烤烟刺激性和杂气的影响因素及主要改善措施

摘要 刺激性和杂气是衡量烤烟品质最主要的感官质量指标，综述影响烟叶刺激性和杂气的主要研究，重点对烟叶化学成分（含氮化合物、糖类、氯元素等）及其影响因素（生态环境、品种、pH）、物理性状、栽培和加工（栽培、初烤、复烤、陈化）3个方向和多个维度的研究现状进行了跟踪分析，现阶段的研究结果表明：烟叶刺激性和杂气感官评吸质量是受多种因素共同作用的结果，但本质上是受化学成分含量及比例的影响。总结了降刺除杂的主要农艺措施和工艺措施，为烤烟行业降刺除杂以提高感官质量提供了一定的理论依据。

关键词 烤烟；刺激性；杂气；农艺措施；工艺措施

中图分类号 TS41+1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）17-0006-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.17.002

Influencing Factors and Countermeasures of Tobacco Irritancy and Offensive Odor

LI Yuan-hao1， YANG Jin-rui1， YUE Xiao2 et al

（1. Tobacco College of Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan  650201;2.Sichuan Tobacco Rebaking Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan 610096）

Abstract Irritation and odor are the most important sensory quality indexes for evaluating flue-cured tobacco quality. This paper reviewed the main researches involved in affecting irritation and odor in tobacco leaf. The current research status of tobacco chemical composition （including nitrogen compounds， sugars， chlorine elements， etc.） and its influencing factors （ecological environment， variety， pH ）， physical properties， cultivation and processing （cultivation， pirmary-curing， aging， flue-curing） and many dimensions were tracked and analyzed. The current research results indicated that the smoking quality of tobacco leaf is affected by many factors， but it is essentially affected by the content and proportion of chemical components. The main agronomic measures and technological measures for reducing thorns and removing impurities were summarized in this paper， which provided a theoretical basis for improving the sensory quality of flue-cured tobacco industry.

Key words Flue-cured tobacco;Irritation;Offensive odor;Agronomic measures;Technological measure

基金项目 中国烟草总公司四川省公司科技计划项目（SCYC202210）；云南省烟草公司昭通市公司科技项目（ZT20235301002）。

作者简介 李元昊（1997—），男，山东聊城人，硕士，从事烟草产质量研究。

通信作者，教授，博士，从事土壤与植物营养研究。

收稿日期 2023-08-28；修回日期 2023-11-20

在烟草产业中，刺激性是指烟支燃吸时烟气对口腔、鼻腔、喉部的刺激反射状态。杂气是指烟支燃烧时，烟气里除产生香气外，还伴随有青杂气、生杂气、木质气、枯焦气、土腥气或土怪气、松脂气以及地方性杂气等不良气味，这些不良气味统称为杂气。随着时代的发展和社会的进步，广大烟民对健康的追求和烤烟的品质要求越来越高。为提高烤烟品质，可以采取增加香气质、香气量、改善余味等正面措施，还可以采取降低刺激性（降刺）、清除杂气（除杂）等辅助措施。当下对烤烟的刺激性和杂气的系统性研究仍然较少，该研究探讨影响烤烟刺激性和杂气的因素和降刺除杂措施的研究现状，以期为烤烟行业降刺除杂以提高感官质量提供一定的理论依据。

1 化学成分物理性状与烟叶感官性状的关联

1.1 化学成分

化学成分是影响烟叶品质的内因，常规化学成分和致香成分的含量及比例决定了烟草的质量［1］。感官质量反映烟叶的内在成分［2］，刺激性和杂气与烟叶内部的化学成分相关［3-4］，且与烟叶的质量风格特征紧密相关［5-6］。学界对含氮化合物、糖类、氯元素的研究比较深入，结果表明其是影响烟叶化学成分的主要因素。

1.1.1 含氮化合物。

氮是影响烤烟质量的重要元素，也是烟草中许多化合物的组成元素［7］。刺激性主要与挥发碱类等含氮化合物有关，王明锋等［8］在研究烤烟型卷烟主流烟气中的游离烟碱对感官舒适性影响时，对刺激性进行了细致的划分，感官性状的相关系数绝对值越高，相关度越大（表1）。燃吸时，主流烟气烟碱含量越高，卷烟劲头越大；当游离烟碱含量越低，卷烟舒适性越好，刺激性越弱。杂气得分主要受总氮、钾的含量以及主流烟气pH的影响，总氮的量越高杂气越小［9］。崔英［10］发现，在一定范围内氮碱比与刺激性相关性达到极显著相关水平，随着氮碱比下降，感官评吸质量刺激性减弱，故适度降低氮碱比有利于提升感官评吸质量［11］。

蛋白质是烟叶的主要结构物质，蛋白质增加会导致抽吸时会产生更多的杂气并使刺激性增大，烟草中适量的氨基酸对烟气劲头的提高有利，但过量则具有刺激性和苦涩味［12］。通过灰色关联度分析，中低海拔（<1 600 m），对杂气刺激性影响较大的为甲硫氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸；高海拔（>1 600 m），对杂气刺激性影响较大的则是丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸以及赖氨酸，这些种类氨基酸的含量下降可减少烟叶杂气、烟气浓度和刺激性［13］。

