楊 欣，胡男君，關(guān)羅浩，冀 浩，王初亮，謝 晉，李 超

（廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510610）

【研究意義】化學(xué)成分是煙葉質(zhì)量評價的重要指標(biāo)，也是工業(yè)企業(yè)原料選用的重要依據(jù)，相關(guān)研究一直備受關(guān)注［1-2］。在眾多指標(biāo)中，煙堿、總氮、還原糖、鉀、氯和總糖含量由于可以反映煙葉的生理強度、酸堿平衡、燃燒性和成熟度等而成為煙葉化學(xué)成分評價的主要指標(biāo)［3］。但我國煙葉產(chǎn)區(qū)分布廣泛，不同地區(qū)煙葉的主要化學(xué)成分存在較大差異，同一地區(qū)不同年份間煙葉的主要化學(xué)成分也存在一定波動［4-5］，從而影響卷煙配方的穩(wěn)定性。云南文山、普洱、臨滄等地是云南省重點發(fā)展的新煙區(qū)，2011年煙葉產(chǎn)量達465萬擔(dān)，已成為我國卷煙工業(yè)企業(yè)重要的原料基地［6］，明確該區(qū)域煙葉化學(xué)成分狀況對于促進新煙區(qū)煙葉在卷煙配方中的合理使用具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前，有關(guān)不同地區(qū)煙葉化學(xué)成分特征的研究已有很多報道。有研究表明，2002—2013年，我國中部煙葉淀粉、鉀和氯含量相對穩(wěn)定，還原糖含量總體呈上升趨勢，總氮和煙堿含量則呈下降趨勢［7］；2011—2015 年我國煙葉的總氮含量總體適宜，氯含量在產(chǎn)區(qū)間差異較大，結(jié)合近30年的歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，我國煙葉的總氮和鉀含量總體上升呈上升趨勢［8］。王育軍等［9］研究發(fā)現(xiàn)，云南曲靖煙葉的煙堿、鉀、氯含量適中，總糖、還原糖含量偏高，總氮含量稍低；夏冰冰等［10］研究發(fā)現(xiàn)，遵義煙區(qū)上部煙葉的評吸質(zhì)量與總糖、還原糖、淀粉、糖堿比、鉀氯比、施木克值、糖氮比呈顯著正相關(guān)，與總植物堿、總氮、氯、揮發(fā)堿呈顯著負相關(guān)，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)提高遵義上部煙葉糖組分含量、降低含氮化合物含量將有利于提高烤煙的評吸質(zhì)量?！颈狙芯壳腥朦c】云南新煙區(qū)由于發(fā)展時間相對較晚，當(dāng)?shù)責(zé)熑~的主要化學(xué)成分特征、年際間變化趨勢及其與評吸質(zhì)量的關(guān)系尚不明確，限制了在卷煙配方中的應(yīng)用?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選取文山廣南、普洱景東和臨滄雙江3個種植規(guī)模較大的植煙縣，收集2011—2018年3個植煙縣的煙葉樣品，分析這些區(qū)域B2F、C3F、X2F 3個等級煙葉的主要化學(xué)特征，并探討其與感官評吸質(zhì)量的關(guān)系，以期為生產(chǎn)技術(shù)方案的改進和卷煙配方的使用提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2011—2018年，從廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司在文山廣南、普洱景東和臨滄雙江的煙葉基地單元定點采集初烤煙葉樣品288份，其中廣南縣81份，景東縣81份，雙江縣126份，樣品等級為B2F、C3F、X2F，每份樣品2 kg，烤煙品種為云煙85、云煙87和K326。采集的煙葉樣品分為兩部分，分別用于化學(xué)成分測定和單料煙評吸鑒定。

1.2 試驗方法

1.2.1 煙葉化學(xué)成分檢測 煙葉樣品經(jīng)過50℃烘干，去梗，粉碎后，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法YC/T159-2002、YC/T 161-2002、YC/T 160-2002、YC/T 173-2003和YC/T 162-2002的連續(xù)流動分析法測測定煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀、氯含量（質(zhì)量分數(shù)）。

