張 婷，李金海，廖曉玲，王 康，彭龍俊，柳 均，肖少紅，陳 慧

（湖北省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，武漢 430030）

0 引言

烤煙上部葉5～7 片約占煙葉總產(chǎn)量的35%，是煙葉產(chǎn)量的重要組成部分[1-2]。優(yōu)質(zhì)上部葉對(duì)卷煙香味和風(fēng)格貢獻(xiàn)很大[3]，上部煙葉較中、下部葉香氣量充足、勁頭大，能有效彌補(bǔ)低焦油烤煙型卷煙的質(zhì)量風(fēng)格缺陷，在現(xiàn)代卷煙配方中發(fā)揮著重要作用[4-7]。隨著卷煙生產(chǎn)降焦減害、提質(zhì)增香的需要，優(yōu)質(zhì)上部煙葉市場(chǎng)需求劇增，因此生產(chǎn)上提高上部煙葉可用性顯得尤為迫切。

煙葉化學(xué)成分是決定煙葉質(zhì)量和風(fēng)格的物質(zhì)基礎(chǔ)[8-10]，與感官評(píng)吸質(zhì)量關(guān)系密切，生產(chǎn)技術(shù)也主要圍繞調(diào)控?zé)熑~化學(xué)成分來(lái)提高上部煙葉的可用性。20世紀(jì)90年代至今，上部葉因煙堿、總氮含量高，糖類(lèi)物質(zhì)含量低，化學(xué)成分不協(xié)調(diào)、可用性較低。較多研究者認(rèn)為煙堿含量高是上部煙葉質(zhì)量較差的主要原因[11-14]，多采用調(diào)控施肥[15-17]、打頂[18-19]、采收[20-22]、烘烤[23-24]等農(nóng)藝措施，降低煙堿含量，在一定程度上提高了上部煙葉品質(zhì)[25-27]，但上部煙葉可用性較低的問(wèn)題依然突出。

湖北是全國(guó)烤煙主產(chǎn)省份之一，煙區(qū)位于恩施、十堰、襄陽(yáng)、宜昌等鄂西北地區(qū)，生態(tài)資源優(yōu)越，屬全國(guó)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)區(qū)域。因此，研究影響湖北烤煙不同品種上部葉評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)狀況，有針對(duì)性地采取生產(chǎn)改進(jìn)措施，對(duì)指導(dǎo)煙葉生產(chǎn)具有重要意義。筆者從上部煙葉的感官質(zhì)量和主要化學(xué)成分入手，采用逐步回歸、通徑分析等統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)湖北省內(nèi)主栽品種‘K326’、‘云煙87’上部煙葉的煙堿、總糖、鉀等關(guān)鍵化學(xué)成分與感官評(píng)吸總分的相關(guān)性進(jìn)行分析，同時(shí)也比較了2 個(gè)品種上部葉主要化學(xué)成分之間的差異，旨在找出影響上部煙葉可用性的最關(guān)鍵化學(xué)成分，為生產(chǎn)措施改進(jìn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與制備

2010—2020 年在湖北恩施、十堰、襄陽(yáng)、宜昌4 個(gè)產(chǎn)區(qū)18個(gè)縣（市），能代表當(dāng)?shù)乜緹熧|(zhì)量水平的重點(diǎn)收購(gòu)站，抽取大田生產(chǎn)烤后上部煙葉樣品312 個(gè)（表1），其中‘云煙87’樣品207個(gè)、‘K326’樣品105個(gè)，煙葉等級(jí)為B2F。

表1 煙葉樣品取樣地點(diǎn)

參照文獻(xiàn)[28]進(jìn)行評(píng)吸和化學(xué)檢測(cè)樣品制備。

1.2 分析方法

邀請(qǐng)湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司9 名專(zhuān)業(yè)評(píng)吸員，參照表2 的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品的香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色7 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)吸，計(jì)算評(píng)吸總分。

表2 煙葉感官評(píng)吸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

參照文獻(xiàn)[28]檢測(cè)煙葉中的煙堿、總糖、還原糖、氯、鉀、總氮指標(biāo)，計(jì)算糖堿比、氮堿比、鉀氯比、兩糖比等協(xié)調(diào)性指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013、SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)成分與評(píng)吸總分差異比較

2.1.1 方差分析 由表3 可以看出，品種間煙堿、總糖、還原糖、氯含量，以及糖堿比差異達(dá)到極顯著水平，氮堿比、鉀氯比、評(píng)吸總分差異達(dá)到顯著水平。說(shuō)明‘云煙87’、‘K326’品種間上部葉主要化學(xué)成分和感官質(zhì)量存在差異。

