烤煙上部葉片質(zhì)量指標(biāo)間的相關(guān)性研究

包自超，宋文靜，徐宜民，尚 斌，吳元華，王程棟，劉曉冰

（農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101）

煙葉是支撐中式卷煙發(fā)展的基礎(chǔ)，煙葉的質(zhì)量水平不僅直接影響卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，而且對(duì)煙草行業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。煙葉質(zhì)量主要包括外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分、感官質(zhì)量和安全性5個(gè)部分，它們分別由相互關(guān)聯(lián)的不同評(píng)價(jià)指標(biāo)組成，這些指標(biāo)從不同的方面反應(yīng)煙葉的品質(zhì)特征[1]。明確煙葉質(zhì)量指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)合理評(píng)價(jià)煙葉質(zhì)量具有重要的參考作用。因此，煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的相互關(guān)系一直備受關(guān)注。湯朝起等[2]曾對(duì)烤煙物理特性、化學(xué)成分與煙氣組分的關(guān)系進(jìn)行過分析研究；黃清芬[3]、魏春陽等[4]分析研究了煙葉評(píng)吸質(zhì)量與外觀質(zhì)量的相關(guān)性；李東亮[5]、王玉軍[6]、邸慧慧等[7]研究了烤煙主要物理性狀與化學(xué)成分的相關(guān)性；楊應(yīng)明等[8]研究了煙葉外觀質(zhì)量與化學(xué)成分的相關(guān)性；常愛霞[9]、畢淑峰[10]、高家合等[11]分析了烤煙主要化學(xué)成分對(duì)感官質(zhì)量的影響。該研究領(lǐng)域盡管發(fā)表文獻(xiàn)較多，但至今沒有全面研究上部葉片外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分和感官質(zhì)量之間相關(guān)性的系統(tǒng)報(bào)道。目前，國產(chǎn)上部葉片成熟度不夠，品質(zhì)欠佳，工業(yè)可用性不高，不能大量用于生產(chǎn)一、二類卷煙，嚴(yán)重制約國內(nèi)高等級(jí)卷煙的發(fā)展。本研究以貴州、湖北等8?。ㄊ校熑~主產(chǎn)區(qū)的122個(gè)上部葉樣本為材料，通過物理特性、化學(xué)成分、外觀質(zhì)量、評(píng)吸質(zhì)量的測定和量化評(píng)定結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析，探索上部葉質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相互關(guān)系，以期為烤煙質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的建立和卷煙企業(yè)合理使用上部葉原料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采集貴州、湖北、山東、重慶、湖南、陜西、吉林、遼寧8個(gè)?。ㄊ校┛緹熤鳟a(chǎn)區(qū)26個(gè)縣（市）的B2F初烤煙葉樣本122個(gè)，每個(gè)樣本取樣量為5 kg。品種主要為K326、云煙87等當(dāng)?shù)刂髟云贩N。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 物理指標(biāo)測定 物理特性測定指標(biāo)包括單葉質(zhì)量、葉片密度、平衡含水率、含梗率、葉片厚度、葉長和葉寬。物理指標(biāo)測定前，將煙葉樣品放在恒溫恒濕箱（溫度22 ℃±1 ℃，相對(duì)濕度60%±3%）中平衡水分 72 h，將煙葉樣品含水率調(diào)整為16.5%±0.5%，然后依據(jù)以下方法進(jìn)行測定。

（1）單葉質(zhì)量：隨機(jī)抽取20片煙葉，稱重，計(jì)算單葉質(zhì)量。單葉質(zhì)量（g/片）=煙葉總質(zhì)量（g）/20（片）。

（2）葉面密度：隨機(jī)抽取10片煙葉，每片葉任取半葉，沿著葉尖、葉中及葉基部等距離取5個(gè)點(diǎn)，用直徑15 mm的圓形打孔器打5片圓形小片，將50片圓形小片放入鋁盒中，100 ℃烘2 h，取出后放干燥器中冷卻30 min后，用1/10000的天平稱重，根據(jù)公式：葉面密度(g/m2)=圓片總干重/(50×每圓片面積)，計(jì)算葉面密度。

