福建煙區(qū)烤煙主要化學(xué)成分特征分析

張志靈 房權(quán)祥 林祖斌 林海濱 陳慶文 林隆 陳星峰

摘要：分析福建煙區(qū)烤煙主要化學(xué)成分特征，為煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案制定、生產(chǎn)布局優(yōu)化和卷煙工業(yè)企業(yè)煙葉原料采購(gòu)提供參考。測(cè)定福建3個(gè)煙葉產(chǎn)區(qū)2013—2019年度3個(gè)主栽烤煙品種煙葉樣品的總糖、還原糖、總氮、總植物堿、淀粉、鉀、氯的含量，計(jì)算氮堿比、糖堿比、鉀氯比、兩糖差等衍生值，分析比較主要化學(xué)成分年度變化規(guī)律、品種、部位及產(chǎn)區(qū)差異情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，福建煙區(qū)煙葉總糖（32.9%）、還原糖（23.1%）、鉀（3.37%）、淀粉（7.09%）含量較高，氯離子（0.20%）含量相對(duì)較低。年度間變化特征為，總氮和糖含量的變異系數(shù)均小于20%，氯含量變異系數(shù)71.5%。品種間變化特征為，‘K326’的總糖和還原含量最低，‘云煙87’的還原糖含量最高，‘CB-1’的煙堿顯著低于‘K326’和‘云煙87’；3個(gè)品種氯含量差距最為顯著，鉀和淀粉含量無(wú)差異。部位間變化特征為，除氯含量外各指標(biāo)差異顯著。產(chǎn)區(qū)間變化特征為，龍巖煙區(qū)煙葉表現(xiàn)最高還原糖含量和最低淀粉含量，南平煙區(qū)煙葉呈現(xiàn)最高的氯含量和最低的鉀含量，3個(gè)產(chǎn)區(qū)總糖、煙堿含量、氮堿比和糖堿比無(wú)顯著差異。綜上，福建煙葉呈現(xiàn)高糖鉀淀粉、適氮堿、低氯的特點(diǎn)，總氮和糖的含量年度間穩(wěn)定性較好，氯含量波動(dòng)較大；品種間、產(chǎn)區(qū)間煙葉主要化學(xué)成分存在一定差異，部位間煙葉主要化學(xué)成分差異顯著。

關(guān)鍵詞：福建煙區(qū)；烤煙；化學(xué)成分；特征；比較分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S131.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0012

Characteristics of Main Chemical Components of Flue-cured Tobacco Leaves in Fujian Tobacco-growing Area

Zhang Zhiling， Fang Quanxiang， Lin Zubin， Lin Haibin， Chen Qingwen， Lin Long， Chen Xingfeng

（Fujian Tobacco Quality Supervision & Test Station， Fuzhou 350111， Fujian， China）

Abstract： The paper analyzed the characteristics of main chemical components of flue-cured tobacco leaves in Fujian tobacco-growing area， so as to provide references for production technology plan design， distribution optimization， and raw material purchase by cigarette corporations. The contents of total sugar， reducing sugar， total nitrogen， nicotine， starch， potassium， chlorine in tobacco leaf samples collected from 3 main tobaccogrowing areas in Fujian from 2013 to 2019 were determined， the derivative values of the nitrogen/alkali ratio， sugar/alkali ratio， potassium/chlorine ratio， the difference of total sugar and reducing sugar were calculated， and finally a comparative analysis on annual change rules， cultivars， parts and regional characteristics of main chemical components of flue-cured tobacco leaves was conducted. The results showed that the contents of total sugar （32.9%）， reducing sugar （23.1%）， potassium （3.37%）， starch （7.09%） were relatively high， while the content of chloride （0.20%） was relatively low. On annual changing characteristics， the variation coefficients of total nitrogen and sugar were less than 20%， and the variation coefficient of chlorine was 71.5%. There were significant differences in chlorine in tobacco leaves， but there was no significant difference in potassium and starch among different cultivars.‘K326’had least total sugar and reducing sugar，‘Yunyan 87’had the highest reducing sugar content.‘CB-1’had significantly less nicotine than both‘K326’and‘Yunyan 87’. On producing area characteristics， tobacco leaves from Longyan showed the highest reducing sugar and the least starch contents， and tobacco leaves from Nanping showed the highest chlorine and the least potassium contents. There was no significant difference in total sugar， nicotine， nitrogen/alkali ratio and sugar/alkali ratio among the three producing areas. In summary， flue-cured tobacco leaves in Fujian showed relatively high contents of total sugar， reducing sugar， potassium， starch， appropriate contents of total nitrogen and nicotine， and relatively low content of chloride. The content of total nitrogen and sugar in the flue-cured tobacco leaves showed great stability and the content of chlorine had more volatility； main chemical components in tobacco leaves were quite different among the cultivars and producing areas， and significant differences were observed in different parts of tobacco leaves.

