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烤烟香型划分及质量特征研究进展

2012-12-24姜慧娟赵铭钦刘鹏飞

浙江农业科学 2012年12期
关键词:浓香型香型清香

姜慧娟,赵铭钦,刘鹏飞,翟 欣

(1.河南农业大学 烟草学院,河南 郑州 450002;2.贵州省烟草公司 毕节地区公司,贵州 毕节 551700)

烟草是世界上种植最广泛的商业性非食物作物,也是一种特殊的叶用经济作物,在文明世界传播已有500多年的历史[1]。由于烤烟种植具有一定的区域性和生态适应性,使得其香型风格存在着不同程度的差异,香型作为烤烟品质区域划分的重要依据[2],对提升烟叶整体质量水平和供应能力,满足中式卷烟对优质原料的需求和“大市场、大企业、大品牌”战略的顺利实施具有重要的意义。因此,烤烟香型问题已经成为特色烟叶研究开发的热点[3-9]。作者对目前烤烟香型的研究概况进行了简要综述,并对其研究前景进行了展望,旨在进一步明确不同生态区域烤烟香型的风格特色,加快形成科学合理的烟叶生产布局,为培育特色烟叶品牌提供一定的理论依据和技术支撑。

1 香型划分

所谓香型即烟叶燃吸时产生的香气风格[3],是由香气香韵组成的[10]。香韵是用来描述发香物质或加香制品所带有的某种香气的韵调[11-14]。目前关于香型划分的研究较多,但是关于烟叶香型的定位和划分依据存在着一定的差异性。

1958年,丁瑞康等[15]把烤烟香型划分为清香型、中间型和浓香型3大类。我国清香型烤烟烟气清雅飘逸,浓度较淡,具有一种突出的清香,吸味舒适,生理强度柔软至适中,清香型烤烟以云南大理和福建三明地区为代表[15-16];中间型烤烟具有清香气味,同时也有浓郁的香气,我国山东青州、贵州贵定、黔南、黑龙江牡丹江、辽宁等地所产的烤烟,多属于这一类型;浓香型烟叶具有浓郁的香气,但不突出,普通而微弱,河南许昌和南阳、安徽凤阳等地是典型的浓香型烤烟产区[3,15]。国外烤烟香型划分结论差异较大,但是一致认为津巴布韦烟叶样品均为偏浓香型风格[3]。李章海等[4]采用烟叶香型指数的方法,研究了不同生态尺度烟区烤烟的香型风格,进一步把我国烤烟香型细分为清香型、清偏中型、中偏清型、中间型、中偏浓型、浓偏中型和浓香型7个小类。李志刚[17]研究发现我国烤烟的香型分布表现出明显的地域特点,南方主要表现出清香型及中间偏清风格,其中清香型主要分布在西南烟区和华南烟区;北方则主要表现为浓香型及中间香型,其中黄淮烟区为典型浓香型风格。不同地区的烤烟,其烟叶的香型存在着显著差异,一般认为国内的云南、福建烟叶代表清香型,东北、贵州烟叶代表了中间香型,河南烟叶代表浓香型烤烟风格特色[16,18]。

2 不同香型烟叶质量特征

2.1 感官质量

感官质量是卷烟产品质量的重要组成部分,是产品质量的基础和核心。广义的感官质量是指烟支在燃吸过程中产生的主流烟气对人体感官产生的综合感受[19],由香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、燃烧性、灰色、劲头和浓度等构成[20]。许自成等[21]在云南曲靖土壤因素对烤烟风格和品质影响的研究中,指出烤烟的风格特征包括香型、浓度、劲头,烤烟的烟气特征包括成团性、干燥感、甜度、柔和性。张蕊[22]对烟叶感官质量评价采用“9分制”单料烟评吸打分标准,评吸打分标准见表1。根据此评吸打分标准得出:香气质:清香型(6.02分) >浓香型 (5.74分) >中间香型(5.31分);香气量:浓香型 (5.78分) >清香型(5.32分) >中间香型 (5.16分);余味和杂气:清香型 (5.86和5.87分)>浓香型 (5.34和5.36分) >中间香型 (5.28和 5.14分);刺激性:清香型、浓香型 (5.74分) >中间香型(5.47分);灰色和燃烧性:清香型 (6.72和6.39分)>中间香型 (5.43和5.63分)>浓香型(4.89和5.26分);劲头:清香型 (5.35分) >浓香型 (5.16分) >中间香型 (5.10分);浓度:浓香型 (5.91分) >清香型 (5.63分)中间香浓度 (5.37分);评吸总分:清香型 (53.17分) >浓香型 (49.37分) >中间香型 (48.24分)。

