初烤煙葉顏色與常規(guī)化學(xué)成分及感官質(zhì)量相關(guān)性研究

楊景全，于國(guó)鋒，馮 媛，鄭宏偉，馬 林，馬長(zhǎng)峰，王 強(qiáng)，蘇海建，李 偉，藺 超，曹守濤，梁 爽，張士強(qiáng)

(1.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 采購(gòu)中心，山東 濟(jì)南 250014；2.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，山東 濟(jì)南 250014；3.鄭州輕工業(yè)學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002；4.山東省青島市石化高級(jí)技工學(xué)校， 山東 青島 266108；5.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 青島卷煙廠(chǎng)，山東 青島 266101)

煙葉顏色是指煙葉經(jīng)調(diào)制后的相關(guān)色彩、色澤飽和度和色值的狀態(tài)[1]。不同煙草類(lèi)型對(duì)煙葉調(diào)制后顏色的影響不同，同一類(lèi)型的煙草隨品種、種植區(qū)域、生長(zhǎng)環(huán)境的不同對(duì)顏色的影響也隨之變化。煙葉顏色參數(shù)與內(nèi)含成分有一定的相關(guān)性，且與感官評(píng)吸質(zhì)量也有一定的關(guān)系[1-10]?；贑IELab模型的煙葉顏色定量分析也有學(xué)者進(jìn)行研究[11-14]，但顏色定量分析與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的相關(guān)性研究較少。本文選取國(guó)內(nèi)各大產(chǎn)區(qū)煙葉，采用色差儀測(cè)量煙葉的顏色參數(shù)，分析煙葉顏色與化學(xué)成分及感官品質(zhì)間的關(guān)系，旨在促進(jìn)煙葉打葉復(fù)烤從經(jīng)驗(yàn)化向理論化轉(zhuǎn)變，維持烤煙煙葉感官質(zhì)量穩(wěn)定性，為卷煙產(chǎn)品葉組配方維護(hù)工作提供輔助支持。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

選取2014年云南、貴州、四川、福建、湖南、山東等6產(chǎn)區(qū)15產(chǎn)地C3F把煙樣品15份，每份1.0 kg。

1.2 樣品處理

每個(gè)等級(jí)樣品選取具有代表性的10片煙葉，置于恒溫恒濕箱中，設(shè)定環(huán)境相對(duì)濕度(60±5)%，溫度(22±2)℃，平衡時(shí)間不少于24 h。

1.3 方法

1.3.1 顏色檢測(cè) 使用柯尼卡美能達(dá)分光色差儀CM-2600d，選擇測(cè)色孔徑L(8 mm)，設(shè)定測(cè)量條件為D65光源/10°測(cè)定角、SCE(排除鏡面反射光)，對(duì)儀器進(jìn)行黑白版校正后再測(cè)量。測(cè)量時(shí)將煙葉平放在桌面上，背面朝下、正面朝上使其自然平整。取點(diǎn)位于平分主脈4等分3處分割線(xiàn)，且主脈兩側(cè)主脈與葉緣的中間點(diǎn)的位置，避開(kāi)病斑和葉脈等顏色變化較大位置，均勻地各選擇3個(gè)點(diǎn)，每片煙葉6個(gè)點(diǎn)。測(cè)定的色度學(xué)指標(biāo)主要包括L(明度值)，a(正值代表紅色度，負(fù)值代表綠色度)，b(正值代表黃色度，負(fù)值代表藍(lán)色度)，C(飽和度)，h(色調(diào)角)。

1.3.2 化學(xué)分析 檢測(cè)項(xiàng)目包括：總煙堿、總糖、還原糖、總氮、氯、鉀共6項(xiàng)。具體測(cè)定方法為：總煙堿：YC/T 160-2002煙草及煙草制品總植物堿的測(cè)定-連續(xù)流動(dòng)法；總糖和還原糖：YC/T 159-2002煙草及煙草制品水溶性糖的測(cè)定-連續(xù)流動(dòng)法；總氮：YC/T 33-1996煙草及煙草制品總氮的測(cè)定-克達(dá)爾法；氯：YC/T 162-2011煙草及煙草制品氯的測(cè)定-連續(xù)流動(dòng)法；鉀：YC/T 173-2003煙草及煙草制品鉀的測(cè)定-火焰光度法。

