“黃金葉”品牌河南煙葉工業(yè)分選方法建立與應用

張書偉，張子穎，過偉民，徐文韜，彭玉富，常乃杰，周漢平

1. 河南中煙工業(yè)有限責任公司技術中心 鄭州市管城區(qū)經開第三大街8號 4500002. 中國煙草總公司鄭州煙草研究院 煙草行業(yè)生態(tài)環(huán)境與煙葉質量重點實驗室鄭州高新技術開發(fā)區(qū)楓楊街2號 450001

煙葉外觀特征評價貫穿于煙葉生產、流通和使用環(huán)節(jié)，是煙草商業(yè)煙葉收購和卷煙工業(yè)原料采購的主要質量依據。研究煙葉外觀特征與感官品質的關系，明確不同區(qū)域影響煙葉感官品質的關鍵外觀特征指標，對于優(yōu)化煙葉外觀評價體系和有針對性地指導煙葉生產、收購和調撥具有重要意義，也一直是煙葉質量評價領域的研究熱點［1-2］。我國于20 世紀90 年代初建立了烤煙分級標準［3］并沿用至今，形成了以顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度為主要指標的煙葉外觀品質量化評價方法［4］。除了國標規(guī)定的外觀品質因素外，探索更多的外觀評價延伸指標、更為全面地通過外觀評價預測煙葉內在質量的研究也在不斷深入［5-6］。近年來，隨著卷煙產品消費結構不斷升級，卷煙工業(yè)對高等級煙葉原料的需求大幅增加，對低等級煙葉的需求持續(xù)減少，造成煙葉收購過程中的等級數量減少，不可避免地產生煙葉等級合格率不高、混部位、混等級等現象［7-8］，煙葉商業(yè)收購等級質量與工業(yè)認可度之間存在較明顯的差距［9］。因此，對采購后煙葉進行工業(yè)分選已成為卷煙工業(yè)保證產品質量的重要手段之一。

通過工業(yè)分選一方面可剔除含青、雜色等使用價值較低的煙葉，另一方面根據不同檔次卷煙品牌的原料需求特點，對煙葉原料的品質進行精細化分類，以更加符合卷煙工業(yè)使用需求。由于我國不同生態(tài)區(qū)煙葉的外觀特征差異明顯［10-11］，影響煙葉內在品質的外觀指標不盡相同［12-16］，研究特定生態(tài)環(huán)境和栽培技術條件下，與煙葉感官品質相匹配的煙葉外觀特征評價體系，進而建立個性化的煙葉原料工業(yè)分選方法，可有效提高煙葉資源的使用效率，而這方面尚鮮有報道?；诖?，通過豫中許昌和豫西三門峽兩類生態(tài)區(qū)品質梯度煙葉樣品制備試驗，研究影響河南煙葉感官品質的關鍵外觀特征指標，建立品牌導向的煙葉原料工業(yè)分選方法，以期為河南優(yōu)質煙葉的定向生產、個性化評價和高效利用提供技術手段。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2019—2020年在河南省許昌市襄城縣和三門峽市靈寶市進行，供試品種為當地主栽品種中煙100和云煙87。

煙葉原料采集：從“黃金葉”品牌在上述兩個產區(qū)實際采購的C2F、C3F、C3L、B1F、B2F、B3F等商業(yè)等級煙葉中隨機抽取煙葉各100 kg，在溫度（22±1）℃、相對濕度（60±3）%條件下平衡2～3 d［17］。

品質梯度煙葉樣品制備：按照表1規(guī)定的外觀特征指標及檔次劃分要求，由來自河南中煙工業(yè)有限責任公司（以下簡稱河南中煙）的煙草行業(yè)煙葉標準標樣分標委委員對所有煙葉逐片挑選，分別制備各指標不同檔次的典型煙葉樣品，每個樣品不少于100片煙葉，兩個產區(qū)共制備品質梯度煙葉樣品89個，所制備煙葉樣品基本涵蓋各產區(qū)所有質量檔次煙葉。

