不同香型区烤烟水溶性糖组分含量差异及与感官质量的关系

张佳佳 过伟民 翟振 周汉平 王爱国 王桂瑶 常乃杰 郭亚迪 张盟 贾中林 张艳玲

摘 要：以2018—2019年207份C3F初烤烟叶样品为材料，研究了不同香型区域烟叶水溶性糖组分含量及其与感官品质的关系。结果表明：（1）烤烟果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖占总糖的比例均值分别为46.43%、48.15%、2.29%、3.13%。（2）清甜香型、蜜甜香型和醇甜香型区烤烟总糖、还原糖含量极显著高于焦甜焦香型、焦甜醇甜香型和清甜蜜甜香型区;（3）各香型区烤烟水溶性糖组分含量与占比特点为：清甜香型、蜜甜香型和醇甜香型果糖、葡萄糖含量高，麦芽糖含量适中，葡萄糖占比高;焦甜焦香型果糖、葡萄糖含量低，麦芽糖含量高，麦芽糖占比高;焦甜醇甜香型果糖、葡萄糖、麦芽糖含量低;清甜蜜甜香型葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量低，果糖含量高，果糖占比高，蔗糖占比低。（4）典型相关分析结果表明，果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量与烟气浓度呈负相关;果糖含量与香气质和杂气呈正相关，与劲头呈负相关;葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量与香型风格凸显程度呈正相关。

关键词：烤烟;水溶性糖;果糖;葡萄糖;蔗糖;麦芽糖;区域差异;感官质量

Abstract： Using 207 C3F flue-cured tobacco leave samples from 2018 to 2019 as materials， water-soluble sugar components and content of flue-cured tobacco in different tobacco aroma type zones， as well as the relationship between water-soluble sugar and sensory quality are studied.The results showed that： （1） The average proportions of fructose， glucose， sucrose， and maltose in the total sugar of flue-cured tobacco were 46.43%， 48.15%， 2.29%， and 3.13%， respectively. （2） The total sugar and reducing sugar contents of flue-cured tobacco from the aroma type I-III zone were higher than that of the aroma type III-VI zones; （3） Characteristization of the content and proportion of water-soluble sugar components of flue-cured tobacco in different aroma type zones suggested that tobacco leaves from the aroma type I-III zone contained high contents of fructose and glucose， moderate content of maltose， and high proportion of glucose. Tobacco leaves from the aroma type IV zone contained low content of fructose and glucose， high content of maltose， and high proportion of maltose. Tobacco leaves from the aroma type V zone contain low content of fructose， glucose and maltose; Tobacco leaves from the aroma type VI zone contained low content of glucose and maltose and sucrose， high content of fructose， high proportion of fructose， and low proportion of sucrose. （4） The results of canonical correlation analysis showed that the contents of fructose， glucose， sucrose and maltose are negatively correlated with the concentration of smoke. The content of fructose is positively correlated with aroma quality and offensive taste， and is negatively correlated with strength. The contents of glucose， sucrose and maltose are positively correlated with the degree of expression of aroma style.

Keywords： flue-cured tobacco; water-soluble sugar; fructose; glucose; sucrose; maltose; regional differences; sensory quality

烤煙水溶性糖的主体成分为果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖，这4种糖含量之和占水溶性糖总量的99%以上[1]，其中果糖和葡萄糖是单糖，蔗糖和麦芽糖是二糖，果糖、葡萄糖和麦芽糖属于还原糖，蔗糖属于非还原糖。水溶性糖对感官品质具有重要影响，一方面在烟叶烘烤后期，还原糖与氨基酸发生美拉德反应生成吡咯、吡嗪、呋喃类等多种香气物质;另一方面，在烟支燃吸时，水溶性糖热解形成呋喃衍生物、酮类、醛类及酚类等小分子物质，对烟气品质产生有利作用[2-3]。

