盧曉華，張偉峰，高 遠(yuǎn)，閻 鼎，顧毓敏，張義志，張漸隆，溫 亮

(1.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 330096；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所/農(nóng)業(yè)部煙草質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266101；3.山東臨沂煙草有限公司，山東 臨沂 276200)

烤煙煙葉的化學(xué)成分是決定其品質(zhì)的內(nèi)在因素，感官評(píng)吸質(zhì)量則是作為煙葉品質(zhì)的最終判定指標(biāo)，煙葉品質(zhì)決定了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用價(jià)值，煙葉品質(zhì)研究即是探尋化學(xué)成分與煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量關(guān)系的過程。煙葉化學(xué)成分與感官評(píng)吸質(zhì)量之間的關(guān)系十分復(fù)雜，同時(shí)受品種、氣候、生態(tài)環(huán)境、土壤類型、栽培措施、烘烤技術(shù)和煙葉部位等因素影響，且研究結(jié)果各有差異[1-5]。關(guān)于煙草品質(zhì)方面已有的研究報(bào)道主要集中在化學(xué)成分與感官評(píng)吸質(zhì)量的相關(guān)性[6-11]或不同香型烤煙與化學(xué)成分的相關(guān)性[12-14]，未見對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量影響較大的主要化學(xué)成分含量適宜區(qū)間的研究報(bào)道。為此，選擇典型濃香型產(chǎn)區(qū)桂陽煙區(qū)代表樣品，在分析其化學(xué)指標(biāo)與感官質(zhì)量相關(guān)性的基礎(chǔ)上，再通過多元分析明確主要化學(xué)成分對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量的權(quán)重因子，篩選出對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量影響較大的化學(xué)成分指標(biāo)，進(jìn)而確定化學(xué)成分含量的適宜區(qū)間，以期為湖南郴州桂陽煙區(qū)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

煙葉：煙葉樣品共計(jì)75個(gè)，隨機(jī)取自湖南省郴州市桂陽縣煙區(qū)，每個(gè)煙葉樣品選取中部葉(C3F)5 kg。

1.2方法

1.2.1樣品處理所有煙葉樣品去煙筋后切絲并混合均勻，部分煙絲粉碎研磨后用于化學(xué)成分測(cè)定，部分卷制單料煙后用于感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.2.2化學(xué)成分測(cè)定主要化學(xué)成分包括總糖、還原糖、總氮、總植物堿、鉀和氯?？偺呛瓦€原糖按照YC/T 159-2002 煙草及煙草制品，采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定；總氮按照YC/T 33-1996 煙草及煙草制品，采用克達(dá)爾法；鉀按照YC/T 217-2007 煙草及煙草制品，采用流動(dòng)分析法測(cè)定；總植物堿按照YC/T 160—2002 煙草及煙草制品，采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定；氯按照YC/T 162-2011 煙草及煙草制品，采用連續(xù)流動(dòng)法測(cè)定；各樣品分析檢測(cè)結(jié)果均換算成百分率。

1.2.2感官質(zhì)量鑒定感官評(píng)吸指標(biāo)主要包括香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味等煙氣成分，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所評(píng)吸專家進(jìn)行鑒定，專家評(píng)吸過程中帶入標(biāo)準(zhǔn)樣品，確保整個(gè)評(píng)吸過程循環(huán)帶入，并將評(píng)吸樣品質(zhì)量從高到低劃分為好、較好、一般和差4個(gè)檔次，參考中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所感官質(zhì)量評(píng)價(jià)方法對(duì)煙氣成分各指標(biāo)進(jìn)行量化打分，單項(xiàng)指標(biāo)總分值為10分。

1.2.3煙葉主要化學(xué)指標(biāo)適宜區(qū)間的劃分以感官評(píng)價(jià)總分結(jié)合質(zhì)量檔次作為質(zhì)量特征的主要指標(biāo)，將代表樣品劃分為最優(yōu)樣品、優(yōu)選樣品和其他樣品3個(gè)等級(jí)，綜合考慮化學(xué)成分及衍生值與感官質(zhì)量評(píng)吸指標(biāo)的簡(jiǎn)單相關(guān)性、不同質(zhì)量檔次中部葉主要化學(xué)指標(biāo)差異及煙葉質(zhì)量檔次劃分指標(biāo)因子，確定影響湖南濃香型烤煙感官質(zhì)量的主要化學(xué)指標(biāo)；結(jié)合煙葉化學(xué)成分及感官質(zhì)量評(píng)吸的特點(diǎn)綜合衡量后最終確定各化學(xué)指標(biāo)的最優(yōu)區(qū)間和適宜區(qū)間，且確保各項(xiàng)指標(biāo)值80%～90%位于該區(qū)間。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用DPS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1煙葉化學(xué)成分及感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