Keywords： Fujian Tobacco- growing Area； Flue- cured Tobacco； Chemical Components； Characteristic； Comparative Analysis

0引言

煙葉化學(xué)成分是煙葉風(fēng)格和煙葉品質(zhì)的內(nèi)在決定性因素，各化學(xué)成分的含量及比例常作為煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[1]。不同品種、生態(tài)條件等因素會(huì)對(duì)煙葉化學(xué)成分的含量及比例產(chǎn)生重大影響。福建省是國(guó)內(nèi)重要的清香型煙葉產(chǎn)區(qū)，客觀評(píng)價(jià)福建煙區(qū)煙葉化學(xué)成分對(duì)煙葉原料生產(chǎn)和工業(yè)配方設(shè)計(jì)具有重要意義[2-4]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究人員重點(diǎn)圍繞福建煙區(qū)生產(chǎn)技術(shù)對(duì)煙葉質(zhì)量和化學(xué)成分的影響[5-7]以及化學(xué)成分與煙葉質(zhì)量的相關(guān)性[8-10]進(jìn)行了大量研究，針對(duì)福建煙區(qū)的煙葉化學(xué)成分綜合評(píng)價(jià)的研究較少。煙葉的總糖、還原糖、總氮、總植物堿、淀粉、鉀、氯是烤煙的主要化學(xué)成分，它們的含量及衍生指標(biāo)（氮堿比、糖堿比、鉀氯比、兩糖差）經(jīng)常用于煙葉質(zhì)量的評(píng)價(jià)。本研究對(duì)2013—2019年度福建3個(gè)煙區(qū)的3個(gè)主栽烤煙品種初烤煙葉化學(xué)成分含量進(jìn)行測(cè)定和統(tǒng)計(jì)，利用單因素Duncan’s方差分析福建煙區(qū)烤煙主要化學(xué)成分特征，統(tǒng)計(jì)福建煙區(qū)烤煙主要化學(xué)成分含量特點(diǎn)和年度變化情況，比較不同煙葉品種、不同部位、不同煙葉產(chǎn)區(qū)的化學(xué)成分差異性，探討福建煙葉化學(xué)成分特征及差異的產(chǎn)生原因，旨在為福建煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案制定、生產(chǎn)布局優(yōu)化和卷煙工業(yè)企業(yè)煙葉原料采購(gòu)提供參考。

1材料與方法

1.1取樣方法

根據(jù)福建烤煙種植情況，選取南平、三明和龍巖3個(gè)煙區(qū)主栽品種‘翠碧1號(hào)’（‘CB-1’）、‘K326’、‘云煙87’等典型種植地進(jìn)行采樣，每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)抽取農(nóng)戶(hù)初分好的X2F、C3F、B2F煙葉大樣各1份，2013—2019年共抽取82個(gè)采樣點(diǎn)246份樣品（表1），按照烤煙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 2635—92）對(duì)大樣進(jìn)行等級(jí)確認(rèn)后，隨機(jī)抽取各等級(jí)樣品3 kg。

1.2分析檢測(cè)