目前关于水溶性总糖与烟叶感官评吸质量的关系报道较多，夏冰冰等[4]、胡建军等[5]、宋朝鹏等[6] 认为，总糖、还原糖含量与香气质、余味、刺激性、杂气、评吸总分存在正相关性。随着研究深入，相关学者发现不同水溶性糖组分对烟叶品质影响有所差异，如王春利等[7]提出烟叶糖含量对感官舒适度影响大小顺序是果糖>葡萄糖>麦芽糖>蔗糖。方百盈等[8]、赵高坤等[9]提出烟叶果糖含量越高，其评吸质量表现越好。但系统研究烟叶糖组分与品质关系及其影响因素的报道甚少，限制了糖分指标在评价烟叶质量、指导烟叶生产和卷烟配方中的应用。

因此，本文利用2018—2019年12个植烟省（直辖市）40个植烟市C3F初烤烟叶样品，系统分析了烤烟糖组成、含量及其分布，探讨了水溶性糖组成与感官品质及香型区域的关系，以期为进一步提高烤烟品质提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

采用中国烟叶公司2018年和2019年“全国烟叶质量评价”香型区Ⅰ～Ⅵ云烟87品种C3F烤烟总计207个，样品信息见表1。样品选取范围涉及全国四大烟草种植区12个省（直辖市）40个市，基本涵盖我国烤烟种植的优势区和潜力区。其中，香型Ⅰ为清甜香型;香型Ⅱ为蜜甜香型;香型Ⅲ为醇甜香型;香型Ⅳ为焦甜焦香型;香型Ⅴ为焦甜醇甜香型;香型Ⅵ为清甜蜜甜香型，下同。

样品采集以县为单位，选取烟叶生产规模较大、风格特色明显、有代表性的基层工作站，从收购大样中随机抽取等级符合率85%以上的C3F烟叶，每个取样点取3 kg烟叶样品。将样品切丝混匀后，选取50～100 g烟丝，采用粉碎机磨成粉末用于糖含量的分析。

1.2 烤烟可溶性糖组分的测定

采用高效液相色谱-蒸发光散射检测器（HPLC-ELSD）测定样品果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量。高效液相色谱：Ultimate 3000 RSLC;蒸发光散射检测器：Alltech ELSD 2000 ES。

1.2.1 标准储备液的配制 准确称取果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖标准品于小烧杯中，用蒸馏水溶解并定容于同一个10 mL容量瓶中，作为混合标准储备液备用。

1.2.2 工作标准溶液的配制 分别移取50、100、200、350、500、550 μL的混合标准储备液于6个10 mL容量瓶中，定容、混匀，得到6种浓度的工作标准溶液。

1.2.3 样品溶液的配制 称取0.1～0.3 mg烟叶样品于50 mL锥形瓶中，加入纯净水25 mL，恒温摇床振荡30 min，取1 mL上清液经0.22 μm滤膜过滤作为进样溶液，进行烟叶糖组分的HPLC-ELSD定量分析。

1.2.4 HPLC-ELSD检测方法 色谱柱：Prevail Carbohydrate ES色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），配同型号预柱（7.5 mm×4.6 mm，5 μm）;流动相：乙腈（A）和水（B）;流速：0.8 mL/min;柱温：30 ℃;进样量：10 μL;ELSD漂移管温度：80 ℃;氮气流量：2.2 L/min。具体方法参照文献[10]。

1.3 感官品质评价

烟叶感官品质评价由我国主要卷烟工业企业产品配方人员组成的感官质量鉴定专家组完成。评价指标包括香型风格凸显程度、浓度、劲头、香气质、香气量、杂气、刺激性、余味以及总分，具体方法参照文献[11]。为避免评吸人员、评价时间不同对结果可比性的影响，保证同产区、同年份的样品由同一组评吸专家（7人）在同一时间完成。

1.4 统计分析方法

采用SPSS 24.0软件进行描述统计、方差分析以及典型相关分析。

2 结 果

2.1 烤烟水溶性糖组分概况

从表2中可以看出，各产区烤烟水溶性糖总含量在16.78%～39.70%之间，平均值为29.35%。4种糖组分中，果糖和葡萄糖含量相对较高，平均值分别为13.52%，14.25%;蔗糖和麦芽糖含量相对较低，平均值均在1%以下。蔗糖和麦芽糖变异系数相对较大，分别为74.04%、64.52%;果糖、葡萄糖、还原糖和总糖变异系数相对较小，均在20%以下。从偏度看，除蔗糖含量呈右偏态分布外，其余指标均在-1～1之间，基本符合正态分布。从4种糖组分占水溶性总糖比例分布来看（图1），果糖和葡萄糖含量之和占水溶性总糖的94.58%，其中果糖占46.43%，葡萄糖占48.15%;蔗糖和麦芽糖含量占比相对较低，分别为2.29%和3.13%。