表3 品種間上部葉化學(xué)成分與評(píng)吸總分方差分析

2.1.2 描述性統(tǒng)計(jì) 由表4 可知，與‘K326’相比，‘云煙87’上部葉的煙堿、氯、鉀、總氮含量較低，總糖含量、還原糖含量、糖堿比、氮堿比、鉀氯比較高，兩糖比一致，評(píng)吸總分略高?！吨袊?guó)煙葉質(zhì)量白皮書(shū)》[29]研究認(rèn)為，國(guó)內(nèi)主產(chǎn)區(qū)上部烤煙煙堿含量3.07%，總糖含量27.72%，還原糖含量23.08%，鉀含量1.83%，總氮含量1.98%。湖北省2 個(gè)烤煙主栽品種上部葉化學(xué)成分與之比較，‘云煙87’上部葉表現(xiàn)為高堿、中糖、低鉀、高氮，‘K326’上部葉表現(xiàn)為高堿、低糖、中鉀、高氮。從變異系數(shù)來(lái)看，品種間各指標(biāo)表現(xiàn)基本一致，氯含量、糖堿比、鉀氯比變異系數(shù)相對(duì)較大，其余指標(biāo)變異系數(shù)均較低。

表4 化學(xué)成分、評(píng)吸總分描述性統(tǒng)計(jì)

2.2 相關(guān)分析

由表5可見(jiàn)，‘云煙87’的上部葉，與評(píng)吸總分呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系的指標(biāo)有總糖、還原糖、鉀、糖堿比、鉀氯比、兩糖比，與評(píng)吸總分呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系的指標(biāo)有煙堿、氯、總氮?！甂326’的上部葉，與評(píng)吸總分呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系的指標(biāo)有還原糖、鉀、鉀氯比、兩糖比，與評(píng)吸總分呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系的指標(biāo)煙堿、總氮。說(shuō)明影響2個(gè)品種上部煙葉評(píng)吸質(zhì)量的化學(xué)指標(biāo)有所不同，總糖和氯顯著影響‘云煙87’上部葉評(píng)吸得分，但對(duì)‘K326’則影響不大。

表5 評(píng)吸總分與化學(xué)成分的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)

2.3 逐步回歸

2.3.1 正態(tài)分布檢驗(yàn) 本研究中煙葉評(píng)吸總分?jǐn)?shù)據(jù)為小項(xiàng)目樣本，對(duì)312個(gè)評(píng)吸總分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，K-S檢驗(yàn)的Sig.值為0.438，大于0.05，說(shuō)明評(píng)吸總分的分布接近正態(tài)分布，評(píng)吸總分作為因變量進(jìn)行逐步回歸有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3.2 逐步回歸分析 從表6 可以看出，‘云煙87’、‘K326’上部葉隨煙堿、還原糖、鉀、氯等自變量被逐步引入回歸方程，方程的相關(guān)系數(shù)R、決定系數(shù)R2以及調(diào)整后的決定系數(shù)R2均表現(xiàn)為逐漸增大，說(shuō)明引入自變量的作用是增加的。其中‘云煙87’模型的決定系數(shù)R2=0.922，則剩余因子，該值稍大，說(shuō)明對(duì)評(píng)吸總分有影響的自變量不止3 個(gè)指標(biāo)，還有其他指標(biāo)沒(méi)有考慮到，有待進(jìn)一步研究?！甂326’模型的決定系數(shù)R2=0.972，則剩余因子，該值較小，說(shuō)明其他指標(biāo)對(duì)評(píng)吸總分影響較小。

表6 模型概述

由表7 可見(jiàn)，回歸模型預(yù)測(cè)入選變量煙堿、還原糖、鉀、氯的Sig.值均小于0.05，建立的線性回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。‘云煙87’的線性回歸方程如式(1)，‘K326’的線性回歸方程如式(2)。

表7 逐步回歸系數(shù)

式(1)中，x1為煙堿、x2為還原糖、x3為鉀；式(2)中，x1為還原糖、x2為氯、x3為鉀。

由逐步回歸分析結(jié)果可以看出，在湖北省影響‘云煙87’上部葉感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)是煙堿、還原糖、鉀，影響‘K326’上部葉感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)是還原糖、氯、鉀。