煙葉的總糖、還原糖、總氮、總植物堿、淀粉、鉀、氯等采用流動(dòng)分析法，按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 159—2002、YC/T 161—2002、YC/T 468-2013、YC/T 216—2013、YC/T 217—2007、YC/T 162—2011等進(jìn)行測(cè)定，氮堿比、糖堿比、鉀氯比、兩糖差為推算值。實(shí)驗(yàn)于2013年7月—2019年9月在福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站化學(xué)分析檢驗(yàn)室進(jìn)行。

1.3統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010和SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述和單因素Duncan’s方差分析；以不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平存在顯著性差異。

2結(jié)果與分析

2.1總體情況

一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜值范圍為總糖20%～26%，還原糖18%～22%，總氮1.5%～3.0%，總植物堿1.5%～3.5%，氯含量0.3%～0.8%，鉀含量在2%以上，淀粉≤5%；糖堿比8～12，氮堿比≤1，鉀氯比>4；兩糖差≤5%[11-13]。表2表明福建煙葉呈現(xiàn)出“高糖鉀淀粉、適氮堿、低氯”的特點(diǎn)，全省煙葉煙堿含量、總氮含量、鉀氯比適宜；氮堿比、糖堿比基本適宜；總糖、還原糖、兩糖差、鉀含量、淀粉含量偏高；氯含量偏低。各年度間，總糖含量在31.2%～35.6%之間波動(dòng)；除2018年外，還原糖含量年度間無(wú)顯著差異；煙堿含量2016年顯著較低，其他年度差異不顯著；總氮含量2015年最高，2016—2019年無(wú)明顯差異；氯含量年度間波動(dòng)較明顯，含量0.12%～0.29%；鉀含量基本穩(wěn)定在3%以上；淀粉含量2014年達(dá)到最高后逐漸下降；氮堿比2016年顯著高于其他年份，達(dá)到1.06，其他年份均小于1；糖堿比2016年度因煙堿含量較低而顯著高于其他年份，其余年份均在適宜范圍內(nèi)；鉀氯比均顯著大于4，年度間隨鉀和氯含量變化而波動(dòng)；兩糖差2014年度最低，仍達(dá)到8.7。從變異系數(shù)看，各年度化學(xué)成分含量中總氮波動(dòng)最小，為11.7%；其次為總糖和還原糖，分別為14.9%和16.5%；氯含量的波動(dòng)最大，達(dá)到71.5%。

2.2不同品種的煙葉化學(xué)成分差異

由表3可知，‘CB-1’、‘K326’和‘云煙87’均呈現(xiàn)高鉀含量、高淀粉含量的特征，且品種間不存在顯著性差異?？偺呛扛髌贩N表現(xiàn)為‘CB-1’顯著高于‘K326’；還原糖含量表現(xiàn)為‘云煙87’顯著高于‘CB-1’和‘K326’，而‘CB-1’和‘K326’品種間未達(dá)到顯著性差異；煙堿含量‘云煙87’>‘K326’>‘CB-1’，‘CB-1’煙堿含量顯著低于‘云煙87’；總氮含量3個(gè)品種略有差異，‘K326’和‘云煙87’略高于‘CB-1’；氯含量3個(gè)品種存在顯著差異，‘K326’>‘云煙87’>‘CB-1’。

2.3不同部位烤煙化學(xué)成分對(duì)比

由表4可知，不同部位的煙葉總糖和還原糖含量呈現(xiàn)中部（C3F）>下部（X2F）>上部（B2F），X2F與C3F等級(jí)間差異不顯著；總氮、煙堿和淀粉含量從高到低為B2F、C3F、X2F，煙堿和淀粉在各部位間表現(xiàn)顯著差異，X2F與C3F等級(jí)的總氮含量無(wú)差異；鉀含量、糖堿比、氮堿比從大到小依次為X2F、C3F、B2F且3個(gè)部位存在顯著性差異；兩糖差表現(xiàn)為X2F>C3F>B2F；氯含量C3F最低，且在各等級(jí)間差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.4不同產(chǎn)區(qū)煙葉化學(xué)成分對(duì)比

