甘肅煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分特征及年度變化分析

馬 斌，丁潤(rùn)波，王澤理，杜青霞，杜笑洲，花 蕾，郭 磊，王育軍

（甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，甘肅 蘭州 730050）

我國(guó)煙葉產(chǎn)區(qū)分布廣泛，不同產(chǎn)區(qū)煙葉的外觀質(zhì)量、物理及化學(xué)特性均存在較大差異。而同一產(chǎn)區(qū)不同年份間煙葉由于受到年度間栽培調(diào)制技術(shù)、生態(tài)環(huán)境差異以及氣候變化的影響，其化學(xué)成分也會(huì)存在一定差異[1-6]。煙葉化學(xué)成分是烤煙的物質(zhì)基礎(chǔ)，其作為煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)直接影響到卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量。煙葉常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)主要包括總氮、總植物堿、總糖、還原糖、鉀、氯等，并以此計(jì)算出糖堿比、鉀氯比、氮堿比等來評(píng)判煙葉的質(zhì)量及協(xié)調(diào)性[1-3]。

有許多研究者對(duì)烤煙化學(xué)成分年度間差異開展了研究。例如：曹景林等[4]分析了近10 a來湖北省煙區(qū)烤煙煙葉常規(guī)化學(xué)成分的變化，發(fā)現(xiàn)湖北省煙區(qū)煙葉各種化學(xué)成分含量均隨著年度變化而出現(xiàn)波動(dòng)，以總植物堿、糖含量波動(dòng)較大而鉀含量和總氮含量波動(dòng)相對(duì)較小；王曉賓等[6]對(duì)廣東烤煙主要化學(xué)成分進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明部分年度間、產(chǎn)區(qū)間烤煙總植物堿、總氮、鉀離子和糖堿比、氮堿比差異達(dá)顯著水平；王育軍等[7]對(duì)2010—2017年湖南基地的烤煙化學(xué)成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明湖南基地烤煙化學(xué)成分含量整體“適中，穩(wěn)定”。

甘肅的2個(gè)主要烤煙種植區(qū)隴南和慶陽(yáng)地處東經(jīng)104°01′～108°45′，北緯32°38′～37°10′，在全國(guó)烤煙煙葉香型風(fēng)格區(qū)劃中將隴南和慶陽(yáng)種植區(qū)煙葉劃分為Ⅲ、Ⅳ 香型過渡區(qū)[8-9]。目前，甘肅煙草工業(yè)公司“蘭州”品牌在甘肅煙區(qū)平均年采購(gòu)量約為110 萬kg，而有關(guān)甘肅煙區(qū)烤煙化學(xué)成分年度質(zhì)量特征的研究較少。為了充分掌握近10 a來甘肅煙區(qū)烤煙煙葉質(zhì)量穩(wěn)定性及常規(guī)化學(xué)成分的變化趨勢(shì)，筆者對(duì)2010—2019年甘肅煙區(qū)煙葉的常規(guī)化學(xué)成分特征及變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析，明確了甘肅產(chǎn)區(qū)煙葉常規(guī)化學(xué)成分的變化規(guī)律，為該產(chǎn)區(qū)煙葉原料的使用和生產(chǎn)種植技術(shù)調(diào)整提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品選擇

以2010—2019年間甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司在甘肅省2個(gè)種植區(qū)（隴南和慶陽(yáng)）所采購(gòu)的主栽品種6個(gè)不同等級(jí)（C2L、C3L、B2L、B3L、X2L和X3L）的180個(gè)復(fù)烤片煙為研究對(duì)象，其中2個(gè)種植區(qū)各90個(gè)。

1.2 樣品常規(guī)化學(xué)成分檢測(cè)

煙葉樣品統(tǒng)一由甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心檢測(cè)分析室檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)包括總糖、總氮、總植物堿、還原糖、氯和鉀含量的測(cè)定，分別參照YC/T 159—2002、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2002和YC/T 173—2003進(jìn)行檢測(cè)[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel軟件和IBM SPSS Statistics 25.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析和方差分析 。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘肅煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分總體特征

由表1可知，甘肅煙區(qū)烤煙的總氮、總植物堿、總糖、還原糖、氯離子和鉀離子的平均含量分別為1.83%、2.12%、23.28%、19.41%、0.40%、1.73%，糖堿比、鉀氯比、氮堿比依次為9.46、4.63、0.89；而目前國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)烤煙常規(guī)化學(xué)成分含量為總氮1.5%～3.0%、總植物堿1.5%～3.5%、總糖18%～24%、還原糖16%～22%、氯離子在0.3%～0.8%、鉀離子2.0%～3.5%、糖堿比8～12、鉀氯比≥4、氮堿比≤1[11]。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，甘肅煙區(qū)烤煙呈現(xiàn)出“總氮、總植物堿、還原糖含量適中，總糖含量相對(duì)較高，氯離子含量相對(duì)較低，而鉀離子則顯著偏低”的特征。

從表1還可以看出，鉀氯比的變異系數(shù)為32.72%，離散度較大；氯離子、氮堿比的變異系數(shù)在20%～30%，離散度適中；而其余指標(biāo)變異系數(shù)均小于20%，離散度較小。由此判斷，甘肅煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分中氯離子含量較不穩(wěn)定，而其他各常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)則相對(duì)穩(wěn)定。

表1 甘肅煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)指標(biāo)的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.2 不同種植區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分差異分析