1.3.3 感官評(píng)價(jià) 根據(jù)YC/T 138-1998煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法，由原料煙葉感官評(píng)價(jià)委員會(huì)以香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味和質(zhì)量檔次的評(píng)價(jià)指標(biāo)和9分度標(biāo)度法對(duì)樣品煙絲進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 運(yùn)用WPS Office 2016，PASW 18統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，顏色統(tǒng)計(jì)用OnColor v.5.5.1.8分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉顏色分析

各產(chǎn)地樣品的顏色分析如表1所示。由表1可知，全國(guó)各產(chǎn)區(qū)煙葉的亮度L*、色調(diào)角h*變異系數(shù)較小，相對(duì)穩(wěn)定；紅度a*、黃度b*、飽和度C*變異系數(shù)較大，其中云南、四川煙葉紅色度較高，山東煙葉紅色度偏低；云南、四川、貴州煙葉黃色度較高，山東、湖南煙葉黃色度較低；云南、四川、貴州煙葉飽和度較高，福建、湖南、山東飽和度較低。

表1 六大產(chǎn)區(qū)把煙樣品顏色測(cè)定

2.2 煙葉化學(xué)成分分析

各產(chǎn)地樣品的化學(xué)成分分析如表2所示。由表2可知，全國(guó)各產(chǎn)區(qū)煙葉的總煙堿、還原糖、總氮變異系數(shù)較小，相對(duì)穩(wěn)定；總糖、糖堿比變異系數(shù)較大，云南、四川煙葉總糖、糖堿比均較高，貴州、湖南、山東煙葉總糖和糖堿比偏低，鉀和氯變異系數(shù)很大，福建、山東煙葉氯含量很高，山東煙葉鉀含量偏低，可能由于地理及氣候原因?qū)е隆?/p>

表2 六大產(chǎn)區(qū)把煙樣品常規(guī)化學(xué)成分檢測(cè)

2.3 煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

各產(chǎn)地樣品的感官質(zhì)量評(píng)價(jià)如表3所示。由表3可知，全國(guó)各產(chǎn)區(qū)煙葉香氣質(zhì)、香氣量、透發(fā)性、勁頭、刺激性、檔次變異系數(shù)較小，相對(duì)穩(wěn)定；雜氣、濃度、余味變異系數(shù)較大，其中山東煙葉雜氣偏重，貴州、湖南煙葉雜氣較輕；貴州、湖南、福建煙葉濃度較大，云南煙葉濃度偏低；福建、山東煙葉余味較差，湖南、云南煙葉余味較好。

表3 六大產(chǎn)區(qū)把煙樣品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.4 煙葉顏色與內(nèi)含化學(xué)成分及感官質(zhì)量相關(guān)性分析

2.4.1 簡(jiǎn)單相關(guān)性分析 煙葉顏色及其參數(shù)是相關(guān)內(nèi)在化學(xué)成分的綜合體現(xiàn)，為了進(jìn)一步探明煙葉顏色參數(shù)與化學(xué)成分的相關(guān)性，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析，結(jié)果顯示，L*、a*、b*、a*/b*、C*及h*與總煙堿、總糖、總氮、氯及糖堿比有相關(guān)性，其中L*與總煙堿和總氮含量達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)，與總糖含量和糖堿比達(dá)到顯著正相關(guān)；a*和a*/b*與總煙堿和總氮含量達(dá)到顯著正相關(guān)，與糖堿比(a*/b*與總糖含量)達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)；b*與總糖含量達(dá)到顯著正相關(guān)，與氯含量達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)；C*與總糖含量達(dá)到顯著正相關(guān)，與氯含量達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)；h*與總糖含量和糖堿比達(dá)到顯著正相關(guān)，與總煙堿和總氮含量達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)。