1.2.2 評吸質(zhì)量鑒定 感官評吸樣品經(jīng)去梗、切絲、烘干、平衡水分后卷制成卷煙，感官質(zhì)量指標(biāo)由廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司和瑞升技術(shù)有限公司有資質(zhì)的評吸人員組成的評吸小組進行評價，主要包括香氣質(zhì)、香氣量、濃度、雜氣、刺激性、余味、勁頭7個指標(biāo)，采用9分制打分。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel和PASW Statistics18軟件進行整理、統(tǒng)計、作圖及分析，用鄧肯氏新復(fù)極差法（Duncan）進行差異顯著性分析，利用MATLAB2016a軟件將評吸質(zhì)量總分與各化學(xué)成分進行灰色關(guān)聯(lián)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 新煙區(qū)煙葉主要化學(xué)成分分析

從表1可以看出，2011—2018年文山廣南、普洱景東和臨滄雙江3個植煙縣上部煙葉總糖、鉀、還原糖、煙堿、氯和總氮的平均含量分別為 31.11%、1.78%、23.67%、3.14%、0.22% 和2.20%。其中，中部煙葉總糖、鉀、還原糖、煙堿、氯和總氮的平均含量分別為35.21%、2.03%、25.59%、2.26%、0.22%和1.85%；下部煙葉的總糖、鉀、還原糖、煙堿、氯和總氮的平均含量分別為32.15%、2.48%、23.89%、1.83%、0.22%和1.81%?？傮w來看，總糖、還原糖、總氮等指標(biāo)的變異系數(shù)相對較小，氯含量的變異系數(shù)明顯較大，最大達到60.31%。

表1 上、中、下3個部位煙葉主要化學(xué)成分Table 1 Main chemical components of upper, middle and lower tobacco leaves

一般認為，烤煙還原糖含量18%～24%，總氮在1.5%～2.5%之間，鉀含量1.5%以上，氯含量在0.3%～0.8%之間，上部煙葉煙堿含量在2.5%～3.5%之間，中部煙葉煙堿2.0%～3.0%之間，下部煙葉煙堿1.5%～2.0%之間的煙葉化學(xué)成分相對適宜。2011年以來，上部煙葉煙堿含量在2.5%～3.5%之間的樣品所占比例為45.21%，有33.33%的樣品煙堿含量超過3.5%，總氮含量在1.5%～2.5%之間的樣品比例為71.25%，還原糖含量在16%～26%之間的樣品比例為76.70%，鉀含量1.5%以上的樣品比例為83.31%，氯含量在0.3%～0.8%之間的樣品比例為16.75%，有28.36%的樣品氯含量低于0.1%；中部煙葉煙堿含量在2.0%～3.0%之間的樣品比例為70.91%，有89.03%的中部煙葉樣品總氮含量在1.5%～2.5%之間，還原糖含量在16%～26%之間的樣品比例為58.17%，41.92%的樣品還原糖含量超過26%，鉀含量1.5%上的樣品比例為90.36%，氯含量在0.3%～0.8%之間的樣品比例為16.10%，27.43%的樣品氯含量低于0.1%；下部煙葉還原糖含量在16%～26%之間的樣品比例為65.68%；鉀含量1.5%以上的樣品比例為95.12%，氯含量在0.3%～0.8%之間的樣品比例為27.94%，72.06%的樣品氯含量低于0.3%。由此可見，2011年以來，云南新煙區(qū)3個植煙縣煙葉鉀含量相對適宜，氯含量總體偏低，部分上部煙葉樣品煙堿含量偏高，中部煙葉樣品還原糖含量偏高。

從表2可以看出，廣南、景東和雙江3個植煙縣上部煙葉主要化學(xué)成分存在顯著差異。其中，煙葉總糖含量以雙江最高，其次為景東，廣南最低，最大相差0.4倍，且產(chǎn)區(qū)間總糖含量差異均達到顯著水平；煙葉鉀含量以景東最高，廣南最低，產(chǎn)區(qū)間差異均達到顯著水平；煙葉還原糖含量以廣南最低，顯著低于其他兩個產(chǎn)區(qū)；煙堿含量以廣南最高，廣南煙葉煙堿含量顯著高于雙江；煙葉氯含量在產(chǎn)區(qū)間無顯著差異；雙江煙葉總氮含量顯著低于廣南和景東。中部煙葉主要化學(xué)成分的比較結(jié)果（表3）顯示，景東及雙江煙葉的總糖、還原糖和鉀含量顯著高于廣南，產(chǎn)區(qū)間煙堿含量和氯含量無顯著性差異，廣南和景東煙葉的總氮含量顯著高于雙江。由下部煙葉化學(xué)成分的比較結(jié)果（表4）可知，煙葉總糖和還原糖含量均以雙江產(chǎn)區(qū)最高，且顯著高于廣南和景東產(chǎn)區(qū)，煙葉煙堿含量和總氮含量均以雙江產(chǎn)區(qū)相對較低，顯著低于廣南產(chǎn)區(qū)。