表1 品質梯度煙葉樣品制備方法Tab.1 Preparation method of quality gradient tobacco leaf samples

工業(yè)分選方法驗證樣品制備：按照形成的工業(yè)分選標準，于第二年制備兩個產區(qū)不同工業(yè)分選檔次煙葉樣品，每個樣品不少于100片煙葉，兩個產區(qū)共制備工業(yè)分選方法驗證樣品12個。

1.2 測定指標及方法

1.2.1 外觀特征

由來自河南中煙的行業(yè)煙葉標準標樣分標委委員、高級技師組成的外觀特征鑒定專家組（5人）完成煙葉外觀特征指標量化評價，評價指標包括顏色深淺、光澤度、成熟度、葉片結構、柔軟度、身份、油潤感，具體方法在文獻［18］基礎上略做修改（表2）。

表2 煙葉外觀特征指標量化賦值方法Tab.2 Assignment for appearance characteristic indexes of flue-cured tobacco

1.2.2 主要化學成分分析

按照YC/T 160—2002［19］、YC/T 161—2002［20］、YC/T 159—2002［21］規(guī)定方法測定煙葉煙堿、總氮、還原糖、總糖含量，按照（總氮-煙堿氮）×蛋白質系數計算蛋白質含量。根據YC/T 216—2007［22］方法，按照高氯酸萃取-碘比色法測定煙葉淀粉含量。

1.2.3 感官品質評價

由河南中煙技術中心具備煙草行業(yè)感官評吸鑒定資質的人員（7人）完成。評價指標包括香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、回甜、柔細度、干燥感、濃度、勁頭。由于感官品質評價指標較多，參考工業(yè)企業(yè)評價煙葉原料的指標分類方法、中國煙草種植區(qū)劃建立的烤煙感官質量綜合評價方法［17］以及“黃金葉”品牌對不同部位煙葉原料使用的側重，以香氣質、雜氣和細膩程度分值加和表征香氣質感，以香氣量和濃度分值加和表征香氣飽滿度，以刺激性、干燥感和回甜分值加和表征口感舒適性。以（香氣質×0.25+香氣量×0.25+雜氣×0.15+刺激性×0.10+干燥感×0.05+回甜×0.15+細膩程度×0.05）×11.1表征中部煙葉感官品質總得分，以（香氣質×0.25+香氣量×0.25+雜氣×0.15+刺激性×0.05+干燥感×0.05+回甜×0.15+濃度×0.05+細膩程度×0.05）×11.1表征上部煙葉感官品質總得分。

1.3 數據處理

采用IBM Statistics SPSS 24.0軟件進行T檢驗、相關分析和逐步回歸分析，采用Microsoft Excel 2010進行數據統(tǒng)計分析和制圖。

2 結果與分析

2.1 豫中許昌和豫西三門峽產區(qū)煙葉品質特征差異比較

采用獨立樣品T檢驗方法，比較豫中許昌和豫西三門峽產區(qū)煙葉外觀特征和感官品質分值的差異。從圖1中可看出，兩產區(qū)中部煙葉的外觀特征分值差異不顯著，三門峽產區(qū)的柔軟度分值稍高，身份分值稍低；上部煙葉的光澤度、柔軟度、油潤感分值差異顯著，三門峽產區(qū)的煙葉相對鮮亮、柔軟和油潤。兩產區(qū)中部煙葉的感官品質指標分值差異顯著，三門峽產區(qū)煙葉的香氣質感和飽滿程度、口感舒適性分值顯著較高；上部煙葉的感官品質分值差異不顯著。總體來看，兩產區(qū)煙葉品質特征的差異在兩部位間表現不完全一致。

圖1 豫中許昌和豫西三門峽產區(qū)煙葉品質特征差異Fig.1 Difference in quality characteristics of tobacco leaves from Xuchang in middle Henan and Sanmenxia in west Henan