（3）平衡含水率：將煙葉樣品抽梗后，切成1.0 mm±0.1 mm 的煙絲，在控制條件下（溫度22℃±1℃，相對(duì)濕度 60%±3%）平衡 7 h。用已知干重的樣品盒取試樣5～10 g，稱重并記錄，100 ℃烘2 h，取出，放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫，稱重。按公式：煙葉平衡含水率（%）=（烘前試樣重量-烘后試樣重量）×100/烘前試樣重量，計(jì)算煙葉平衡含水率。

（4）含梗率：隨機(jī)抽取20片煙葉，抽梗后，將煙片和煙梗放在控制條件下（溫度22℃±1℃，相對(duì)濕度60%±3%）平衡含水率3 d，用1/100的天平分別稱取煙片和煙梗的重量，計(jì)算含梗率。含梗率（%）=煙梗質(zhì)量（g）×100/20片煙葉總質(zhì)量（g）。

（5）葉片厚度：隨機(jī)抽取10片煙葉，用電動(dòng)厚度儀分別測量每片煙葉葉尖、葉中及葉基的厚度，以30個(gè)點(diǎn)的平均值作為該樣品煙葉的厚度。

（6）葉長和葉寬：隨機(jī)抽取20片葉，葉長為葉尖到葉柄基部的長度，葉寬為葉片中部最寬處的長度，以 20片葉的平均長寬作為該樣品的葉長和葉寬。

1.2.2 外觀質(zhì)量測定 煙葉外觀質(zhì)量按以下評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表1）進(jìn)行測定。

表1 煙葉外觀質(zhì)量賦值標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The evaluation standard of appearance quality

1.2.3 化學(xué)成分測定 總糖與還原糖的測定采用YC/T159—2002方法，總植物堿的測定采用YC/T160—2002方法，總氮測定采用 YC/T161—2002方法，鉀離子測定采用YC/T173—2002方法。氯離子測定采用YC/T162—2002方法。

1.2.4 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)由農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心完成，指標(biāo)賦值標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3 數(shù)據(jù)處理

相關(guān)性分析采用SPSS18.0進(jìn)行。

表2 感官評(píng)價(jià)指標(biāo)賦值標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The evaluation standard of sensory quality

2 結(jié) 果

2.1 外觀質(zhì)量與物理特性的相關(guān)性

外觀質(zhì)量與物理特性指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果表明（表3），上部葉片成熟度與含梗率和葉長呈極顯著正相關(guān)；表明隨著上部葉長度增加，提高了葉片的成熟度，同時(shí)葉片含梗率比重增加。顏色、油分和色度與葉長呈極顯著正相關(guān)，油分與葉片寬度呈極顯著正相關(guān)，表明顏色、油分和色度較好的上部葉，葉片長度長度和寬度增加；身份、結(jié)構(gòu)與單葉質(zhì)量、葉片密度、葉片厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)，隨著上部葉身份、結(jié)構(gòu)趨好，其單葉質(zhì)量、葉片密度逐漸變小，葉片變薄。可見，隨著上部葉片擴(kuò)展程度適當(dāng)增加，開片較好，單葉質(zhì)量、葉片密度減小，外觀質(zhì)量會(huì)得到顯著改善。

表3 煙葉外觀質(zhì)量與物理特性指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and physical property indices

2.2 外觀質(zhì)量與化學(xué)成分的相關(guān)性

外觀質(zhì)量與化學(xué)成分的相關(guān)性分析結(jié)果（表4）表明，上部葉片成熟度與還原糖、總糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總植物堿、總氮和鉀含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，表明隨著上部煙葉成熟度的提高，葉片中還原糖、總糖含量相對(duì)減少，總植物堿、總氮和鉀含量相對(duì)增加；身份與還原糖、總糖含量呈極顯著正相關(guān)，與總植物堿、總氮和氯含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著上部葉身份趨適中，煙葉中還原糖、總糖含量要保持適度水平，總植物堿、總氮和氯含量相對(duì)降低；色度與總植物堿、總氮和鉀含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)；上部葉片顏色、油分與各化學(xué)成分含量之間沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。

