福建烤煙淀粉含量與外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量的關(guān)系

張志靈，林海濱，王新旺，林 隆，陳星峰，高偉民，林祖斌，陳慶文

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

0 引言

煙葉中淀粉含量是影響煙葉風(fēng)格和煙葉品質(zhì)的重要因素之一[1-3]，適宜淀粉含量是優(yōu)質(zhì)煙葉的重要指標(biāo)。研究表明，在烘烤調(diào)制的過程中，經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，大部分淀粉會(huì)被降解為還原糖等小分子化合物，因此煙葉的化學(xué)成分與外觀物理結(jié)構(gòu)都會(huì)有很大改變，同時(shí)淀粉降解產(chǎn)生的還原糖和有機(jī)酸等小分子化合物有利于品質(zhì)提高，在燃吸過程中這些酸性物質(zhì)在中和由煙堿和含氮化合物燃燒過程中產(chǎn)生的堿性氣體方面有著重要作用[4]。但煙葉淀粉含量過高，不僅會(huì)影響煙絲的燃燒速度、完全性，而且會(huì)產(chǎn)生焦糊氣味，破壞煙草燃吸時(shí)所形成的香味，進(jìn)而影響煙葉內(nèi)在質(zhì)量和安全性[5-7]。淀粉含量偏高或過低都會(huì)對(duì)烤煙的品質(zhì)有著不良的影響，適宜的淀粉含量是提高卷煙吃味質(zhì)量的重要指標(biāo)[8]。福建是國內(nèi)重要植煙區(qū)，也是烤煙八大生態(tài)區(qū)中武夷丘陵生態(tài)區(qū)的主要產(chǎn)地[9]。煙葉風(fēng)格特征為清甜香突出，蜜甜香明顯，花香微顯，香韻種類豐富。研究淀粉與煙葉品質(zhì)之間關(guān)系，對(duì)于豐富不同香型烤煙煙葉研究和特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)具有重要意義。本研究以273份福建初烤煙葉為材料，統(tǒng)計(jì)分析煙葉淀粉含量特點(diǎn)，采用聚類分析、相關(guān)性分析等研究淀粉含量與外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量等的關(guān)系，以期為煙葉化學(xué)成分與品質(zhì)之間的關(guān)系研究提供理論依據(jù)，也為清甜蜜甜特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)和利用提供參考。

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)，其中X2F、C3F、B2F煙葉各91份，每份樣品3 kg。

1.2 分析檢測

1.2.1 煙葉淀粉含量的測定 煙葉淀粉含量采用流動(dòng)分析法，按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 216—2013進(jìn)行測定。

1.2.2 煙葉外觀特征鑒定 由福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站組織3～4名福建省評(píng)煙委員會(huì)煙葉等級(jí)質(zhì)量評(píng)委，對(duì)煙葉顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、均勻度、飽滿度和光澤度等指標(biāo)進(jìn)行打分評(píng)價(jià)，然后計(jì)算出平均值作為樣品各項(xiàng)指標(biāo)的鑒定分值（表1）。

1.2.3 感官質(zhì)量評(píng)價(jià) 由福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站組織7人以上的福建省評(píng)煙委員會(huì)感官質(zhì)量評(píng)委進(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40%，質(zhì)量特征評(píng)價(jià)權(quán)重60%；風(fēng)格特征評(píng)價(jià)以香味風(fēng)格和甜感2項(xiàng)平均值計(jì)分，質(zhì)量特征評(píng)價(jià)以香氣特征（香氣質(zhì)、香氣量和雜氣平均值）、煙氣特征（細(xì)膩度、濃度和勁頭平均值）和口感特征（刺激性和余味平均值）3項(xiàng)平均值計(jì)分（表2）。

表2 煙葉樣品感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 福建初烤煙葉淀粉含量分析

2.1.1 整體情況 表3結(jié)果表明，福建煙葉淀粉含量平均值為7.06%，淀粉含量范圍為0.94%～16.54%，總體變異系數(shù)很大，達(dá)到了37.5%，有77.3%樣品淀粉含量超過5%，說明福建煙區(qū)煙葉淀粉含量偏高且差異性很大。

表3 福建煙區(qū)初烤煙葉的淀粉含量

2.1.2 含量分布情況

（1）頻次分布情況。由圖1可知，多數(shù)樣品淀粉含量集中在3%～10%之間，數(shù)據(jù)主要集中在平均值附近，呈近似對(duì)稱。淀粉含量高于10%的樣品仍有33個(gè)，占總數(shù)的12.1%，而只有13個(gè)煙葉樣本（占總樣本數(shù)的4.8%）淀粉含量小于3%。優(yōu)質(zhì)煙葉的淀粉含量一般應(yīng)低于5%，可見福建煙區(qū)淀粉含量較優(yōu)質(zhì)煙葉要求仍有差距。

