烤烟香气物质综述

1烤烟香味物质影响因素的研究进展摘要：烟叶香气是评定烟叶及其制品品质的重要指标。烟叶香气物质的成分较为复杂，其种类与含量主要受品种类型、生态条件、栽培因素及调制技术等因素的影响。本文对影响烟叶香气物质的主要因素进行了综述，并对其研究前景进行了展望。关键词：烤烟，香味物质，影响因素，研究进展中图分类号S572文献标识码A文章编号ResearchAdvancesinFactorsInfluencingTobaccoAromaAbstractThemeritsoftobaccoqualitydependslargelyonthesmelloftobacco,therefore,assessmentoftobaccoaromaisanimportantindicatorofthequalityoftheirproducts.Chinaflue-curedtobaccoaromaismainlyaffectedbycultivartypes,ecologicalconditions,culturalfactorsandmodulationeffects.Throughavarietyoffactorsaffecttobaccoaromareviewed,biologicalmeanstoimprovetobaccoqualityandagronomicmeasurestoimprovearomaquality.KeywordsFlue-curedtobacco;aroma;factorsaffecting烟草的香气是衡量烟草质量的一个重要指标。优质烟叶要求在燃吸过程中产生香型突出，香气质佳，香气量足，吃味醇和的感官效果。烟草香味物质一般指相对分子量在400以下，沸点300℃的挥发和半挥发性成分，约由300多种物质组成。烟叶中的香味物质分为烟叶香气物质和烟草潜香型物质，前者主要是挥发油，常温下能从烟叶散发出芳香味的物质，在吸烟时，进入主流烟气；后者大多是复杂高分子化合物，是烟叶在生长发育过程中形成的，本身不挥发，不具有香味特征，但在吸烟燃烧过程中可裂解成香味成分物质，也称为香味物质前体。烤烟香味物质的形成受诸多因素的影响，其中主要有遗传因素、生态因素、栽培及调制因素等。本文现就近年来烟草香味成分形成影响因素研究方面的进展综述如下：1遗传因素遗传因素影响香气物质的性质和种类，品种间致香物质的含量及组成存在着显著的差异。研究表明，品种对香吃味的最大贡献率达50%左右，是影响烟叶香吃味的第一因子[1]。与烟叶香味有关的化学成分，如挥发油、树脂、脂肪酸、类胡萝卜素等各种化合物的形成均与品种的遗传有关[6]。还有研究表明，烤烟的香型与香气物质的构成有关[7]。目前，国内被认为香气质量好的品种有K326、NC82、NC89、红花大金元和中烟9203等品种。2生态因素生态环境影响香气物质的含量和组成比例，从而在很大程度上决定或影响着烟叶品质和香气风格[8,9]。影响烟叶香味物质含量的生态因素主要有水分、温度、光照、海拔及地理位置等。2.1水分烟草是比较耐旱的作物，水分过多、过少均不利于烟叶品质的形成。韩锦峰等[10]研究2认为在烟草生育期土壤严重干早，对烟叶的化学成分和香气物质含量都有很大影响，特别是成熟期严重干早对烟叶品质的影响最大，轻度干早则有助于提高烟叶的质量。降雨影响烟田土壤的水分状况、烟田空气湿度及叶面腺毛分泌物多少，进而影响烟叶生长发育和香味物质的形成。邸慧慧等[11]通过灌水量对烤烟中性香气成分含量的影响研究表明，灌水要在烟叶干旱需水的关键时期，即伸根后期和旺长前期进行，灌水量48-72mm最优，水分过多、过少均不利于烟叶香气物质的形成和转化。2.2温度烤烟生长前期要求烟株稳健生长，因此，该期的温度应略低于最适生长温度；而后期要有较高的温度,以利于叶内同化物质的积累和转化,从而提高烟叶香吃味。烤烟生长较理想的日平均温度是20℃-24℃，持续30天以上，对生产优质烟叶更有利。