攀枝花煙區(qū)烤煙品種紅花大金元煙葉主要化學(xué)成分特征分析

杜 倩，王昌全，馮廣林，鮮興明，李 冰，汪顯軍

（1.川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心原料研究部，成都 610066；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，成都 611130）

攀枝花市屬南方亞熱帶立體氣候類型，旱、雨季分明，晝夜溫差大，為紅花大金元（簡稱紅大）生長提供了優(yōu)越的地理環(huán)境?；瘜W(xué)成分是決定煙葉品質(zhì)的內(nèi)在要素，也是卷煙配方應(yīng)該考慮的重要指標(biāo)[1]。張樹棠[2]，程浩等[3]和曹金莉等[4]對紅花大金元品質(zhì)特征、煙葉質(zhì)量的影響因素等進行過研究；但由于煙葉化學(xué)成分復(fù)雜，如何選擇合理的化學(xué)成分來反映煙葉的質(zhì)量信息，是準(zhǔn)確表征煙葉質(zhì)量特點的重要基礎(chǔ)[5]。因子分析法既減少了變量個數(shù)，又再現(xiàn)了變量之間的內(nèi)在聯(lián)系，使評價結(jié)果更準(zhǔn)確、可靠[6-9]。因子分析在烤煙多種性狀的統(tǒng)計分析[10]和質(zhì)量評價[11-14]中得到了廣泛應(yīng)用。本研究運用描述性統(tǒng)計對攀枝花煙區(qū)及其各區(qū)縣紅大煙葉的化學(xué)成分變異情況進行了分析，并運用因子分析法對攀枝花煙區(qū)紅大煙葉化學(xué)成分特征進行了綜合評價，旨在為攀枝花煙區(qū)紅大煙葉的綜合質(zhì)量評價和烤煙生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

在綜合考慮攀枝花煙區(qū)氣候、地形、土壤特性等生態(tài)條件的情況下，以均勻布點為原則，設(shè)置煙葉取樣點覆蓋攀枝花境內(nèi)主要種植紅花大金元煙葉的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，按GPS設(shè)置樣點，選擇有代表性的2010年主要植煙區(qū)縣初烤煙葉樣品，供試品種為紅花大金元，煙葉等級為C3F，共采集煙葉樣品105個，分別為米易縣51個、鹽邊縣33個、仁和區(qū)21個，每個樣品取1.0 kg，用于常規(guī)化學(xué)成分的分析。

1.2 指標(biāo)測定方法

收集到的樣品分別進行總糖、還原糖、總氮、總植物堿、氯、鉀常規(guī)化學(xué)成分的分析檢測，并計算糖堿比、氮堿比和鉀氯比?？偺?、還原糖、總氮、總植物堿、氯、鉀按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[15-19]用連續(xù)流動分析儀進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0軟件進行[20]。運用描述統(tǒng)計和因子分析法對紅大煙葉化學(xué)成分指標(biāo)進行分析和評價。

2 結(jié) 果

2.1 描述性統(tǒng)計

攀枝花煙區(qū)紅大煙葉的主要化學(xué)成分變異見表1，鉀氯比的變異系數(shù)最大（62.93%），總糖的變異系數(shù)最小（7.37%）?？傮w呈現(xiàn)出鉀氯比＞氯＞糖堿比＞鉀＞氮堿比＞總植物堿＞總氮＞還原糖＞總糖的趨勢。一般認為優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜值范圍為：還原糖18%～22%，總糖20%～26%，總氮1.5%～3.5%，總植物堿 1.5%～3.5%，氯含量0.3%～0.8%，鉀含量＞2%；糖堿比10～15，氮堿比≤1，鉀氯比＞4[21-23]。從表 1中可知，攀枝花煙區(qū)紅大煙葉化學(xué)成分含量基本都在優(yōu)質(zhì)煙葉的適宜值范圍內(nèi)，只有總糖和還原糖含量高于適宜值，鉀含量相對偏低。

總糖、還原糖、鉀、糖堿比、氮堿比為左偏態(tài)峰（表1），其余各指標(biāo)均為右偏態(tài)峰，鉀氯比的偏度系數(shù)絕對值最大（1.47）?？傊参飰A、還原糖、鉀氯比的峰度系數(shù)大于 0，為尖峭峰，數(shù)據(jù)分布較集中，此與李丹丹等[24]的研究結(jié)果較為一致；而其余幾個化學(xué)指標(biāo)的峰度系數(shù)小于 0，為平闊峰，數(shù)據(jù)比較分散。

2.2 不同縣（區(qū)）煙葉化學(xué)成分變異分析

仁和區(qū)紅大煙葉除了總植物堿含量顯著高于鹽邊縣和米易縣外，其余各化學(xué)指標(biāo)的含量都略低于其他兩縣（表2）。從化學(xué)指標(biāo)各比值情況來看，鹽邊縣的糖堿比顯著高于仁和區(qū)，而與米易縣差異不大；氮堿比則表現(xiàn)為鹽邊縣和米易縣顯著高于仁和區(qū)；鉀氯比為鹽邊縣顯著高于米易縣。各縣（區(qū)）化學(xué)成分含量3個地區(qū)總植物堿和總氮含量均符合優(yōu)質(zhì)煙葉的要求[21-23]，總糖和還原糖的含量總體較高，都在25%以上。從化學(xué)成分的變異來看，總體表現(xiàn)為鹽邊縣的化學(xué)成分變異較大，質(zhì)量穩(wěn)定性較差。

表1 攀枝花煙區(qū)紅大煙葉主要化學(xué)成分描述性統(tǒng)計Table1 Statistic of main chemical components of tobacco leaves in Panzhihua tobacco-growing areas

2.3 煙葉化學(xué)成分的因子分析

由紅大煙葉化學(xué)成分的相關(guān)系數(shù)矩陣（表 3）可知，總糖與還原糖、糖堿比成正相關(guān)，與其余化學(xué)因子呈負相關(guān)，且與糖堿比正相關(guān)系數(shù)達到最大（0.798）?？傊参飰A、總氮和總糖、還原糖呈顯著負相關(guān)，總植物堿、總氮呈顯著正相關(guān)，其他化學(xué)成分間的相關(guān)性或正或負。

表2 3縣（區(qū)）紅大煙葉主要化學(xué)成分含量和比率Table2 The contents and ratio of main chemical components of tobacco leaves from 3 counties .

