烤煙香型表征研究

韓錦峰，宋娜娜

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 鄭州市文化路 450002

綜述

烤煙香型表征研究

韓錦峰，宋娜娜

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 鄭州市文化路 450002

從香型的分類、表征指標(biāo)（感官的，常規(guī)化學(xué)成分的，香氣物質(zhì)的，常規(guī)化學(xué)成分與煙氣前體物復(fù)合的）等方面對(duì)烤煙香型的表征研究進(jìn)行了綜述，并提出了進(jìn)一步研究的方向與建議。

烤煙; 香型; 表征

烤煙的香型是我國(guó)卷煙風(fēng)格的重要構(gòu)成因素，是進(jìn)行農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的依據(jù)。因此，無(wú)論卷煙工業(yè)生產(chǎn)，還是煙葉生產(chǎn)都重視香型的表征研究。深入探討和研究這一問題非常必要。

1 烤煙香型的分類

50-60年代提出烤煙分為濃香型、中間型和清香型三大類[1-5]，唐遠(yuǎn)駒[6]對(duì)三大香型特征列表進(jìn)行了對(duì)比和說(shuō)明。但研究者們對(duì)三大香型煙葉產(chǎn)區(qū)的認(rèn)同并不一致，丁瑞康等[1]和朱尊權(quán)[5]看法一致，都認(rèn)為清香型昆明、永定產(chǎn)區(qū)是代表，中間香型代表煙區(qū)是青州、貴州，濃香型的代表煙區(qū)是許昌、鳳陽(yáng)。史宏志等[7]籠統(tǒng)地提出清香型煙區(qū)是云南，中間香型煙區(qū)是遼寧、吉林，濃香區(qū)為河南。李章海等[8]研究認(rèn)為，云南的大理和福建三明是清香型，中間香型是黔南，濃香型產(chǎn)地是河南南陽(yáng)，湯朝起等[9]認(rèn)為河南產(chǎn)的濃香型煙葉主要在駐馬店和平頂山。這種對(duì)產(chǎn)區(qū)香型的認(rèn)定差異可能是研究地點(diǎn)不同，取樣不同，研究時(shí)間不同，栽培條件發(fā)生變化以及靠感官評(píng)定等因素所造成的，但最根本的原因是沒有一個(gè)統(tǒng)一的表征香型的客觀指標(biāo)來(lái)對(duì)各煙區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)研究和排查認(rèn)定。后來(lái)，有人把香型“細(xì)化”，使原來(lái)的三大香型細(xì)化為清香型、清偏中、中偏清、中間型、中偏濃、濃偏中和濃香型等[8]，以后又有人加上了一個(gè)濃透清[6]。但是，這些過(guò)渡類型，不管朝哪邊偏，朝哪邊透，不管其中的濃郁香韻和清香香韻比例占多大多小，都符合中間香韻的特征[6]，所以，都應(yīng)該是中間香型。

2 關(guān)于香型的表征指標(biāo)

長(zhǎng)期以來(lái)，確定烤煙香型風(fēng)格的方法主要是依靠感官，主觀的影響較大，所以在對(duì)香型的確定、判斷上存在有差異。近年對(duì)于香型的量化表征進(jìn)行了不少研究，都認(rèn)為烤煙濃香型，中間香型和清香型煙葉中常規(guī)化學(xué)成分、香味前提物質(zhì)、香氣物質(zhì)含量有明顯的不同，都希冀在感官表征的基礎(chǔ)上找出相對(duì)客觀的量化表征方法，歸納有以下四種：

2.1 感官表征

對(duì)烤煙的三大香型的完整描述是由朱尊權(quán)及其合作者根據(jù)抽吸煙支感官所得到的一種體驗(yàn)而提出來(lái)的[4]，并表述為：濃香型是烤煙本身具有的濃郁香味，是卷煙的基本香味；清香型有烤煙本身香味，同時(shí)具有怡人的、突出的香氣；中間香型既有烤煙本身較濃的香味，同時(shí)也有突出的氣味特征，這些氣味特征有些是怡人的，有些則是不受歡迎的。至于濃偏中，中偏濃，中偏清，清偏中和濃透清等香型則都是各研究者自己提出的，不像對(duì)三大香型一樣有明確的描述。