2.2 不同香型区烤烟水溶性糖组分及含量差异

2.2.1 不同香型区烤烟水溶性糖组分及含量差异 图2显示，不同香型区烤烟水溶性糖组分均呈现果糖和葡萄糖含量相对较高，蔗糖和麦芽糖含量相对较低的规律。各香型区的总糖、还原糖、果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量差异明显，均达到了1%显著差异水平。清甜香型、蜜甜香型、醇甜香型产区总糖含量相对较高，均值在31%左右，焦甜焦香型、焦甜醇甜香型、清甜蜜甜香型产区总糖含量相对较低;还原糖与总糖规律一致。清甜香型、蜜甜香型、醇甜香型、清甜蜜甜香型产区果糖含量在

13%～15%之间，极显著高于焦甜焦香和焦甜醇甜香型产区。清甜香型、蜜甜香型、醇甜香型葡萄糖含量在15%～16%之间，极显著高于焦甜焦香型、焦甜醇甜香型和清甜蜜甜香型产区。麦芽糖以焦甜焦香型产区相对较高，含量在1.6%左右，焦甜醇甜香型、清甜蜜甜香型产区麦芽糖含量相对较低，蔗糖以清甜香型和焦甜焦香型极显著高于清甜蜜甜香型产区。

2.2.2 不同香型区烤烟水溶性糖各組分占总糖百分比差异 图3显示，各香型区均呈现果糖、葡萄糖占比相对较高，蔗糖、麦芽糖占比相对较低的规律，果糖和葡萄糖占比均达到了44%以上，蔗糖占比在1.0%～3.5%之间，麦芽糖占比除焦甜焦香型产区外其余产区均在3.3%以下。不同香型区之间糖组分占比差异明显。清甜蜜甜香型果糖占比为51.35%，显著或极显著高于其他香型区;葡萄糖占比以醇甜香型、蜜甜香型和清甜香型产区相对较高，分别为50.53%，48.79%，48.57%，其他香型产区之间无显著差异。蔗糖占比以清甜蜜甜香型相对较低（1.06%），极显著低于焦甜焦香型产区。焦甜香型麦芽糖占比为6.24%，极显著高于其余香型区。

2.3 水溶性糖分含量与感官品质的关系

选择云烟87样品，以果糖（X1）、葡萄糖（X2）、蔗糖（X3）、麦芽糖（X4）含量作为自变量，感官品质指标的香型风格凸显程度（Y1）、浓度（Y2）、劲头（Y3）、香气质（Y4）、香气量（Y5）、杂气（Y6）、刺激性（Y7）、余味（Y8）作为因变量的典型相关分析结果（表3）显示，烤烟水溶性糖分指标与感官品质指标的第Ⅰ典型变量相关系数达到了极显著水平，第Ⅱ典型变量相关系数达到了显著水平。

由表4可知，第Ⅰ典型变量的构成：

U1=?0.846X1?0.038X2?0.475X3+0.259X4

V1=0.348Y1+0.473Y2+0.011Y3?0.108Y4+0.720Y5?0.448Y6+0.258Y7+0.059Y8

第Ⅱ典型变量的构成：

U2= 0.397X1?0.640X2?0.403X3?0.540X4

V2=?1.158Y1+0.442Y2+0.024Y3?0.173Y4+0.197Y5+0.518Y6+0.173Y7+0.085Y8

在第Ⅰ典型变量（U1，V1）中，U1与X1（果糖）相关性最强，相关系数为-0.880;V1与Y2（浓度）、Y3（劲头）、Y4（香气质）和Y6（杂气）相关性相对较强。因此认为烤烟的果糖含量与感官品质指标中的浓度、劲头、香气质和杂气密切相关，在一定范围内，随着果糖含量的升高，浓度和劲头分值呈降低趋势，香气质和杂气分值呈增加趋势。在第Ⅱ典型变量（U2，V2）中，U2与X2（葡萄糖）、X3（蔗糖）和X4（麦芽糖）相关性相对较强。V2与Y1（香型风格凸显程度）和Y2（浓度）的相关性相对较强。因此认为在一定范围内，随着烤烟葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量的升高，感官品质指标中的香型风格凸显程度分值呈增加趋势，浓度分值呈下降趋势。