圖1 煙葉淀粉含量頻數(shù)分布狀況

（2）部位分布情況。福建煙區(qū)初烤煙葉不同部位的樣品淀粉含量見表4，不同部位的淀粉含量呈現(xiàn)上部(B2F)＞中部(C3F)＞下部(X2F)；中部煙葉淀粉含量的變異系數(shù)最小(29.6%)，下部煙葉淀粉含量變異系數(shù)最大。上部煙葉與中部煙葉淀粉含量之間差異不顯著，但均顯著高于下部煙葉淀粉含量。

表4 不同部位淀粉含量特征

2.2 淀粉含量與煙葉質(zhì)量的整體相關(guān)性

按1.0%的組距以[0%,1%)、[1%,2%)、[2%,3%)的規(guī)律將全部煙葉樣本淀粉含量分為17組，分別統(tǒng)計(jì)了每組煙葉淀粉含量及對(duì)應(yīng)樣品的外觀質(zhì)量平均分和感官質(zhì)量得分的平均值，然后分析烤煙淀粉含量與外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量的回歸關(guān)系，結(jié)果見圖2。煙葉外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量隨淀粉含量變化呈現(xiàn)拋物線關(guān)系，當(dāng)?shù)矸酆枯^低時(shí)，煙葉質(zhì)量隨淀粉含量增加而變好；而當(dāng)?shù)矸酆枯^高時(shí)，煙葉質(zhì)量隨淀粉含量增加而變差。這與很多研究報(bào)道有差異，一般認(rèn)為淀粉含量越低越好，而福建煙葉質(zhì)量與淀粉之間卻呈現(xiàn)拋物線關(guān)系，可能與福建煙葉清甜蜜甜特征風(fēng)格凸顯有關(guān)。

圖2 煙葉淀粉含量與外觀質(zhì)量平均分和感官質(zhì)量得分之間關(guān)系

2.3 淀粉含量對(duì)外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量指標(biāo)的影響

2.3.1 樣品聚類分組 不同階段淀粉含量與質(zhì)量指標(biāo)之間的相關(guān)性存在較大差異性。為進(jìn)一步探討淀粉含量如何影響煙葉質(zhì)量，采用歐式最遠(yuǎn)距離法進(jìn)行聚類分析，將273份煙葉樣品的淀粉含量劃分為低、中、高3個(gè)組別（表5）。低淀粉含量組包含的樣本數(shù)為74個(gè)，占樣本總數(shù)的27.1%，該類煙葉淀粉平均含量為3.90%。中淀粉含量組包含的樣本數(shù)為122個(gè)，占樣本總數(shù)的44.7%，其煙葉淀粉平均含量為7.01%。高淀粉含量組包含的樣本數(shù)為77個(gè)，占總樣本數(shù)的28.2%，其煙葉淀粉平均含量為10.17%。低淀粉含量組別的變異系數(shù)最大為28.4%，中淀粉含量組別的變異系數(shù)最小為12.4%。

表5 聚類分析各階段淀粉含量基本統(tǒng)計(jì)量描述

2.3.2 淀粉含量與外觀質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)系 表6結(jié)果表明，不同淀粉含量組別的煙葉外觀質(zhì)量存在著差異。中淀粉含量組別與其他2個(gè)組別相比，整體上煙葉外觀質(zhì)量更好，其煙葉樣品具有更好的顏色、成熟度、身份、油分、色度（主要為均勻度、飽滿度和光澤度）等外觀質(zhì)量特性。與低淀粉含量組別相比，高淀粉含量組別具有較好的顏色、身份、油分、色度。低淀粉含量組別煙葉的葉片結(jié)構(gòu)得分最高，為91.1分。

表6 不同淀粉含量組別間外觀質(zhì)量指標(biāo)的差異分析

如表7所示，在中低淀粉含量組別中，顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、均勻度等指標(biāo)與淀粉含量基本不存在相關(guān)性，而在高淀粉組別中，這些指標(biāo)呈現(xiàn)不同程度的負(fù)相關(guān)性。外觀質(zhì)量中的油分指標(biāo)在中低淀粉含量組別中與淀粉含量還存在弱的正相關(guān)，而到了高淀粉組別中這種相關(guān)性則不存在了；飽滿度和光澤度從中低淀粉含量組別中的弱正相關(guān)變?yōu)楦叩矸酆拷M別的負(fù)相關(guān)。