若烤烟生育期日平均气温低于13℃，将抑制生长而促进发育，导致“早花”。烤烟成熟期的温度对烟叶质量极为重要，生产实践证明，在20-28℃的范围内，烟叶的内在质量有随成熟期平均温度升高而提高的趋势，低于20℃时干物质合成量减少对品质不利；高于35℃时叶片易出现早衰，不利于烟叶香气物质的形成。2.3光照烟草是喜光作物，充足的光照是形成优质烟的重要条件。光照过强，易形成粗筋暴叶，烟碱含量高，刺激性强，香气品质下降；光照不足，则干物质积累少，叶片身分薄、油分少、易破碎，香气质量也差。实践证明，多晴天，晴间多云，时遮时照的条件有利于烤烟烟叶香气物质的形成。2.4海拔海拔高度的变化会导致气温、光照、湿度、降雨等发生变化，因此，海拔高度对烟叶香气物质的含量也有一定的影响。研究发现[17]，在海拔高度750m以上、年日照时数1550h左右、年降水量达1000mm、年积温达4200℃、年均温13℃以上、无霜期达210d的生态气候条件下，烤烟中性挥发性香气物质含量总体提高。依据此生态参数，低纬度、高海拔的南方烟区是优质烤烟的理想产区。2.5土壤及地理位置土壤质地影响土壤养分及水分的含量，进而影响烟叶的生长发育和香气物质的含量。各土壤质地中以壤土有机质含量适中，保水保肥能力较好，所产烟叶身分适中，叶片组织疏松，抽吸尽头适中、烟气吸味协调。3土壤肥力对烤烟香气物质影响较大。一般认为中等肥力土壤，有机质与氮素含量适中，有效磷、钾含量较高，中、微量元素协调且含量适宜，其生产的烤烟品质较优，香气较好。土壤酸碱度（pH值）在5.5～6.5之间较为适宜植烟，超过8.0时，即会对烟叶香气产生不良影响。不同地理位置与气候条件对烤烟香气有很大影响。实践证明，低山丘陵地区所产烟叶的香气明显优于平原地区。3农艺措施农艺措施通过影响烤烟生长发育过程中的一系列生理生化过程，而影响烟叶香气物质的含量和组成。3.1施肥施肥是烟草栽培技术体系中最重要的因子，也是对烟叶香吃味品质调节幅度较大的因子。有机肥对改善烟叶香气品质效果显著；施用饼肥，尤其是饼肥配以适当的化肥，能提高烤烟产量和上等烟比例，明显改善烟叶品质，特别是烟叶的香气和高级脂肪酸含量有明显增加。氮素是限制烟草生长和品质产量的首要因素，施氮量、氮素形态和来源影响着烟株体内各种化合物的合成与代谢，并最终影响烟叶的香吃味品质。氮代谢水平过低，香气物质含量低，香气不足；氮代谢过旺，香气成分含量下降，对烟气质量有不良影响的成分增多，从而导致烟叶品质下降。通过调节施氮量和氮源，促进烟叶的碳氮代谢的协调发展，可以有效地改善烟叶的香吃味品质。3.2移栽移栽的时期直接关系到烟叶成熟期间的气候环境条件，因而对烟叶品质和香气的形成有重要影响。一般情况下推迟移栽期可以显著提高腺毛分泌物的含量，但不同的地区表现不同。就云南的而言，5月上中旬是移栽的最佳节令；而河南烟区以5月1日至5月l5移栽的各种化学成分比较适宜和协调，香吃味好。移栽密度影响烟叶叶面积系数和田间光照条件。移栽密度不同，烟叶品质也有明显差异。密度过大时，光照条件不良，干物质积累少，烟碱含量降低，还原糖含量增加，烟叶香气物质含量减少。云南烟区以1000～1200株/亩，河南烟区以1100～1300株/亩为宜。3.3打顶、抹芽打顶抹芽有利于香气前体物质的积累与中性挥发成分含量的增加，从而有助于提高烟叶香吃味。一般认为50%的中心花开放是最佳的打顶时期。43.4留叶数留叶数影响产量的高低和烟叶的品质，在一定范围内留叶数越多，产量越高。留叶数越多，上等烟比例越少，低等烟就越多。留叶数过少则使烟叶香吃味变差。单株留叶数应根据品种特性、土壤肥力、水利条件、施肥量和现蕾时烟株长势因素而定，使每片烟叶的身份适中、香气充足、吃味醇和。3.5成熟度采收成熟度是烟叶质量的核心，烟叶充分成熟是获得优良吸味品质和香味的最本质要求[27]。烟叶采收较早，发育不足、潜在质量尚未充分形成，会导致烤后烟叶香气质差，香气量不足，青杂气重。