国内雪茄烟叶钾含量与多酚?有机酸含量的相关性分析

吕晋雄 朱贝贝 安泓汋 何声宝 李东亮

摘要 基于国内32份雪茄烟叶样品，研究不同产区、不同部位雪茄烟叶中钾含量、多酚、难挥发性有机酸的差异性，并且研究钾含量与多酚、有机酸之间的相关性。结果表明，不同产区烟叶中钾含量、草酸、α-酮戊酸、乙酸、马来酸、琥珀酸、莨菪亭有极显著差异，甲酸有显著差异；不同部位烟叶中钾含量差异极显著。钾含量与草酸、富马酸呈显著正相关，与琥珀酸呈显著负相关；上部叶的钾含量与草酸、琥珀酸相关性高于下部叶，而下部叶的钾含量与富马酸相关性高于上部叶。

关键词 国内雪茄烟叶；钾含量；多酚；有机酸；相关性分析

中图分类号 TS 453  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）23-0178-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.041

Correlation Analysis between Potassium Content and Polyphenol， Organic Acid Content in Domestic Cigar Leaves

L Jin-xiong， ZHU Bei-bei， AN Hong-yue  et al

（Cigar Technology Innovation Center in Tobacco Industry，China Tobacco Sichuan Industrial Co.，Ltd.，Chengdu，Sichuan 610101）

Abstract Based on 32 domestic cigar leaf samples， this study investigated the differences of potassium content， polyphenols and non-volatile organic acids in different production areas and different positions of cigar leaves， and the correlation between potassium content and polyphenols， organic acids was also studied. The results showed that there were extremely significant differences in potassium content， formic acid， oxalic acid， α-ketovaleric acid， acetic acid， maleic acid， succinic acid and scopolamine in cigar leaves from different producing areas， while there were significant differences in formic acid content;the potassium content in different parts of tobacco leaves varied significantly.Potassium content was significantly positively correlated with oxalic acid and fumaric acid， but significantly negatively correlated with succinic acid;the potassium content in upper leaves occupied a higher correlation with oxalic acid and succinic acid than in lower leaves， while the correlation between potassium content and fumaric acid in lower leaves was higher than the upper leaves.

Key words Domestic cigar leaves;Potassium content;Polyphenols;Organic acids;Correlation analysis

基金項目 中国烟草总公司重大科技项目（110202101060）；四川中烟工业有限责任公司项目（hx202002）。

作者简介 吕晋雄（1992—），男，山西忻州人，博士，从事雪茄烟叶质量评价研究。*通信作者，研究员，博士，从事雪茄烟叶质量评价、烟草化学等研究。

收稿日期 2022-10-31；修回日期 2023-01-03

钾含量是烟草内在品质的重要评价指标之一。含钾量高的烟叶香气足、吃味好［1］，钾可以影响脂类、醇类、烃类等香气前体物的合成，从而影响香吃味［2］。同时，钾含量与燃烧性呈正相关，钾在高温时形成过氧化物，稍低温时又分解放出氧，氧化其他物质而助燃［3］。目前已有一些关于雪茄烟叶中钾的研究。雪茄烟叶品质研究相关方面，李青常等［4］认为钾含量与总植物碱能较好反映不同采收时期雪茄烟叶品质间的差异；刘利平等［5］认为钾含量与雪茄烟叶外观质量指标的身份、油分、成熟度与叶片结构有关；也有一些学者研究在不同肥料施肥梯度［6-8］、仓储条件［9］、植烟密度［10］ 、采收成熟度［11］、养护醇化时间［12］、发酵温度［13-14］下钾含量的变化。钾含量差异性分析方面，杨兴有等［15］针对四川万源市烟区烟叶进行了不同部位及不同产区的钾含量差异性分析；李军华等［16］分析了印尼与国内四川、海南产区烟叶中钾含量的差异情况；刘晶等［17］对尼加拉瓜、厄瓜多尔、海南、四川等6个产区烟叶中钾含量进行对比分析；高森等［18］对什邡与凉山产区雪茄烟叶钾含量进行对比分析。雪茄烟叶中钾含量与其他化学成分相关性方面的研究也有报道，杨月先等［19］认为茄衣烟叶中烟碱含量与钾含量呈极显著负相关；许美玲等［20］针对云南德宏产区烟叶利用简单相关关系与典型相关分析研究了常规化学成分与多酚之间的相关关系。多酚类化合物作为烟草重要的次生代谢产物和香气物质前体，在烟叶外观色泽、烟气状态、烟气香吃味等方面有重要作用［21-23］。难挥发性有机酸在烟草燃烧时能通过与生物碱的结合，影响劲头与吃味，其中含量较高的苹果酸、柠檬酸和草酸对烟叶的香气质与香气量有较大影响［24］。目前，已有研究对烤烟中钾含量与多酚、有机酸含量的相关关系进行了探索［25］，但关于国内雪茄烟叶钾含量与多酚、有机酸含量相关关系研究鲜有报道。该研究以国内3个主要雪茄烟叶产区的32份样品为材料，研究钾含量与多酚、有机酸含量之间的相关关系，以期为企业合理采购雪茄烟叶原料与进行雪茄配方设计提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验样品包括8份四川产区烟叶、8份湖北产区烟叶和16份海南产区烟叶，均用作茄芯烟叶，具体样品信息见表1。