由表5可見(jiàn)，近7年福建煙區(qū)各產(chǎn)區(qū)間總糖、煙堿含量和氮堿比、糖堿比總體上無(wú)顯著差異；龍巖產(chǎn)區(qū)煙葉還原糖含量極顯著高于三明和南平產(chǎn)區(qū)；總氮含量龍巖>三明>南平；南平產(chǎn)區(qū)的氯含量顯著高于龍巖和三明產(chǎn)區(qū)；鉀含量和鉀氯比則是龍巖和三明2個(gè)產(chǎn)區(qū)顯著高于南平產(chǎn)區(qū)，龍巖和三明的鉀含量和鉀氯比不存在顯著差異；龍巖產(chǎn)區(qū)的淀粉含量和兩糖差顯著低于三明和南平。

3結(jié)論

研究分析了福建3個(gè)主要煙葉產(chǎn)區(qū)2013—2019年度不同品種煙葉常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)特征，結(jié)果表明福建煙葉質(zhì)量總體上較好，與國(guó)內(nèi)主流煙葉相比，福建煙葉表現(xiàn)出糖含量、淀粉含量、鉀含量比較高，氯含量較低等特點(diǎn)；總氮和糖的含量年度間穩(wěn)定性較好，氯含量年度間波動(dòng)較大；仍可進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)，提高福建產(chǎn)區(qū)煙葉化學(xué)成分綜合協(xié)調(diào)性和質(zhì)量穩(wěn)定性。不同品種間，‘K326’的總糖和還原糖含量最低，‘云煙87’的還原糖含量顯著高于‘CB-1’和‘K326’，‘CB-1’的煙堿顯著低于‘K326’和‘云煙87’；3個(gè)品種的氯含量差距最為顯著，鉀和淀粉含量無(wú)差異。不同部位間，除氯含量外，其余各指標(biāo)部位間差異達(dá)到顯著水平，各部位主要化學(xué)成分含量符合烤煙煙葉典型分布規(guī)律。不同產(chǎn)區(qū)間，龍巖煙區(qū)煙葉還原糖含量顯著高于三明和南平，淀粉含量卻顯著低于南平和三明；南平煙區(qū)比其他2個(gè)地區(qū)表現(xiàn)出更高的氯含量和更低的鉀含量；3個(gè)產(chǎn)區(qū)總糖、煙堿含量和氮堿比、糖堿比無(wú)顯著差異。

4討論

不同的栽培措施、不同的自然環(huán)境條件均會(huì)對(duì)煙葉中化學(xué)成分的含量產(chǎn)生重大的影響。通過(guò)比較不同年份的煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量及比例，發(fā)現(xiàn)福建主要產(chǎn)區(qū)煙葉質(zhì)量總體較好，呈現(xiàn)出“高糖鉀淀粉、適氮堿、低氯”特點(diǎn)，這與蔣佳磊[2]、竇玉青[14]等的研究成果較為類(lèi)似。福建煙葉糖含量偏高可能與東部沿海大氣濕度大、產(chǎn)區(qū)晝夜溫差大和施肥措施等有關(guān)[15]；氯含量偏低主要與福建產(chǎn)區(qū)土壤含氯較低（約20 mg/kg）以及降雨量大有關(guān)[16]。福建煙葉淀粉含量偏高，與王紅剛[17]、董維杰[18]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，可能與福建煙葉品種和清香型特色有關(guān)[19]，通過(guò)降低淀粉含量提高煙葉使用價(jià)值時(shí)要因地制宜，講究整體協(xié)調(diào)性。福建煙區(qū)總氮和糖含量年度間穩(wěn)定性較好，這與前人研究結(jié)果一致，氯含量變化較大可能與氣候變化有關(guān)[20]。

