雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段化學成分和品質差異性分析

李晶晶，榮仕賓，2，秦艷青，周 駿，曾代龍，鐘 秋，趙園園，劉德水，張瑞娜，史宏志

（1.河南農業大學煙草學院∕煙草農業減害研究中心，河南 鄭州 450002；2.河南省煙草公司許昌市公司襄城縣分公司，河南 襄城 461700；3.四川省煙草公司，四川 成都 600041；4.上海煙草集團北京卷煙廠，北京 100024；5.四川中煙工業有限責任公司長城雪茄煙廠，四川 什邡 618400；6.四川省煙草公司德陽市公司，四川 德陽 618000）

雪茄是一種特殊的煙草制品，傳統意義上的雪茄是指全部用煙葉手工卷制而成的吸用煙卷[1]。制作雪茄的煙葉按其在產品中的用途可分為茄芯、茄套和茄衣，其中茄衣是表征雪茄風味的重要因素，占雪茄生產成本的50%以上；茄芯則對雪茄口味的貢獻率更高，對雪茄成品的風格特征和整體層次具有決定性作用[2-3]。近年來，隨著雪茄市場的蓬勃發展，手工卷制的雪茄產量逐漸無法滿足市場需求，機制雪茄和半機制雪茄的市場份額逐步增加。無論是機制雪茄還是手工雪茄，煙葉都是其生產過程中的重要原料和基礎，其風格特征和質量特性將直接影響雪茄產品的優劣[4-5]。

環境微生態對煙葉生長發育的影響很大[6-7]，即使是同一片葉，也可能會因為莖葉角不同等因素造成不同區段煙葉的光合特性存在差異[8-9]，再加上煙葉生理特性[10]、栽培技術等[11-12]對其內含物積累的影響，各區段之間的質量和可用性也不盡相同[13-14]。目前，國內機制雪茄普遍為煙片式茄芯，其制片過程多采用配方打葉技術以充分混勻煙片，穩定煙支感官質量。手工卷制雪茄則對雪茄煙葉的部位進行了明確的細化區分以及位置安排，在雪茄煙卷制過程中，習慣將整片煙葉從葉中部分裁切或者扯斷錯位疊接，以使雪茄燃燒段和評吸段的香氣成分和煙氣濃度從設計和制作的角度達到平衡。盡管如此，雪茄成品的質量仍存在一定的差異，生產上往往通過增加煙葉的種類來調配維持雪茄口味。由于雪茄卷制是采用片煙直接卷裹，明確同一片煙葉不同區段片煙的化學成分和質量差異尤為重要。對于煙葉不同區段的質量分析在白肋煙、烤煙中已有很多研究，邸慧慧等[15-16]研究表明，烤煙葉片不同區域中性香氣成分具有顯著差異，葉片中部香氣成分含量豐富，而葉尖、葉緣更有利于煙堿等含氮化合物的積累；白肋煙的生物堿分布與烤煙較為相似，也以葉尖和葉緣處含量較高[17]。目前，在雪茄煙中尚未見到葉片不同區段質量分析的相關報道，因此對雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段化學成分、香氣成分、煙草特有亞硝胺（Tobacco-specific nitrosamines，TSNAs）含量及感官質量進行比較，以期對其在雪茄卷制過程中的配方應用提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試雪茄品種為德雪1 號，取2019 年發酵后質量均勻一致的雪茄一等茄芯和茄衣煙葉各1 000 g，其中茄芯煙葉葉長49～52 cm，茄衣煙葉葉長46～48 cm，由四川省煙草公司提供。

1.2 測定項目及方法

考慮到傳統雪茄成品規格以5 英寸（12.7 cm）為主，因此將供試煙葉從葉基到葉尖按長度等分為葉基、近葉基、葉中、近葉尖和葉尖5個區段，分別測定各區段煙葉的常規化學成分、中性香氣成分和TSNAs 及其前體物的含量，并對其感官評吸質量進行評價，各指標重復測定3次。