表4 顏色參數(shù)和常規(guī)化學(xué)成分的相關(guān)性分析

注：“**”表示1%的顯著性水平，“*”表示5%顯著性水平。

通過(guò)簡(jiǎn)單相關(guān)分析可以看出，煙葉顏色參數(shù)L*與香氣質(zhì)、香氣量有極顯著正相關(guān)關(guān)系，與透發(fā)性、雜氣及濃度達(dá)到顯著水平。a*與雜氣呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與香氣質(zhì)達(dá)到顯著水平。b*與香氣量和勁頭達(dá)到顯著水平。a*/b*與香氣質(zhì)和雜氣呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與香氣量和濃度達(dá)到顯著水平。C*與勁頭呈顯著正相關(guān)關(guān)系。h*與香氣質(zhì)和雜氣呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與香氣質(zhì)和香氣量達(dá)到顯著水平。

表5 顏色參數(shù)和感官質(zhì)量的相關(guān)性分析

注：“**”表示1%的顯著性水平，“*”表示5%顯著性水平。

2.4.2 逐步回歸分析 為進(jìn)一步探明化學(xué)成分與煙葉顏色參數(shù)的相關(guān)性，將煙葉顏色參數(shù)與化學(xué)成分含量數(shù)據(jù)做逐步回歸分析。通過(guò)逐步回歸分析，剔除對(duì)影響作用較小的因子，篩選出重要的影響因子，對(duì)篩選后的回歸方程做顯著性檢驗(yàn)，均達(dá)到極顯著水平。以煙葉顏色參數(shù)：L*(Y1)、a*(Y2)、b*(Y3)、a*/b*(Y4)、C*(Y5)、h*(Y6)為因變量，化學(xué)成分：總煙堿(X1)、總糖(X2)、還原糖(X3)、總氮(X4)、氯(X5)、糖堿比(X6)為自變量，建立逐步回歸方程如下：

Y1=-0.576X1(R2=0.331，P﹤0.05)

Y2=0.551X4(R2=0.303，P﹤0.05)

Y3=1.312X2-0.908X3(R2=0.553，P﹤0.05)

Y4=0.569X1(R2=0.323，P﹤0.05)

Y5=1.273X2-0.726X3+0.32X4(R2=0.606，P﹤0.05)

Y6=-0.578X1(R2=0.334，P﹤0.05)

R2代表回歸方程的擬合度，R2越接近1，說(shuō)明方程的擬合度越好，L、a、a/b及h與化學(xué)成分回歸方程的R2值僅在0.303～0.334區(qū)間，說(shuō)明以上化學(xué)成分對(duì)L、a、a/b及h的貢獻(xiàn)度較小。對(duì)煙葉L影響最顯著的為總煙堿，對(duì)a影響最顯著的為總氮，對(duì)b影響最顯著的為總糖和還原糖(總糖>還原糖)，對(duì)a/b和h影響最顯著的為總煙堿，對(duì)C影響最顯著的為總糖、還原糖和總氮，由此可知：總糖、還原糖、總煙堿與煙葉顏色呈極顯著相關(guān)。

為了探明顏色參數(shù)與感官評(píng)吸指標(biāo)的相關(guān)性，將煙葉顏色參數(shù)與感官評(píng)吸值做逐步回歸分析，并對(duì)回歸模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，均達(dá)到顯著水平。以煙葉顏色參數(shù)：L*(Y1)、a*(Y2)、b*(Y3)、a*/b*(Y4)、C*(Y5)、h*(Y6)為因變量，以感官評(píng)吸指標(biāo)：香氣質(zhì)(X1)、香氣量(X2)、透發(fā)性(X3)、雜氣(X4)、濃度(X5)、勁頭(X6)、刺激性(X7)、余味(X8)及質(zhì)量檔次(X9)為自變量，建立逐步回歸方程如下：

Y1=0.463X2(R2=0.214，P﹤0.05)

Y2=-0.771X4+0.669X6+0.367X7(R2=0.408，P﹤0.05)

Y3=0.306X6(R2=0.094，P﹤0.05)

Y4=-0.651X1+0.369X9(R2=0.281，P﹤0.05)

