不同顏色上部烤煙主要品質(zhì)指標(biāo)的差異分析

郝賢偉，李 奇，畢一鳴，田雨農(nóng)，李永生，王 輝，鐘永鍵，王 芳，徐秀紅，付秋娟，孫婷婷，韓 曉

（1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，浙江 杭州 310024；2.福建武夷煙葉有限公司，福建 邵武 354000）；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所，山東 青島 266101

上部煙葉占煙葉總產(chǎn)量30%～45%，是重要的卷煙原料[1]，我國(guó)上部煙葉普遍存在葉片結(jié)構(gòu)緊、身份厚、成熟度不夠的問(wèn)題，導(dǎo)致其煙堿含量高、勁頭及刺激性大以及雜氣較重，不適合在一、二類卷煙中作配方[2]。此外，上部煙葉受烤煙品種、生態(tài)條件、栽培措施及烘烤工藝等不同因素的影響，煙葉顏色的深淺、明暗等也存在關(guān)系，其化學(xué)成分及感官評(píng)吸質(zhì)量差異也更加明顯。因此，研究上部煙葉顏色與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的關(guān)系，對(duì)于指導(dǎo)卷煙工業(yè)企業(yè)上部煙葉調(diào)撥及分選具有重要的指導(dǎo)意義。

煙葉顏色是外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，是國(guó)家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的第二分組因素，與煙葉品質(zhì)具有密切的關(guān)系[3]。陳健等[4]、左偉標(biāo)等[5]分別研究了西南清甜香型產(chǎn)區(qū)及南嶺丘陵焦甜醇甜香型產(chǎn)區(qū)烤煙外觀與內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)系，認(rèn)為顏色深淺與鉀含量、氮堿比、糖堿比呈極顯著負(fù)相關(guān)，且顏色深淺是影響清甜香型煙葉風(fēng)格及質(zhì)量的關(guān)鍵外觀質(zhì)量特征指標(biāo)；張艷艷等[6]研究了山東烤煙外觀質(zhì)量特征，發(fā)現(xiàn)煙葉顏色、成熟度、油分、色度與評(píng)吸總分及其他感官指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)；蔡憲杰等[7]研究了黃淮焦甜香型產(chǎn)區(qū)烤煙外觀特征與內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)系，認(rèn)為顏色深淺對(duì)總氮有較強(qiáng)的直接正向影響；楊景全等[8]、曾濤等[9]借助色差儀測(cè)定煙葉顏色參數(shù)，分析了不同色度煙葉與常規(guī)化學(xué)成分及感官質(zhì)量的相關(guān)性；劉偉等[10]研究了烘烤過(guò)程中煙葉顏色值與碳水化合物含量間的關(guān)系。上述研究大多聚焦在某一產(chǎn)地或某一生態(tài)區(qū)域的煙葉，或側(cè)重研究顏色參數(shù)測(cè)定值與常規(guī)化學(xué)成分或感官質(zhì)量間的關(guān)系，而系統(tǒng)研究全國(guó)植煙區(qū)不同顏色（淺橘黃、橘黃和深橘黃）上部煙葉各類化學(xué)成分和感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，擬通過(guò)對(duì)不同顏色上部烤煙的常規(guī)化學(xué)成分、中微量元素、多酚、非揮發(fā)有機(jī)酸和高級(jí)脂肪酸、揮發(fā)性致香成分及感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的差異分析，明確不同顏色上部烤煙化學(xué)成分及感官質(zhì)量指標(biāo)的變化特征，為卷煙企業(yè)上部煙葉二次分選及配方使用提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2020 年，在安徽（皖南）、福建（龍巖、南平）、廣西（百色）、貴州（畢節(jié)、銅仁）、河南（洛陽(yáng)、南陽(yáng)、三門峽）、湖北（恩施、十堰）、湖南（郴州、湘西、永州、長(zhǎng)沙）、江西（贛州）、山東（濰坊）、四川（涼山）、云南（楚雄、大理、紅河、昆明、普洱、曲靖、文山、玉溪）、重慶等12 個(gè)產(chǎn)煙大?。▍^(qū)、市）的27 個(gè)地區(qū)，各收集B2F煙葉樣品（大貨樣品）2份，共54份，進(jìn)一步通過(guò)顏色差異（淺橘、橘黃和深橘）進(jìn)行細(xì)化分類，共獲得樣品110份，每份樣品1.5～2.0 kg。

1.2 分析方法

1.2.1 樣品制備 每份樣品均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所外觀質(zhì)量鑒定專家按照GB 2635—92《烤煙》中的方法進(jìn)行外觀性狀鑒定，鑒定后將樣品進(jìn)行物理指標(biāo)測(cè)定，剩余煙葉全部去梗切成（0.9±0.1）mm寬的煙絲，混勻，一部分卷煙，用于感官質(zhì)量評(píng)價(jià)；一部分粉碎，磨成粉末（0.25 mm）用于化學(xué)成分測(cè)定。

