不同类型烟草游离氨基酸组成和含量的差异分析

赵田等 不同类型烟草游离氨基酸组成和含量的差异分析

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不同类型烟草游离氨基酸组成和含量的差异分析

赵 田, 史宏志, 姬小明, 顾少龙, 吴纯奎, 侯留记, 杨 程

1河南农业大学烟草学院, 郑州文化路95号450002;

2四川省烟草公司, 成都610041; 3云南省烟草公司大理州公司, 大理671000

摘 要:以四川8种烟草类型的调制后烟叶为材料, 对不同类型烟叶游离氨基酸的组成和含量差异进行了比较分析。结果表明:烤烟和香料烟含量最高的两种氨基酸为脯氨酸和谷氨酸, 两者之和占到总量的31101%~46175%; 白肋烟、马里兰烟、晒烟中含量最高的氨基酸为天门冬氨酸和谷氨酸, 两者之和占总量的34143%~38169%; 脯氨酸、天门冬氨酸、蛋氨酸在不同类型烟草中含量变异度最大; 不同生态条件对白肋烟和晒烟氨基酸影响较大的分别是是天门冬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和天门冬氨酸、酪氨酸、精氨酸。关键词:烟草; 类型; 游离氨基酸; 含量doi:1013969/j. issn. 1004-[**************]3中图分类号:TS411 文献标识码:A

文章编号:1004-5708(2011) 02-0013-05

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Difference in com position and conten t of free amino acids among various tobacco types

ZHAO Tian , SHI Hong -zhi , JI Xiao -ming , G U Shao -long , W U Chun -kui , HOU Liu -ji , YANG Cheng

1C ollege of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;

2Sichuan Provincial Tobacco Company, Chengdu 610041, China; 3Yunnan Dali Municipal Tobacco Company, Dali 671000, China

Abstract :Eight cured tobaccos mainly produced from Sichuan province were used as materials to c ompare their composition and c ontent of free amino acids. Results showed that the highest content of amino acids in flue -cured tobacco and oriental to -bacco were Pro and Glu which accounted for 31. 01%-46. 75%of total amino acids; while in burley, maryland and sun -cured tobacco, Asp and Glu were dominant amino acids which accounted for 34. 43%-38. 69%of total. Level of varia tion of Pro, Asp, and Met was the highest a mong different types of tobacco. For burley tobacco, Asp, Met and Tyr were more likely to be influenced by ecological c onditions than the others; while for sun -cured tobacco, Asp, Tyr and Arg sho wed more variation a -mong different areas.

Key words:tobacc o; types; free amino acids; content 氨基酸是烟草中的一类重要化合物, 对烟叶的香味品质有重要贡献。不同类型烟草香味风格有显著差异, 这是由烟叶中一系列化学成分含量和组成差异所造成的。游离氨基酸可在调制过程中直接转化为羰基

作者简介:赵田, 女, 在读研究生, 主要研究方向为烟草栽培, E -mail:

zhaotian1126@1631co m

史宏志(通讯作者) , 男, 教授, 主要从事烟草栽培生理生化研究, E -mail:shihongzhi88@1631c om

基金项目:四川省烟草公司科技项目/四川优质白肋烟生产理论与技术

的研究应用0(20070503)

收稿日期:2010-09-19

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化合物[1], 某些氨基酸还是烟碱合成的前体物质[2]。在烟草调制、醇化或发酵加工直至燃烧过程中, 游离氨

基酸与还原糖(或羰基化合物) 之间发生酶催化及非酶催化的棕色化反应, 生成多种具有烤香或爆米花香味特征的吡喃、吡嗪、吡咯、吡啶类等杂环化合物, 某些氨基酸如苯丙氨酸还可自身分解成香味化合物, 如苯甲

-4]

醇、苯乙醇等[3。近年来国内外已有较多人对氨基酸

含量在烟叶成熟、调制、陈化过程中的变化进行了较为系统的研究。在不同游离氨基酸组成和含量对香气量的影响方面的研究也有一定进展。史宏志等[6]研究了不同施氮量和氮素来源条件下氨基酸含量的变化及[5]

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贡献率。杨德廉[7]和王树声[8]的研究也表明多种烟草游离氨基酸与烟叶内在质量及香吃味呈显著相关性。四川省烟草资源丰富, 类型齐全, 通过研究不同类型烟草化学成分的差异性, 对于分析烟叶化学成分对香味风格差异的影响有重要意义。本研究着重探索不同类型烟草氨基酸组成和含量的差异, 并讨论其与不同风格烟叶形成的关系, 为混合型卷烟配方和加香加料提供依据。