2.4 通徑分析

通過(guò)簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)（表8）和直接通徑系數(shù)計(jì)算間接通徑系數(shù)（表9）?！茻?7’上部葉的3項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)對(duì)評(píng)吸總分的直接影響中，還原糖的直接作用最大，其次是鉀，最小的是煙堿，其中還原糖為正向直接作用，煙堿、鉀為負(fù)向直接作用。分析間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn)，煙堿通過(guò)還原糖、還原糖通過(guò)煙堿、鉀通過(guò)還原糖對(duì)評(píng)吸總分的間接作用較大。綜合來(lái)看，煙堿的間接通徑系數(shù)之和為-0.279，數(shù)值為負(fù)且較小，還原糖和鉀的間接通徑系數(shù)合計(jì)分別為1.005、1.280，數(shù)值為正且較大，說(shuō)明上部煙葉中鉀和還原糖含量增加，對(duì)評(píng)吸總分的增加具有較大的正向作用，煙堿含量的增加對(duì)評(píng)吸總分的增加具有負(fù)向作用，但是負(fù)向作用不大。

表9 簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)的分解

‘K326’上部葉的3項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)對(duì)評(píng)吸總分的直接影響中，還原糖的直接作用最大，其次是鉀，最小的是氯，其中還原糖和鉀為正向直接作用，氯為負(fù)向直接作用。分析間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn)，還原糖通過(guò)鉀、氯通過(guò)還原糖、鉀通過(guò)還原糖對(duì)評(píng)吸總分的間接作用較大。綜合來(lái)看，還原糖、氯、鉀的間接通徑系數(shù)之和分別為0.215、0.112、0.727，均為正值，說(shuō)明上部煙葉中還原糖、氯、鉀含量增加，對(duì)評(píng)吸總分的增加具有較大的正向作用，其中正向作用最大的是鉀，其次是還原糖和氯。

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)‘云煙87’、‘K326’品種間上部葉主要化學(xué)成分和感官質(zhì)量存在顯著差異，說(shuō)明2 個(gè)品種煙葉的內(nèi)含物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化能力受遺傳特性支配，存在一定差異。2個(gè)品種上部葉化學(xué)指標(biāo)的共同顯著特點(diǎn)是煙堿和總氮含量較高。從品種間比較看，‘云煙87’上部葉煙堿含量低于‘K326’，與吳玉萍等[30]在云南的研究結(jié)論一致，說(shuō)明‘K326’是一個(gè)上部葉高煙堿型品種。綜合來(lái)看，在湖北省‘云煙87’上部化學(xué)成分的適宜性、協(xié)調(diào)性和感官評(píng)吸總分相對(duì)好于‘K326’。

相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，上部煙葉感官評(píng)吸總分與還原糖、總糖、鉀含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與煙堿、總氮、氯含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著總糖、還原糖、鉀含量的增加，上部葉整體感官質(zhì)量提高，隨著煙堿、總氮、氯含量的升高，上部葉整體感官質(zhì)量下降。

逐步回歸法是解決多元變量問(wèn)題比較有效的統(tǒng)計(jì)方法，在討論煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)系時(shí)具有一定實(shí)用價(jià)值[31-32]。本研究通過(guò)逐步回歸和通徑分析發(fā)現(xiàn)，影響‘云煙87’上部葉感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)是還原糖、鉀、煙堿，影響‘K326’上部葉感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)是鉀、還原糖、氯。

本研究認(rèn)為，在湖北煙葉產(chǎn)區(qū)，針對(duì)‘云煙87’上部葉，生產(chǎn)上應(yīng)注重提高田間采收成熟度和調(diào)制成熟度，調(diào)控碳氮代謝，促進(jìn)淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化，以提高還原糖含量，協(xié)同提高鉀含量，控制煙堿含量。針對(duì)‘K326’上部葉，生產(chǎn)上應(yīng)首要注重提高鉀含量，同時(shí)適度進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)控，提高還原糖和氯含量，以實(shí)現(xiàn)提高上部煙葉評(píng)吸質(zhì)量、提升工業(yè)可用性的目標(biāo)。本研究結(jié)論是基于湖北省內(nèi)近10 年煙葉樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)分析得出，對(duì)于有針對(duì)性地根據(jù)品種調(diào)控化學(xué)成分、優(yōu)化改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、提高上部煙葉質(zhì)量，具有一定參考價(jià)值，但煙葉質(zhì)量形成因素復(fù)雜多樣，生產(chǎn)上需進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證。