從表1看出，還原糖、總糖、總植物堿、總氮、鉀和氯的平均含量分別為23.20%、24.80%、2.15%、1.75%、2.85%和0.28%，糖堿比、氮堿比、鉀氯比、兩糖差和兩糖比平均分別為11.20、0.83、11.30、1.70和0.94?；瘜W(xué)成分含量變異幅度，氯含量最大，變異系數(shù)為41.3%；總植物堿含量其次，變異系數(shù)為16.8%；鉀含量最小，變異系數(shù)為7.2%。衍生指標(biāo)變異幅度，糖堿比最大，變異系數(shù)為25.1%；氮堿比其次，變異系數(shù)為12.4%；兩糖比最小，變異系數(shù)為0.4%?？偺?、總植物堿、總氮和鉀含量在適宜范圍內(nèi)，氯含量略低，糖堿比略高于適宜范圍，鉀氯比在適宜范圍內(nèi)。

從表2可見，香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味的感官評(píng)吸分別為6.07～6.83分，變異系數(shù)為1.5%～5.5%。煙氣成分變異幅度，香氣質(zhì)的最大，變異系數(shù)為5.5%；香氣量其次，變異系數(shù)為5.1%；勁頭最小，變異系數(shù)為1.5%。可見，煙葉樣品的香氣質(zhì)好，香氣量足，余味舒適，為典型的濃香型烤煙。

表1煙葉化學(xué)成分的含量及其變異系數(shù)

注：1) 化學(xué)成分及其衍生值適宜范圍[6]：總糖含量為20%～25%，還原糖含量為18%～22%，總植物堿含量為1.5%～3.5%，總氮含量為1.5%～3.0%，鉀含量為>2.0%，氯含量為0.4%～0.8%，糖堿比為6～10，鉀氯比為>4。2) 變異系數(shù)的單位為%。

Note: 1) Suitable range of chemical composition and its derived value[6]: total sugar content 20%-25%, reducing sugar content 18%-22%,total plant alkaloids content 1.5%-3.5%, total nitrogen content 1.5%-3.0%, potassium content>2.0%, chlorine content 0.4%-0.8%, sugar-nicotine ratio 6-10, and K-Cl ratio>4. 2) The unit of the coefficient of variation is %.

表2煙葉的感官評(píng)吸質(zhì)量

2.2煙葉化學(xué)成分及衍生指標(biāo)與感官評(píng)吸指標(biāo)的相關(guān)性

從表3看出，還原糖、總糖、氯、糖堿比和兩糖差與香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性和余味呈顯著正相關(guān)或者極顯著正相關(guān)，與勁頭相關(guān)性不顯著；還原糖和總糖與濃度呈顯著正相關(guān)，氯與濃度呈極顯著正相關(guān)。表明，在一定范圍內(nèi)，隨著還原糖、總糖和氯含量的升高，煙葉的香氣質(zhì)趨優(yōu)，香氣量趨足，雜氣降低，刺激性降低，余味變好。總植物堿和鉀氯比與香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性和余味呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中鉀氯比與濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明，在一定范圍內(nèi)隨著總植物堿含量升高和鉀氯比增大，感官評(píng)吸質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。總氮與香氣質(zhì)、雜氣和余味呈顯著負(fù)相關(guān)；氮堿比與香氣質(zhì)、雜氣、刺激性和余味呈極顯著正相關(guān)。

2.3中部葉不同感官質(zhì)量檔次的主要化學(xué)成分含量

從表4可知，還原糖、總糖、總植物堿、氯、糖堿比、氮堿比和鉀氯比對(duì)中部葉感官質(zhì)量檔次的影響較大，其中，氯和鉀氯比對(duì)其產(chǎn)生的影響差異顯著(P<0.05)，其余指標(biāo)對(duì)其產(chǎn)生的影響差異極顯著(P<0.01)；總氮、鉀、兩糖比和兩糖差對(duì)其產(chǎn)生的影響差異不顯著。

表3煙葉化學(xué)成分及其衍生指標(biāo)與感官評(píng)吸指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

注：**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)，*表示顯著相關(guān)(P<0.05)。

Note:** and * indicate significant difference atP<0.01 andP<0.05 levels respectively.

