江西烤烟香气成分特征及其与气象因子的关联分析

　　摘 要：為明确江西产区烤烟香气成分特征及其关键气象影响因子，比较了我国5个不同中间香及浓香型产区烤烟香气物质含量，明确了江西烤烟香气成分特征，并分析了江西省烤烟香气成分特征的区域差异及与气象因子的关系。结果表明：(1)江西烤烟中性香气物质含量较低，但巨豆三烯酮含量较高、在中性香气物质中所占比例最高且代谢转化最强;(2)江西烤烟中各巨豆三烯酮异构体含量及其总量存在较大的产地差异，其异构体含量及总量均与大田中后期的气象因子密切相关，尤其是成熟期的均温。总的来看，巨豆三烯酮含量较高是江西烤烟重要的香气成分特征，成熟期均温是影响江西烤烟巨豆三烯酮含量及其产地差异的关键气象因子。

　　《气象科学》Scientia Meteorologica Sinica(双月刊)1980年创刊，是学术性季刊，主要刊登气象科学各分支领域的科研学术论文、短论和技术总结，国内外气象科学新理论、新技术的综合评述和气象科学学术动态报道等。坚持为社会主义服务的方向。

　　植物中萜类化合物、多酚类化合物和生物碱类化合物等三大次生代谢产物是农产品香气风味的主要物质基础[1]。在烤烟中，香气物质的含量和组成决定了烟叶原料的香气质量[2]，其中，萜类化合物是种类最丰富的香气前体物[3]，一些重要的香气物质均来源于萜类化合物的降解，如茄酮来源于类西柏烷类物质的降解，紫罗兰酮、大马酮、巨豆三烯酮等来源于类胡萝卜素类物质的降解 [4]。研究表明，环境因素是影响香气物质含量和组成的主要因素[5]，而不同烤烟品种的香气成分种类基本相同，其含量及组成比例的差异造就了不同的烤烟香型风格[6]。我国烤烟主体香气成分为茄酮、大马酮和巨豆三烯酮[7]。受不同生态因素影响，茄酮在浓香型烟叶中含量较高，大马酮在清香型烟叶中含量较高[8]，巨豆三烯酮作为香气底蕴物质，在我国烟叶原料中含量整体偏低，约为优质津巴布韦烟叶中含量的1/3～1/2[9]。这些主体香韵与不同产区烟叶的特征香韵共同形成了烟叶的地方风格，为中式卷烟风格特色提供了原料支撑。根据“浓香型特色优质烟叶开发”项目研究报告，江西烟叶除具备典型浓香型烟叶的特征外，还有自身的特色和特征，以干草香、焦甜香、正甜香、焦香、木香等为特征香韵，焦甜香韵突出，香气浓郁而沉溢，具有良好的甘甜特征。然而，目前江西烤烟香气成分特征研究未见报道。

　　烟草香气物质主要由香气前体物在烟叶成熟期间合成积累，在调制加工期间降解生成[4]，因而，提高烤烟香气物质含量的关键在于提高香气前体物的合成积累。在烟叶生长发育过程中，生态因素通过影响烟叶香气前体物质合成积累而最终决定烟叶的风格特色[10]。研究表明，气候是造成烤烟香气物质含量出现区域差异的最重要的生态因素[11-13]，不同烟区的气候资源配置影响了香气物质的含量、组成及比例[14]。因此，阐明江西烟区香气成分特征与生态因素，尤其是与气象因子的关系，对江西烟区特色优质烟叶开发具有重要的理论和实践意义。本研究通过不同中间香及浓香型烟区烟叶中性香气物质含量比较，明确江西烤烟的香气物质特征，分析了香气成分特征与气象因子的关系，探讨关键气象影响因子，以期为江西特色优质烟叶原料生产与开发提供理论支撑。

　　1 材料与方法

　　1.1 烟叶样品和气象数据来源

　　国内5个中间香型及浓香型产区25份烟叶样品于2013年采集，品种为K326，C3F样品，各2.5 kg。分别为江西(4份)、湖南(8份)、贵州(4份)、河南(5份)、和重庆(4份)。

　　江西产区烟叶样品于2016—2017年采集，共12个植烟县62份K326品种的C3F烟叶样品，各2.5 kg。分别为赣县(2份)、石城(10份)、瑞金(10份)、安远(8份)、信丰(7份)、会昌(9份)、广昌(1份)、乐安(8份)、黎川(1份)、安福(4份)、泰和(1份)、万安(1份)。江西日均气象数据(2007—2016)由国家气象局提供。

　　1.2 中性香气物质提取与检测

　　提取方法：烟叶去梗粉碎后过60 目筛，在温度(22 ± 1)℃和相对湿度(60 ± 3)%的环境下平衡24 h。采用同时蒸馏法萃取，添加正己烷内标定量。

　　检测条件：

　　仪器型号：Agilent 6890A GC/MS 5975;GC/MS条件：毛细管柱HP-5MS(30 m×0.25 mm × 0.25 μm);载气：氦气;流速1.0 mL/min;升温程序：50 ℃(保持10 min)→4 ℃/min的速度升温至160 ℃(保持2 min)→4 ℃/min的速度升温至240 ℃(保持15 min);进样口温度260 ℃，传输线温度280 ℃;EI离子源温度200 ℃;扫描范围35～455 amu，扫描速率1.65 scan/s;NBS75谱库检索定性。

　　1.3 数据处理与分析

　　数据整理采用Excel 2016;SNK多重比较采用SAS 9.1，数据标准化(Z-score)后的层次聚类法热图分析采用MeV 4.9.0;灰色关联度分析采用DPS 7.5进行，分辨系数(ρ)计算参照东亚斌[15]的方法。

　　2 结 果

　　2.1 江西烤烟香气成分特征

　　由表1可见，与我国其他中间香及浓香型产区烟叶中性香气物质含量相比，江西烟叶中茄酮、香叶基丙酮、降茄二酮、氧化紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、3-羟基大马酮、3-氧代-α-紫罗兰醇、β-法尼烯含量较低，而巨豆三烯酮含量较高，

　　其中，巨豆三烯酮(1、2、4及总量)含量仅次于湖南烤烟，但与其他产区比较均无显著差异。江西烤烟中巨豆三烯酮总量变异达43.282%，在5个产区中变异最大，高于湖南烤煙巨豆三烯酮总量上限值的占25%(图1)，表明巨豆三烯酮可以较好地表征江西烤烟的特点。

　　此外，巨豆三烯酮主要由前体物类胡萝卜素经3-氧代-α-紫罗兰醇途径降解生成[16]，巨豆三烯酮与3-氧代-α-紫罗兰醇的含量比值以江西显著较高(表2)，达到了95.504%，说明江西烤烟中3-氧代-α-紫罗兰醇向巨豆三烯酮的转化最多。而且，5个产区中，江西烤烟中性香气物质中巨豆三烯酮所占比例最高，达到了9.166%(表2)。因此，尽管江西烤烟中性香气物质总量较低，但其巨豆三烯酮所占比例最高且代谢转化最强。

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文章名称： 江西烤烟香气成分特征及其与气象因子的关联分析

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