常規化學成分采用連續流動分析法進行檢測。參考標準為YC∕T 159—2019（總糖、還原糖）、YC∕T 559—2018（生物堿）、YC∕T 161—2002（總氮）、YC∕T 249—2008（蛋白質）。

煙葉中性香氣成分含量采用水蒸氣蒸餾-二氯甲烷溶劑萃取法的前處理和GC∕MS方法測定[18]。

4-（N-甲基亞硝胺基）-1-（3-吡啶基）-1-丁酮（NNK）、N'-亞硝基降煙堿（NNN）、N-亞硝基新煙堿（NAT）、N-亞硝基假木賊堿（NAB）4 種TSNAs 含量由上海煙草集團北京卷煙廠按照在線SPE-液相色譜質譜聯用（SPE-LC-MS∕MS）法（SPE-LC：Spark Holland，Symbiosis Pico；MS∕MS：AB Sciex triple quad 5500）測定[19]；生物堿含量測定采用氣相色譜-質譜聯用法，參照標準YC∕T 559—2018；硝酸鹽含量測定采用戴亞等[20]的方法。

將煙葉各區段樣品切絲卷制單料煙，由四川中煙工業有限責任公司技術中心和河南農業大學煙草學院評吸專家按九分制對其主要品質指標進行評價，包括香氣量、香氣質、透發性、雜氣、勁頭、刺激性和余味等7 項指標。7 項指標的評價標準為，香氣質：較好、中偏上（6.1～9.0 分），中等、中偏下（3.1～6.0分），較差（≤3分）；香氣量：較足、尚足（6.1～9.0 分），有（3.1～6.0 分），較少，少（≤3.0 分）；透發性：強、較強（6.1～9.0 分），中等（3.1～6.0 分），較弱、弱（≤3.0 分）；雜氣：無、較輕（6.1～9.0 分），有（3.1～6.0分），略重、較重、重（≤3.0 分）；勁頭：大、較大（6.1～9.0 分），中等（3.1～6.0 分），較小、?。ā?.0 分）；刺激性：微有（6.1～9.0 分），有（3.1～6.0 分），略大、較大（≤3.0 分）；余味：舒適、較舒適（6.1～9.0 分），尚適（3.1～6.0分），欠適、滯舌（≤3.0分）。

1.3 數據分析

試驗數據用Excel 2010 和SPSS 22.0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段常規化學成分含量變化

茄芯和茄衣煙葉不同區段的常規化學成分含量如表1 所示。由表1 可知，各區段雪茄煙葉的化學成分含量均存在極顯著差異。茄芯煙葉的還原糖和總糖含量在區段間差異較大，變異系數分別為22.61%和13.69%。從葉基至葉尖，茄芯中的還原糖和總糖含量均呈先上升后下降趨勢，在近葉尖區段最高，分別為1.28%和2.67%，在葉基區段最低，分別僅有0.71%和1.82%。茄芯煙葉總氮和蛋白質含量的最大值出現在近葉基區段，而煙堿含量則以近葉尖區段最高。不同區段煙葉的氮堿比從葉基至葉尖持續下降，介于0.96～1.07。

表1 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的常規化學成分含量Tab.1 Conventional chemical composition content in different sections of cigar filler and wrapper leaves

茄衣煙葉在不同區段間含量差異最大的是煙堿，變異系數為16.74%；其次是還原糖，變異系數9.90%。從葉基到葉尖，各區段煙葉的還原糖、總糖含量持續增加，葉基區段兩糖含量最低，分別比葉尖區段低20.79%和13.95%。茄衣中煙堿、總氮和蛋白質含量變化趨勢與茄芯相似，但明顯低于茄芯，最高分別僅有2.85%、2.53%和7.21%。茄衣煙葉的氮堿比從葉基至葉尖先減小后增大，在葉中區段最小，為0.74，葉基區段最大，為1.07。