表3 化學(xué)成分間的簡單相關(guān)系數(shù)Table3 Correlation coefficient of chemical components

當(dāng)選擇前3個因子作為公因子時，累積貢獻率達到 81.56%（表 4），已包含原始數(shù)據(jù)的信息量的80%以上，滿足了因子分析的要求[25-27]。經(jīng)過正交旋轉(zhuǎn)得因子載荷矩陣（表5）。

表5 化學(xué)成分的因子載荷矩陣Table5 Loading factor matrix of main chemical components

第 1個因子主要是含碳化合物，其貢獻率為63.20%，由總糖、還原糖、糖堿比決定，且這3個變量在第1個因子上具有較大的正載荷值，分別為0.90、0.80、0.92，且相互之間呈正相關(guān)，說明這3個變量具有相似的變化趨勢，此結(jié)果與于建軍等[28]研究結(jié)果基本一致。第2個因子主要是含氮化合物，貢獻率為27.34%，主要由總氮、總植物堿、氮堿比決定。在第3個因子中，氯和鉀氯比具有較大的載荷值，二者貢獻率為5.85%，但氯和鉀氯比這兩組變量有符號相反的載荷，說明兩組變量負相關(guān)。

3 討 論

烤煙化學(xué)成分是煙葉質(zhì)量的內(nèi)涵，在評價煙葉質(zhì)量時，不但要考慮一個或幾個化學(xué)指標(biāo)含量對煙葉質(zhì)量的影響，還要從整體上考慮煙葉內(nèi)部化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性。攀枝花煙區(qū)紅大煙葉含糖量總體較高，且煙葉糖含量的變異系數(shù)最小，總糖、還原糖的穩(wěn)定性最好，與李丹丹等[24]，郝永生等[29]研究結(jié)果一致，也可能與該區(qū)氣候、土壤等生態(tài)條件以及紅大煙葉特性有關(guān)，符合該區(qū)域煙葉清甜香的風(fēng)格特征。但該地區(qū)鉀含量總體偏低，可以通過增施鉀肥，合理布局，采用深耕、高起壟、高培土等措施提高土壤通透性，提高煙株對鉀的吸收量。

由紅大煙葉主要化學(xué)成分的相關(guān)分析可知，含氮化合物和含碳化合物呈顯著負相關(guān)，與董高峰等的[32]研究結(jié)果一致。同時通過對攀枝花煙區(qū)紅大煙葉主要化學(xué)成分及衍生成分進行因子分析得到3個主因子，其中碳氮因子貢獻率最高（90.54%），表明其在化學(xué)成分中的作用最大，對烤煙品質(zhì)的影響最顯著，即烤煙的品質(zhì)主要由煙葉中碳氮化合物的協(xié)調(diào)程度決定[30-31]。燃燒性因子為該因子分析的第3個主因子，由于鉀和氯都影響煙葉的燃燒速度和燃燒的完全性[32-33]，因此在煙葉生產(chǎn)中應(yīng)注意鉀、氯離子的調(diào)控以及適宜的鉀氯比。

以上結(jié)果為進一步開展攀枝花煙區(qū)紅大煙葉化學(xué)質(zhì)量綜合評價和烤煙生產(chǎn)提供了參考，同時由于不同卷煙生產(chǎn)企業(yè)對優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分的要求也有差異，因此，如何建立適用于企業(yè)自身特色的煙葉化學(xué)成分可用性綜合評價體系，還待進一步研究和探討。

4 結(jié) 論

（1）攀枝花煙區(qū)紅大煙葉樣品具有總糖和還原糖含量較高以及煙葉鉀含量相對偏低的特點?？傮w來看，該煙區(qū)紅大煙葉主要化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好，屬于優(yōu)質(zhì)煙葉，但仍可考慮通過適當(dāng)增施鉀肥并提高鉀肥利用率等措施來提高煙葉鉀含量，進一步提高化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和質(zhì)量穩(wěn)定性。

（2）攀枝花不同區(qū)縣的化學(xué)成分特征表現(xiàn)為，仁和區(qū)大部分化學(xué)指標(biāo)含量略低于鹽邊縣和米易縣。各區(qū)縣化學(xué)指標(biāo)協(xié)調(diào)性較好，總植物堿和總氮含量均符合優(yōu)質(zhì)煙葉的要求，總糖和還原糖的含量仍較高，鉀含量普遍偏低?；瘜W(xué)成分的變異性總體表現(xiàn)為鹽邊縣的煙葉化學(xué)成分變異性較大，質(zhì)量穩(wěn)定性較差。

（3）紅大煙葉主要化學(xué)成分的相關(guān)性則表現(xiàn)為含氮化合物和含碳化合物呈負相關(guān)，由因子分析結(jié)果得出，攀枝花煙區(qū)紅大煙葉主要由含碳化合物、含氮化合物和燃燒性3個主因子構(gòu)成。

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