表4 中部葉不同感官質(zhì)量檔次的主要化學(xué)成分含量及衍生指標(biāo)

2.4煙葉感官質(zhì)量檔次的主要影響因子

從表5可知，在10個(gè)不同因子中，前5個(gè)因子對(duì)煙葉感官質(zhì)量檔次影響的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)97.5%，即為主因子。由于這5個(gè)主因子是互作或復(fù)合因子，還需要進(jìn)一步采用因子荷載矩陣找出具體化學(xué)成分指標(biāo)。從表6看出，在不同因子荷載矩陣中的絕對(duì)值越大，其產(chǎn)生的影響就越大。第1個(gè)主因子主要由還原糖、總糖和總氮決定，該因子主要包括含碳化合物和含氮化合物，可稱之為碳氮互作因子。第2個(gè)因子主要由兩糖差決定，其主要是碳化合物，可稱之為碳因子。第3個(gè)因子主要由氮堿比決定，其主要是含氮化合物，可稱之為氮因子。第4～5個(gè)主因子主要由鉀、氯和鉀氯比決定，氯是影響煙葉燃燒性的重要元素，鉀氯比通常可用來評(píng)價(jià)煙葉燃燒性，固可稱之為燃燒性因子。綜合看，還原糖、總糖、兩糖差、氮堿比、鉀、氯、鉀氯比和總氮對(duì)煙葉質(zhì)量檔次劃分具有較大的貢獻(xiàn)，結(jié)合化學(xué)成分及衍生值與感官質(zhì)量評(píng)吸指標(biāo)的簡(jiǎn)單相關(guān)性分析結(jié)果，煙葉質(zhì)量檔次劃分的重要指標(biāo)為還原糖、總糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比。

表5不同因子的特征值及累計(jì)方差貢獻(xiàn)率

Table 5 Eigenvalues and cumulative variance contribution rates of different factors

因子Factor特征值Eigenvalue貢獻(xiàn)率%Contribution rate累計(jì)貢獻(xiàn)率%Cumulative concentration rate15.9253.8453.8421.9217.4371.2631.2511.3882.6441.079.6892.3350.625.6397.9560.151.4199.3670.050.4499.7980.020.1499.9490.000.0499.98100.000.02100.00

注：在前5個(gè)因子中，1為碳氮互作因子，2為碳因子，3氮因子, 4和5均為燃燒性因子。

Note: Among the first 5 factors, 1 is the carbon-nitrogen interaction factor, 2 is the carbon factor, 3 is nitrogen factor, 4 and 5 are flammability factors.

2.5主導(dǎo)感官質(zhì)量評(píng)價(jià)的烤煙主要化學(xué)指標(biāo)適宜區(qū)間

從表7可知，以感官評(píng)價(jià)總分結(jié)合質(zhì)量檔次作為質(zhì)量特征的主要指標(biāo)，將煙葉樣品劃分為最優(yōu)樣品、優(yōu)選樣品和其他樣品3個(gè)等級(jí)。最優(yōu)樣品、優(yōu)選樣品和其他樣品的總糖含量分別為26.8%、25.5%和22.3%，還原糖含量分別為24.7%、24.0%和20.9%，總植物堿含量分別為2.01%、2.1%和2.3%；糖堿比和鉀氯比也存在差異。所有指標(biāo)各等級(jí)間均達(dá)極顯著差異。各化學(xué)成分含量及其衍生指標(biāo)值的大小對(duì)煙葉感官質(zhì)量檔次均產(chǎn)生不同程度的影響，總糖、還原糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比最優(yōu)區(qū)間分別為24.0%～31.0%、22.0%～28.0%、1.7%～2.4%、9.7～15.8和5.1～14.0，適宜區(qū)間分別為23.0%～31.0%、21.0%～28.0%、1.7%～2.6%、9.0～15.8和5.0～17.0。