表2 不同產(chǎn)區(qū)上部煙葉主要化學(xué)成分比較Table 2 Comparison of main chemical components among upper tobacco leaves from different production areas

表3 不同產(chǎn)區(qū)中部煙葉主要化學(xué)成分比較Table3 Comparison of main chemical components among middle tobacco leaves from different production areas

表4 不同產(chǎn)區(qū)下部煙葉主要化學(xué)成分比較Table 4 Comparison of main chemical components among lower tobacco leaves from different production areas

總體來看，不同產(chǎn)區(qū)間上、中 、下3個部位煙葉的主要化學(xué)成分均表現(xiàn)出了相似的規(guī)律，雙江產(chǎn)區(qū)煙葉的總糖、還原糖含量相對較高，總氮含量則顯著低于其他兩個產(chǎn)區(qū)；煙葉鉀含量以景東產(chǎn)區(qū)相對較高；氯含量在各產(chǎn)區(qū)間無顯著差異?？梢姡煌a(chǎn)區(qū)煙葉化學(xué)成分的差異主要表現(xiàn)為總糖、還原糖、總氮、鉀含量的的差異。

2.2 新煙區(qū)煙葉主要化學(xué)成分變化趨勢

圖1 2011—2018年上部煙葉主要化學(xué)成分變化Fig. 1 Variation trend of main chemical components in upper tobacco leaves from 2011 to 2018

從圖1可以看出，2011年以來，新煙區(qū)上部煙葉鉀含量和氯含量在不同年份間相對穩(wěn)定，煙葉總糖含量在2011—2013年變化明顯，由2011年的29.22%上升到32.55%，并在2013年降至25.90%，表現(xiàn)為先上升后下降的單峰形曲線；2013年以后，煙葉總糖含量總體呈上升趨勢，由2013年的25.90%升至2018年的30.05%，增幅為16.02%，其中以2016—2018年上升較為明顯，2013—2016年則相對穩(wěn)定。煙葉還原糖含量變化趨勢總糖含量相似。煙葉煙堿含量自2013年以來總體表現(xiàn)為下降趨勢，由2013年的3.48%降至2018年的3.06%。總氮含量的變化趨勢與煙堿相似。

圖2為2011—2018年中部煙葉主要化學(xué)成分變化趨勢。從圖2可以看出，2011年以來，中部煙葉鉀含量和氯含量相對穩(wěn)定；煙葉總糖含量在2011—2013年呈下降趨勢，2013年以來表現(xiàn)為上升趨勢，由2013年的31.05%上升至2018年的35.50%，增幅為14.30%；煙葉還原糖含量表現(xiàn)出與總糖含量相似的趨勢；煙葉煙堿含量在2011—2013年上升明顯，2013年以后煙堿含量則呈下降趨勢，由2.90%降至2.26%，降幅為22.07%。煙葉總氮含量的變化趨勢與煙堿相似。

圖3為2011—2018年下部煙葉主要化學(xué)成分變化趨勢。由圖3可以看出，下部煙葉鉀含量和氯含量在不同年份間相對穩(wěn)定；2011年以來，煙葉總糖含量和還原糖含量上升趨勢明顯，分別由2011年的28.23%和20.87%上升至2018年的34.22%和25.71%；煙堿含量則呈明顯的下降趨勢，由2011年的2.47%降至2018年的1.74%，降幅達29.55%；總氮含量的變化趨勢與煙堿相似。

總體來看，2011—2018年新煙區(qū)上、中、下3個部位煙葉的鉀含量和氯含量在不同年份間相對穩(wěn)定，2013年以來中、上部煙葉總糖和還原糖含量呈現(xiàn)出上升趨勢，煙堿和總氮含量則總體呈下降趨勢。

2.3 新煙區(qū)煙葉主要化學(xué)成分與評吸質(zhì)量指標(biāo)之間的相關(guān)性

圖2 2011—2018年中部煙葉主要化學(xué)成分變化Fig. 2 Variation trend of main chemical components in middle tobacco leaves from 2011 to 2018