1.1.2 糖类。

石凤学等［14］研究发现，杂气和刺激性得分与还原糖含量呈极显著相关，烟叶原料中总糖和还原糖含量增加，可提高香气质、香气量、余味并降低刺激性、杂气。烟叶中还原糖和可溶性总糖降低，淀粉、纤维素、半纤维素含量升高时，会加重烟叶燃吸时产生刺激性的呛咳和“烧纸”杂气，掩盖烟叶的香气，使烟叶感官品质下降［15-16］。

1.1.3 氯元素。

烟叶的香气质、香气量、杂气、刺激性等指标受氯含量的影响［17］。许自成等［18］研究表明，烤烟氯含量在0.01%～1.20%的范围内，氯含量与杂气存在显著的二次曲线回归关系，杂气随氯含量增加先减少后增加，这与李长江等［19］的研究结果一致。

1.1.4 烟叶pH。

烤烟的pH直接影响其感官质量，烤烟pH在4.5～5.5范围内，刺激性和杂气得分均与烤烟pH呈正相关［20］，随着烤烟pH的提高，香气质变好，杂气变轻，刺激性变小，余味变得更舒适。

1.2 影响烟叶化学成分的因素

1.2.1 生态环境。

生态环境是影响烤烟风格特色的重要外因［21-23］，生态环境的变化对一个烤烟品种的经济性状和品质性状都有很大的影响［24］，其中气候条件对烟叶品质的影响起主要作用，不同种植区域的气候条件对烟叶中的代谢产物产生很大影响，进而改变烟叶化学成分的含量及比值。同时适宜的气候条件也是优质烟叶形成的基础条件［25-27］。

研究发现，气候条件中平均相对湿度及日照时数与刺激性和杂气关联度高［28］。刺激性与气候因子的关系方程如表2所示，采烤期70 d积温与感观评价分数呈负相关，积温上升，感官评价分数下降，刺激性和杂气增加，以此类推。结果表明烤烟刺激性随烟季第5月日照时数、日照百分比和采烤期70 d积温、采烤期旬平均温度、烟季第5月日均温的增加而增加，随烟季第1月日均温、烟季第2月降水量的增加而降低［29］。

由表3可知，杂气受伸根期和旺长期气温日较差显著影响，其他因素与杂气关系不明显：整个大田期日照时数和气温日较差与刺激性关系显著，刺激性受旺长期降水量和相对湿度显著影响［30］。烟草旺长期降水量与烟叶刺激性呈负相关，与烟叶香气量呈正相关；随着大田中、后期雨水增加，香气质逐渐变好，余味较舒适，但会使得烤烟刺激性增加［31］。

1.2.2 土壤pH。

土壤pH对烟叶的化学成分和感官评吸质量造成显著的影响。土壤pH在5.8～7.8时，化学成分中水溶性糖类含量增加和蛋白质含量降低，导致烟叶糖蛋比提高，改变了烟叶的酸碱平衡，使烟气的劲头和刺激性降低。在土壤pH为4.2的酸性条件下，烟叶化学成分中淀粉、蛋白质等含量过高，而总多酚等香气前体含量较低，烟气的香气质较差，香气量不足，刺激性较大［32］。

1.2.3 品种。

品种是影响烤烟风格特色的一大内因［21-23］，不同品种在同一地区生产的烟叶的刺激性也有所不同。品种间遗传特性不同，受到外界影响也不同，导致外观和内在化学成分存在差异，进而影响烤烟的感官品质。研究表明，毕节烟区最适种植品种为云烟87，其主要特征表现为香气质尚好，香气量尚足，烟气稍细腻，劲头和浓度稍大，刺激性稍有，微有杂气，整体优于其他品种［33］。在同一个地区，不同品种间刺激性和杂气不同，可通过比较筛选出适合当地种植的高产优质品种。

1.2.4 代谢通路改良。

叶面喷施亚精胺能够降低衰老标志基因（NtCPI）的表达量，提高烤后上部叶两糖比和氮碱比［34］，使烤后烟叶香气量更充足，杂气减少。烟草NtERF32、NtERF221/ORC1和NtMYC2a TFs基因的过表达导致T2转基因K326烟草植物在打顶前尼古丁积累显著增加［35］，进而使得烟草刺激性增加。除了上述影响基因表达水平的措施外，还可以对基因进行编辑。对植株进行PCR扩增和测序比对，结果表明编辑株系在NtCPS2基因开放阅读框第239位置插入单个碱基，使得8306编辑系较野生型顺－冷杉醇含量及NtCPS2相对表达量均显著降低［36］。当冷杉醇含量降低时，杂气减少，晾晒叶特征香气减弱并且刺激性降低。

2 物理性状

烟叶物理性状与刺激性和杂气也有一定的内在联系。烟叶底色越偏灰，烟叶感官评吸中枯焦气和木质气越强，刺激性越大；厚度越厚，烟叶感官评吸中枯焦气越凸显、浓度越大；光泽与刺激性呈显著负相关，光泽越鲜明，烟叶感官评吸刺激性越小［37］。填充值、平衡水分和叶面密度对刺激性和杂气均有显著影响，表现为叶面密度和填充值越小，平衡水分越大，烤烟的刺激性和杂气也越小；刺激性还显著受叶片长度影响，叶片长度变小，刺激性也越小［38］。在叶长与感官质量关系的研究方面，刘扣珠等［39］研究更为细致，通过调查比对，发现“中烟100”的上3片与下3片烟叶各有其最优叶长，此时烟叶刺激性较小，余味较舒适，青杂气较轻。