Y5=0.317X6(R2=0.1，P﹤0.05)

Y6=0.651X1-0.388X9(R2=0.287，P﹤0.05)

根據(jù)逐步回歸分析對(duì)煙葉L影響最顯著的為香氣量，對(duì)a影響最顯著的為雜氣、勁頭和刺激性(雜氣>勁頭>刺激性)，對(duì)b和C影響最顯著的為勁頭，對(duì)a/b和h影響最顯著的為香氣質(zhì)和質(zhì)量檔次(香氣質(zhì)>質(zhì)量檔次)，由此得到：香氣質(zhì)、雜氣、勁頭與煙葉顏色參數(shù)的相關(guān)性達(dá)到極顯著相關(guān)。

3 討論

煙葉顏色是煙葉部分內(nèi)含物質(zhì)的光學(xué)表現(xiàn)，該部分煙葉內(nèi)含物質(zhì)在一定程度上又反映了煙草風(fēng)味化學(xué)成分的情況，近幾年相關(guān)研究進(jìn)展較快。本文分析結(jié)果表明，總糖、還原糖、總煙堿等與煙葉顏色呈極顯著相關(guān)，香氣質(zhì)、雜氣、勁頭與煙葉顏色參數(shù)呈極顯著相關(guān)，這與張長(zhǎng)云[1]、梁洪波[10]、丁根勝[13]等學(xué)者研究結(jié)果一致；香氣質(zhì)與a/b呈極顯著負(fù)相關(guān)，與h呈極顯著正相關(guān)，香氣量與L呈極顯著正相關(guān)，雜氣與a呈極顯著負(fù)相關(guān)，勁頭與a、b、C呈極顯著正相關(guān)，這與丁根勝[13]研究結(jié)果基本一致，但在吃味指標(biāo)上，本研究并未發(fā)現(xiàn)有顯著相關(guān)性，這可能由于不同煙葉產(chǎn)區(qū)之間存在差異，亦或與評(píng)價(jià)人感官評(píng)價(jià)指標(biāo)有關(guān)，有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

武圣江等[15]研究表明煙葉質(zhì)體色素是影響烤煙顏色指標(biāo)的一個(gè)重要因素，張長(zhǎng)云等[1]研究表明蛋白質(zhì)、淀粉等對(duì)煙葉顏色相關(guān)性較顯著。因此，除了煙葉常規(guī)化學(xué)成分之外，應(yīng)繼續(xù)分析影響顏色的內(nèi)含物質(zhì)，如：葉綠素、胡蘿卜素以及葉黃素等，以及開(kāi)展與感官質(zhì)量相關(guān)的物質(zhì)，如：糖類(lèi)、蛋白、淀粉、纖維、氨基酸、堿類(lèi)及醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等芳香物質(zhì)的顏色相關(guān)性研究。繼續(xù)運(yùn)用更加系統(tǒng)和合適的方法評(píng)價(jià)其感官質(zhì)量，甚至結(jié)合電子鼻繼續(xù)建立感官描述和揮發(fā)性物質(zhì)的大數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析煙葉顏色與煙葉內(nèi)含物質(zhì)、揮發(fā)性成分(甚至燃燒后煙氣致香成分)和感官質(zhì)量的相關(guān)性研究。

4 結(jié)論

試驗(yàn)選取全國(guó)六大產(chǎn)區(qū)15產(chǎn)地C3F煙葉作為研究對(duì)象，測(cè)定煙葉顏色參數(shù)和常規(guī)化學(xué)成分并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果表明煙葉顏色參數(shù)與煙葉化學(xué)成分如總糖、還原糖、總煙堿及感官質(zhì)量如香氣質(zhì)、雜氣、勁頭等均有顯著的相關(guān)性，這對(duì)于維持煙葉產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定有指導(dǎo)作用。隨著該項(xiàng)研究的不斷深入可以指導(dǎo)和輔助煙葉采購(gòu)、打葉復(fù)烤配方設(shè)計(jì)、卷煙產(chǎn)品葉組配方設(shè)計(jì)和維護(hù)等工作。