三門峽煙區不同年份烤煙化學成分和感官質量的變異

鄭 聰,許自成,蘇永士,陳彥春,汪孝國,秦 璐

(1.河南農業大學 煙草學院,河南鄭州 450002;2.河南省煙草公司三門峽市公司,河南 三門峽 472000)

三門峽煙區位于豫晉陜三省交界黃河南金三角地區,海拔高度在 300～1 500 m,地貌以山地和丘陵為主[1]。該區年平均氣溫13.2℃,平均年降雨量550～800 mm,全年無霜期 258 d,具有暖地帶、溫地帶和寒地帶的多元氣候[2]。土壤以褐土為主,兼發育有黃棕壤,土壤肥力以中低水平居多,全鉀含量較高[3]。三門峽煙區晝夜溫差大,形成了具有一定地域特色的 “三門峽”煙葉品牌[4]。充分了解煙區烤煙化學成分和感官質量在年度間的變化,對烤煙生產實踐具有重要的指導意義。作者對近幾年三門峽烤煙主要化學成分和感官質量的變化進行了分析,以期為三門峽煙葉的品質改良提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2000-2008年,在河南省三門峽煙區選取主栽烤煙品種云煙 87初烤煙葉 C3F(中橘三)樣品45份,取樣點分布情況見表 1。樣品等級由專職評級人員按照 GB 2635—92烤煙標準進行,每個樣品取 1.5 kg,用于各項指標測定。

表1 供試烤煙樣品的基本情況

1.2 分析方法

總糖、總氮、煙堿、氯、還原糖和鉀含量的測定參考王瑞新[5]介紹的方法進行。感官質量由青州煙草研究所組織專家進行評吸,評吸指標包括香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性和灰色,滿分依次為 15、 20、18、12、25、 5和 5分,各指標按評吸質量檔次分別給予不同分值,具體見表 2。全部試驗數據的統計分析采用 SPSS[6]軟件處理。

表2 煙葉感官質量評分標準

2 結果與分析

2.1 化學成分和感官質量的數量特征

2.1.1 化學成分

將 2000-2008年的總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯、鉀、糖堿比、氮堿比和鉀氯比數據進行描述統計分析,結果見表 3。煙葉化學成分在不同年份間存在著廣泛的變異。還原糖和總糖的變異系數較小,分別是 13.56%和 16.83%,說明三門峽烤煙中的糖含量幾年來非常穩定;煙堿,總氮,鉀化學成分也比較穩定,變異系數分別是 22.58%,23.10%,19.14%;而鉀氯比的變異系數最大,達81.30%,說明了在不同的年份間,三門峽烤煙中鉀氯比最不穩定;氮堿比,糖堿比和氯的變異系數也較大,分別達到了 36.32%,34.03%和50.63%。由偏度系數可以看出,總氮和氮堿比的偏度系數 ＜0,為負向偏態峰,其余為正向偏態峰。還原糖、總糖、總氮與氯的峰度系數 ＜0,為平闊峰,數據比較分散;其余指標為尖峭峰,數據大多集中在平均值附近。

表3 三門峽烤煙的化學成分

2.1.2 感官質量

感官質量在一定程度上可反映煙葉的內在品質。將三門峽煙葉 2002、2004-2007年的感官質量數據進行分析。結果 (表 4)看出,三門峽烤煙香氣質較好,香氣量較足,雜氣較輕,刺激性微有,余味尚舒適至較舒適。燃燒性和灰色得分為3.01和 3.06分。屬于強和白檔次。各指標的變異系數均較小,以灰色最大 (5.72%)。三門峽煙葉的感官質量在不同年度間變異較小 (1.48%),得分均值為 (75.21±1.12)分。通過各種指標的峰度和偏度系數可以進一步了解其分布狀況:香氣質、香氣量、余味、雜氣和刺激性的峰度系數 ＜0,為平闊峰,數據比較分散,其余指標為尖峭峰,數據大多集中在平均值附近;香氣量、余味和雜氣的偏度系數 ＜0,為負向偏態峰,其余指標均為正向偏態峰。