1.2.2 化學(xué)成分指標(biāo)檢測(cè) 常規(guī)化學(xué)成分、部分中微量元素、醚提物及多酚含量由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定。主要包括總植物堿（測(cè)定方法參照YC/T 468—2013），總糖、還原糖（YC/T 468—2013），總氮（YC/T 161—2002），鉀（YC/T 217—2007），氯（YC/T 162—2002），pH 值（YC/T 222—2007），淀粉（YC/T 216—2007），鈣（YC/T 174—2003），硫（YC/T 284—2009），鎂（YC/T 175—2003），醚提物（YC/T 176—2003），多酚（YC/T 202—2006），磷（DB 53/T 357—2011）。

硼含量測(cè)定采用姜黃素比色法[11]；非揮發(fā)有機(jī)酸與高級(jí)脂肪酸含量測(cè)定采用衍生化法[12]；揮發(fā)性致香成分含量測(cè)定采用同時(shí)蒸餾萃取法[13]。

1.2.3 感官質(zhì)量鑒定 由浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司組織評(píng)吸專家依據(jù)浙江中煙企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，感官質(zhì)量評(píng)價(jià)包括細(xì)膩感、清晰度、香氣量、雜氣、潤(rùn)感、刺激性、余味、煙氣濃度、勁頭[14]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用Excel 2013、DPS 19.50 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，多重比較采用Duncan’s 新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色上部煙葉品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)基本統(tǒng)計(jì)特征

由表1 可知，不同顏色上部煙葉化學(xué)成分及衍生指標(biāo)（糖堿比、氮堿比）存在較大變異，其變異系數(shù)[7]在1.80%～53.13%。pH 值變異最小，為弱變異，其他指標(biāo)均為中等變異，氯、莨菪亭和紫羅蘭酮變異系數(shù)稍大。從偏度和峰度系數(shù)看，所有指標(biāo)均接近正態(tài)分布。由表2 可知，所有上部煙葉樣品香氣量均在略足～略足+范圍內(nèi)，以略足為主；勁頭中等～中等+；煙氣濃度中等+～較大-；刺激性稍有-毛刺～稍有+毛刺，以稍有毛刺為主；雜氣以稍有青雜氣和稍有木質(zhì)氣為主。從感官質(zhì)量評(píng)價(jià)得分可以看出，各指標(biāo)變異較小，變異系數(shù)在2.47%～11.82%，除雜氣為中等變異外，其他指標(biāo)均為弱變異，說(shuō)明感官質(zhì)量穩(wěn)定性較好；從偏度和峰度系數(shù)看，各指標(biāo)均接近正態(tài)分布。

表1 不同顏色上部煙葉化學(xué)成分指標(biāo)數(shù)據(jù)基本特征Tab.1 The basic data characteristics of chemical composition indicators in upper tobacco leaves of different colors

2.2 不同顏色上部煙葉常規(guī)化學(xué)成分指標(biāo)及中微量元素含量差異

不同顏色上部煙葉常規(guī)化學(xué)成分及中微量元素含量差異分析結(jié)果見(jiàn)表3（只列出差異顯著的指標(biāo)，下同）。由表3可知，煙堿、總糖、鉀、全鈣含量和pH 值在不同顏色上部煙葉中存在顯著差異。橘黃和淺橘黃煙葉煙堿含量差異顯著；淺橘黃煙葉鉀含量、pH 值與橘黃和深橘黃煙葉差異顯著，橘黃和深橘黃煙葉間沒(méi)有差異；深橘黃煙葉總糖和全鈣含量與淺橘黃煙葉差異顯著。隨上部煙葉顏色加深，煙葉鉀含量升高，總糖、全鈣含量和pH值下降。

表3 不同顏色上部煙葉常規(guī)化學(xué)成分及中微量元素含量差異Tab.3 Differences of conventional chemical components and medium&trace elements in upper tobacco leaves of different colors

2.3 不同顏色上部煙葉醚提物和多酚含量差異

從表4 可知，淺橘黃煙葉中醚提物含量與橘黃和深橘黃煙葉差異顯著，橘黃和深橘黃煙葉間沒(méi)有差異。隨上部煙葉顏色加深，醚提物含量逐漸升高。從多酚類物質(zhì)變化可知，淺橘黃煙葉的綠原酸含量顯著高于橘黃和深橘黃，橘黃和深橘黃煙葉間沒(méi)有差異；淺橘黃和深橘黃煙葉咖啡酸含量差異顯著；深橘黃煙葉莨菪亭含量顯著高于淺橘黃和橘黃煙葉，淺橘黃和橘黃煙葉間沒(méi)有差異。隨上部煙葉顏色由淺轉(zhuǎn)深，綠原酸、咖啡酸含量逐漸降低，莨菪亭含量則逐漸上升；蕓香苷含量在不同顏色上部煙葉中差異不顯著。

