不同部位烤煙主要化學(xué)成分特征及其與感官評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)系

張志靈，林 隆，張炳輝，林海濱，陳慶文，陳星峰，高偉民，林祖斌

（1.福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，福建 福州 350111；2. 福建省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 福州 350111）

煙葉質(zhì)量反映了煙葉性狀的使用價(jià)值，包括化 學(xué)成分、外觀質(zhì)量、物理特性、感官質(zhì)量、安全性等方面。其中，煙葉常規(guī)化學(xué)成分包括煙堿、總氮、還原糖、總糖、鉀、氯、淀粉等的含量及其協(xié)調(diào)性，是煙葉品質(zhì)的重要內(nèi)在因素［1-3］，也是諸多生產(chǎn)農(nóng)藝措施用來(lái)改善煙葉品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)［4-10］?？緹煵煌课粺熑~的化學(xué)成分含量和品質(zhì)存在較大差異［11-13］，深入分析不同部位煙葉化學(xué)成分含量與品質(zhì)的關(guān)系，探索不同部位中對(duì)煙葉品質(zhì)影響較大的化學(xué)成分指標(biāo)，可為煙葉生產(chǎn)調(diào)控及工業(yè)使用提供參考依據(jù)。

目前，學(xué)者們針對(duì)不同區(qū)域煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行了研究［14-17］，王建偉等［18］認(rèn)為總氮、氯含量和兩糖比是影響環(huán)秦嶺植煙區(qū)中部煙葉評(píng)吸質(zhì)量的主要化學(xué)成分。高凈凈等［19］研究表明，洛陽(yáng)烤煙濃香型彰顯度與總植物堿和糖堿比呈正相關(guān)，與氯、鉀氯比、氮堿比呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。薛琳等［20］研究表明，皖南烤煙煙葉中總糖、還原糖、還原糖/總植物堿、總糖/總植物堿、氮堿比與感官評(píng)吸得分、焦甜感呈顯著或極顯著正相關(guān)，煙堿、總氮、鉀、氯和施木克值與感官評(píng)吸得分、焦甜感呈極顯著負(fù)相關(guān)。徐澤桐等［21］研究認(rèn)為，鉀氯比、糖堿比和總植物堿是影響陜西省煙葉感官質(zhì)量最重要的3個(gè)常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)。王育軍等［22］分析了曲靖煙葉化學(xué)成分主要影響感官評(píng)吸質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)中的灰色、燃燒性、勁頭和香氣質(zhì)等指標(biāo)。學(xué)者們研究了不同香型烤煙煙葉化學(xué)成分與煙葉品質(zhì)的關(guān)系，如肖明禮等［23］分析了3種香型風(fēng)格煙葉化學(xué)成分對(duì)感官質(zhì)量的影響，得出還原糖、致香成分對(duì)感官綜合質(zhì)量有顯著影響；竇玉青等［24］研究認(rèn)為，煙葉氮堿比和糖堿比是影響閩西、贛中煙煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量和香型彰顯的重要影響因素。煙葉某個(gè)部位上的化學(xué)成分與煙葉品質(zhì)關(guān)系也時(shí)有報(bào)道，如沈晗等［25］研究認(rèn)為，影響上部煙葉感官質(zhì)量的最主要化學(xué)成分為總氮、總糖、煙堿；夏冰冰等［26］研究認(rèn)為，提高遵義上部煙葉糖組分含量、降低含氮化合物含量將有利于提高烤煙的評(píng)吸質(zhì)量。針對(duì)不同部位間煙葉化學(xué)成分與外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量關(guān)系比較的研究報(bào)道較少。為此，本研究通過(guò)抽取同一農(nóng)戶不同部位的初烤煙葉，采用簡(jiǎn)單相關(guān)分析、典型相關(guān)分析等方法對(duì)不同部位烤煙內(nèi)在化學(xué)成分與感官質(zhì)量的相關(guān)性進(jìn)行了研究探討。統(tǒng)計(jì)分析了不同部位煙葉化學(xué)成分含量的特點(diǎn)，分析探討常規(guī)化學(xué)成分含量與感官質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)系，明確對(duì)煙葉品質(zhì)影響較大的化學(xué)成分指標(biāo)，進(jìn)而為烤煙不同部位煙葉質(zhì)量調(diào)控優(yōu)化和工業(yè)可用性提高等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2013～2020年從福建省主要植煙區(qū)抽取初烤煙葉樣品273個(gè)，同一農(nóng)戶抽取X2F、C3F、B2F部位的煙葉各一份，每個(gè)部位的煙葉各91份，每份樣品3 kg。

1.2 分析檢測(cè)