表4 煙葉外觀質(zhì)量與化學(xué)成分指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and chemical components indices

2.3 外觀質(zhì)量與感官質(zhì)量的相關(guān)性

由表5結(jié)果顯示，上部葉片成熟度與香氣質(zhì)、灰色和評(píng)吸得分呈顯著或極顯著正相關(guān)，與雜氣呈顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著上部葉片成熟度的提高，香氣質(zhì)變好，灰色變白，煙葉整體感官質(zhì)量變好。身份與余味和刺激性得分呈顯著或極顯著正相關(guān)，可見身份適中的上部煙葉，其余味變好，刺激性減小。上部葉片顏色、油分、結(jié)構(gòu)和色度與感官質(zhì)量各指標(biāo)間的相關(guān)性不顯著。由此可見，成熟度與感官質(zhì)量指標(biāo)間的關(guān)系最為密切，因而，提高上部葉片成熟度對(duì)于改善煙葉可用性至關(guān)重要。

表5 煙葉外觀質(zhì)量與感官質(zhì)量指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and sensory quality indices

2.4 物理特性與化學(xué)成分的相關(guān)性

表6結(jié)果顯示，上部葉片含梗率與總植物堿、總氮含量呈極顯著正相關(guān)，與還原糖、總糖和氯含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著葉片含梗率的提高，葉片中總植物堿、總氮含量增加，還原糖、總糖和氯含量減少。平衡含水率與還原糖、總糖和氯含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與總植物堿含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，可見葉片平衡含水率提高，還原糖、總糖和氯含量增加，總植物堿含量減少。葉片厚度與總植物堿、總氮和氯含量呈極顯著正相關(guān)，與還原糖、總糖和鉀含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著上部葉片厚度的增加，煙葉中總植物堿、總氮和氯含量逐漸增加，還原糖、總糖和鉀含量逐漸減少。單葉質(zhì)量和葉片密度除與鉀含量呈顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系外，與其他指標(biāo)間均不存在顯著相關(guān)關(guān)系，由此可知，上部葉片物理指標(biāo)中的厚度、含梗率和平衡含水率對(duì)煙葉化學(xué)成分含量影響較大。

表6 煙葉物理特性與化學(xué)成分指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficients (Pearson) between physical property indices and chemical components indices

2.5 物理特性與感官質(zhì)量的相關(guān)性

感官質(zhì)量指標(biāo)與物理特性指標(biāo)相關(guān)分析結(jié)果表明（表7），上部葉片平衡含水率與感官質(zhì)量7項(xiàng)指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)，表明隨著平衡含水率的逐漸提高，煙葉的香氣質(zhì)、余味變好，灰色變白，香氣量變大，雜氣、刺激性變小，煙葉整體感觀質(zhì)量提高；含梗率與香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性和評(píng)吸得分呈顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著含梗率的逐漸增大，煙葉可用部分內(nèi)含物質(zhì)協(xié)調(diào)程度降低，造成煙葉整體感官質(zhì)量有所降低。葉長除與刺激性呈極顯著負(fù)相關(guān)外，與其他評(píng)吸指標(biāo)間均不存在顯著的相關(guān)關(guān)系，單葉質(zhì)量、葉片密度、葉寬和葉片厚度與評(píng)吸指標(biāo)之間的相關(guān)性均不顯著。

表7 煙葉物理特性與感官質(zhì)量指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 7 Correlation coefficients (Pearson) between physical property indices and sensory quality indices

2.6 化學(xué)成分與評(píng)吸質(zhì)量的相關(guān)性

上部煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)與常規(guī)化學(xué)指標(biāo)的分析結(jié)果表明（表8），上部葉片還原糖、總糖含量與各項(xiàng)感官質(zhì)量指標(biāo)呈顯著或極顯著正相關(guān)，總植物堿、總氮含量與各項(xiàng)感官質(zhì)量指標(biāo)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，表明隨著總糖、還原糖含量的增加，煙葉的香氣質(zhì)、余味變好，灰色變白，香氣量增加，雜氣、刺激性變小，提高了整體感官質(zhì)量。上部葉片鉀含量與灰色呈顯著負(fù)相關(guān)，氯含量與各項(xiàng)感官質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)均未達(dá)到顯著水平。