2.2 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的中性香氣成分含量變化

雪茄煙葉各區段的中性香氣成分含量差異很大（表2）。從葉基至葉尖，茄芯煙葉中性香氣成分總量呈先上升后下降趨勢，葉基區段最低，為794.29μg∕g，在葉中區段達到最大值（962.06μg∕g），是葉基區段的1.21 倍。從葉基至葉尖，除芳香族氨基酸降解產物總量持續下降外，其他各類香氣成分含量均呈先上升后下降趨勢。類胡蘿卜素降解產物和棕色化反應產物含量在近葉尖區段最高，分別為174.46 μg∕g 和29.61 μg∕g，茄酮和新植二烯含量在葉中區段最高，為87.32 μg∕g 和629.75 μg∕g。茄芯煙葉各區段間差異最大的是類胡蘿卜素降解產物含量，變異系數為12.64%，其次是芳香族氨基酸降解產物含量，變異系數為11.89%。

表2 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的中性香氣成分含量Tab.2 Content of neutral aroma components in different sections of cigar filler and wrapper leavesμg∕g

茄衣煙葉各區段中性香氣成分總量變化趨勢與茄芯相同，從葉基到葉尖先增加后減少，但是含量最高的區段與茄芯有所差異，近葉基區段的香氣成分總量最高，為1 046.86 μg∕g，比葉尖區段高44.41%。此外，從葉基到葉尖，茄衣中5類香氣成分各自的總量均呈先上升后下降趨勢，在近葉基區段達到峰值。其中，類胡蘿卜素降解產物總量、芳香族氨基酸降解產物總量、棕色化反應產物總量在葉基區段含量最低，西柏烷類降解產物和葉綠素降解產物在葉尖區段最低。棕色化反應產物總量在煙葉各區段間差異最大，變異系數達26.05%，其余香氣成分含量變異系數在8.75%～14.05%。

2.3 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的TSNAs及其前體物含量變化

不同區段雪茄煙葉中TSNAs 含量如表3 所示。從葉基到葉尖，茄芯和茄衣煙葉4 種TSNAs 及其總量均呈明顯下降趨勢，差異達到極顯著水平。葉基區段TSNAs 含量最高，茄芯、茄衣分別為2 687.13 ng∕g 和2 412.50 ng∕g，葉尖區段TSNAs 含量最低，分別為853.10 ng∕g 和1 684.25 ng∕g，分別較葉基區段下降68.25%和30.19%。茄芯煙葉近葉尖區段的NNK 含量比葉基區段降低79.54%；葉尖區段NNN和NAT 含量分別較葉基區段下降74.73% 和62.25%，NAB 含量較葉基區段下降幅度相對較小，為49.56%。茄衣煙葉不同區段間4 種TSNAs 含量的變化幅度低于茄芯，葉尖區段與葉基區段相比降幅在4.70%～35.05%。

表3 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的TSNAs含量Tab.3 TSNAs content in different sections of cigar filler and wrapper leavesng∕g

茄芯煙葉中的生物堿和硝酸鹽含量從葉基至葉尖均呈先上升后下降趨勢（表4），亞硝酸鹽含量持續下降，各區段間差異達到極顯著水平。近葉尖區段的生物堿和硝酸鹽含量最高，分別為4.90%和1 412.50 μg∕g，葉基區段最低，為4.29%和985.58μg∕g，葉基區段的亞硝酸鹽含量最高，為14.11μg∕g，是葉尖區段的2.14 倍。茄衣煙葉中的生物堿、硝酸鹽含量和亞硝酸鹽含量在不同區段間的變化趨勢與茄芯相同，但是生物堿含量在葉中區段最高，為3.85%，較葉基區段增加66.67%，硝酸鹽和亞硝酸鹽含量分別在近葉尖區段和葉基區段最高，為1 211.25μg∕g和13.41μg∕g。

表4 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的生物堿和硝酸鹽含量Tab.4 Alkaloid and nitrate contents in different sections of cigar filler and wrapper leaves