表6供試煙葉樣品的因子載荷矩陣

表7不同等級(jí)煙葉樣品主要化學(xué)成分的含量及其影響煙葉感官質(zhì)量檔次的最優(yōu)與適宜區(qū)間

Table 7 Contents of main chemical components in different grades of flue-cured tobacco leaf samples and their optimal and suitable intervals affecting the sensory quality grades of flue-cured tobacco leaves

指標(biāo)Indicator煙葉樣品等級(jí)Flue-cured tobacco sample grade最優(yōu)優(yōu)選其他煙葉感官質(zhì)量檔次Tobacco sensory quality grade最優(yōu)區(qū)間適宜區(qū)間 總糖/% Total sugar26.8±2.3325.5±2.1222.3±4.6124.0～31.023.0～31.0還原糖/% Reducing sugar24.7±1.8624.0±1.8720.9±3.8822.0～28.021.0～28.0總植物堿/% Total plant alkaloids2.03±0.242.1±0.292.3±0.441.7～2.41.7～2.6糖堿比 Sugar-nicotine ratio12.4±2.1011.9±2.259.5±3.239.7～15.89.0～15.8鉀氯比 K-Cl ratio9.0±3.0011.8±3.2012.8±3.205.1～14.05.0～17.0

3結(jié)果與討論

煙葉主要化學(xué)成分與煙葉吸食質(zhì)量具有很強(qiáng)的相關(guān)性，煙葉的總植物堿和總氮含量與感官評(píng)吸指標(biāo)呈極顯著負(fù)相關(guān)，還原糖、總糖和糖堿比與感官質(zhì)量指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)[15-16]，與此次研究結(jié)果相吻合。研究結(jié)果表明，煙葉質(zhì)量檔次劃分的重要指標(biāo)為還原糖、總糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比。常愛霞等[17]認(rèn)為，總植物堿、兩糖差與感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)系密切。與研究結(jié)果不一致?？赡茉颍涸撗芯看順悠芳性谝粋€(gè)產(chǎn)區(qū)，在種植模式、栽培調(diào)制技術(shù)和生態(tài)因素相對(duì)一致，其總植物堿和兩糖差相對(duì)接近，因此弱化了對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明，總糖、還原糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比最優(yōu)區(qū)間分別為24%～31%、22%～28%、1.7%～2.4%、9.7～15.8和5.1～14.0，適宜區(qū)間分別為23%～31%、21%～28%、1.7%～2.6%、9.0～15.8和5.0～17.0。杜詠梅等[18]對(duì)宣威產(chǎn)區(qū)烤煙香型風(fēng)格及其主要化學(xué)指標(biāo)適宜區(qū)間的研究認(rèn)為，化學(xué)成分的適宜區(qū)間：總糖為26%～40%、還原糖為20%～32%、總植物堿1.2%～2.4%、糖堿比為9～24、氮堿比為0.7～1.3，與該研究結(jié)果存在差異，可能是由于不同香型烤煙化學(xué)成分存在差異所導(dǎo)致。劉金霞等[13]研究結(jié)果顯示，濃香型烤煙的總糖為25.9%、還原糖為21.8%、總植物堿為2.5%、總氮為2.08%和鉀氯比為6.5，均處于該研究的化學(xué)成分適宜區(qū)間內(nèi)。

該研究以濃香型代表產(chǎn)區(qū)郴州桂陽煙葉(C3F)作為代表樣品，研究其化學(xué)成分與感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)系，明確了主要化學(xué)成分對(duì)感官評(píng)吸質(zhì)量的權(quán)重因子，同時(shí)給出了其最優(yōu)區(qū)間和適宜區(qū)間，個(gè)別指標(biāo)與普遍認(rèn)同的指標(biāo)(其以西方混合型卷煙為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，如糖堿比為6～10，生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)烤煙中糖堿比均大于等于10)[19]存在差異，但與現(xiàn)階段的研究結(jié)果基本一致[18,20]。該研究的感官評(píng)吸質(zhì)量由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所鑒定，不排除評(píng)吸過程中人為對(duì)烤煙原料的風(fēng)格特色存在特殊偏好，確定的濃香型烤煙化學(xué)成分的適宜區(qū)間可能存在一定差異性，但其對(duì)烤煙多等級(jí)內(nèi)在品質(zhì)研究具有重要參考價(jià)值。