2.2 煙葉工業(yè)分選指標篩選

2.2.1 外觀特征與感官品質的相關分析

從圖2中可看出，在不考慮產區(qū)和部位差異的情況下，煙葉油潤感和柔軟度分值與香氣質感、香氣飽滿度、口感舒適性等3類感官品質指標均呈極顯著或顯著正相關。其余外觀特征指標多與煙葉感官品質的某類指標存在顯著相關性，如顏色深淺、身份分值與香氣飽滿度呈極顯著正相關，光澤度分值與香氣質感、口感舒適度呈極顯著正相關，成熟度分值與香氣質感、香氣飽滿度呈顯著或極顯著正相關。兩產區(qū)整體而言，隨煙葉外觀油潤感增強和柔軟度提升，感官香氣質感和飽滿度、口感舒適性均顯著改善。

圖2 烤煙外觀特征指標分值與感官品質的散點圖Fig.2 Scatter plot of appearance characteristic scores and sensory quality of flue-cured tobacco

考慮到產區(qū)、部位間煙葉品質特征的差異，分別分析了2個產區(qū)不同部位煙葉外觀特征指標分值與感官品質的相關性。由圖3中可看出，豫中許昌產區(qū)中部煙葉的油潤感、顏色深淺分值與香氣質感和飽滿度呈顯著或極顯著正相關，柔軟度、葉片結構、光澤度分值與感官品質總體也表現出正相關關系。上部煙葉的規(guī)律與中部煙葉略有差異，柔軟度、油潤感、葉片結構分值與香氣質感和飽滿度呈顯著或極顯著正相關，身份分值則與香氣質感和飽滿度呈顯著負相關，成熟度和顏色深淺分值與香氣飽滿度呈極顯著正相關?？傮w來看，除油潤感、柔軟度、葉片結構指標在兩部位的規(guī)律基本一致外，顏色深淺與中部煙葉、身份與上部煙葉感官品質的關系相對密切。

圖3 煙葉外觀特征指標分值與感官品質指標的相關系數Fig.3 Correlation coefficient between appearance characteristic index scores and sensory quality of tobacco leaves

豫西三門峽產區(qū)中部煙葉的光澤度、葉片結構、柔軟度分值與香氣質感、口感舒適性呈顯著或極顯著正相關，油潤感、顏色深淺和身份分值與香氣飽滿度呈顯著正相關。上部煙葉的油潤感、光澤度、葉片結構、柔軟度與香氣質感、口感舒適性呈顯著或極顯著正相關，顏色深淺分值與香氣飽滿度呈極顯著正相關，成熟度分值與香氣質感呈顯著正相關，身份分值與香氣質感和口感舒適性呈極顯著負相關?？傮w來看，三門峽產區(qū)兩部位煙葉的規(guī)律基本一致，柔軟度、葉片結構、光澤度、油潤感與感官品質的關系相對密切。

2.2.2 外觀特征與感官品質的逐步回歸分析

進一步利用逐步回歸分析方法，研究對豫中、豫西2 產區(qū)煙葉感官品質相對重要的外觀特征指標。以感官品質總得分為因變量，外觀特征指標為自變量進行逐步回歸分析，因變量經檢驗后符合正態(tài)分布，逐步回歸方程參數見表3。由表中可看出，兩個產區(qū)的規(guī)律基本一致，油潤感和柔軟度為影響煙葉感官品質最為重要的外觀特征指標，不同產區(qū)/部位樣品組中，油潤感或柔軟度決定煙葉感官品質總得分變異的24.4%～61.9%。

表3 感官品質總得分與外觀特征指標分值的逐步回歸方程參數Tab.3 Parameters of stepwise regression equation between total score of sensory quality and scores of appearance characteristics

