刘善民1，2，王允白1*，包 艳3，冯俊喜4，钟 青4，曹建敏1，石 翔1，2，岳 珩1，2

（1.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.中国农业科学院研究生院，北京 100081；3.中国科学院青岛生物能源与过程研究所，青岛 266101；4.山东中烟工业有限责任公司，济南 250014）

摘 要：为研究晒红烟中致香物质含量与感官评吸质量的相关关系，采用简单相关分析和典型相关分析对我国四川、吉林、江西、湖南、贵州、浙江、山东和黑龙江8个产区晒红烟烟叶中重要致香物质与感官评吸指标香气质、香气量、余味、杂气、刺激性和总得分的关系进行了研究。结果表明，与感官评吸质量关系较密切的致香物质有22种，其中β-大马酮、3-羟基-二氢大马酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、异戊醇、糠醛、2-乙酰基呋喃、2-正戊基呋喃、2-甲基四氢呋喃-3-酮、5-甲基糠醛、茄酮、藏红花醛、吲哚、γ-丁内酯、吡咯、降茄二酮和1，3，7，7-四甲基-2-氧双环［4.4.0］癸-9-酮对感官评吸质量有正面效应，异佛尔酮、苯甲醛、苯乙醛、叶绿醇-2、3-乙酰吡啶、2-甲基-2-庚烯-6-酮和2-乙基吡啶对感官评吸质量有负面效应。

关键词：晒红烟；致香物质；感官质量；相关分析

晒红烟含糖分和焦油低，烟碱高，香气质好，吃味丰满，可作为雪茄芯叶、束叶使用，也可以作为混合型卷烟的原料而应用到卷烟之中，在卷烟叶组配方中用来调节香吃味和劲头，具有广阔的发展前途［1］。而烟叶感官质量及安全性是决定烟草使用价值的关键，也是影响烟草制品优劣的关键指标。致香物质是烟叶内在品质的重要组成部分，是衡量其品质和可用性的重要因素。尽管烟叶中大多数致香物质含量很少，但对烟叶的香味却有十分重要的影响［2］，进而对烟叶的评吸质量产生影响［3-5］。研究烟叶中各类致香物质含量与感官评吸指标之间的关系，有利于我们从烟叶致香物质的角度来认识影响卷烟感官评吸质量的因素，从而改进和提高卷烟配方的精准性［6］。对于烟草中致香物质与感官评吸质量之间的关系已有较多研究［3-8］，但多涉及烤烟方面，对晒红烟则鲜有报道。本文对我国晒红烟主产区63份晒红烟烟叶样品进行致香成分分析及感官质量评价，探索晒红烟烟叶致香成分与感官评吸质量之间的关系。

1　材料与方法

1.1 材料

2012年在四川（10）、吉林（9）、江西（6）、湖南（8）、贵州（10）、浙江（6）、山东（10）和黑龙江（4）8个晒红烟产区共采集代表性地方晒红烟中部烟叶样品63份。

1.2 方法

1.2.1 致香物质检测 称取25.00 g样品于1000 mL的圆底烧瓶中，加入20.0g NaCl，加入一定量乙酸苯乙酯内标，400 mL去离子水，混合均匀后，将圆底烧瓶接到同时蒸馏萃取装置的一端，在另一端，接一个盛有40 mL二氯甲烷的平底小烧瓶，将小烧瓶端置于60 ℃水浴中加热，大烧瓶端放到电热套中加热，同时蒸馏萃取3 h后，经无水硫酸钠干燥，氮吹至10 mL，过有机相滤膜，进气质分析。

1.2.2 感官质量评价 由中国农业科学院烟草研究所评吸委员会组织7名以上具有烟草感官评吸资质的专家，依据标准《YC/T 138—1998》进行感官评吸鉴定。感官评吸指标有香气质、香气量、杂气、余味、刺激性和总得分。按百分制进行权重打分，指标评价分值高，表明质量好。

1.2.3 数据处理 运用Excel 2013、DPS 7.05对所得数据进行统计分析，分析方法包括致香物质因子分析、致香物质与感官评吸指标间的简单相关分析和典型相关分析。

2　结果

本研究共检测致香物质65种，按照其前体物质的不同，分为类胡萝卜素降解产物类、美拉德反应产物类、芳香族氨基酸降解产物类、类西柏烷类降解产物类、叶绿素降解产物类、其他类6类。