2.2 常規(guī)化學(xué)成分表征

糖和煙堿是煙葉中重要的常規(guī)化學(xué)成分。關(guān)于清香型烤煙的常規(guī)化學(xué)成分表征指標(biāo)曾有報(bào)道，煙堿含量2%，糖/堿比10-15[10]，煙堿2.68%，糖/堿比9.94[11]，煙堿2.1%，糖/堿比12.7[12]，煙堿1.2-2.4%，糖/堿比9-24[13]，煙堿1.79%，糖/堿比18.62[14]等等，大多數(shù)的煙堿在2%上下，糖/堿比在10-15或更高。中間香型煙葉常規(guī)化學(xué)成分表征指標(biāo)有煙堿3.09%，糖/堿比8.74[11]，煙堿2.7%，糖/堿比8.7[12]，煙堿2.46%，糖/堿比14.45[14]；中偏清煙堿2.6%，糖/堿比9.7[12]，煙堿1.74%，糖/堿比17.72[14]；中偏濃香型烤煙煙葉的煙堿3.02%，糖/堿比10.44[14]；清偏中香型煙葉的煙堿1.8%，糖/堿比約20，可見中間香型的糖/堿比多在10左右略偏上；關(guān)于濃香型煙葉報(bào)道的有煙堿2.0%～2.2%，糖/堿比12.7～14.8時(shí)彰顯程度高，煙堿含量大于2.5%或小于1.8%，糖/堿小于10或大于14時(shí)彰顯低[9]。煙堿2.46%～3.08%，糖 /堿 5.57～8.07[15]，煙堿 2.0%，糖 /堿比 9.42[16]，糖/堿比多在10左右，略偏下?？梢钥闯?，煙堿、糖/堿比對(duì)香型的彰顯影響很大[17]，但表征的指標(biāo)并不很一致，可以肯定的是煙堿含量偏低，糖/堿比偏大，偏向于清香，反之偏向濃香。

關(guān)于無(wú)機(jī)成分與煙葉香型的關(guān)系有報(bào)道稱，K含量影響典型風(fēng)格的彰顯[17]。煙葉越偏清香，鉀含量越低，清香型煙葉K含量顯著低于中偏濃或濃偏中香型[17]。與此相反，也有人認(rèn)為，提高K含量對(duì)凸顯清香型有利，隨清香型的逐漸彰顯，K/Cl比逐漸上升[18]。氯與香型呈負(fù)相關(guān)，清香型煙葉的氯離子含量高于濃透清[12]，也有報(bào)道稱，總氯與香型呈顯著正相關(guān)[17]，K/Cl與香型呈顯著負(fù)相關(guān)[17]，Cl含量與中間香型彰顯呈負(fù)相關(guān)[19]。煙葉中Fe含量高有利于清香型彰顯[18]，Cu和Ca在清香型煙葉中較高，中間型和中偏濃型煙葉中相對(duì)較高[13],。濃香型的Mn、Cu、Zn含量低于清香型，清香型的Ca含量低于濃香型、中間香型[20]?？梢钥闯?，無(wú)機(jī)成分中的K、Cl以及K/Cl對(duì)于香型彰顯有主要作用，但具體指標(biāo)報(bào)道也不一致。