圖3 2011—2018年下部煙葉主要化學(xué)成分變化Fig. 3 Variation trend of main chemical components in lower tobacco leaves from 2011 to 2018

表5 煙葉主要化學(xué)成分與評吸質(zhì)量的簡單相關(guān)分析Table 5 Simple correlation analysis between main chemical components and smoking quality of tobacco leaves

2.3.1 新煙區(qū)煙葉主要化學(xué)成分與評吸質(zhì)量指標(biāo)之間的簡單相關(guān)分析 從表5可以看出，上部煙葉的還原糖含量與余味呈顯著正相關(guān)；煙堿含量與濃度、勁頭呈顯著正相關(guān)，與刺激性呈顯著負相關(guān)；總氮含量與刺激性及香氣質(zhì)呈顯著負相關(guān)。中部煙葉的總糖和還原糖含量與香氣量得分呈顯著正相關(guān)；煙堿含量與香氣量、評吸總分呈顯著正相關(guān)，與煙氣濃度得分呈極顯著正相關(guān)；煙堿與刺激性呈顯著負相關(guān)；總氮含量與香氣量得分、總分呈顯著正相關(guān)，與濃度極顯著正相關(guān)。下部煙葉還原糖含量與香氣量呈顯著正相關(guān)；煙堿含量與煙氣濃度得分呈極顯著正相關(guān)，與評吸總分呈顯著正相關(guān)；總氮含量與濃度得分呈顯著正相關(guān)。

2.3.2 煙葉主要化學(xué)成分與評吸質(zhì)量指標(biāo)之間的灰色關(guān)聯(lián)分析 按照灰色關(guān)聯(lián)度分析的相關(guān)要求，將6種主要化學(xué)成分含量和評吸質(zhì)量總分看作1個灰色系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)分析，計算序列間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，結(jié)果（表6）表明，不同部位煙葉主要化學(xué)成分與評吸總分質(zhì)之間存在不同程度的關(guān)聯(lián)，其中上部煙葉各主要化學(xué)成分以還原糖含量與感官質(zhì)量評吸總分相關(guān)程度最大，其次為總氮、鉀、煙堿、總糖和氯；中部煙葉以總氮與感官質(zhì)量評吸總分相關(guān)程度最大，其次為還原糖、總糖、鉀、煙堿和氯；下部煙葉各成分中只有總氮和還原糖的關(guān)聯(lián)系數(shù)大于0.9，其他化學(xué)成分的關(guān)聯(lián)系數(shù)在0.75～0.90之間，關(guān)聯(lián)程度依次為總氮＞還原糖＞總糖＞煙堿＞鉀＞氯。由此可見，在測定的化學(xué)成分范圍內(nèi)，對上、中、下3個部位煙葉感官評吸質(zhì)量總分影響最大的化學(xué)成分指標(biāo)是總氮和還原糖含量，氯含量對感官評吸總分的影響最小。

表6 煙葉主要化學(xué)成分與評吸質(zhì)量總分的灰色關(guān)聯(lián)分析Table 6 Grey correlation analysis between main chemical components and total score of smoking quality of tobacco leaves

3 討論

云南烤煙化學(xué)品質(zhì)類型的氣候分區(qū)結(jié)果表明［11］，滇西南大部分產(chǎn)區(qū)如臨滄、普洱等產(chǎn)區(qū)適產(chǎn)高糖低氮（堿）煙葉，文山等云南東南部產(chǎn)區(qū)有利于出產(chǎn)低糖高氮（堿）煙葉，這與本試驗結(jié)果基本一致，雙江產(chǎn)區(qū)煙葉表現(xiàn)出典型的高糖低氮（堿）的特征，廣南產(chǎn)區(qū)煙葉則表現(xiàn)出低糖高氮（堿）特征，景東產(chǎn)區(qū)煙葉鉀含量相對較高，表現(xiàn)出高糖適氮（堿）高鉀的特征。2011年以后普洱煙區(qū)推廣普及了更為科學(xué)的施肥技術(shù)，針對不同生態(tài)區(qū)域調(diào)整了施肥水平［12］，這可能是同屬滇西南片區(qū)的景東煙葉總氮含量更趨合理的重要原因。新煙區(qū)3個植煙縣煙葉氯含量整體偏低變異程度較大的狀況可能與降雨對水溶性氯的淋溶作用有關(guān)［13］。因此，應(yīng)注意氯源肥料的施用，避免在山地?zé)熑~生產(chǎn)中出現(xiàn)因雨水淋溶出現(xiàn)低地勢土壤中氯元素富集而高地勢土壤中氯元素缺乏的現(xiàn)象。