1.2.1 煙葉化學(xué)成分分析 煙葉的總糖、還原糖、總氮、總植物堿、淀粉、鉀、氯含量等采用流動(dòng)分析法，按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 159—2002/2019《煙草及煙草制品 水溶性糖的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 161—2002/2019《煙草及煙草制品 總氮的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 468—2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 216—2013《煙草及煙草制品 淀粉的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》、YC/T 162—2011《煙草及煙草制品 氯的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》等進(jìn)行測(cè)定，氮堿比、糖堿比、鉀氯比為推算值。

1.2.2 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 由福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站組織評(píng)吸專家進(jìn)行評(píng)定。煙葉感官質(zhì)量綜合得分以風(fēng)格特征和質(zhì)量特征加權(quán)平均計(jì)分，其中風(fēng)格特征評(píng)價(jià)權(quán)重占40%，質(zhì)量特征評(píng)價(jià)權(quán)重占60%。風(fēng)格特征評(píng)價(jià)以香味風(fēng)格和甜感2項(xiàng)加權(quán)平均計(jì)分，質(zhì)量特征評(píng)價(jià)以香氣特征（以香氣質(zhì)、香氣量和雜氣3項(xiàng)加權(quán)評(píng)價(jià)計(jì)分，其中香氣質(zhì)權(quán)重占40%，香氣量權(quán)重占30%，雜氣權(quán)重占30%）、煙氣特征（以細(xì)膩度、濃度和勁頭3項(xiàng)加權(quán)評(píng)價(jià)計(jì)分，其中細(xì)膩度權(quán)重占40%，濃度權(quán)重占30%，勁頭權(quán)重占30%）和口感特征（以刺激性和余味2項(xiàng)加權(quán)評(píng)價(jià)計(jì)分，其中刺激性權(quán)重占45%，余味權(quán)重占55%）三大項(xiàng)加權(quán)評(píng)價(jià)計(jì)分（表1）。

表1 煙葉樣品感官評(píng)吸表

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010和SPSS 23.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同部位煙葉化學(xué)成分特征

2.1.1 不同部位烤煙化學(xué)成分對(duì)比 由表2可知，總糖和還原糖含量在煙葉不同部位呈現(xiàn)中部（C3F）＞下部（X2F）＞上部（B2F），中部與下部煙葉間兩糖含量差異不顯著，但均顯著高于上部煙葉的。總植物堿、總氮、淀粉含量從煙葉下部到上部逐漸升高，鉀含量、氮堿比、糖堿比則是隨著煙葉部位的上升而逐漸降低；總植物堿含量、鉀含量、氮堿比、糖堿比在煙葉各部位間表現(xiàn)出顯著差異。中部煙葉氯含量最低，各部位的氯含量無(wú)明顯差異?；瘜W(xué)成分含量變化幅度在煙葉不同部位間存在較大差異，總糖、還原糖、總氮、鉀的含量在不同部位內(nèi)變幅較小，變異系數(shù)均小于20%；氯、鉀氯比在煙葉不同部位內(nèi)變幅很大，變異系數(shù)均超過(guò)了75%。

表2 不同部位煙葉常規(guī)化學(xué)成分特征

2.1.2 化學(xué)成分之間的相關(guān)性分析 煙葉化學(xué)成分之間存在著一定的相互關(guān)聯(lián)，由表3可見(jiàn)，總植物堿與水溶性總糖、還原糖均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性大致從煙葉下部到上部逐漸增強(qiáng)；總氮含量與水溶性總糖、還原糖也呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性達(dá)到了極強(qiáng)水平。氯含量與其他化學(xué)成分關(guān)聯(lián)性不太緊密。鉀含量與糖含量也表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)，這種負(fù)相關(guān)隨著煙葉部位的上升而降低，下部煙葉鉀含量與糖含量表現(xiàn)了極強(qiáng)負(fù)相關(guān)。淀粉含量與鉀含量呈負(fù)相關(guān)；淀粉含量與糖含量在下部煙葉中表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，而在中部葉和上部葉中未出現(xiàn)顯著相關(guān)。