中国烟草学报 2011年4月第17卷第2期

冬氨酸、蛋氨酸和酪氨酸差幅最大, 分别为84176%、50%和26132%。晒烟中, 总游离氨基酸含量兰花烟、巫烟、糊米烟较高, 毛烟较低; 含量差异最大的氨基酸为脯氨酸和天门冬氨酸。不同地点毛烟相比较, 天门冬氨酸、酪氨酸和精氨酸含量差异较大, 变幅都超过20%。

212 不同类型烟草氨基酸变异度分析

综合分析结果(表2) 可以看出, 各氨基酸在不同类型烟草中含量变幅跨越度大。其中脯氨酸、天门冬氨酸、蛋氨酸变异度最大, 酪氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、亮氨酸、谷氨酸、丝氨酸、赖氨酸、缬氨酸、游离氨基酸总量、丙氨酸居中, 组氨酸变异度最小, 表明烟叶的氨基酸含量与烟草的类型、品种(系) 、生态环境密切相关。从平均数得出, 烟草氨基酸含量最高为天门冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸, 酪氨酸、蛋氨酸含量最少, 其他氨基酸含量都在3171%~6161%之间。

213 各游离氨基酸含量分析

谷氨酸和天门冬氨酸属于酸性氨基酸, 在各烟叶的测定结果中两者含量均较高, 二者均与烟叶的氮素同化过程密切相关。因为天门冬氨酸是合成烟碱的底物之一, 而谷氨酸在几乎所有的氨基酸生物合成过程

-10]

中均提供氨基(-NH2) 供体[9。天门冬氨酸和谷氨酸

1 材料与方法

111 供试材料

本试验中所测样品除白肋烟包括有云南宾川样品外, 均为2008年四川生产。烟叶样品均为调制后上二棚烟叶, 样品和产地分别为:烤烟(四川凉山) 、白肋烟

(四川达州、云南宾川) 、沙姆逊香料烟(四川攀枝花) 、马里兰烟(四川达州) 、毛烟(四川乐山、四川万源) 、糊米烟(四川什邡) 、巫烟(四川达州) 和兰花烟(四川万源) , 样品来自各产地主烟区。112 氨基酸的测定

采用德国SYKAM 433D 全自动氨基酸分析仪测定。首先在水解管中加入6mol/L 盐酸10mL 和新蒸馏的苯酚3~4滴, 将水解管放人冷冻剂中3~5min, 再抽真空充入高纯氮气; 重复3次后, 在充氮气状态下封口或拧紧螺丝盖将已封口的水解管放在(110? 1) e 的恒温干燥箱内, 水解22h 后取出冷却。将水解液过滤后全部转移到50mL 容量瓶中定容。吸取滤液1mL 于5mL 容量瓶内, 用真空干燥器在40~50e 干燥, 残留物用1~2mL 水溶解, 再干燥, 反复进行2次, 最后蒸干, 用1m L pH 212的缓冲液溶解, 供仪器测定用。

都以白肋烟与晒烟含量最高, 烤烟最低。按含量排序, 天门冬氨酸为晒烟>白肋烟>马里兰烟>香料烟>烤烟, 谷氨酸为晒烟>白肋烟>香料烟>马里兰烟>烤烟。烤烟和香料烟中天门冬氨酸较低, 是烤烟和香料烟区别去其他类型烟草的一个特点。

赖氨酸、精氨酸、组氨酸为碱性氨基酸, 脯氨酸是非极性氨基酸且与植物的抗逆性有关[11]。由表1可知, 赖氨酸和精氨酸含量均为晒烟含量较高, 白肋烟和马里兰烟次之, 烤烟、香料烟最低。由表2可知, 类型间烟草组氨酸含量差异不明显。脯氨酸香料烟与烤烟含量显著高于其它类型烟叶, 分别是白肋烟、马里兰烟及晒烟的3175~511倍。

丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸都是侧链不带电荷的氨基酸。不同烟草类型间甘氨酸和苏氨酸相比较, 晒烟>马里兰烟>白肋烟>香料烟>烤烟。丙氨酸含量晒烟最高, 但彼此间差异不大。苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸属于非极性脂肪族的氨基酸, 酪氨酸的侧链也不带电荷。苯丙氨酸和酪氨酸是烟草中两种重要的芳香族类氨基酸, 这两种氨基酸尤其是苯丙氨酸在烟叶品质的形成方面具(如肉