不同品種的烤煙糖含量有差異，‘云煙87’的總糖和還原糖含量均極顯著的高于‘K326’，這與吳興富[21]報(bào)道的云南煙區(qū)烤煙糖含量特點(diǎn)相似，但和蔣佳磊[2]的報(bào)道有所不同，可能與取樣點(diǎn)的不同生態(tài)環(huán)境有關(guān)。鉀含量‘云煙87’>‘K326’>‘CB-1’，3個(gè)品種間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異，這與徐茜等[22]對(duì)南平煙區(qū)不同品種鉀含量的研究結(jié)果一致?！茻?7’的煙堿最高，‘CB-1’的糖堿比最大，這與前人的研究基本一致[23-24]。氯含量在不同品種之間存在差異，同時(shí)烤煙品種有一定的地區(qū)喜好性，往往一些品種僅在特定的煙區(qū)種植，因此烤煙氯含量狀況不能完全歸因于品種[25]。福建產(chǎn)區(qū)不同品種煙葉化學(xué)成分含量整體情況與張國(guó)建[26]在2009—2010年的研究結(jié)果略有異同，可能與取樣情況和煙葉化學(xué)成分年度間的波動(dòng)有關(guān)，這方面還需深入探討研究。

不同部位間的煙葉化學(xué)成分含量及比例差異較大，這與蔣佳磊[2]、李曉婷[27]等的研究結(jié)果較為一致。胡溶容等[15]認(rèn)為水溶性總糖含量、還原糖含量和糖堿比值的空間分布是結(jié)構(gòu)性因素（自然因素）和隨機(jī)因素（人為因素）共同作用的結(jié)果。陳偉等[28]研究表明，煙堿含量與土壤養(yǎng)分相關(guān)明顯，但不同部位煙葉煙堿含量與土壤養(yǎng)分指標(biāo)的關(guān)聯(lián)不明顯。莫靜靜等[29]研究表明，不同時(shí)期打頂會(huì)對(duì)烤煙不同部位的化學(xué)成分分布產(chǎn)生一定的影響。因而，各化學(xué)成分部位間分布規(guī)律可能受煙草自身代謝以及栽培技術(shù)等影響，受品種和地域的影響較小。

不同產(chǎn)區(qū)間煙葉總糖含量無(wú)差異，與張國(guó)建[26]的報(bào)道相同，與云南煙區(qū)烤煙有所不同[21]；煙堿含量和氮堿比、糖堿比總體上無(wú)顯著差異。說(shuō)明福建3個(gè)產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)管理對(duì)煙葉糖、煙堿的含量影響不顯著。龍巖產(chǎn)區(qū)煙葉還原糖含量比三明和南平高，這與李明[20]的研究結(jié)果類(lèi)似，淀粉含量龍巖產(chǎn)區(qū)顯著低于南平和三明產(chǎn)區(qū)，可能與龍巖產(chǎn)區(qū)溫度較高[30]及‘云煙87’種植量比較大有關(guān)。氯含量分析情況與2009—2010年的研究結(jié)果[26]一致，南平煙區(qū)比龍巖和三明煙區(qū)表現(xiàn)出更高的氯含量和更低的鉀含量、總氮含量，這可能與栽培中施用氯肥有關(guān)[31]。

煙葉質(zhì)量及風(fēng)格特征的物質(zhì)基礎(chǔ)是煙葉的化學(xué)成分含量。筆者分析了福建煙區(qū)烤煙主要化學(xué)成分特征，提出了福建煙葉具有高糖鉀淀粉、適氮堿、低氯特點(diǎn)，為特色煙葉種植優(yōu)化和卷煙生產(chǎn)原料采購(gòu)提供了有價(jià)值的結(jié)論和依據(jù)。福建煙葉淀粉含量偏高與清香型風(fēng)格的關(guān)系還需進(jìn)一步研究論證；氯含量偏低且波動(dòng)性較大是否由氣候造成還有待后續(xù)研究。綜上，福建煙葉質(zhì)量總體上較好，煙葉化學(xué)成分綜合協(xié)調(diào)性和質(zhì)量穩(wěn)定性仍可進(jìn)一步優(yōu)化提高。

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