重慶烤煙化學成分與感官品質(zhì)典型相關(guān)分析

江厚龍 彭奎 張艷 馬紅輝

摘? 要：為明確影響重慶煙葉感官品質(zhì)的主要化學因子，以烤煙品種云煙87為材料，采用典型相關(guān)分析方法研究了煙葉的主要化學成分與感官品質(zhì)的關(guān)系。結(jié)果表明，重慶烤煙的糖分含量偏高，煙堿、總氮、淀粉含量適中，鉀、氯含量偏低;兩糖差、糖堿比偏大，兩糖比和鉀氯比適中，氮堿比偏小。典型相關(guān)分析顯示，勁頭與總氮、煙堿呈正相關(guān)，與糖堿比呈負相關(guān);刺激性與鉀含量和糖堿比呈正相關(guān)，與總氮、煙堿含量呈負相關(guān);甜度與淀粉含量呈負相關(guān)，與糖堿比呈正相關(guān);透發(fā)性與淀粉含量呈負相關(guān)。因此認為，糖分、總氮、煙堿、鉀和淀粉是影響重慶烤煙感官質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：重慶;烤煙;化學成分;感官品質(zhì);典型相關(guān)

中圖分類號：TS41+1????????? 文章編號：1007-5119（2019）02-0080-07????? DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.02.012

Abstract： The aim of this study is to investigate the effects of chemical components on smoking quality of flue-cured tobacco. Yunyan 87， a flue-cured tobacco variety， was selected as materials to study the correlation between the main chemical components and smoking quality of tobacco by using the method of canonical correlation analysis. The results showed that for Chongqing tobacco， sugar content was relatively high， the contents of nicotine， total nitrogen and starch were appropriate， the contents of potassium and chloride were low. The difference of total sugar and reducing sugar， ratio of reducing sugar to nicotine were relatively high. The ratios of reducing sugar to total sugar and potassium to chloride were appropriate. The ratio of nitrogen to nicotine was low. The canonical correlation analysis showed that the strength had positive correlation with total nitrogen， nicotine， and had negative correlation with the ratio of reducing sugar to nicotine. The irritancy had certain correlation with chemical components， with the effect of potassium and the ratio of reducing sugar to nicotine being positive， while the effect of total nitrogen and nicotine being negative. Sweetness was significantly negatively correlated with starch， while the ratio of reducing sugar was opposite. The permeability had significant negative correlation with starch. Therefore， it is believed that sugar， total nitrogen， nicotine， potassium and starch are the key factors affecting the sensory quality of Chongqing flue-cured tobacco.

Keywords： Chongqing; flue-cured tobacco; chemical components; smoking quality; canonical correlation

煙葉作為卷煙工業(yè)的重要原料，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響卷煙品質(zhì)[1]。煙葉質(zhì)量包括外觀品質(zhì)、物理特性、化學成分和感官品質(zhì)等。感官品質(zhì)是煙葉質(zhì)量的最終判定，而化學成分又是決定感官品質(zhì)的最為關(guān)鍵的因素[2]。關(guān)于烤煙化學成分與感官品質(zhì)相關(guān)性研究報道較多，包括在云南[3]、貴州[4]、四川[5]、河南[6]、湖南[7]、湖北[8]、江西[9]、安徽[10]和陜西[11]等煙葉產(chǎn)區(qū)開展的相關(guān)研究。結(jié)果表明，云南煙區(qū)烤煙的感官質(zhì)量與煙堿、總氮及氯呈極顯著正相關(guān)，與總糖呈極顯著負相關(guān)[12];貴州烤煙的感官質(zhì)量與總糖、還原糖及兩糖差呈正相關(guān)，與煙堿、總氮及蛋白質(zhì)含量呈負相關(guān)[4];河南烤煙的感官質(zhì)量與糖分和含氮化合物的關(guān)系最為密切[13];皖南烤煙的感官質(zhì)量和焦甜感與總糖、還原糖、糖堿比、氮堿比等均呈顯著正相關(guān)，與煙堿、總氮、鉀、氯等均呈極顯著負相關(guān)[10]。程傳玲等[14]研究湖南、貴州和云南3個煙區(qū)煙葉時發(fā)現(xiàn)，感官質(zhì)量中余味、香氣質(zhì)、香氣量、雜氣等指標得分與總糖和還原糖含量呈正相關(guān)，與總植物堿和總氮含量呈負相關(guān)。朱保昆等[15]利用云南、貴州、四川、福建、湖北、安徽等產(chǎn)區(qū)煙葉研究表明，煙堿、糖堿比對感官品質(zhì)影響最大?？梢姴煌a(chǎn)區(qū)影響烤煙感官品質(zhì)的關(guān)鍵化學成分存在較大差異。本文選擇重慶2014—2017年12個產(chǎn)煙區(qū)的C3F煙葉進行研究，對烤煙化學成分和感官品質(zhì)進行評價，并進行描述性統(tǒng)計、典型相關(guān)分析，以期探索化學成分及其協(xié)調(diào)性與煙葉感官品質(zhì)的關(guān)系，以明確重慶煙區(qū)烤煙感官品質(zhì)的主要影響因子，為改善該產(chǎn)區(qū)煙葉感官評吸質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料與測定