2.3 香氣（致香）物質(zhì)表征

用煙葉中的香氣物質(zhì)或致香物質(zhì)含量表征香型是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，肖協(xié)忠等[21]提出影響香型的主要致香物質(zhì)是香葉基丙酮、巨豆三烯酮等20種，根據(jù)分段的多元線性回歸模型提出，鄰苯二甲酸二辛脂＞15.4時(shí)烤煙呈偏清香型，在此條件下丙酸、酸性總量、吲哚、香葉基丙酮、巨豆三烯酮含量越高，香型向中間變化；戊酸、糖醛、茄酮等7種物質(zhì)含量增高，香型則趨于清偏中。2,3,5－三甲基吡嗪≤0.03時(shí)表現(xiàn)為中間香型，巨豆三烯酮含量增高，趨于中偏濃；糠醛、苯甲醛等含量增高，香型趨于中偏清；苯甲醛＜1.17時(shí)，主要表現(xiàn)為濃香型，苯甲醛越低濃香型越明顯。李章海等[8]提出用香型指數(shù)來(lái)表征香型，他們從煙葉中分析到的36種香氣物質(zhì)中選取茄酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、異戊酸、二氫－β紫羅蘭酮、法尼基丙酮、苯甲醇、巨豆三烯酮、棕櫚酸甲酯和大馬酮等9種香氣物質(zhì)，建立了“香型指數(shù)”方程，確定香型指數(shù)≤2.8為清香型，指標(biāo)越小，清香越明顯，指標(biāo)在2.8～3.8范圍內(nèi)為中間香型，指標(biāo)≥3.8為濃香型，且指標(biāo)越大，濃香越明顯。薛超群等[22]通過(guò)對(duì)49項(xiàng)理化指標(biāo)（含香味物質(zhì)指標(biāo)）進(jìn)行逐步回歸分析提出，糖醛、5－甲基糠醛、乙酰呋喃、香葉基丙酮等4種香氣物質(zhì)是影響烤煙型風(fēng)格程度的主要指標(biāo)，它們共同決定煙葉濃香型風(fēng)格程度變化的88.7%，可用于烤煙濃香型風(fēng)格程度的表征、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，并給出了最典型、典型和次典型濃香風(fēng)格煙葉中這9種物質(zhì)的各自表征區(qū)間，但該研究未涉及中間型、清香型風(fēng)格煙葉的表征。常愛霞等[18]認(rèn)為多酚類物質(zhì)的含量有利于清香型風(fēng)格的凸顯，而二氫大馬酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4等五種物質(zhì)含量高時(shí)有利于濃香型風(fēng)格，特別是香葉基丙酮含量高時(shí)有利于濃香型風(fēng)格的凸顯。上述各項(xiàng)研究均提出了香型表征的主要致香物質(zhì)，但選擇的指標(biāo)物質(zhì)都各有不同，如李章海等[8]用以表征香型指標(biāo)計(jì)算所選取的7種物質(zhì)中沒有薛超群等[22]表征濃香型選取的4種物質(zhì)，而李章海等[8]選作指標(biāo)的異戊酸在別人的研究中均未被選取。肖協(xié)忠等[21]確定的表征香型的主要致香物質(zhì)鄰苯二甲酸二辛酯、2,3,5-三甲基吡嗪、苯甲醛也未被李章海等和薛超群等選用。各研究者表征香型所選用的指標(biāo)不同可能與取樣、分析測(cè)試技術(shù)有關(guān)。

2.4 常規(guī)化學(xué)成分與香氣前體物質(zhì)復(fù)合表征

張永安等[23]研究了烤煙香型特征與常規(guī)化學(xué)成分和香氣前體物的關(guān)系，指出清香型和濃香型風(fēng)格的主要區(qū)別與多酚、醚提取物等香氣前體物質(zhì)含量差異有關(guān)，含量越高，越近清香，香型風(fēng)格表現(xiàn)程度與碳、氮化合物含量存在顯著差異，濃香型與中間香型煙葉中碳、氮化合物含量存在差異。香型與煙葉中總揮發(fā)堿含量有關(guān)系，表現(xiàn)為濃香＞中間香型＞清香型[24]。微量生物堿（降煙堿、假木賊煙堿、新煙堿等）與煙葉香型彰顯有關(guān)系[23]，濃香型煙葉的微量生物堿含量低，隨著微量煙堿/煙堿比值升高，向中間香型風(fēng)格轉(zhuǎn)變，云南清香型煙葉的微量堿/煙堿比值高[23]，而且隨比值升高而清香型特點(diǎn)明顯（比值4.925→6.07→6.25，表現(xiàn)為濃透清為主→清香為主→清香風(fēng)格明顯）。這些研究肯定了影響香型的常規(guī)化學(xué)成分和香氣前體物，但未明確提出具體的指標(biāo)。畢淑峰等[25]以醚提取物和常規(guī)化學(xué)成分如灰分、鉀、氮、蛋白質(zhì)、煙堿、總糖、還原糖等8類物質(zhì)為自變量對(duì)不同香型特色烤煙進(jìn)行逐步判別分析，構(gòu)建了濃香型、中間香型和清香型烤煙的判別函數(shù)，對(duì)樣品的判別準(zhǔn)確率達(dá)93.3%，但判別函數(shù)的建立未把烤煙中的主體香氣物質(zhì)考慮進(jìn)去。