表7 淀粉含量和外觀質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性分析

2.3.3 淀粉含量與感官質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)系 如表8所示，不同淀粉含量組別的煙葉感官質(zhì)量存在著差異。中淀粉含量組別與其他2個(gè)組別相比，煙葉樣品整體上具有更好的感官質(zhì)量特性，香味、甜感、香氣質(zhì)、細(xì)膩度、勁頭、刺激性、余味、綜合得分均最高。低淀粉含量組別的感官質(zhì)量得分低于高淀粉含量組別，處于3個(gè)組別中最低。香味、甜感、香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、余味等指標(biāo)，低淀粉含量組別與中高淀粉含量組別之間存在顯著差異。細(xì)膩度、刺激性低淀粉含量組別與高淀粉含量組別之間差異性不顯著，但均與中淀粉含量組別存在顯著差異。

表8 不同淀粉含量組別間感官質(zhì)量指標(biāo)的差異分析

如表9所示，感官質(zhì)量中香味、甜感、香氣質(zhì)和綜合得分等在中低淀粉含量組別中與淀粉含量存在正相關(guān)，而在高淀粉含量組別中則不存在相關(guān)性甚至出現(xiàn)了負(fù)相關(guān)。香氣量、濃度、余味等在低淀粉含量組別中與淀粉含量呈現(xiàn)正相關(guān)，在中高淀粉含量組別中則不存在相關(guān)性。勁頭在中低淀粉含量組別中與淀粉含量不存在顯著相關(guān)性，而高含量淀粉組別中與淀粉含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

表9 淀粉含量和感官質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 結(jié)論

淀粉含量對(duì)福建煙區(qū)煙葉外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量的影響呈類拋物線關(guān)系，淀粉含量偏高或過低都會(huì)對(duì)烤煙的品質(zhì)有不良的影響。淀粉含量中低時(shí)，淀粉含量與外觀質(zhì)量指標(biāo)中的油分、飽滿度和光澤度正相關(guān)；在淀粉含量高時(shí)與外觀質(zhì)量指標(biāo)均有呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。淀粉影響感官質(zhì)量主要指標(biāo)在低淀粉含量組別中為香味、甜感、香氣質(zhì)、香氣量、濃度及余味，在中淀粉含量組別中為香味、甜感、香氣質(zhì)、雜氣，在高淀粉含量組別中為香味和勁頭。

4 討論

4.1 福建烤煙煙葉淀粉含量的分布情況

美國優(yōu)質(zhì)烤煙的淀粉含量為1%～2%，津巴布韋烤煙淀粉含量要求在3%以下，而國內(nèi)烤煙淀粉含量普遍偏高，為4%～6%[10-11]。福建煙區(qū)煙葉淀粉含量平均值為7.06%，相比其他地區(qū)，福建煙葉淀粉含量較高，淀粉含量較高可能會(huì)影響到煙葉品質(zhì)。福建煙區(qū)煙葉淀粉含量變異系數(shù)37.5%，不同煙葉樣品淀粉含量差異性較大，這與包勤等[10]的研究類似，可能是由于樣本的時(shí)間跨度和地區(qū)跨度較大。

不同部位的煙葉受光照、營養(yǎng)及農(nóng)藝措施等影響存在較大差異，因此不同部位間的淀粉含量差異較大[12-13]。本研究表明，福建煙區(qū)不同部位的煙葉淀粉含量存在差異性，上部煙葉的淀粉含量最高，上部煙葉與中部煙葉淀粉含量之間差異不顯著，但均顯著高于下部煙葉淀粉含量。這與張蕊、鄧云龍等[14-15]的研究結(jié)果基本一致，與王建波等[16]的結(jié)果略有不同；但都有同樣規(guī)律，即下部葉淀粉含量最低，中部煙葉和上部煙葉的淀粉含量差異不顯著，下部煙葉與中上部煙葉存在差距主要由煙株自身的生理特性決定；中部煙葉與上部煙葉淀粉含量差異不顯著，含量可能與所取樣本有關(guān)。