表4 不同顏色上部煙葉醚提物和多酚含量差異Tab.4 Differences of ether extracts and polyphenols in upper tobacco leaves of different colors

2.4 不同顏色上部煙葉非揮發(fā)有機(jī)酸、高級(jí)脂肪酸含量差異

由表5 可知，深橘黃煙葉中非揮發(fā)有機(jī)酸草酸含量顯著高于淺橘黃和橘黃煙葉，橘黃和淺橘黃煙葉間沒(méi)有差異；淺橘黃煙葉琥珀酸含量顯著低于橘黃和深橘黃煙葉；淺橘黃和深橘黃煙葉中富馬酸含量差異顯著。隨上部煙葉顏色加深，草酸、琥珀酸含量逐漸升高，富馬酸含量下降。高級(jí)脂肪酸棕櫚酸含量在淺橘黃、橘黃和深橘黃煙葉中均有顯著差異，其含量表現(xiàn)為淺橘黃＞橘黃＞深橘黃；深橘黃煙葉中硬脂酸和油酸+亞油酸含量顯著低于淺橘黃煙葉。棕櫚酸、硬脂酸、油酸+亞麻酸含量，均隨上部煙葉顏色加深逐漸降低。

表5 不同顏色上部煙葉非揮發(fā)有機(jī)酸、高級(jí)脂肪酸含量差異Tab.5 Differences of nonvolatile organic acids and higher fatty acids in upper tobacco leaves of different colors

2.5 不同顏色上部煙葉揮發(fā)性致香成分含量差異

由表6 可知，淺橘黃煙葉中揮發(fā)性致香成分2，3-聯(lián)吡啶、巨豆三烯酮、大馬酮、紫羅蘭酮、新植二烯、香葉基香葉醇含量顯著低于深橘黃煙葉，隨上部煙葉顏色加深含量升高，橘黃和深橘黃煙葉差異不顯著；肉豆蔻酸含量規(guī)律不完全一致，以淺橘黃煙葉含量最高?？梢?jiàn)，除肉豆蔻酸外，顏色越深的煙葉其揮發(fā)性致香成分含量越高。

表6 不同顏色上部煙葉揮發(fā)性致香成分含量差異Tab.6 Differences of volatile aroma components in upper tobacco leaves of different colors μg/g

2.6 不同顏色上部煙葉感官評(píng)價(jià)指標(biāo)差異

由表7 可知，不同顏色上部煙葉對(duì)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響較大，主要影響評(píng)價(jià)指標(biāo)中的細(xì)膩感、清晰度、雜氣、潤(rùn)感、刺激性、余味、濃度、勁頭。淺橘黃煙葉的細(xì)膩感、清晰度、雜氣、潤(rùn)感、刺激性和余味得分顯著高于深橘黃煙葉，淺橘黃和橘黃煙葉間沒(méi)有顯著差異；淺橘黃煙葉的煙氣濃度和勁頭得分顯著低于橘黃和深橘黃煙葉?？梢?jiàn)，淺橘黃煙葉細(xì)膩感好，清晰度高，刺激性和雜氣較低，余味更舒適，煙氣濃度和勁頭均小于深橘黃煙葉。

表7 不同顏色上部煙葉感官評(píng)價(jià)指標(biāo)差異 分Tab.7 Differences of sensory quality evaluation indicators of upper tobacco leaves with different colors Score

3 結(jié)論與討論

本研究中，不同顏色上部煙葉淀粉含量鉀含量隨顏色加深而升高，與唐宇等[15]結(jié)果不一致。唐宇等[15]研究發(fā)現(xiàn)，鉀含量在不同顏色煙葉中沒(méi)有差異。造成這種現(xiàn)象的原因可能是取樣范圍或研究對(duì)象不同，不同部位煙葉中鉀在煙株內(nèi)的積累可能會(huì)不同。

