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)科學研究所，福州 350111）

0 引言

煙葉中淀粉含量是影響煙葉風格和煙葉品質(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。研究表明，在烘烤調(diào)制的過程中，經(jīng)過一系列復雜的化學反應，大部分淀粉會被降解為還原糖等小分子化合物，因此煙葉的化學成分與外觀物理結(jié)構(gòu)都會有很大改變，同時淀粉降解產(chǎn)生的還原糖和有機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，不僅會影響煙絲的燃燒速度、完全性，而且會產(chǎn)生焦糊氣味，破壞煙草燃吸時所形成的香味，進而影響煙葉內(nèi)在質(zhì)量和安全性[5-7]。淀粉含量偏高或過低都會對烤煙的品質(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[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)計分析煙葉淀粉含量特點，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，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分析法，按照煙草行業(yè)標準YC/T 216—2013進行測定。

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名福建省評煙委員會煙葉等級質(zhì)量評委，對煙葉顏色、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進行打分評價，然后計算出平均值作為樣品各項指標的鑒定分值（表1）。

1.2.3 感官質(zhì)量評價 由福建省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站組織7人以上的福建省評煙委員會感官質(zhì)量評委進行評定。煙葉感官質(zhì)量綜合得分以風格特征和質(zhì)量特征加權(quán)平均計分，其中風格特征評價權(quán)重40%，質(zhì)量特征評價權(quán)重60%；風格特征評價以香味風格和甜感2項平均值計分，質(zhì)量特征評價以香氣特征（香氣質(zhì)、香氣量和雜氣平均值）、煙氣特征（細膩度、濃度和勁頭平均值）和口感特征（刺激性和余味平均值）3項平均值計分（表2）。

表2 煙葉樣品感官評價標準

1.3 統(tǒng)計分析方法

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

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，呈近似對稱。淀粉含量高于10%的樣品仍有33個，占總數(shù)的12.1%，而只有13個煙葉樣本（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)計了每組煙葉淀粉含量及對應樣品的外觀質(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?shù)矸酆枯^低時，煙葉質(zhì)量隨淀粉含量增加而變好；而當?shù)矸酆枯^高時，煙葉質(zhì)量隨淀粉含量增加而變差。這與很多研究報道有差異，一般認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 淀粉含量對外觀質(zhì)量和感官質(zhì)量指標的影響

2.3.1 樣品聚類分組 不同階段淀粉含量與質(zhì)量指標之間的相關(guān)性存在較大差異性。為進一步探討淀粉含量如何影響煙葉質(zhì)量，采用歐式最遠距離法進行聚類分析，將273份煙葉樣品的淀粉含量劃分為低、中、高3個組別（表5）。低淀粉含量組包含的樣本數(shù)為74個，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，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，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)計量描述

2.3.2 淀粉含量與外觀質(zhì)量指標的關(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，這些指標呈現(xiàn)不同程度的負相關(guān)性。外觀質(zhì)量中的油分指標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別的負相關(guān)。

表7 淀粉含量和外觀質(zhì)量指標的相關(guān)性分析

2.3.3 淀粉含量與感官質(zhì)量指標的關(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，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)負相關(guān)。

表9 淀粉含量和感官質(zhì)量指標的相關(guān)性分析

3 結(jié)論

淀粉含量對福建煙區(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對烤煙的品質(zhì)有不良的影響。淀粉含量中低時，淀粉含量與外觀質(zhì)量指標中的油分、飽滿度和光澤度正相關(guān)；在淀粉含量高時與外觀質(zhì)量指標均有呈現(xiàn)負相關(guān)。淀粉影響感官質(zhì)量主要指標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 淀粉含量對外觀質(zhì)量的影響

煙葉外觀質(zhì)量是煙葉化學成分的綜合表現(xiàn)，研究報道煙葉的長度、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]。本研究認為，福建煙區(qū)初烤煙葉淀粉含量對外觀質(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)量指標整體在淀粉含量中低時關(guān)聯(lián)性不顯著。當烤煙煙葉淀粉含量在5.32%以下的較低水平時，油分、飽滿度與淀粉存在正相關(guān)，這與前人的研究報道[19]基本一致，淀粉對外觀質(zhì)量其他指標基本沒有影響?？緹煹矸酆吭谥械群?5.36%～8.33%)時，油分、飽滿度與淀粉含量的正相關(guān)性開始減弱，同時淀粉含量與顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)等指標的負相關(guān)性逐步增強。當煙葉淀粉含量高于8.33%時，外觀質(zhì)量各項指標與淀粉含量存在明顯的負相關(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)負相關(guān)，且隨淀粉含量增加相關(guān)性逐漸增強，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材料，本研究的試驗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，淀粉含量太高會影響卷煙的吃味，淀粉代謝產(chǎn)物還原糖則對烤煙感官評價有積極促進作用[22]。本研究認為，福建煙區(qū)初烤煙葉淀粉含量對外觀質(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，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，淀粉含量對感官質(zhì)量有一定的積極作用。當?shù)矸酆吭?.36%～8.33%時，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，感官質(zhì)量大部分指標與淀粉含量呈現(xiàn)負相關(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。中低淀粉含量時淀粉對感官質(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)煙葉清甜蜜甜風格的情況下，適當控制淀粉含量有利于提高煙葉品質(zhì)。但對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成分協(xié)同影響煙葉品質(zhì)的規(guī)律有待進一步研究。