表8 煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 8 Correlation coefficients (Pearson) between chemical components indices and sensory quality indices

3 討 論

葉片長度與總植物堿含量呈顯著正相關(guān)的研究結(jié)果，與姜茱[12]研究結(jié)果一致；同時(shí)，上部葉片長度與成熟度、顏色、油分、色度呈極顯著正相關(guān)，可能是由于隨著葉片長度的增加，上部葉開片變好，促進(jìn)了葉片的充分發(fā)育成熟，從而改善了煙葉的外觀質(zhì)量。閆克玉等[13]的研究表明，平衡含水率與還原糖、總糖的含量呈極顯著正相關(guān)，本研究進(jìn)一步印證了其觀點(diǎn)；除了煙葉平衡含水率之外，上部葉片含梗率和葉片厚度對(duì)煙葉化學(xué)成分的含量也有顯著的影響?？傮w而言，上部葉含梗率和葉片厚度降低，煙葉質(zhì)量變好，因此上部葉含梗率和葉片厚度可以作為評(píng)價(jià)上部葉質(zhì)量的參考指標(biāo)。

成熟度是影響煙葉質(zhì)量的核心因素。朱忠等[14]提出成熟度與還原糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總植物堿含量呈極顯著正相關(guān)的研究結(jié)果。在本研究結(jié)果中，上部葉片鉀含量與成熟度呈顯著正相關(guān)，這與鄧小華等[15]的研究結(jié)果不一致，其原因可能是本研究以上部葉為材料，而鉀在煙草體內(nèi)的移動(dòng)性很大，衰老器官中的鉀元素向幼嫩器官運(yùn)輸及再分配，同時(shí)由于煙葉自下而上分層成熟采收的過程，所以上部葉片中的鉀含量隨著成熟度的提高而增加。成熟度與香氣質(zhì)、灰色呈極顯著正相關(guān)的結(jié)果，與蔡憲杰[16]的研究結(jié)果一致，并符合朱尊權(quán)[17]提出的成熟度是影響煙葉香氣質(zhì)量的主要因素之一的觀點(diǎn)?？梢?，在實(shí)際生產(chǎn)中，正確把握煙葉成熟度是提高上部煙葉內(nèi)在質(zhì)量的重要保證。

許多研究表明，煙葉中鉀含量與煙葉感官質(zhì)量呈顯著正相關(guān)。而在本研究結(jié)果中，上部葉片鉀含量與煙葉感官質(zhì)量關(guān)系不夠密切，可能是由于樣品地域跨度較大，不同取樣點(diǎn)之間煙葉中鉀含量的變異程度較大，導(dǎo)致鉀對(duì)煙葉感官質(zhì)量的影響未能得到明顯體現(xiàn)。煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量關(guān)系密切，各化學(xué)組分需相互協(xié)調(diào)，才能更好的改善煙葉的感官質(zhì)量。

4 結(jié) 論

研究結(jié)果認(rèn)為，成熟度、身份對(duì)煙葉物理特性、化學(xué)成分、感官質(zhì)量的影響較為顯著。物理指標(biāo)與化學(xué)成分、感官質(zhì)量的相關(guān)分析認(rèn)為，葉片厚度、含梗率、平衡含水率對(duì)化學(xué)成分、感官質(zhì)量的影響較大；感官質(zhì)量與主要化學(xué)成分總糖、還原糖、總植物堿、總氮含量對(duì)煙葉感官質(zhì)量的影響極為顯著。因此，在上部葉質(zhì)量評(píng)價(jià)中，成熟度、身份、葉片厚度、含梗率、平衡含水率以及總糖、還原糖、總植物堿、總氮含量可以作為評(píng)價(jià)上部葉質(zhì)量的重要指標(biāo)。在煙葉生產(chǎn)上，注重提高上部葉片成熟度，增加葉片長寬，減少單葉質(zhì)量，降低葉片密度和含梗率，對(duì)于改善煙葉質(zhì)量效果明顯。

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