2.1 烟叶致香物质因子分析

因子分析是寻找对观察结果起支配作用的潜在因子的探索性统计分析方法，利用主要因子描述数据集内部结构，实际起到数据降维的作用［9］。从致香物质因子分析（表1）可以看出，前12个因子累计方差贡献率达到88.34%，且特征值均大于1，因此选取前12个主因子进行分析，这12个因子所包含的信息占总体信息量的88.34%。相应得到因子载荷矩阵，根据变量在12个因子上的负荷，筛选出47种致香物质成分（表2）。为了更加全面的了解晒红烟烟叶中重要致香物质与评吸质量之间的关系，对47种致香物质与评吸指标进行简单相关分析和典型相关分析。

2.2 致香物质与感官质量的简单相关分析

晒红烟重要致香物质与评吸指标间的简单相关分析结果见表2，表中可见，与大部分评吸指标相关性（极）显著的致香物质有β-大马酮、3-羟基-二氢大马酮、吡咯、3-甲基巴豆醛、戊醇、糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、苯甲醛、茄酮、降茄二酮、1，3，7，7-四甲基-2-氧双环［4.4.0］癸-9-酮，除苯甲醛表现为负相关外，其余均表现为正相关。另外，2-甲基四氢呋喃-3-酮、2-正戊基呋喃和α-松油醇与香气质显著正相关，叶绿醇-2与香气质显著负相关；异戊醇与香气量呈显著正相关；藏红花醛、吲哚和 γ-丁内酯与杂气显著正相关，3-乙酰吡啶和茶香酮与杂气显著负相关；2-乙酰基吡咯、2-甲基四氢呋喃-3-酮、γ-丁内酯、γ-壬内酯和糠醇与余味显著正相关，异佛尔酮、2-乙基吡啶、苯乙醛和叶绿醇-2与余味显著负相关；吲哚和异戊醇与总得分显著正相关。大部分致香物质与刺激性之间都存在（极）显著相关性。

表1　晒红烟致香物质的因子分析Table 1 Factor analysis of aroma components in red suncured tobacco

表2　晒红烟重要致香物质与评吸指标间的简单相关系数Table 2 Simple correlation coefficients between the important aroma components and smoking quality in red sun-cured tobacco

2.3 致香物质与感官质量的典型相关分析

典型相关分析是利用综合变量对之间的相关关系来反映2组指标之间的整体相关性的多元统计分析方法。晒红烟重要致香物质与评吸指标间的典型相关分析见表3、4。从表3可以看出，前4对典型相关系数很大，分别为0.9944、0.9753、0.9567和0.9383，通过卡方检验都达到了极显著的水平，因此，这4对相关系数能够反映出这两组变量间相关的主要信息。

表3　晒红烟重要致香物质与感官评吸指标的典型相关系数Table 3 Canonical correlation coefficients between the important aroma components and smoking quality in red suncured tobacco

从表4可以看出，第一组典型变量中，致香物质2-甲基-2-庚烯-6-酮、藏红花醛、吡咯、3-乙酰吡啶和茶香酮载荷较大，在评吸指标中，刺激性载荷较大，为-0.9357，分别在典型变量中起主要作用。这说明以上几种致香物质对评吸指标中的刺激性影响较大，其中，藏红花醛、吡咯对刺激性的影响是正效应，其他为负效应。

由第二组典型变量可以看出，致香物质β-大马酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、2-甲基四氢呋喃-3-酮、糠醛、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛和茄酮对香气质、杂气和余味表现为正效应，异佛尔酮、2-乙基吡啶、苯甲醛、苯乙醛和叶绿醇-2对香气质、杂气和余味表现为负效应。

由第三组典型变量可以看出，致香物质香叶醇、2-正戊基呋喃和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚对香气量、杂气和总得分表现为负效应，β-环柠檬醛、藏红花醛、吲哚、异戊醇和1，3，7，7-四甲基-2-氧双环［4.4.0］癸-9-酮对香气量、杂气和总得分表现为正效应。