3 關(guān)于烤煙香型表征的思考

3.1 加強(qiáng)對(duì)已有烤煙香型的表征指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比研究

關(guān)于烤煙香型的表征指標(biāo)如前所述已有不少研究，有些是很有意義的，如李章海等[8]的香型指數(shù)表征，肖協(xié)忠等[21]的分段多元線性回歸模型提出的表征指標(biāo)，薛超群等[22]提出的濃香型可用4種物質(zhì)作表征指標(biāo)以及畢淑峰等[25]的判別函數(shù)表征等等。但是彼此所提的表征指標(biāo)差別很大，因此還應(yīng)采用多點(diǎn)、多樣、有目的地對(duì)它們進(jìn)行細(xì)微的對(duì)比研究，以求盡快找出看法比較一致的烤煙香型表征指標(biāo)。

3.2 繼續(xù)尋找新的香型表征指標(biāo)

已有的研究提出了不少表征香型的指標(biāo)，但是為了更簡(jiǎn)明，便于應(yīng)用還可以考慮繼續(xù)尋找新的表征指標(biāo)，我們以為新的指標(biāo)應(yīng)包括決定香型的主體香氣物質(zhì)和強(qiáng)化香型彰顯的常規(guī)化學(xué)成分。

3.2.1 表征香型的主體香氣物質(zhì)

烤煙香型風(fēng)格不僅與香氣成分有關(guān)，與煙葉中主體香味成分關(guān)系更為密切。我國(guó)烤煙的主體香氣物質(zhì)有巨豆三烯酮、茄酮、大馬酮[8,26]等，其中巨豆三烯酮含量比較穩(wěn)定，而后兩種物質(zhì)在煙葉中的含量變化則較大[26]，茄酮在濃香型煙葉含量高，它的前體物西柏三烯醇類物質(zhì)是濃香型物質(zhì)的代表[7，8,21,27,28]，嗅吸是烤香味[28]，大馬酮在清香型煙葉含量高[8]，嗅吸具清香味[28]，這兩種物質(zhì)對(duì)香型風(fēng)格形成較大影響[8,26,27,28]，而且所有研究者測(cè)定的香氣物質(zhì)成分中都有這兩種物質(zhì)的存在。所以在探索香型表征指標(biāo)時(shí)，這兩種物質(zhì)必須考慮進(jìn)去，尤其是再考慮到茄酮的前體物西柏三烯醇類物質(zhì)僅僅只是由腺毛合成和分泌出來(lái)，極易受環(huán)境條件影響[29,30,31]這一特別情況，所以茄酮在表征香型、表征指標(biāo)中更是不可或缺。李章海等[8]用香型指數(shù)表征香型是獨(dú)到的，他們選用茄酮、大馬酮、巨豆三烯酮等九種物質(zhì)計(jì)算香型指數(shù)，并確定了清香型、中間香型和濃香型表征的指數(shù)范圍。借用他們的數(shù)據(jù)把茄酮和大馬酮除外七種物質(zhì)計(jì)算出的數(shù)值則很近似，如清香型（指數(shù)1.7）為3.6089，中間型（指數(shù)3.1）為3.6857，濃香型（指數(shù)4.2）為3.6417?？梢娛乔淹痛篑R酮左右了香型指數(shù)的變化。由此，我們依李章海等[8]資料計(jì)算了茄酮/大馬酮的比值，其變化趨勢(shì)正好與香型指標(biāo)變化一致，如清香型指數(shù)為1.7和2.8時(shí)，茄酮/大馬酮分別0.47和0.784，中間香型指數(shù)為3.1～3.8時(shí)，茄酮/大馬酮為0.857～1.35，濃香型指數(shù)為4.2時(shí)，茄酮/大馬酮為2.6。由此我們?cè)O(shè)想試用茄酮/大馬酮的比值作為香型表征指標(biāo)，并設(shè)想提出茄酮/大馬酮≤0.8為清香型，越小越清香，比值在0.8～1.35之間為中間香型，比值在1.35以上為濃香型。用茄酮/大馬酮的比值在薛超群等[32]的濃香型煙葉研究資料試算，均在1.6～2.1之間，在何永秋[15]濃香型煙葉資料試算均在1.57～2.89之間。在錢華等[33]濃香型煙葉研究中茄酮/大馬酮均在1.57～2.58之間，符合推測(cè)。所以推測(cè)用茄酮/大馬酮的比值來(lái)表征香型是可能的，而且簡(jiǎn)單明了，易于操作。當(dāng)然這只是推理提出，也可能是一種巧合，所以尚需進(jìn)行大量試驗(yàn)，特別是茄酮/大馬酮在中間香型，清香型煙葉中的表現(xiàn)更需驗(yàn)證。