隨上部煙葉顏色由淺轉(zhuǎn)深，綠原酸含量逐漸降低，莨菪亭含量逐漸上升，蕓香苷含量在不同顏色上部煙葉中沒(méi)有差異。該研究結(jié)果與過(guò)偉民等[16]、楊樹(shù)勛[17]的結(jié)果一致，說(shuō)明烤后煙葉多酚含量的變化很大程度上反映了調(diào)制后煙葉顏色的深淺。其原因可能是多酚類物質(zhì)在煙葉調(diào)制過(guò)程中，通過(guò)酶促棕色化反應(yīng)降解形成醌類等棕色、褐色色素，而棕色、褐色色素形成和積累的先決條件是綠原酸和蕓香苷的酶促氧化，因而顏色越深的煙葉綠原酸和蕓香苷含量越低。酶促棕色化反應(yīng)中多酚同時(shí)與糖類、氨基酸及礦物質(zhì)結(jié)合形成分子質(zhì)量大小不等、顏色各異的復(fù)合色素，這些復(fù)合色素顏色的深淺與其分子質(zhì)量大小有密切關(guān)系，分子質(zhì)量越大，顏色越深；分子質(zhì)量越小，顏色越淺[17]。本研究中，莨菪亭含量隨煙葉顏色變深而升高，與綠原酸的含量變化正好相反，推測(cè)莨菪亭可能在棕色化反應(yīng)中產(chǎn)生的是分子質(zhì)量較小的復(fù)合色素，因而顏色越淺的煙葉其莨菪亭含量越低，或推測(cè)莨菪亭未參與棕色化反應(yīng)，有待深入研究。

煙葉中的非揮發(fā)有機(jī)酸和高級(jí)脂肪酸在煙葉品質(zhì)評(píng)價(jià)中起著重要的作用。一般認(rèn)為，非揮發(fā)有機(jī)酸與生物堿結(jié)合生成鹽，調(diào)節(jié)煙葉的酸堿度，使吃味醇和，增加煙氣濃度；高級(jí)脂肪酸中的飽和脂肪酸（棕櫚酸和硬脂酸等）會(huì)增加煙氣的脂肪味或蠟味，不飽和脂肪酸（亞油酸、油酸和亞麻酸等）會(huì)增加刺激性[8]。本研究明確了不同顏色上部烤煙中非揮發(fā)有機(jī)酸和高級(jí)脂肪酸含量差異，隨上部煙葉顏色加深，草酸、琥珀酸含量逐漸升高，富馬酸含量下降；高級(jí)脂肪酸含量則隨煙葉顏色加深含量降低。

本研究中，隨上部煙葉顏色加深，巨豆三烯酮、紫羅蘭酮和大馬酮含量逐漸升高，其中巨豆三烯酮和紫羅蘭酮含量變化與劉陽(yáng)等[18]的研究結(jié)果一致，而大馬酮的含量變化不一致。劉陽(yáng)等[18]認(rèn)為，隨煙葉顏色加深，大馬酮含量下降。其原因可能與研究對(duì)象的生態(tài)區(qū)域及樣品等級(jí)有關(guān)，且煙葉中香氣成分含量屬于微量，易發(fā)生相互作用，容易產(chǎn)生不同的結(jié)論，后續(xù)仍需繼續(xù)關(guān)注取樣地點(diǎn)、等級(jí)及香氣成分檢測(cè)精度等問(wèn)題，以明確不同顏色不同等級(jí)香氣成分的差異特征。

從感官品質(zhì)指標(biāo)看，淺橘黃煙葉細(xì)膩感好，清晰度高，刺激性和雜氣降低，余味更舒適，煙氣濃度和勁頭小于深橘黃煙葉，與唐宇等[15]、劉陽(yáng)等[18]的結(jié)果一致。雖然各卷煙企業(yè)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)有所不同，但總體感官評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，也進(jìn)一步驗(yàn)證了劉陽(yáng)等[18]的觀點(diǎn)，認(rèn)為淺橘黃～橘黃煙葉具有較好的感官評(píng)吸質(zhì)量。

本研究中，從化學(xué)成分看，淺橘黃煙葉總糖、全鈣、pH值、綠原酸、咖啡酸、富馬酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸+亞油酸和肉豆蔻酸含量較高，而煙堿、鉀、醚提物、莨菪亭、草酸、琥珀酸及除肉豆蔻酸外的揮發(fā)性致香成分含量較低；深橘黃煙葉正好相反，橘黃煙葉大多介于兩者之間。從感官評(píng)價(jià)質(zhì)量看，淺橘黃煙葉細(xì)膩感和潤(rùn)感較好，清晰度較高，雜氣和刺激性較小，余味舒適；深橘黃煙葉細(xì)膩感、潤(rùn)感、清晰度、余味均不如淺橘黃煙葉，雜氣和刺激性稍大，煙氣濃度和勁頭均大于淺橘黃煙葉。綜上，顏色是反映煙葉內(nèi)在化學(xué)成分及感官質(zhì)量的重要外觀指標(biāo)，可作為卷煙企業(yè)煙葉分選分類依據(jù)。