2 结果与分析

211 不同类型烟草氨基酸组成分析

对不同类型烟草氨基酸的测定结果(表1) 表明, 不同类型烟草在氨基酸组成与各氨基酸含量上有较大差异。总游离氨基酸含量趋势为晒烟>白肋烟>马里兰烟>香料烟>烤烟。其中白肋烟、马里兰烟、晒烟中含量最高的氨基酸为天门冬氨酸和谷氨酸, 两者之和占到总量的31101%~46175%; 烤烟和香料烟含量最高的2种氨基酸为脯氨酸和谷氨酸, 两者之和占总量的34143%~38169%。

不同地区白肋烟相比较, 云南白肋烟总游离氨基酸含量高出四川2618%。除丝氨酸和组氨酸外, 其他

赵田等 不同类型烟草游离氨基酸组成和含量的差异分析

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之, 烤烟含量最少。

蛋氨酸是烟叶中含量最少的氨基酸, 但在不同类型烟草间蛋氨酸含量差异明显, 变异系数达43134%。晒烟含蛋氨酸最多, 其次为晾烟, 马里兰烟、香料烟、烤烟中含量最少。

桂酸、咖啡酸、阿魏酸、绿原酸等) 生物合成途径中的重要中间产物, 而这些酚类化合物(尤其是绿原酸) 又对烟叶品质、色泽和烟气等方面有重要影响。结果表

明, 除酪氨酸外, 其他4种氨基酸含量均为晒烟最高, 马里兰烟和白肋烟居中, 香料烟、烤烟含量最少。酪氨酸差异较小, 晒烟最高, 白肋烟、马里兰烟、香料烟次

[12]

表1 不同类型烟草氨基酸含量

氨基酸名称天门冬氨酸

苏氨酸丝氨酸谷氨酸脯氨酸甘氨酸丙氨酸缬氨酸蛋氨酸异亮氨酸亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸组氨酸赖氨酸精氨酸合计

烤烟[***********][***********][***********][1**********]174

白肋烟四川云南[***********][***********][***********][1**********]174

[***********][***********][***********][**************]

香料烟[***********][***********][***********][1**********]166

马里兰烟万源毛烟乐山毛烟[***********][***********][***********][1**********]103

[***********][***********][***********][1**********]119

[***********][***********][***********][1**********]130

地方晒烟糊米烟巫烟[***********][***********][***********][**************]

[***********][***********][***********][**************]

(10mg/g) 兰花烟[***********][***********][***********][**************]

表2 不同类型烟草氨基酸含量差异分析

氨基酸名称天门冬氨酸苏氨酸丝氨酸谷氨酸脯氨酸甘氨酸丙氨酸缬氨酸蛋氨酸异亮氨酸亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸组氨酸赖氨酸精氨酸合计

平均值[***********][***********][***********][1**********]198

标准差1104

[***********][***********][***********]1001101194

变异系数/%46153%22148%21134%21197%64148%23187%18101%20163%41134%23179%22146%26171%24191%9162%21105%25137%19145%

变幅0170~31880126~01580129~01620182~1178014~21040132~01760143~01700130~01620103~01100124~01530144~01920116~01360129~01660142~01600128~01560124~01536174~12156

极差[***********]000, [***********][***********]2801295182

(10mg/g)

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214 不同类型烟叶味觉氨基酸含量比较

一般认为, 大多数氨基酸都有一定的味感, 对味觉产生影响, 食品工业上已有大量不同氨基酸对食品风格特色形成影响的研究。根据对味觉产生的影响, 可将氨基酸分为鲜味类、甜味类和芳香族三类[13], 见表3。

(1) 鲜味类氨基酸鲜味类氨基酸总量以巫烟、云南白肋烟含量最高, 分别为5212mg/g 和5118mg/g, 香料烟与烤烟含量最低, 仅为2018mg/g 、1512mg/g, 这主要由于香料烟与烤烟中缺乏天门冬氨酸。总体来说晒烟>白肋烟>马里兰烟>香料烟>烤烟, 其中白肋

中国烟草学报 2011年4月第17卷第2期

烟鲜味类氨基酸含量是烤烟的2113-314倍。晒烟中毛烟鲜味类氨基酸含量较巫烟、兰花烟低。

(2) 甜味类氨基酸香料烟、晒烟、烤烟甜味类氨基

酸含量较高, 白肋烟含量最低。晒烟中兰花烟甜味类氨基酸含量最高, 毛烟含量最低。

(3)芳香族氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸在烟叶的品质方面具有重要的意义。晒烟中糊米烟芳香族氨基酸含量最高, 为1011mg/g,其次为兰花烟、巫烟, 毛烟最低。不同烟草类型间, 晒烟>白肋烟>马里兰烟>香料烟>烤烟。