3.2.2 重要的常規(guī)化學(xué)成分可作為香型風(fēng)格凸顯的強(qiáng)化因子列入表征指標(biāo)

在表征香型指標(biāo)研究中，一致看法是煙堿、糖/堿比、K/Cl比在烤煙香型彰顯中有重要作用[10,12,13,16-18]。煙堿不僅在根系中合成，而且腺毛分泌物中也有[34]。大家知道，腺毛的分泌極易受環(huán)境條件影響[31,34]，這就表明煙堿在彰顯香型中的特殊性和重要性，但各研究者對(duì)表征濃香型、中間香型和清香型所提煙堿含量，糖/堿、K/Cl 比值的區(qū)間不盡相同[9,12,15-18]。在各香型表征中尚未有比較近似的指標(biāo)。所以把煙堿含量、糖/堿比和K/Cl 作為香型彰顯的強(qiáng)化因子深入研究，確定其具體指標(biāo)是十分必要的。

相信通過(guò)決定主體香型的致香物質(zhì)和強(qiáng)化香型彰顯的常規(guī)化學(xué)成分的結(jié)合，必能盡快地找出簡(jiǎn)單量化和可操作性強(qiáng)的表征香型的指標(biāo)，以更好地推動(dòng)卷煙工業(yè)和煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

3.2.3 試從煙氣成分含量方面尋找新指標(biāo)

感官確定香型的實(shí)質(zhì)是煙氣物質(zhì)對(duì)感官作用的反應(yīng)，煙氣物質(zhì)有近4000種，它們主要源自煙葉（煙葉中化學(xué)成分超過(guò)3000種）[4]，而煙氣物質(zhì)與香型的關(guān)系尚未見報(bào)道，如從煙氣物質(zhì)中尋找能決定香型或影響香型的物質(zhì)及其含量來(lái)表征香型將是一個(gè)新的方向。