煙葉還原糖含量主要受到鮮煙采收成熟度和調(diào)制過程的影響［14-15］，鮮煙葉采收成熟度的提高、調(diào)制過程中變黃期和定色初期時間的延長有助于提高煙葉還原糖含量。2014年以來，云南新煙區(qū)各地相繼開展以煙葉成熟度提高、調(diào)制技術(shù)改進為中心的科研成果應(yīng)用推廣［16-18］，與這一時期煙葉還原糖的升高相一致。由此判斷，各產(chǎn)區(qū)鮮煙葉采收成熟度的提高和調(diào)制技術(shù)的優(yōu)化可能是還原糖上升的主要原因。研究表明［19］，2002—2012年全國煙葉鉀含量緩慢上升，2012年達到最高，之后趨于平穩(wěn)。戴華鑫等［8］比較了1983—1984年、2001—2004年、2011—2015年間中部煙葉的氯元素含量，發(fā)現(xiàn)近30年來我國煙葉的氯含量變化不大，未表現(xiàn)出明顯的趨勢。在本次試驗范圍內(nèi)，煙葉鉀和氯含量在不同年份間相對穩(wěn)定，與前人的研究結(jié)果一致。

灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，對新煙區(qū)感官評吸質(zhì)量總分影響最大的化學(xué)成分指標(biāo)是總氮和還原糖。一般認為，總氮含量過高容易使刺激性變大、余味舒適度下降［20-23］。還原糖是香氣物質(zhì)的重要前體物，燃燒后形成的物質(zhì)能使煙氣醇和舒適，但含量過高則會使煙氣吃味平淡，濃度和香氣不足，勁頭和強度減弱［12,24-25］。對3個產(chǎn)區(qū)煙葉化學(xué)成分的進一步分析發(fā)現(xiàn)，來自廣南地區(qū)的上部煙葉樣品中，煙堿含量超過3.5%、總氮含量超過2.5%的比例分別達到63.64%和50.00%。來自雙江地區(qū)中部煙葉樣品中，還原糖含量高于26%的比例達到65.31%。上部煙葉總氮和煙堿含量偏高、中部煙葉還原糖含量偏高已成為影響兩地?zé)熑~化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的主要因素。因此，針對區(qū)域煙葉的化學(xué)成分特點，可采取相應(yīng)的農(nóng)藝措施進行調(diào)節(jié)并調(diào)整肥料的施用改善化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。在雙江地區(qū)可通過減小基肥比重、增加追肥比例和次數(shù)、延長追肥期等措施，減少前期氮肥淋洗等造成的損失，適當(dāng)提高總氮含量，控制還原糖的含量。在廣南地區(qū)則可采取增加硝態(tài)氮比例大的肥料施用，“氮肥前移、鉀肥后移”，氮素肥料的施用時間適當(dāng)提前等措施，控制煙葉總氮和煙堿含量。

4 結(jié)論

云南新煙區(qū)3個植煙縣的煙葉表現(xiàn)出不同的化學(xué)成分特點，雙江產(chǎn)區(qū)煙葉表現(xiàn)出典型的高糖低氮（堿）的特征，廣南產(chǎn)區(qū)煙葉則表現(xiàn)出低糖高氮（堿）特征，景東產(chǎn)區(qū)煙葉鉀含量相對較高，表現(xiàn)出高糖適氮（堿）高鉀的特征。2011—2018年3個植煙縣煙葉的鉀含量和氯含量相對穩(wěn)定。2013年以來，中、上部煙葉總糖和還原糖含量主要表現(xiàn)為上升趨勢，煙堿和總氮含量則總體呈下降趨勢?；疑P(guān)聯(lián)分析的結(jié)果表明，總氮和還原糖含量是影響煙葉感官質(zhì)量的主要因素，氯含量對感官評吸總分的影響最小。上部煙葉總氮和煙堿含量偏高、中部煙葉還原糖含量偏高分別是影響廣南和雙江地區(qū)煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的主要因素，針對兩地的化學(xué)成分特點，可采取相應(yīng)的農(nóng)藝措施和施肥策略調(diào)節(jié)煙葉總氮和還原糖含量，提高工業(yè)可用性。