表3 化學(xué)成分含量間的簡(jiǎn)單相關(guān)分析

2.2 化學(xué)成分與感官質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)系

煙葉化學(xué)物質(zhì)是感官評(píng)吸的物質(zhì)基礎(chǔ)，與感官質(zhì)量有著密切關(guān)系。如表4所示，感官質(zhì)量綜合得分在煙葉不同部位間與煙葉化學(xué)成分含量關(guān)系表現(xiàn)不一樣，中部葉表現(xiàn)出關(guān)聯(lián)不顯著。影響上部煙葉感官質(zhì)量綜合得分的化學(xué)成分指標(biāo)順序氮堿比＞糖堿比＞總氮＞總植物堿＞水溶性總糖＞還原糖＞鉀＞鉀氯比＞淀粉＞氯，上部煙葉感官質(zhì)量與水溶性總糖、總植物堿、總氮、氮堿比和糖堿比關(guān)系比較密切，其中水溶性總糖、總氮和糖堿比表現(xiàn)為正相關(guān)，氮堿比、總植物堿則表現(xiàn)出了明顯的負(fù)相關(guān)；下部煙葉感官質(zhì)量綜合得分與水溶性總糖、氯、氮堿比和糖堿比關(guān)系較密切，其中水溶性總糖、氯、氮堿比表現(xiàn)為正相關(guān)，糖堿比則表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)。

表4 化學(xué)成分含量和感官質(zhì)量綜合得分的典型相關(guān)分析

為考察化學(xué)成分是如何影響感官質(zhì)量的，將不同部位煙葉化學(xué)成分和感官質(zhì)量作典型性分析，標(biāo)準(zhǔn)化向量C1～C10分別代表水溶性總糖、還原糖、總植物堿、總氮、氯、鉀、淀粉、氮堿比、糖堿比、鉀氯比；S1～S10分別代表香味、甜感、香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、細(xì)膩度、濃度、勁頭、刺激性、余味等指標(biāo)，結(jié)果如表5所示。結(jié)果顯示，不同部位煙葉中只有上部葉和中部葉感官質(zhì)量與化學(xué)成分存在著極顯著的典型相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），下部葉感官質(zhì)量與化學(xué)成分不存在顯著的典型相關(guān)關(guān)系（P＞0.05）。上部葉（B2F）典型變量中，化學(xué)因子的水溶性總糖（C1）、總植物堿（C3）、總氮（C4）、氮堿比（C8）、糖堿比（C9）對(duì)感官質(zhì)量的香味（S1）、甜感（S2）、余味（S10）的載荷量相對(duì)較大，主要反映了香味和余味與水溶性總糖、總氮、糖堿比呈現(xiàn)正相關(guān)，與總植物堿、氮堿比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；甜感與水溶性總糖、總氮、糖堿比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與總植物堿、氮堿比呈現(xiàn)正相關(guān)。中部葉（C3F）典型變量中，化學(xué)因子的總植物堿（C3）、總氮（C4）、氮堿比（C8）、糖堿比（C9）對(duì)感官質(zhì)量的雜氣（S5）、濃度（S7）、余味（S10）的載荷量相對(duì)較大，主要反映了雜氣、濃度與總氮、糖堿比呈現(xiàn)正相關(guān)，與總植物堿、氮堿比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)；余味與總氮、糖堿比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與總植物堿、氮堿比呈現(xiàn)正相關(guān)。

表5 不同部位煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量與評(píng)析指標(biāo)間的典型相關(guān)分析結(jié)果

3 討論

由于煙葉的生理生長(zhǎng)和田間調(diào)控，不同部位煙葉的化學(xué)成分含量差異較大。本研究顯示除了氯含量外，其余化學(xué)成分含量在不同部位煙葉間存在差異；水溶性總糖、還原糖和總氮含量下部葉和中部葉含量較為一致，而與上部葉存在顯著差異；總植物堿含量、鉀含量、氮堿比、糖堿比在3個(gè)煙葉部位間存在顯著差異；淀粉含量則是上部葉和中部葉較為一致，顯著高于下部葉。在同一部位煙葉中，化學(xué)成分含量范圍變化也較大，其中總氮和水溶性總糖在部位內(nèi)變化幅度較小，氯含量較低但變化幅度很大，這與蔣佳磊等［27-28］的研究基本一致?；瘜W(xué)成分含量在不同部位煙葉間存在顯著差異，這主要受煙草自身代謝以及栽培技術(shù)等影響。

不同部位煙葉的化學(xué)成分指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性有所不同，3個(gè)部位均顯示了總植物堿、總氮與總糖、還原糖之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，這與煙葉本身的碳—氮代謝平衡有關(guān)［29-30］。鉀含量與總糖、還原糖、淀粉之間整體呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，這與徐茜等［31］的研究一致，說(shuō)明鉀可能對(duì)碳代謝有不利影響。淀粉含量與糖含量?jī)H在下部煙葉中表現(xiàn)出正相關(guān)，這可能與下部葉淀粉含量較低以及煙葉的采收烘烤有關(guān)。整體上總植物堿、總氮、總糖、還原糖、鉀含量關(guān)系比較密切，但在不同部位關(guān)聯(lián)程度不一樣，可以用在煙葉種植調(diào)控中的綜合應(yīng)用方面，進(jìn)而提高各部位煙葉化學(xué)成分間的協(xié)調(diào)性。