4.2 淀粉含量對(duì)外觀質(zhì)量的影響

煙葉外觀質(zhì)量是煙葉化學(xué)成分的綜合表現(xiàn)，研究報(bào)道煙葉的長度、油分等與淀粉、總糖的含量存在顯著正相關(guān)關(guān)系[17]，煙葉淀粉含量與煙葉成熟也有密切關(guān)系[18]。本研究認(rèn)為，福建煙區(qū)初烤煙葉淀粉含量對(duì)外觀質(zhì)量影響類似拋物線。不同含量淀粉組別的煙葉外觀質(zhì)量存在著差異，中淀粉含量組別的煙葉具有最好的外觀質(zhì)量特性，外觀質(zhì)量指標(biāo)整體在淀粉含量中低時(shí)關(guān)聯(lián)性不顯著。當(dāng)烤煙煙葉淀粉含量在5.32%以下的較低水平時(shí)，油分、飽滿度與淀粉存在正相關(guān)，這與前人的研究報(bào)道[19]基本一致，淀粉對(duì)外觀質(zhì)量其他指標(biāo)基本沒有影響?？緹煹矸酆吭谥械群?5.36%～8.33%)時(shí)，油分、飽滿度與淀粉含量的正相關(guān)性開始減弱，同時(shí)淀粉含量與顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)等指標(biāo)的負(fù)相關(guān)性逐步增強(qiáng)。當(dāng)煙葉淀粉含量高于8.33%時(shí)，外觀質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)與淀粉含量存在明顯的負(fù)相關(guān)，隨著淀粉含量增加外觀質(zhì)量明顯下降。整體上，淀粉含量與顏色、葉片結(jié)構(gòu)等均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，且隨淀粉含量增加相關(guān)性逐漸增強(qiáng)，這與陳慶園等[20]的研究結(jié)果類似。福建煙葉整體外觀質(zhì)量最好的是中等淀粉含量的煙葉，這與董維杰[21]的研究有差異，可能是董維杰的研究以中部初烤煙葉為試驗(yàn)材料，本研究的試驗(yàn)材料包括了上中下部位煙葉，而下部煙葉的淀粉含量顯著低于中上部葉，中淀粉含量組別中有51.6%的樣品來自于中部葉，中部葉的外觀質(zhì)量一般較優(yōu)。

4.3 淀粉含量對(duì)感官質(zhì)量的影響

初烤煙葉的淀粉以及其代謝產(chǎn)物還原糖含量與卷煙香吃味之間存在顯著相關(guān)性，淀粉含量太高會(huì)影響卷煙的吃味，淀粉代謝產(chǎn)物還原糖則對(duì)烤煙感官評(píng)價(jià)有積極促進(jìn)作用[22]。本研究認(rèn)為，福建煙區(qū)初烤煙葉淀粉含量對(duì)外觀質(zhì)量影響類似拋物線。不同淀粉含量組別的煙葉感官質(zhì)量存在差異，中淀粉含量組別的煙葉具有最好的感官質(zhì)量特性?？緹煙熑~淀粉含量在5.32%以下的較低水平時(shí)，香味、甜感、香氣質(zhì)、香氣量、濃度、余味、綜合得分等與淀粉含量呈現(xiàn)正相關(guān)，這與董維杰[21]的研究結(jié)果類似，淀粉含量較低時(shí)，淀粉含量對(duì)感官質(zhì)量有一定的積極作用。當(dāng)?shù)矸酆吭?.36%～8.33%時(shí)，香味、甜感、香氣質(zhì)、綜合得分等與淀粉含量仍呈現(xiàn)了正相關(guān)，但相關(guān)性存在減弱趨勢。而在淀粉高于8.33%時(shí)，感官質(zhì)量大部分指標(biāo)與淀粉含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，感官質(zhì)量隨淀粉含量增加而下降，這與王紅剛、江厚龍等[23-24]的研究有類似規(guī)律。中低淀粉含量時(shí)淀粉對(duì)感官質(zhì)量有正向影響，中淀粉含量的煙葉感官質(zhì)量最高，淀粉含量高時(shí)感官質(zhì)量明顯下降，這與張蕊[14]的研究類似；與王劍等[25]的研究結(jié)論不同，王劍等認(rèn)為低淀粉含量組別的煙葉感官質(zhì)量最好，中淀粉含量和低淀粉含量的煙葉感官質(zhì)量差異性較小；而本研究顯示中淀粉含量的煙葉感官質(zhì)量最好，中淀粉含量和高淀粉含量的煙葉感官質(zhì)量差異性較小，這可能與煙葉的產(chǎn)地和香型不同有關(guān)。因此在保持本地區(qū)煙葉清甜蜜甜風(fēng)格的情況下，適當(dāng)控制淀粉含量有利于提高煙葉品質(zhì)。但對(duì)于淀粉含量并非越低煙葉品質(zhì)越好，而是如何與其他化學(xué)成分協(xié)同影響煙葉品質(zhì)的規(guī)律有待進(jìn)一步研究。