(10mg/g)

地方晒烟

香料烟01941114

[***********][***********]

马里兰烟[***********][***********]01190164

万源毛烟乐山毛烟[***********][***********][1**********]3

[***********][***********]0170

糊米烟[***********][***********]1361101

巫烟[***********][***********]01260192

兰花烟[***********][***********]01320195

表3 不同类型烟草味觉氨基酸含量组成白肋烟

类型鲜味类

氨基酸名称天门冬氨酸谷氨酸合计丙氨酸甘氨酸脯氨酸丝氨酸合计苯丙氨酸酪氨酸合计

烤烟[***********][***********]01160145

四川[***********][***********]01190161

云南[***********][***********]01240175

甜味类芳香族

3 结论与讨论

(1) 本研究发现总游离氨基酸含量晒烟>白肋烟>马里兰烟>香料烟>烤烟。史宏志等[6]研究表明, 总游离氨基酸含量与香气量和劲头得分正相关, 与香气质和刺激性及杂气得分负相关, 表明氨基酸含量提高有助于增加香气和得到适宜的劲头, 但香气质变差、刺激性增强、杂气加重。聂荣邦等[14]研究表明, 烟叶中氨基酸含量适当高一些, 对增进品质、提高香吃味是必要的。这显然与某些氨基酸是烟叶陈化、燃吸过程中的非酶棕色化反应的前体物质有关。但是无论是鲜烟叶, 还是烤后烟叶, 在各成熟度档次中, 适熟烟叶氨基酸含量并不是最高, 而是较低, 这说明烟叶香吃味的形成是一个复杂的过程。我们可得出烟叶氨基酸总量在一定范围内升高对烟叶香吃味能产生优良影响的结论。刘敬业等

[15]

最高为脯氨酸和谷氨酸。不同类型烟草氨基酸含量在含量组成中脯氨酸、天门冬氨酸、蛋氨酸变异度最大, 可推测这三种氨基酸对不同类型烟草表现的内在质量有一定影响。云南白肋烟氨基酸含量普遍高于四川白肋烟, 以天门冬氨酸、蛋氨酸和酪氨酸差幅最大。不同种类晒烟中, 总氨基酸含量兰花烟>巫烟>糊米烟>毛烟, 各氨基酸组成含量无规律。不同地点的毛烟中, 造成含量差异的主要来源为天门冬氨酸、酪氨酸和精氨酸。

(3) 按味觉影响分类, 鲜味类和芳香族氨基酸均为晒烟>白肋烟>马里兰烟>香料烟>烤烟。甜味类氨基酸香料烟、烤烟、晒烟含量最高, 白肋烟含量最低。这可能是造成不同类型烟草香味风格差异的原因之一。在卷烟配方中, 从氨基酸角度来看, 为弥补烤烟香气量的不足, 加入晒烟能增加较大香气量, 但香气质变差; 加入白肋烟、马里兰烟因其氨基酸总量适中可能效果较好, 不会产生太大刺激性; 香料烟虽芳香族氨基酸含量较其它低, 但刺激性也小。烤烟和香料烟能表现出较多甜味口感, 对卷烟味感有明显的贡献。

[16]研究得出烤后烟叶的总氨基酸(包括

氨) 的含量在60-80mg/g 之间烟叶品质较佳。其他烟草类型总氨基酸含量适宜范围有待进一步研究。

(2) 研究表明白肋烟、马里兰烟、晒烟中含量最高;

赵田等 不同类型烟草游离氨基酸组成和含量的差异分析

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得出, 进口知名品牌卷烟的氨基酸总量明显高于国产卷烟, 尤其是丝氨酸和天冬氨酸的含量明显高于国产烤烟型卷烟, 同时谷氨酸和丙氨酸含量也高于国产知

名品牌。杨德廉等[7]研究了氨基酸与化学派生值之间的关系, 结果表明丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸含量较高, 钾/氯比值较高, 则烟叶品质较好。还有研究表明, 天门冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、脯氨酸等5种氨基酸直接参与烟草根系烟碱合成代谢, 这5种氨基酸含量高低对烟碱合成有较大的影响[17]。通过对不同类型烟草游离氨基酸组成和含量进行对比, 可以进一步研究大田生产中氮肥施用量、留叶数、打顶时期、调制方式、陈化时间和温度及不同香料的添加等因素对各氨基酸含量变化的影响, 有的放矢地提高烟草中含量较低的对烟草品质有利的氨基酸。参考文献

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