2.3 煙葉工業(yè)分選指標與化學成分的關系

由上述分析可知，豫中許昌產區(qū)煙葉的油潤感、柔軟度、葉片結構、顏色深淺、身份與感官品質密切相關，其中顏色深淺在中部煙葉、身份在上部煙葉中的表現相對明顯。豫西三門峽產區(qū)煙葉的油潤感、柔軟度、光澤度、葉片結構與感官品質密切相關，兩部位表現相對一致。進一步分析了上述外觀指標與化學成分含量/協(xié)調性指標的關系。以外觀特征指標分值為因變量，煙堿、蛋白質、還原糖、總糖、淀粉、糖堿比值、兩糖比值7項化學成分指標為自變量進行逐步回歸分析。表4列出了因變量符合正態(tài)分布的逐步回歸方程參數。可以看出，兩糖比值為影響許昌產區(qū)煙葉品質特征的關鍵化學成分指標，決定兩部位煙葉油潤感和柔軟度分值變異的23.9%～68.5%，決定上部煙葉身份分值變異的31.1%。豫西三門峽產區(qū)的規(guī)律總體與豫中許昌產區(qū)相似，兩糖比值與淀粉、總糖、還原糖等共同決定煙葉油潤感、柔軟度分值變異的39.1%～50.5%?？傮w來看，兩糖比值是影響河南煙葉品質特征的關鍵化學成分指標。

表4 外觀特征指標與化學成分的逐步回歸方程參數①Tab.4 Parameters of stepwise regression equation between appearance characteristic indexes and chemical components

2.4 煙葉工業(yè)分選方法建立與應用

2.4.1 煙葉工業(yè)分選方法

以篩選得到的工業(yè)分選指標為依據，制定兩產區(qū)包括分選指標和檔次劃分的煙葉工業(yè)分選方法（表5～表6）。油潤感、柔軟度、葉片結構為兩個部位煙葉的共性指標，顏色深淺和身份分別為許昌產區(qū)中部和上部煙葉的個性化指標。光澤度為三門陜產區(qū)兩個部位的個性化指標。

表5 豫中許昌產區(qū)煙葉工業(yè)分選方法Tab.5 Industrial classification method for tobacco leaves from Xuchang in central Henan

表6 豫西三門峽產區(qū)煙葉工業(yè)分選方法Tab.6 Industrial classification method for tobacco leaves from Sanmenxia in west Henan

2.4.2 工業(yè)分選方法的應用驗證

煙葉工業(yè)分選的驗證結果顯示（圖4），兩個產區(qū)各部位不同工業(yè)分選檔次煙葉的感官品質差異明顯，隨外觀分選檔次下降，煙葉感官品質分值呈梯度下降趨勢。豫中許昌產區(qū)中部、上部各檔次煙葉感官品質總得分的差值分別為1.4～3.7分和1.6～3.0分，豫西三門峽產區(qū)分別為0.7～1.2分和0.5～1.7分，說明通過上述外觀分選方法可將不同感官品質的煙葉合理分類。

圖4 不同工業(yè)分類煙葉的感官品質分值Fig.4 Sensory quality scores of tobacco leaves of different industrial grades

3 討論

不同生態(tài)區(qū)烤煙煙葉外觀特征存在區(qū)域性差異［6］。本研究中通過豫中許昌和豫西三門峽兩類產區(qū)相對大樣本量的煙葉外觀差異分析，發(fā)現許昌產區(qū)煙葉的柔軟度、油潤感和光澤度總體低于三門峽產區(qū)，這與過偉民等［11］、蔡憲杰等［13］提出的豫中煙區(qū)煙葉相對硬脆、光澤較暗，油潤感不強而燥感較強的結論相似。此外，兩產區(qū)煙葉外觀特征的差異在中部和上部表現略有差異，三門峽產區(qū)上部煙葉相對柔軟、鮮亮和油潤，而中部煙葉差異不顯著，這與多數關于煙葉外觀區(qū)域特征差異的研究結論［10-14］限定在特定部位中相一致，同時也說明有必要區(qū)分產區(qū)和部位，開展煙葉外觀特征與感官品質的相關性研究。