表1 “9分制”单料烟评吸的打分标准

张骏等[23]对四川会东不同香型样品经行感官质量指标差异分析表明,会东清香型烤烟烟叶香气质含量极显著高于中间香型和中间偏浓香型,清透浓和中偏浓烤烟香气量显著高于中间型和中偏清型,中偏浓烤烟杂气极显著低于清香型、清偏中、清透浓型烤烟;清香型烤烟感官质量总分显著高于中偏浓、中偏清及中间香型。罗战勇等[24]按照YC/T 138—1998的行业标准,采用9标度评吸法对1998-2000年不同香型烟叶样品进行评吸,结果表明,浓香型到浓偏中香型评吸总分>中偏浓到浓偏中香型>中间香到中偏清香型。

2.2 烟叶化学成分

烟草中主要的化学成分含量,在很大程度上决定了烟叶及其制品的烟气特性,因而直接影响着烟叶香型的划分和品质的优劣。

2.2.1 常规化学成分

烟叶常规化学成分主要有总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯、淀粉、石油醚提取物等,是影响烟叶香型划分的重要指标。常爱霞等[3]对烤烟香型相关化学成分主导的不同产区烟叶聚类分析,指出总植物碱、烟碱和总氯等指标与香型呈极显著或显著正相关,总糖、还原糖、糖碱比、氮碱比、钾氯比、有机钾 (指扣除 Cl-和的影响,与有机酸结合的钾)等指标与香型呈显著或极显著负相关。席元肖等[5]对不同香型烤烟化学成分含量的差异进行分析,指出3种香型烤烟的总植物碱、碳水化合物 (还原糖、总糖、淀粉)、氯和石油醚提取物含量差异显著,总氮、钾含量和pH值差异不显著。罗战勇等[24]通过对不同香气风格烤烟常规化学成分的差异性研究发现,浓透清和清香型烟叶在总糖、微量生物碱和总植物碱等指标显著或极显著高于浓香型烟叶;浓透清烟叶糖碱比值(还原糖/总植物碱)显著低于浓香型烟叶,氮碱比显著低于浓香型烟叶而与清香型烟叶差异不显著,微量生物碱/总碱显著低于清香型烟叶,其他指标差异不显著;清香型烟叶微量生物碱/总碱极著高于浓香型烟叶而与浓透清烟叶差异不显著;还原糖和总氮含量三者没有显著差异。

2.2.2 有机酸

依据烤烟中的有机酸对吸食品质的影响,研究工作中通常把有机酸分为非挥发性有机酸和半挥发性有机酸 (高级脂肪酸)2类,其中非挥发性有机酸可以调节pH值,改善抽吸质量,使吃味醇和,还能增强烟气浓度,并在烟气中起酸碱平衡作用,间接影响烤烟香气,主要由柠檬酸、苹果酸、草酸和琥珀酸组成[25]。我国烤烟非挥发性有机酸含量在不同香型风格间有差异,中间香型除琥珀酸变异系数略大于浓香型外,其余均以浓香型的变异系数最大,从各指标含量间的差异来看,丙二酸、琥珀酸和苹果酸在清香型和浓香型烤烟间差异均达到了显著水平,以浓香型烤烟为最高,草酸含量以中间香型含量最高,柠檬酸含量在3种香型间的差异不显著,但仍表现为清香型 <中间型 <浓香型[17]。杨虹琦等[26]研究表明非挥发性有机酸 (柠檬酸、苹果酸)的部分成分表现出浓香型烤烟明显高于其他两类香型的规律。另有研究表明清香型烟叶总脂肪酸极显著高于浓香型烟叶,其中棕榈酸、油酸、总饱和脂肪酸、总不饱和脂肪酸达到显著水平,硬脂酸达到极显著水平,清香型烟叶亚油酸+亚麻酸极显著低于浓香型烟叶,且清香型的总饱和脂肪酸/总不饱和脂肪与浓香型烟叶差异不显著[27]。

2.2.3 质体色素

质体色素及降解产物是烟叶香型划分的重要指标。质体色素是影响烟叶外观质量和内在品质的一类重要香气前体物,在烟叶成熟、调制、醇化和燃烧过程中通过转化降解可形成众多体现烟叶特征香味的物质[28-29],其降解产物中的新植二烯具有减轻刺激、柔和烟气的作用[30]。清香型烤烟叶黄素、β-胡萝卜素、类胡萝卜素含量显著高于中间型烤烟,极显著高于浓香型烤烟,但叶黄素与类胡萝卜素的比值在3类香型烤烟间差异不显著[5,17]。云南地区烤烟表现出清香型,烤烟中含有较高的类胡萝卜素;河南地区烤烟表现为浓香型,可能与类胡萝卜素或其降解物的总量较低有关[31]。

