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        湖北烤煙主栽品種上部葉評吸質(zhì)量與化學(xué)成分的關(guān)系

        2023-07-29 01:41:00李金海廖曉玲彭龍俊肖少紅
        中國農(nóng)學(xué)通報(bào) 2023年19期
        關(guān)鍵詞:云煙通徑煙堿

        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題依然突出。

        湖北是全國烤煙主產(chǎn)省份之一,煙區(qū)位于恩施、十堰、襄陽、宜昌等鄂西北地區(qū),生態(tài)資源優(yōu)越,屬全國優(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吸質(zhì)量的關(guān)鍵化學(xué)指標(biāo)狀況,有針對性地采取生產(chǎn)改進(jìn)措施,對指導(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、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),煙葉等級為B2F。

        表1 煙葉樣品取樣地點(diǎn)

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

        1.2 分析方法

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

        表2 煙葉感官評吸評分標(biāo)準(zhǔn)

        參照文獻(xiàn)[28]檢測煙葉中的煙堿、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)軟件對獲得的檢測數(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、評吸總分差異達(dá)到顯著水平。說明‘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,評吸總分略高?!吨袊鵁熑~質(zhì)量白皮書》[29]研究認(rèn)為,國內(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)相對較大,其余指標(biāo)變異系數(shù)均較低。

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

        2.2 相關(guān)分析

        由表5可見,‘云煙87’的上部葉,與評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。說明影響2個(gè)品種上部煙葉評吸質(zhì)量的化學(xué)指標(biāo)有所不同,總糖和氯顯著影響‘云煙87’上部葉評吸得分,但對‘K326’則影響不大。

        表5 評吸總分與化學(xué)成分的簡單相關(guān)系數(shù)

        2.3 逐步回歸

        2.3.1 正態(tài)分布檢驗(yàn) 本研究中煙葉評吸總分?jǐn)?shù)據(jù)為小項(xiàng)目樣本,對312個(gè)評吸總分?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,說明評吸總分的分布接近正態(tài)分布,評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,說明對評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)沒有考慮到,有待進(jìn)一步研究。‘K326’模型的決定系數(shù)R2=0.972,則剩余因子,該值較小,說明其他指標(biāo)對評吸總分影響較小。

        表6 模型概述

        由表7 可見,回歸模型預(yù)測入選變量煙堿、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?!茻?7’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

        通過簡單相關(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)對評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),煙堿通過還原糖、還原糖通過煙堿、鉀通過還原糖對評吸總分的間接作用較大。綜合來看,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,說明上部煙葉中鉀和還原糖含量增加,對評吸總分的增加具有較大的正向作用,煙堿含量的增加對評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)對評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),還原糖通過鉀、氯通過還原糖、鉀通過還原糖對評吸總分的間接作用較大。綜合來看,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,說明上部煙葉中還原糖、氯、鉀含量增加,對評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,說明‘K326’是一個(gè)上部葉高煙堿型品種。綜合來看,在湖北省‘云煙87’上部化學(xué)成分的適宜性、協(xié)調(diào)性和感官評吸總分相對好于‘K326’。

        相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),上部煙葉感官評吸總分與還原糖、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題比較有效的統(tǒng)計(jì)方法,在討論煙葉質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)的關(guān)系時(shí)具有一定實(shí)用價(jià)值[31-32]。本研究通過逐步回歸和通徑分析發(fā)現(xiàn),影響‘云煙87’上部葉感官評吸質(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‘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‘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 年煙葉樣品檢測數(shù)據(jù)分析得出,對于有針對性地根據(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。

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