本研究中發(fā)現，煙葉外觀特征指標與感官品質的相關性存在產區(qū)和部位間差異。對兩產區(qū)煙葉整體而言，油潤感和柔軟度與感官品質密切相關，隨煙葉油潤感增強，柔軟度提升，煙葉香氣質感和飽滿度、口感舒適性均顯著改善。對許昌產區(qū)而言，除上述兩項外觀特征指標外，顏色深淺與中部煙葉、身份與上部煙葉的感官品質密切相關，在正黃至金黃范圍內，中部煙葉隨顏色加深，香氣質感和飽滿度顯著改善，在中等至厚范圍內，上部煙葉隨身份趨厚，香氣質感和飽滿度顯著下降。張小利等［23］認為河南初烤煙葉的部位、顏色、身份對吸食品質有顯著影響，上部、深橘黃、身份（稍）厚煙葉的綜合評價較差，這與本研究中身份指標的結論一致，而本研究中在中部煙葉的正黃～金黃范圍內，隨顏色加深感官品質提升，而在上部煙葉的金黃～深黃范圍內，顏色深淺只與香氣飽滿度分值呈顯著正相關，與其他感官品質指標的相關性不顯著，這一方面說明顏色深淺與感官品質的關系需分部位界定，另一方面說明對上部煙葉顏色的要求需要根據不同卷煙工業(yè)的需求而確定，如對上部煙葉香氣飽滿度的需求更為側重時，則顏色相對加深對工業(yè)使用更為有利。對三門峽產區(qū)而言，光澤度與煙葉的感官品質關系密切，隨光澤鮮亮程度提升，香氣質感和口感舒適性顯著改善。葉片結構是煙葉部位間差異相對明顯的指標，中部煙葉葉片結構相對疏松，上部煙葉在尚疏松～稍密［2］，本研究中在不考慮部位、產區(qū)差異的情況下，葉片結構分值與煙葉感官品質的相關性不顯著，這與閆洪洋等［24］的研究結論相似，而在區(qū)分部位、產區(qū)等因素的情況，葉片結構與感官品質則呈現產區(qū)、部位間相對一致的正相關關系，這與馬彩娟等［25］的研究結論一致。因此，河南煙葉外觀特征應重點關注油潤感、柔軟度和葉片結構，同時以許昌為代表的豫中煙區(qū)中部煙葉的顏色不宜過淺，上部煙葉的身份不宜過厚，以三門峽為代表的豫西煙區(qū)應適當突出煙葉顏色的鮮亮程度。

本研究中發(fā)現，兩糖比值是影響河南煙葉品質特征的關鍵化學成分指標，決定許昌產區(qū)煙葉油潤感和柔軟度分值變異的23.9%～68.5%，與碳水化合物含量共同決定三門峽產區(qū)煙葉油潤感和柔軟度分值變異的39.1%～50.5%。這提示煙葉生產過程中應采取合理措施（適當增施有機肥、提高采收和烘烤成熟度等）提高煙葉還原糖含量，控制總糖含量，以提高兩糖比值。

利用與煙葉感官品質密切相關的外觀特征指標，建立了針對河南豫中和豫西2類主要產區(qū)的煙葉工業(yè)分選方法，驗證結果顯示，不同感官品質的煙葉可通過工業(yè)分選進行有效區(qū)分，且分選指標由煙草商業(yè)收購環(huán)節(jié)的6個［3］減少為4個，便于實際操作。

4 結論

通過河南豫中許昌和豫西三門峽兩個煙葉產區(qū)品質梯度煙葉樣品制備試驗，篩選了油潤感、柔軟度、葉片結構等影響煙葉感官品質的共性外觀指標和顏色深淺、身份、光澤度等個性指標，明確了兩糖比值是影響兩產區(qū)煙葉品質特征的關鍵化學成分指標。以“黃金葉”品牌原料品質需求為導向，分別建立了適合于豫中和豫西產區(qū)的煙葉工業(yè)分選方法，實現了不同感官品質煙葉的科學分類，下一步可在煙葉工業(yè)分選環(huán)節(jié)推廣應用。