2.2.4 多酚类化合物

酚类化合物能在烟草燃吸过程中产生酸性反应来中和部分碱性,使吃味醇和。即对烟草香气和吃味有好的影响,其中多酚类化合物对香型具有重要影响作用。

烤烟中绿原酸和芸香苷通过燃烧会发生热裂解和重排反应,可产生二元酚类和糠醛类衍生物等可赋予烟气清甜香和烤香的挥发性化合物[32]。席元肖等[5,7]研究表明,清香型烤烟的新绿原酸和芸香苷含量极显著高于中间香型和浓香型,多酚总量极显著高于中间香型烤烟;4-O-咖啡奎尼酸的含量清香型最高,中间香型最低;莨菪亭清香型居两者之间,中间香型最低,浓香型最高;清香型和中间香型烤烟的绿原酸含量显著低于浓香型烤烟;清香型和中间香型烤烟芸香苷含量显著高于浓香型烤烟;中间香型烤烟的新绿原酸含量显著低于浓香型和清香型烤烟;其余差异均不显著。

2.2.5 中性致香物质

烟草中香味成分种类繁多,目前研究多集中于中性致香物质。席元肖等[7]研究表明,清香型烤烟中二氢猕猴桃内酯、糠醇、糠醛及5-甲基糠醛的含量显著高于中间香型,浓香型烤烟介于两者之间;浓香型烤烟中香叶基丙酮、芳樟醇和苯乙醛的含量显著高于中间香型,清香型烤烟介于两者之间;清香型和中间香型烤烟苯甲醛的含量显著低于浓香型烤烟;巨豆三烯酮4种同分异构体的含量均是浓香型烤烟最高,并且极显著高于中间香型;浓清香型烤烟β-紫罗兰酮和芳樟醇含量最高,与中间香型差异极显著。

在20世纪中期,国外研究发现了烤烟中茄尼醇、β-甲基戊酸和异戊酸等香气成分[33-34]。烟草的香气类型与烟叶中主要香气物质的相对分子量大小有一定的关系,清香型烟叶中含有较多相对分子质量较小的香气成分,而浓香型烟叶中含有较多相对分子质量较大的香气成分;且烟草的香型与氮杂环类香气含量有关,清香型烟叶氮杂环类香气成分含量较低,而浓香型含量相对较高[35-36]。

周冀衡等[37]发现南方清香型烟叶中,主要挥发性香气物质如西柏三烯类降解产物和糠醛类化合物含量较高;北方浓香型烟叶中,芳香族氨基酸代谢产物和乙酰吡咯含量较高。并指出浓香型烟叶中的茄酮、氧化茄酮、糠醛等西柏烷类降解产物和美拉德反应产物含量也比其他香型烟叶含量低,而其乙酰基吡咯和苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、邻苯二甲酸二酯、吲哚等芳香族氨基酸代谢产物含量则比其他香型烟叶含量高。罗战勇等[24]在不同香气风格烤烟常规化学成分和香气物质的差异研究中,指出清香型烟叶挥发性香气物质总量显著高于浓香型烟叶;清香型烟叶美拉德反应产物显著低于浓香型烟叶;清香型烟叶的酚类主要降解产物显著或极显著高于浓香型烟叶,芳香族氨基酸类降解产物差异不明显。

3 小结与展望

我国烟草种质资源相当丰富,收集、整理、评价并系统分析和鉴定烤烟的香型是未来特色烟的研究热点,同样是烟叶风格定位的关键。

近年来由于国内外市场的竞争压力和叶组配方精细化的进一步深入,把烟叶香型划分为清香型、中间香型和浓香型3大基本类型已经远不能满足烟草行业发展的需要,为此迫切需要建立烟叶香型划分的新标准。

长期以来,我国有关烟叶香型划分的研究,主要依靠专业人员通过感官评吸来确立烟叶香型风格,研究[3-6]表明烟叶香型划分的指标中化学成分的分析也占重要部分。目前关于烟叶香型的划分依据是建立在各种香型综合质量特征的研究基础之上,即不同香型在感官质量 (香气质、香气量、劲头、浓度、刺激性、灰色)等评价指标的含量间存在差异。如清香型烟叶香气质得分最高(6.02),中间香型烟叶得分最低 (5.31),浓香型烟叶的得分居两者之间 (5.74)[21]。同时对不同香型影响甚大的主要化学成分 (常规化学成分、有机酸、多酚、质体色素及降解产物、香味物质及香气物质)进行剖析,得知不同香型的化学成分含量具有一定差异性。如随着烟叶香型有偏清至偏浓,烟叶烟碱含量有增加的趋势[36];浓香型烤烟香叶基丙酮含量显著高于中间香型,清香型烤烟介于两者之间[7]。

回顾对3大类型香型的解释,最早见于1958年丁瑞康等[38]的 《卷烟工艺学》和黄振勋等[39]《科学技术名词解释—糖烟酒部分》,2009年朱尊权[40]对3大香型的划分也做出了解释,但他们多是对香韵进行简单抽象的描述,都存在一定的模糊性。在20世纪60和90年代,虽说有人又对3大香型做了进一步细分,但是没有明确指出香型划分的标准。为此,作者认为,根据3大类香型中不同的质量指标对香型贡献和影响度,确定各质量指标适宜的权重,以作为烟叶香型划分的标准,这样可使烟叶香型划分具备一定的科学性和可靠性。

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