3 讨 论

各产区烤烟总糖含量在16.78%～39.70%之间分布，其中，果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖占总糖的比例均值分别为46.43%、48.15%、2.29%、3.13%，烟叶中单糖（果糖和葡萄糖）含量占总糖的94.58%，同时单糖也是还原糖的主体成分，这与姜振玲[1]的结果基本一致。蔗糖是烤烟中主要的非还原糖，通常认为两糖差（总糖-还原糖）就是指蔗糖[12]。本研究发现烤烟中蔗糖含量相对较低，均值为0.69%，这与黄翼飞[13]、张峻松等[14]的研究结果基本一致。此外，蔗糖和麦芽糖的变异系数相对较高，说明蔗糖和麦芽糖区域间差异相对较大，这与吴兴富等[15]的研究结果基本一致。

清甜香型、蜜甜香型、醇甜香型产区水溶性糖总含量极显著高于焦甜焦香型、焦甜醇甜香型、清甜蜜甜香型产区，这基本符合各香型区总糖含量特征[16]。相关研究表明，温度、光照、降雨量等生态因素对烤烟糖分的积累具有重要的影响[17]。不同香型区之间具有明显的生态气候差异，云南是典型的清甜香型产区，烤烟大田前期“多光少雨气温偏高”有利于烟叶糖分的积累;大田后期“少光多雨气温偏低”，烟叶生理代谢减弱，使得该地区鲜烟叶糖分含量相对較高[18]。清甜蜜甜香型产区以福建为例，烤烟旺长期正值梅雨季节，田间光照强度较弱，旺长期糖分积累不足可能是造成烤烟糖含量偏低的主要原因之一[19]。

本文对区域间水溶性糖组分含量和占比差异展开了进一步研究，各香型区糖组分含量和占比均表现为果糖、葡萄糖高于蔗糖、麦芽糖含量。同时，糖组分含量和占比在不同香型区之间差异明显。单糖含量以清甜香型、蜜甜香型和醇甜香型产区相对较高，这可能与产区鲜烟叶淀粉含量高，且烘烤过程中淀粉充分降解有关[20]。蔗糖和麦芽糖在烟叶中起到贮藏和转运的作用[21]。本研究发现，焦甜焦香型产区呈现蔗糖、麦芽糖含量和占比高的特点，清甜蜜甜香型产区呈现蔗糖、麦芽糖含量和占比低的特点，这说明焦甜焦香型产区烟叶多糖水解可能相对不充分。

水溶性糖组分和感官品质的典型相关分析结果表明，果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量的升高在一定程度上可以降低烟气浓度，这与邓小华等[22]的研究结果较为一致。本文还发现在一定范围内，果糖含量的升高能够降低烟气劲头感，减少杂气，提高香气品质，方百盈等[8]、杜咏梅等[23]也提出了类似观点;同时，葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量在一定范围内与香型风格凸显程度存在正相关关系。有学者提出，作为烟叶主要非还原性糖的蔗糖在燃吸过程中容易产生乙醛、丙烯醛等刺激性较强的物质从而使烟气刺激性增加，由于本文的试验材料蔗糖含量相对较低且无显著性差异，未发现这一影响规律。因此，水溶性糖含量和组成对于烤烟感官品质的影响还有待进一步研究。

4 结 论

单糖（果糖和葡萄糖）是烤烟中水溶性总糖以及还原糖的主体成分。水溶性总糖、还原糖果以及糖组分含量和占比在不同香型区之间差异明显。典型相关分析结果表明，果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量与烟气浓度负相关;果糖含量与香气质和杂气正相关，与劲头负相关;葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量与香型风格凸显程度正相关。

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