試驗材料選自重慶市彭水、巫山、酉陽、武隆、黔江、石柱、巫溪、豐都、奉節(jié)、萬州、南川和涪陵等12個產(chǎn)煙縣（區(qū)）的2014—2017年烤后煙葉C3F樣品147個，供試烤煙品種為云煙87。

煙葉樣品化學成分含量由重慶市煙草公司測試中心用連續(xù)流動分析儀進行測定[16];感官指標由四川、重慶、湖南、云南、河北、江蘇等中煙工業(yè)有限責任公司組織評吸委員會按照標準方法進行評價[17]。

1.2? 統(tǒng)計分析方法

為了便于統(tǒng)計，將煙葉水溶性總糖（x1）、還原糖（x2）、煙堿（x3）、氯（x4）、鉀（x5）、總氮（x6）和淀粉（x7）作為一組變量;將化學成分協(xié)調(diào)性指標兩糖差（t1）、兩糖比（t2）、糖堿比（t3）、氮堿比（t4）和鉀氯比（t5）作為一組變量;將煙葉感官評吸指標香氣質(zhì)（y1）、香氣量（y2）、雜氣（y3）、刺激性（y4）、透發(fā)性（y5）、柔細性（y6）、甜度（y7）、余味（y8）、濃度（y9）和勁頭（y10）作為一組變量。采用SPSS 19.0軟件進行典型相關(guān)分析。

2? 結(jié)? 果

2.1? 煙葉化學成分及其協(xié)調(diào)性

重慶產(chǎn)區(qū)煙葉化學成分及其協(xié)調(diào)性分析結(jié)果見表1。由表1可知，除氯、淀粉和煙堿外，煙葉化學成分指標的變異系數(shù)均小于20%?；瘜W成分的衍生指標中，兩糖比的變異系數(shù)最小，為7.70%;其他指標的變異系數(shù)均大于20%。說明重慶煙葉化學成分指標的差異性較文獻[18]報道有所降低，區(qū)縣間煙葉質(zhì)量趨于一致。

參照優(yōu)質(zhì)烤煙的可溶性總糖（20%～25%）、還原糖（18%～24%）、煙堿（1.5%～3%）、總氮（1.5%～3.0%）、鉀（>2%）、氯（0.4%～0.8%）和淀粉（5%>）的適宜指標[19-21]，重慶烤煙的總糖、還原糖含量偏高，煙堿、總氮、淀粉含量適中，鉀含量略低，氯含量偏低。一般認為，烤煙兩糖差適宜范圍為3%～5%[22]，兩糖比在0.8～0.9之間為宜[23]，氮堿比以1左右為佳，糖堿比適宜范圍為8～10，鉀氯比最好大于4[21]。說明重慶煙區(qū)煙葉的兩糖差、糖堿比較高，兩糖比、鉀氯比適宜，氮堿比較低。