3.3 深入研究決定香型及其變化的機(jī)理

烤煙香型是由品種所含的主體香氣物質(zhì)所決定的，但環(huán)境條件和栽培措施又能通過(guò)改變煙葉主體香氣成分含量而使香型改變[8,35]，因此，深入研究什么品種特點(diǎn)決定了香型、環(huán)境和栽培措施怎樣影響了香型變化的機(jī)理對(duì)于煙草農(nóng)業(yè)和煙草工業(yè)都是十分重要的。為了解決這一問題，我們?cè)O(shè)想把切入點(diǎn)放在腺毛發(fā)育及其分泌物西柏三烯醇類物質(zhì)方面，因?yàn)槲靼厝┐碱愇镔|(zhì)在濃香型煙葉含量高[8,36]（可能是香型表征的主體物質(zhì)），而且是僅在煙葉的腺毛中合成與分泌。對(duì)香型彰顯有重要作用的煙堿也在腺毛中有分泌，而且已經(jīng)證明環(huán)境條件和栽培措施對(duì)煙葉腺毛的發(fā)育和分泌以及相關(guān)基因表達(dá)都有重要影響[36]。已有證明腺毛中西柏三烯醇類化合物合成的關(guān)鍵酶基因西柏三烯一醇合成酶（CYC-1）和西柏三烯一醇羥化酶（CYP7D16）轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)與西柏三烯一醇和西柏三烯二醇含量變化一致[37]?？梢?，著力于腺毛有關(guān)問題的深入研究，弄清各種腺毛以及腺毛頭細(xì)胞合成和分泌西柏三烯醇類物物質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分泌、生理生化機(jī)能和有關(guān)分子表達(dá)以及環(huán)境條件和栽培措施對(duì)它們的影響就可以縮小機(jī)能研究范圍，就有可能較快地、較準(zhǔn)確地找出決定香型和香型變化的機(jī)理。

3.4 完善煙葉中香氣物質(zhì)的分析測(cè)定方法

現(xiàn)已提出的烤煙香型的表征指標(biāo)很不一致，如李章海等[8]香型指數(shù)所采用的異戊酸，別人的研究中未測(cè)出，因此未有采用。薛超群等[22]提出用糠醛、甲基糠醛等物質(zhì)表征濃香型，其他研究者未采用，再如也有研究[8,16]認(rèn)為濃香型的茄酮含量高于清香型，而李偉等[38]研究結(jié)果是清香型煙葉茄酮含量高于濃香型。如此等等的差異可能與測(cè)定方法有關(guān)，如已有證明，類西柏烷類化合物對(duì)溫度、光化學(xué)和氧化非常敏感[39]。選取幾位研究者測(cè)定香氣方法中的幾個(gè)溫度指標(biāo)異同列為表1。由表1可以看出，表中所列幾種物質(zhì)含量變化很大，變化或可能與升溫程序中的溫度，特別是升溫速度有關(guān)。

表1 煙葉中香氣物質(zhì)測(cè)定方法中幾個(gè)溫度指標(biāo)及某些產(chǎn)物含量異同比較Tab.1 Comparison results of temperature indicators and some product content in the determination of flavor susbstances in leaf tobacco

取樣時(shí)間也可能與測(cè)定結(jié)果有關(guān)系，如從新煙葉到陳化期間茄酮含量增加量大，大馬酮也有增加，但沒有茄酮增加幅度大[40,41]。所以以香氣物質(zhì)含量表征香型時(shí)，取樣的一致性和時(shí)間也應(yīng)當(dāng)注意，可見，為了準(zhǔn)確找出表征香型的指標(biāo)，完善研究和分析方法是十分必要的。

總之，對(duì)上述幾點(diǎn)進(jìn)行深入研究就可能會(huì)為香型的表征和香型的凸顯程度找出簡(jiǎn)明、可行的量化指標(biāo)，以利于煙草農(nóng)業(yè)的目標(biāo)栽培和工業(yè)上準(zhǔn)確合理利用煙葉原料。

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Research on characterization of flue-cured tobacco flavor types

HAN Jinfeng，SONG Nana
Institute of Agronomy,Henan Agriculture University,Zhengzhou 450002,China

Characterization of flue-cured tobacco flavor types was reviewed in such aspects as organoleptic indicators,conventional chemical composition,aroma substances,conventional chemical components and smoke precursors.Future research prospect and suggestions were thus proposed.

flue-cured tobacco; flavor type; index of characterization

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.06.024

TS42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1004-5708（2014）06-0150-05

韓錦峰（1934—）博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事煙草栽培生理生化研究，Email:jinfenghan2002@126.com

2014-04-16