上部煙葉感官質(zhì)量綜合得分與水溶性總糖、總氮和糖堿比呈正相關(guān)，與總植物堿、氮堿比呈負(fù)相關(guān)，影響上部煙葉感官質(zhì)量的最大因素是氮堿比和糖堿比；典型性分析也顯示煙葉中的總糖、總植物堿和總氮是影響感官質(zhì)量的最重要因素，化學(xué)成分主要影響感官質(zhì)量中的香味、甜感、余味，這與沈晗等［25-26］的研究相類似。影響上部煙葉感官質(zhì)量的主要因素是糖類、總植物堿和總氮等化學(xué)物質(zhì)；上部煙葉煙堿相對(duì)較高，對(duì)感官質(zhì)量有顯著的負(fù)作用，而糖可中和堿性物質(zhì)，使含氮物質(zhì)和糖類物質(zhì)之間達(dá)到酸堿平衡，有利于感官質(zhì)量的提升。中部煙葉中總植物堿、總氮、還原糖及其衍生指標(biāo)是影響感官質(zhì)量的重要因素，化學(xué)成分主要影響感官質(zhì)量中的雜氣、濃度、余味等指標(biāo)，這與白茂軍等［32］的研究一致?？傊参飰A、總氮和還原糖及其衍生指標(biāo)是清香型煙葉風(fēng)格和質(zhì)量的重要影響因素。下部煙葉感官質(zhì)量綜合得分與糖堿比、氮堿比、水溶性總糖和氯含量關(guān)系較密切。整體上，不同部位煙葉主要感官質(zhì)量影響指標(biāo)是總植物堿、總氮和糖類及其衍生指標(biāo)，這與竇玉青等［24］對(duì)閩西、贛中不同香型烤煙研究結(jié)果有部分吻合，這些化學(xué)指標(biāo)可能是清甜蜜甜風(fēng)格的最重要影響因素。竇玉青等［24］研究表明，煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量與鉀含量關(guān)系密切，而本研究發(fā)現(xiàn)鉀含量對(duì)煙葉感官質(zhì)量影響不顯著，與徐茜等［31］等對(duì)南平煙區(qū)煙葉鉀含量與煙葉質(zhì)量的關(guān)系研究結(jié)果一致，這可能與本研究的煙葉樣品中鉀的含量較高以及感官質(zhì)量評(píng)價(jià)方法有關(guān)。杜娟等［33］研究表明，氯含量是影響烤煙不同部位煙葉評(píng)吸質(zhì)量的最大因素，本研究?jī)H下部煙葉中氯含量對(duì)感官質(zhì)量有一定的影響，這可能與本研究的煙葉樣品中氯含量相對(duì)較低有關(guān)，僅為杜娟等研究樣品中氯含量的2/3。為提高煙葉質(zhì)量，生產(chǎn)中應(yīng)更多注重總植物堿、總氮和糖類及其衍生指標(biāo)的平衡，通過(guò)生物調(diào)節(jié)、營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)、化學(xué)調(diào)節(jié)、農(nóng)藝調(diào)節(jié)和生態(tài)調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)平衡煙葉的碳—氮代謝［29］。

4 結(jié)論

（1）煙葉3個(gè)部位間總植物堿含量、鉀含量、氮堿比、糖堿比存在顯著差異，下部葉鉀含量、氮堿比、糖堿比最高而總植物堿含量最低；3個(gè)部位間氯含量差異不顯著；下部葉和中部葉水溶性總糖、還原糖含量顯著高于上部葉，而總氮含量顯著低于上部葉。

（2）3個(gè)部位均呈現(xiàn)總植物堿、總氮與總糖、還原糖之間顯著負(fù)相關(guān)；鉀含量與糖含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)且相關(guān)性隨著煙葉部位的上升而降低。

上部煙葉的糖類、總植物堿和總氮及其衍生指標(biāo)是感官質(zhì)量的主要因子，提升上部煙葉感官質(zhì)量重在降低煙堿含量，控制含氮化合物和糖類物質(zhì)的酸堿平衡；中部煙葉化學(xué)成分相對(duì)比較協(xié)調(diào)，總植物堿、總氮、還原糖及其衍生指標(biāo)是影響感官質(zhì)量的重要因素，主要作用于感官質(zhì)量中的雜氣、濃度、余味等指標(biāo)；下部煙葉感官質(zhì)量主要影響因素是糖堿比和氮堿比。因此，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)更注重碳—氮代謝平衡協(xié)調(diào)以提高不同部位的煙葉質(zhì)量。