由第四组典型变量可以看出，致香物质2-乙酰基吡咯、γ-丁内酯和糠醇对余味表现为正效应，3-羟基-二氢大马酮和茶香酮对余味表现为负效应。

3　讨论

烟草化学成分对其感官质量具有重要影响，其中致香物质起到了重要的作用，因此探索致香成分与感官质量的关系具有重要意义。通过对晒红烟重要致香物质与感官评吸指标的简单相关分析和典型相关分析可以看出，致香物质与感官质量间存在密切关系。对晒红烟香气质和香气量起促进作用的致香物质有β-大马酮、3-羟基-二氢大马酮、3-甲基巴豆醛、戊醇、异戊醇、糠醛、2-乙酰基呋喃、2-正戊基呋喃、2-甲基四氢呋喃-3-酮、5-甲基糠醛、茄酮、降茄二酮和1，3，7，7-四甲基-2-氧双环［4.4.0］癸-9-酮；另外，异佛尔酮、苯甲醛、苯乙醛和叶绿醇-2对香气质有负面影响；藏红花醛、吲哚和 γ-丁内酯对杂气具有正向作用；藏红花醛和吡咯对刺激性具有正向作用。综合来看，6类致香物质中，与感官质量相关性较强的为美拉德反应产物类和类西柏烷类降解产物类，其他类致香物质相关性则弱一些，此结论与娄元菲等［10］在烤烟中的研究结果相同。与以往对烤烟的研究［5-8］进行对比发现，所得结果存在一定的差异，如曹建敏等［7］对烤烟研究发现新植二烯、2-甲基四氢呋喃-3-酮、芳樟醇等致香物质对烟草感官评吸质量起着重要的作用；于建军等［11］庞天河等［12］对攀西烤烟研究发现，2-乙酰基呋喃和糠醛对香气质有正面影响，这与本文研究所得结果一致；但同时还发现烤烟中新植二烯、5-甲基糠醛和茄酮对香气质有负面影响，5-甲基糠醛、糠醛对香气量有负面影响，这与本文研究的晒红烟结论相悖。本文通过分析得知致香物质中含量较大的新植二烯与感官质量相关性并不显著，与以往在烤烟中的研究［4，11-13］不同，可能与晒红烟与烤烟风格特色存在较大差异有关联［14-15］。

表4　晒红烟重要致香物质与评吸指标间的典型相关分析Table 4 Canonical correlation analysis between the important aroma components and smoking quality in red sun-cured tobacco

根据烟叶致香物质与感官质量的相关性，在晒红烟的生产和加工过程中，可以通过有方向性的选择栽培品种、改善栽培管理措施和调制过程等［16-18］相应的增加对烟叶香气质和香气量起促进作用的致香物质含量，降低可产生较大杂气和刺激性的致香物质含量，进而提高晒红烟烟叶的品质；另外，也可通过检测烟叶中致香物质含量为筛选高品质的晒红烟原料提供一定的依据。

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Correlation Analysis on Important Aroma Components and Smoking Quality of Red Sun-cured Tobacco

LIU Shanmin1，2，WANG Yunbai1*，BAO Yan3，FENG Junxi4，ZHONG Qing4，CAO Jianmin1，SHI Xiang1，2，YUE Heng1，2
（1. Tobacco Research Institute of CAAS，Qingdao 266101，China；2. Graduate School of CAAS，Beijing 100081，China；3. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266101，China；4. China Tobacco Shandong Industrial Co.，Ltd.，Jinan 250014，China）

Abstract:Simple correlation analysis and canonical correlation analysis were used to analyze the relationship between important aroma components and aroma quality，aroma quantity，aftertaste，mixed gas，irritancy and total score of smoking quality in red suncured tobacco leaves from in Sichuan，Jilin，Jiangxi，Hunan，Guizhou，Zhejiang，Shandong，and Heilongjiang. The results showed that 22 aroma components were closely related to smoking quality，among which β-damascenone，3-hydroxy-2-damascenone，3-methyl crotonaldehyde，amyl alcohol，isoamyl alcohol，furfural，2-acetyl furan，2-pentyl furan，2-methyltetrahydrofuran-3-one，5-methyl furfural，solanone，safranal，indole，gamma butyrolactone ，pyrrole，norsolandion and 1，3，7，7-four methyl-2-oxygen double ring ［4.4.0］decyl-9-one had a positive effect while isophorone，benzaldehyde，benzene acetaldehyde，phytol-2，3- acetyl pyridine，2-methyl-2-hepten-6-one and 2-ethylpyridine had a negative effect on smoking quality.

Keywords:red sun-cured tobacco；aroma components；smoking quality；correlation analysis

中图分类号：TS41+1

文章编号：1007-5119（2016）01-0083-06

DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2016.01.015

基金项目：上海烟草集团有限责任公司项目“晒黄烟资源调查与开发利用”（SZBCW201201031）

作者简介：刘善民（1990-）男，在读硕士，研究方向为烟草品质与安全检测。E-mail：liushanmin@126.com。*通信作者，E-mail：wangyunbai@caas.cn

收稿日期：2015-10-29 修回日期：2016-01-20