2.2? 化學成分與評吸質(zhì)量

表2為煙葉化學成分與感官品質(zhì)的典型相關(guān)分析結(jié)果。由表2可知，煙葉化學成分與感官品質(zhì)的典型相關(guān)系數(shù)中，第1個典型相關(guān)系數(shù)達到極顯著水平，方差貢獻率范圍56.55%。第2個典型相關(guān)系數(shù)也達到了極顯著水平，其方差貢獻率為16.51%。第3個典型相關(guān)系數(shù)達到了顯著水平，方差貢獻率為13.13%。本文僅選擇相關(guān)系數(shù)達到顯著和極顯著的典型變量進行分析，且這3組典型變量累積貢獻率達到了86.18%;其余4個典型相關(guān)系數(shù)未達到顯著水平，本文不予分析。

在達到極顯著水平的第Ⅰ典型變量（u1，v1）中，由u1與原始數(shù)據(jù)xi的相關(guān)關(guān)系可以看出，u1與x6（總氮）和x3（煙堿）均呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.818和0.765，可以理解為u1主要描述了煙堿和總氮的綜合性狀。v1與y10呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達0.866;與y4呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為–0.438，因此認為，v1主要描述了勁頭和刺激性的綜合性狀。說明煙葉的總氮和煙堿含量與其勁頭和刺激性密切相關(guān)，在一定范圍內(nèi)隨煙葉總氮和煙堿含量的提高，其勁頭呈增大趨勢，刺激性呈減小趨勢。

在達到極顯著水平的第Ⅱ典型變量（u2，v2）中，由u2與原始數(shù)據(jù)yi的相關(guān)系數(shù)可以看出，u2與x5呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.697，故u2可理解為主要描述了鉀的綜合性狀。v2與y4呈正相關(guān)關(guān)系，其系數(shù)的絕對值最大，表明y4對v2的貢獻最大，即v2主要描述了刺激性的綜合性狀。因此，適當增加煙葉鉀素含量，有利于降低其刺激性。

在達到顯著水平的第Ⅲ典型變量（u3，v3）中，由u3以x7系數(shù)的絕對值最大，且呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.767。因此，可理解為u3主要描述了淀粉的綜合性狀。v3中以y5、y7系數(shù)的絕對值較大，呈負相關(guān)關(guān)系。雖然y2的系數(shù)較大（0.850），但其與相關(guān)系數(shù)（?0.396）互為反號，所以y2在該組變量中是一個校正（或抑制）變量[24]，本文不予分析。因此，可理解為v3主要描述了透發(fā)性和甜度的綜合性質(zhì)。第Ⅲ典型變量說明，在一定范圍內(nèi)增加煙葉淀粉含量將導致透發(fā)性和甜度的降低。

2.3? 化學成分協(xié)調(diào)性與評吸質(zhì)量

煙葉化學成分協(xié)調(diào)性指標與感官品質(zhì)的典型相關(guān)分析結(jié)果見表4，由表4可知，煙葉化學成分協(xié)調(diào)性指標與感官品質(zhì)的典型相關(guān)系數(shù)中，僅第Ⅰ個典型相關(guān)系數(shù)達到了極顯著水平，方差貢獻率達62.867%，其余變量均未達到顯著水平。因此，本文僅取此組典型變量進行分析，結(jié)果見表5。在達到極顯著水平的第Ⅰ典型變量（t1，v1）中，u1以t3系數(shù)的絕對值最大，兩者呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為?0.862。u1可理解為主要描述了糖堿比的綜合性狀。v1中以y4、y3、y10、y7系數(shù)的絕對值較大，v1與y4、y7負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為–0.645、–0.446;與y10正相關(guān)相關(guān)系數(shù)為0.719;y3是校正變量，不予分析。因此，v1主要描述了刺激性、勁頭和甜度的綜合性狀。說明在一定范圍內(nèi)，隨糖堿比下降，刺激性和甜度呈下降趨勢、勁頭呈上升趨勢。