由表2可知，慶陽(yáng)烤煙的總糖、還原糖及總氮含量略高于隴南的，總植物堿含量與隴南的相當(dāng)；但其氯離子含量顯著高于隴南的，而鉀離子含量顯著低于隴南的，導(dǎo)致隴南烤煙的鉀氯比是慶陽(yáng)的3.88倍。其中隴南烤煙的氯離子含量偏低（＜0.30），隴南和慶陽(yáng)烤煙的鉀離子含量也均偏低（＜2.0%）。

表2 隴南、慶陽(yáng)烤煙常規(guī)化學(xué)成分含量的比較

2.3 甘肅煙區(qū)烤煙化學(xué)成分年度變化特征

2.3.1 總氮、總植物堿及氮堿比 由圖1可知，2010—2019年甘肅煙區(qū)烤煙總氮含量在1.36%～2.18%之間，2010—2013年總氮含量呈逐年下降的趨勢(shì)，至2013年降到1.36%，為近10 a最低值，低于適宜范圍的下限值1.5%，2014年上升至1.99%，并在2014—2019年間穩(wěn)定在（1.93±0.13）%；總植物堿含量為1.55%～2.73%，均處于適宜范圍（1.5%～3.5%）內(nèi)；氮堿比在0.58～1.28范圍內(nèi)，除2010年（1.28）外各年度氮堿比平均值均在≤1%的適宜范圍內(nèi)。

圖1 甘肅煙區(qū)烤煙總植物堿、總氮及氮堿比的年度變化特征

2.3.2 總糖、還原糖及糖堿比 由圖2可知，2010—2019年甘肅煙區(qū)烤煙總糖含量在19.62%～26.05%范圍內(nèi)，近10 a中有5 a超出了24%的適宜上限，可見甘肅煙區(qū)烤煙總糖含量整體偏高，2013年達(dá)到近10 a的最高值（26.05%），而2016—2019年間則相對(duì)穩(wěn)定，但均超出了24%的適宜上限；還原糖含量在15.87%～21.65%之間，其中2014年還原糖含量為15.87%，低于適宜范圍的下限值，其余年份均在適宜范圍內(nèi)；糖堿比為7.82～13.27，其中2014年、2015年、2017年的糖堿比低于8.00，2012年的糖堿比高于12.00。

圖2 甘肅煙區(qū)烤煙總糖、還原糖及糖堿比的年度變化特征

2.3.3 鉀離子、氯離子及鉀氯比 由圖3可知，2010—2019年甘肅煙區(qū)烤煙氯離子含量為0.24%～0.51%，其中2014年和2018年僅為0.24%和0.27%，低于氯離子適宜范圍最低限；鉀離子含量為1.30%～2.06%，各年度鉀離子含量平均值整體偏低，除2010年外均低于適宜范圍的下限值，其中2016年僅1.30%；鉀氯比為3.15～7.53，其中2011年、2012年、2015年和2016年鉀氯比低于適宜范圍下限，且年度間波動(dòng)較大。雖然氯含量過高（＞0.8%）會(huì)對(duì)烤煙品質(zhì)產(chǎn)生不良影響，但含氯量過低會(huì)導(dǎo)致植株矮小、油分少、耐加工性差，并降低煙氣感官質(zhì)量[12]。因此，甘肅烤煙種植應(yīng)科學(xué)把控氯肥施用量，著重提升供鉀水平，以提升甘肅煙區(qū)烤煙品質(zhì)。

圖3 甘肅煙區(qū)烤煙鉀離子、氯離子及鉀氯比的年度變化特征

3 小結(jié)與討論

甘肅煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)中總氮、總植物堿、還原糖含量適中，總糖含量相對(duì)較高，接近上限，這可能是受甘肅煙區(qū)日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大的氣候影響。慶陽(yáng)和隴南2個(gè)種植區(qū)烤煙的總糖、還原糖、總植物堿及總氮含量略有差異，但并不顯著。

2010—2019年，甘肅煙區(qū)烤煙總氮和總植物堿含量隨著年份的變化呈現(xiàn)一定程度的波動(dòng)，總植物堿波動(dòng)大于總氮，其中2010年總氮高于總植物堿含量。總糖和還原糖含量隨著年份的變化呈現(xiàn)一定程度的波動(dòng)，且變化趨勢(shì)一致。2016—2019年，總糖含量波動(dòng)較小，但已超出適宜范圍的上限，還原糖含量相對(duì)適宜，但也已趨于適宜范圍的上限。因此，在葉組模塊調(diào)制或卷煙葉組配方設(shè)計(jì)時(shí)，可以搭配使用2016—2019年甘肅煙區(qū)煙葉來平衡葉組總糖和還原糖含量，以提升葉組配方的整體化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。

2010—2019年，甘肅煙區(qū)烤煙氯離子含量均相對(duì)較低，而鉀離子則顯著偏低。其中，慶陽(yáng)產(chǎn)地?zé)熑~氯離子含量高于隴南，而鉀離子則低于隴南產(chǎn)地，這主要是受當(dāng)?shù)赝寥兰胺N植條件的影響[11-12]。因此，甘肅煙區(qū)烤煙種植應(yīng)科學(xué)把控氯肥施用量并重點(diǎn)提高供鉀技術(shù)水平，以提升甘肅煙區(qū)煙葉品質(zhì)。

甘肅煙區(qū)烤煙各常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)年度間變異系數(shù)均在25%之內(nèi)。整體而言，甘肅煙區(qū)烤煙化學(xué)成分較穩(wěn)定。這對(duì)保障葉組模塊及葉組配方質(zhì)量穩(wěn)定性起到積極作用。