烟叶采收迟，营养物质消耗较多，烤后烟叶香气量少、香气质差。充分成熟的烟叶不仅易于烘烤，烤后色泽呈桔黄或柠檬黄色，总氮、蛋白质含量减少，烟叶组织疏松多孔，而且醇化效果好，香气量足，吃味好。实践证明，提高烤烟烟叶成熟度是提高烟叶香气质、香气量行之有效的措施。4烘烤调制技术烟叶的致香物质和香吃味主要是在烘烤过程中产生的，因此，烘烤调制过程对烟叶香气物质的产生和形成有着重要影响。4.1烘烤温度、湿度、风速宫长荣[33]等研究表明，低温慢烤（35～38℃低温变黄，以平均每小时0.33℃缓慢升温定色），有助于延长变黄时间，提高变黄程度，使烤后烟叶香气物质含量更多；高温快烤（38～42℃高温变黄，以平均每小时1℃快速升温定色），有利于淀粉的水解，但定色速度快，时间短，叶内物质转化不充分，因此烤后烟叶总糖、总氮、蛋白质含量高，主要化学成分比例欠协调，总酚、醚提物、粗脂肪及香气物质含量少，评吸香吃味质量差。不同烘烤条件相比，以低温慢烤烟叶中的香气物质积累较多，内在品质较好。王凌等[34]研究表明，变黄期低温、低湿有利于香气前体物的形成和积累，从香气物质的种类和致香物质含量以及一些对香气有重要贡献的物质来看，变黄期的温度、湿度表现为低温低湿低温高湿高温低湿高温高湿。风速与通风量，对烟叶的香吃味有着重要影响。烟叶在定色期、干筋期，风速过高，通风量过大，烤后烟叶香气量不足，产生辛辣味；烟叶在定色期、干筋期，风速适当，通风量适宜，烤后烟叶吃味纯净，香气量足；烟叶在定色期、干筋期，风速过低，通风量过小，烤后烟叶吃味尚纯净，香气量尚足。在普通气流上升式烤房中，定色期、干筋期的风速以0.12～0.16m/s，较为适宜。54.2脱水速度烟叶脱水速度快慢与香吃味关系很大。如果在变黄阶段烟叶脱水过多，则烤后香吃味平淡，并有强烈的苦涩味和青杂气；如果变黄阶段脱水适当，而定色阶段脱水速度过快，则干烟有辛辣味，刺激性强，烟气粗糙。反之，如果变黄或定色前期烟叶脱水速度缓慢，则烤后烟叶香气淡，香气质不明显；如果变黄阶段烟叶脱水迟缓，而到定色阶段急剧脱水，则烤后烟叶辛辣味和刺激性增强；如果到定色前期一直脱水迟缓，烤后烟叶的辛辣味和刺激性虽小，但香气质显著发闷，香味不突出。烟叶在烘烤过程中变黄期、定色期，只有当失水速度恰当，失水量适宜，烤后烟叶才能香气量足，香气质纯，余味醇和舒适。4.3陈化发酵研究表明，烟叶经过适当陈化后，能使杂气减轻，刺激性下降，香气变得纯正，吃味和顺舒适[37]。发酵方法一般分为自然发酵和人工发酵，自然发酵后的烟叶品质改善效果比人工发酵后烟叶品质改善效果好。结果表明[38,39]，烤烟经自然醇化或人工发酵后，还原糖、总氮、烟碱、蛋白质、氨基酸、类胡萝卜素和总脂质含量均下降，但下降幅度不同，以自然醇化烟叶下降的幅度较大。总有机酸、挥发性油、挥发性羰基化合物和粗糖苷含量均上升，且以自然醇化烟叶的上升幅度最为显著。5美拉德反应在烟草工业中，美拉德反应是形成完整、优美烟草香味的重要过程之一。青烟叶中一般都含有大量的糖和氨基酸，在烟草的调制、醇化、加工直至燃吸过程中，美拉德反应都一直在进行，形成多种对烟气香吃味有良好贡献的化合物，包括吡嗪类、吡咯类、呋喃类、吡喃类等。6矿质元素矿质元素对香吃味也有影响。在诸多元素中，钾的作用最为明显。研究表明[40,41]，钾可以提高烟叶酸性和中性致香成分，可提高烟叶的酸性和中性香气成分含量,且随着钾肥施用量的增加，烟叶中的亚油酸和亚麻酸的含量在降低，同时提高了棕色化产物、西柏烷类等物质的含量，烟叶色泽呈深桔色，香气足，吃味好。其它元素对烟叶的香吃味也有影响，依次表现为磷铁氮硼钙锌钾铜镁锰硫，其中氮、钙、锌、钾、铜和锰对香吃味的影响为正效应，磷、铁、硼、镁和硫为负效应。烤烟香味物质研究展望烤烟香气物质的形成是一个极其复杂的过程。目前，国内外这方面的研究还只是停留在6现象描述的阶段，对香气物质形成的机制的研究还不多。因此，深入研究香气物质形成的生理生化机制与分子机制，并在生产实践中加以应用，