2.4 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的感官質量變化

如表5 所示，不同區段雪茄煙葉的感官質量差異很大。從葉基至葉尖，雪茄煙葉的香氣質先提升后下降，香氣量、煙氣濃度先升高后降低。勁頭和刺激性自葉基至近葉尖先增大后減小，雜氣先減小后增大，近葉尖區段余味較好，葉尖區段相對較差。綜合來看，茄芯和茄衣煙葉的葉中和近葉尖區段煙葉的感官質量得分明顯優于其他部位，說明該區段煙葉的香氣質好、香氣量足，且該區段煙葉濃度適中，雜氣少，刺激性小，余味舒適，具有較好的感官評價。

表5 雪茄茄芯和茄衣煙葉不同區段的感官質量分Tab.5 Sensory quality in different sections of cigar filler and wrapper leavesScore

3 結論與討論

手工雪茄有助于雪茄工業企業打造高端雪茄品牌，樹立品牌形象，而機制雪茄則是企業提升雪茄銷量的重要基礎，無論是手工雪茄還是機制雪茄，其茄芯和茄衣的挑選對煙葉質量都存在一定的要求。本研究結果顯示，茄芯和茄衣煙葉的常規化學成分在區段間存在顯著差異，2 種煙葉中的還原糖和總糖含量很低，均不超過3%，且隨葉片伸展不斷累積，以葉尖和近葉尖區段含量較高，葉基區段含量最低?？偟偷鞍踪|主要分布在葉基和近葉基區段，且茄衣煙葉煙堿、總氮和蛋白質含量低于茄芯，這與前人的研究結果相似[21-22]。

雪茄茄芯煙葉的中性香氣成分含量從葉基至葉尖先增加后減少，在葉中區段達到最大值，茄衣煙葉香氣成分含量的變化趨勢與茄芯相同，但在近葉基區段最高，說明隨葉片的延伸生長，香味物質積累量逐漸增加，而下半段香氣含量又開始下降，這可能是由于葉片成熟過程中從邊緣處開始衰老，此處的營養物質會再活化至其他區段[23]，且葉片下半段厚度薄，在調制過程中首先褐變，香味物質降解較多[24-25]。

雪茄煙葉TSNAs 含量從葉基至葉尖顯著下降，這可能是由于葉基部分主脈相對較粗，在調制過程中失水最慢，有較多的硝酸鹽在微生物活動下還原成亞硝酸鹽，進而與生物堿反應形成大量TSNAs。生物堿和硝酸鹽含量在茄衣煙葉中分別以葉中和近葉尖區段最高，在茄芯煙葉中均以近葉尖區段最高，但在2種雪茄煙葉中都以葉基區段最低，亞硝酸鹽含量在葉基區段最高，葉尖區段最低，這與前人的研究結果一致[26-27]。

從評吸結果來看，葉中、近葉尖區段的香氣質量好，雜氣、刺激性輕，余味舒適，這是由于煙草的株型結構導致葉基區段遮擋較多，而葉片的中下區段光照充足，內含物質轉化充分，中性香氣成分積累，化學成分協調[15]。根據雪茄的燃吸方式，燃燒端產生的各種粒相物在后半段逐漸積累，因此，在雪茄煙卷制過程中，習慣將雪茄煙葉從葉中處折斷，將葉基與葉尖分別并放在折斷的葉中處，以保證雪茄燃吸的前段、中段、后段的香味與濃度基本穩定。根據本研究結果，在雪茄煙卷制時，應充分考慮煙葉不同區段化學成分和質量的差異性，以平衡雪茄吸食品質。

綜合來看，不同區段雪茄煙葉的質量存在顯著差異，葉基區段煙葉化學成分積累不足，香氣質量差，TSNAs 含量最高，評吸質量低；葉中、近葉尖區段煙葉的化學成分更為協調，煙氣香味濃郁，勁頭大，有害成分相對較低，評吸質量好；葉尖區段TSNAs 含量最低，但是煙葉香氣質量稍次，余味欠舒適。生產上可根據不同區段煙葉質量和安全性特點進行雪茄配方和卷制。