1.2 指标测定方法

1.2.1 钾含量。采用YC/T 217—2007 ［26］规定的方法测定钾的含量。

1.2.2 多酚含量。

称取1 g样品，加入10 mL萃取溶液，萃取溶液为水+甲醇+乙酸（10%+88%+2%），置于超声波振荡器超声提取20 min。取约2 mL萃取液经0.45 μm的水箱滤膜过滤后，采用高效液相色谱法进行多酚含量的测定。色谱柱条件为Luna 3u PFP（2） （150 mm×4.6 mm，3.0 μm），流速为0.8 mL/min。所检测的多酚类化合物包括新绿原酸、隐绿原酸、绿原酸、莨菪亭、芸香苷。

1.2.3 难挥发性有机酸含量。

称取1 g烟粉至100  mL平底烧瓶中，精确至0.001 g，准确加入300 μL内标工作液（20 mg/mL乙二酸、3 mg/mL十九酸甲醇溶液）和50  mL 5%硫酸甲醇溶液，在80 ℃水浴中回流2 h，冷却至室温。取5  mL溶液至125  mL分液漏斗中，分别加入10  mL饱和盐溶液和7.5  mL二氯甲烷，于分液漏斗振荡器上以220 r/min的速度振荡10 min。振荡结束后，取下分液漏斗静置10 min，然后取下层二氯甲烷溶液至盛有4 g无水硫酸钠的50  mL锥形瓶中。于分液漏斗中继续加入7.5  mL二氯甲烷，重复萃取2次，合并萃取液共15  mL。摇动烧瓶，使萃取液与无水硫酸钠充分接触，然后机械振荡30 min，振荡频率180 r/min。萃取液过0.22 μm有机相滤膜，进行GC-FID分析。所检测的难挥发性有机酸包括草酸、酒石酸、甲酸、苹果酸、丙二酸、α-酮戊酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、马来酸、富马酸、琥珀酸。

1.3 统计分析方法

数据处理采用MATLAB统计软件完成。两样本集的差异性分析选用配对T检验方法，涉及多样本集的差异性分析选用方差分析方法，P<0.05，表示差异显著，P<0.01，表示差异极显著。相关性用皮尔森相关系数度量，相关的t统计量计算公式如下：

t=rn-2/1-r2

式中：r為相关系数；n为样本数；t统计量服从自由度为n-2的t分布。

2 结果与分析

2.1 雪茄烟叶钾、多酚、有机酸含量差异性分析

国内不同产区雪茄烟叶的钾、多酚及有机酸含量的差异性分析结果见表2。四川、湖北、海南产区雪茄烟叶中琥珀酸含量的差异性最大，湖北产区雪茄烟叶琥珀酸含量最低，海南产区烟叶琥珀酸含量最高。钾含量的差异性极显著，湖北产区烟叶钾含量最高，四川产区烟叶钾含量最低。难挥发性有机酸中含量较多的为苹果酸、草酸、柠檬酸、丙二酸。其中，只有草酸含量差异极显著，湖北产区烟叶中草酸含量最高，海南产区烟叶草酸含量最低。多酚物质中只有莨菪亭含量极显著，海南产区烟叶的莨菪亭含量最高，四川产区烟叶莨菪亭含量最低。

不同部位雪茄烟叶的钾、多酚及有机酸含量的差异性分析表明，各种多酚和难挥发性有机酸在上部叶与中部叶中差异不显著。不同部位烟叶钾含量的差异极显著（P=0.002 6），且中部叶的钾含量高于上部叶。

2.2 雪茄烟叶钾含量与多酚、有机酸含量相关性分析

雪茄烟叶中钾含量与多酚、有机酸含量相关性分析结果如表3所示。难挥发性有机酸中钾含量与草酸呈显著正相关，钾含量与富马酸和琥珀酸呈现显著负相关；钾含量与酒石酸、苹果酸、丙二酸、柠檬酸、马来酸呈弱正相关，与α-酮戊酸、乳酸、乙酸呈弱负相关，与甲酸基本不相关（r=-0.09）。钾含量与多酚类化合物中隐绿原酸、芸香苷呈弱负相关，而新绿原酸、绿原酸、莨菪亭与钾含量基本不相关。

从不同部位雪茄烟叶中钾含量与草酸、富马酸、琥珀酸的散点图（图1）可以看出，钾含量与草酸在不同部位雪茄烟叶中呈正相关，且上部叶中两者的相关性高于下部叶。钾含量与富马酸在不同部位雪茄烟叶中呈负相关，且在下部叶中两者的相关性高于上部叶。琥珀酸与钾含量呈负相关，且上部叶中两者的相关性略高于下部叶。

3 结论

该研究基于32份国内雪茄烟叶样品分析了钾含量与多酚类化合物、难挥发性有机酸含量之间的相关关系。结果表明，钾含量、草酸、α-酮戊酸、乙酸、马来酸、琥珀酸、莨菪亭在不同产区样品中差异极显著，甲酸含量差异显著；钾含量在烟叶不同部位中差异极显著；钾含量与草酸呈显著正相关，与富马酸、琥珀酸呈显著负相关；不同部位烟叶样品中，钾含量与草酸、琥珀酸在上部叶中的相关性高于下部叶，下部叶中钾含量与富马酸的相关性高于上部叶。

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