3? 討? 論

化學成分是煙葉質(zhì)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，化學成分含量及其成分間的協(xié)調(diào)性在一定程度上決定著煙葉感官質(zhì)量。本研究表明，近4年重慶C3F煙葉的總糖和還原糖含量及兩糖差和糖堿比偏高，煙堿、總氮和淀粉含量及兩糖比和鉀氯比適中，鉀含量略低，氯含量和氮堿比偏低。重慶煙葉糖分含量偏高可能與煙區(qū)海拔普遍偏高，生育中后期氣溫偏低[25]、降雨偏多[26]、日照偏少[27]有關(guān)。重慶煙區(qū)土壤氯含量偏低可能是導致煙葉含氯普遍偏低的主要原因[28]。其他學者在研究重慶2008年[29]、2010年[30]和2012年[20]的煙葉時也得到類似的結(jié)果。由變異系數(shù)來看，本結(jié)果較文獻[31]報道的2012年重慶煙葉化學成分

及其衍生指標的變異系數(shù)大幅降低，這可能重慶煙區(qū)推廣測土配方施肥、標準化成熟采收、三段六步式烘烤有關(guān)。

研究顯示，煙葉的總氮和煙堿含量與其勁頭和刺激性密切相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，煙葉總氮、煙堿含量與其勁頭呈正相關(guān)關(guān)系，與刺激性呈負相關(guān)關(guān)系。王建偉等[32]報道顯示，陜西煙葉的煙堿、總氮與煙葉勁頭也呈正相關(guān)關(guān)系;章新軍[8]、李廣才等[7]也報道了提高煙堿、總氮含量會降低刺激性得分的結(jié)果。淀粉是煙葉主要化學成分之一，燃燒時產(chǎn)生的焦糊氣味會影響香氣質(zhì)、吃味和安全性。本研究顯示在一定范圍內(nèi)，增加淀粉含量將導致煙葉透發(fā)性和甜度得分值降低。陳彬等[33]研究發(fā)現(xiàn)，煙葉淀粉含量與甜度呈正相關(guān)關(guān)系，與透發(fā)性呈負相關(guān)關(guān)系。鉀素是決定煙葉品質(zhì)的關(guān)鍵因素，它是煙葉燃燒的助劑，能夠顯著改善煙葉的燃燒性，提升煙葉的香氣、吃味及品質(zhì)。李洪勛等[4]、李廣才等[7]研究發(fā)現(xiàn)，適當增加煙葉鉀素含量可顯著提高其刺激性得分值。本研究也得出了類似的研究結(jié)果。也有報道顯示，烤煙鉀素含量與其刺激性呈負相關(guān)[8]。

還原糖和煙堿是影響煙葉香吃味的主要化學成分，是衡量其吸味和刺激性的重要指標[34]。還原糖、煙堿的相對含量（糖堿比）是評價煙葉內(nèi)在品質(zhì)的重要指標之一，在一定程度上反映了煙葉化學成分協(xié)調(diào)性和煙氣酸堿平衡度[35]。李肅等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，隨糖堿比增大，煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性和甜度等指標評吸得分值均呈先升高后降低趨勢，峰值在12左右。本研究顯示，糖堿比與煙葉的刺激性、甜度得分呈正相關(guān)，與勁頭得分呈負相關(guān)。也有報道顯示，煙葉糖堿比與刺激性和甜度得分呈極顯著正相關(guān)，與勁頭得分呈極顯著負相關(guān)[37]。

4? 結(jié)? 論

分析重慶煙區(qū)2014—2017年147個云煙87品種烤后煙葉化學成分含量及其協(xié)調(diào)性對煙葉感官質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，重慶煙葉的糖分、兩糖差和糖堿比偏高，煙堿、總氮、淀粉、兩糖比和鉀氯比適中，鉀、氯和氮堿比偏低。從變異系數(shù)看出，重慶煙葉化學成分的均一性較2012年有所改觀。典型相關(guān)分析表明，在一定范圍內(nèi)，增加總氮、煙堿含量使得煙葉的勁頭增大、刺激性降低;提高鉀含量有利于改善煙葉的刺激性;增加淀粉含量將導致煙葉透發(fā)性和甜度降低;降低煙葉糖堿比，其刺激性和甜度下降、勁頭增大。因此，在煙葉生產(chǎn)過程中應采取適當措施，改善煙葉的總氮、煙堿、鉀和淀粉含量，并調(diào)節(jié)糖堿比至適宜范圍，以改善煙葉感官質(zhì)量，提升重慶煙葉的市場競爭力。

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