2.2 化學成分在年份間的變異

2.2.1 變異特點

分別計算 2000、2002-2008年三門峽烤煙各化學成分 (總糖,煙堿,總氮,糖堿比,氮堿比,鉀氯比)的平均值,結果見圖 1、圖 2。

圖1 不同年份三門峽煙葉總糖、糖堿比和鉀氯比的變化

圖2 不同年份三門峽煙葉總氮、煙堿和氮堿比的變化

表4 三門峽烤煙的感官質量

由圖 1結果可以看出,三門峽烤煙的總糖含量在 2002-2007年年度間變化比較平緩,三門峽煙葉的總糖含量一直保持著較高的水平,只有 2001年和 2008年低于 30%,其余各年份均高于 30%,其中 2007年最高,達到了 35.50%。2000年以來,三門峽煙區烤煙的糖堿比一直在升高,2006年糖堿比最大,達到了 21.02,已經遠離了糖堿比的適宜區域,原因在于 2000-2006年,總糖含量在不斷的提高,而煙堿含量一直在降低。近 2年來,糖堿比有所降低,2008年已經降低至 9.92,原因在于 2008年總糖含量比 2006年降低,而煙堿含量卻增長。進一步控制總糖含量增長,使糖堿比處于適宜范圍是三門峽煙區下一步需要解決的問題。三門峽煙區烤煙的鉀氯比年度間變化較大,變幅為3.36～17.49,2003年最小,只有 3.36,往后幾年有所提高,2007年達到了最大 (17.49),但是2008年又急劇下降至 4.17。從近幾年發展趨勢來看,三門峽煙區烤煙的鉀氯比較適宜,但仍需要強調施用鉀肥對提高煙葉質量的重要性。

由圖 2可以看出,總氮含量在 2004年之前變化比較平緩,說明合理施用氮肥的技術掌握得比較好,2005年之后變化較大。2000年以來,三門峽煙區烤煙的煙堿含量一直在下降,但是近 2年來有所提高,2006年最低,只有 1.40%,2000年最高,達到 2.33%。適宜的煙堿含量范圍為 1.5%～3.5%,＜1%,勁頭不足, ＞3.5%勁頭太強,最適宜為 2%左右[7],因此三門峽煙區烤煙的煙堿含量都處于適宜的范圍之內。2000-2006年,煙堿含量一直在降低,2006年煙堿含量比 2000年降低。2000-2005年,三門峽烤煙氮堿比變化比較平緩,2006和 2007年有所增高,但是 2008年又突然下降至 0.53,偏離了優質烤煙的適宜范圍。近幾年來三門峽煙區烤煙的氮堿比比較穩定,符合優質烤煙的標準。

2.2.2 差異比較

對 2000-2008年三門峽煙葉的化學成分 (還原糖、總糖、煙堿、總氮、鉀、氯、糖堿比、氮堿比和鉀氯比)進行方差分析和多重比較,結果(表 5)鉀 (F=2.028)和鉀氯比 (F=2.184)的年度間變異不顯著,說明三門峽煙區烤煙的鉀含量和鉀氯比年度間相對比較穩定,這可能是由于三門峽煙區土壤全鉀含量比較高的緣故,因而不受品種改變等因素的影響。氯含量 (F=2.752*)的年度間差異達到了顯著水平。還原糖 (F=6.222**)、總糖 (F=13.222**)、煙堿 (F=4.371**)、總氮 (F=8.294**)、糖堿比 (F=8.102**)和氮堿比 (F=14.180**)的年度間差異都達到了極顯著水平。說明三門峽煙葉內在化學成分年度間不穩定,這可能與耕作制度的改變、生態因素的變化和栽培技術的不斷更新有關。

表5 不同年份三門峽煙葉的化學成分差異

表 5說明,還原糖含量在 2001-2005年之間差異不顯著,但與 2007年差異顯著,表明三門峽煙區烤煙還原糖含量一直比較平穩,這可能是由于總糖含量在這幾年里差異同樣不顯著的緣故,但是近年來有增加的趨勢,應引起注意。總氮含量在2000、2002、2003和 2007年差異不顯著,說明三門峽煙葉的總氮含量一直處于平穩狀態,沒有產生變化的跡象。同樣煙堿含量在 2000、2002、2003和 2007年差異不顯著。鉀含量在 2000、2003、2005和 2008年差異不顯著,但是在 2004、2007年差異顯著,說明提鉀工作還需加強。優質煙葉的氯含量應該控制在 1%以內,三門峽煙區烤煙的氯含量都處于適宜的范圍內,雖然有些年度間差異顯著,但是總體上比較適宜。糖堿比和氮堿比在2002-2005年之間差異均不顯著,但是與 2007年相比差異顯著。

2.3 感官質量在年份間的變異

對三門峽煙區 2002-2007年煙葉的感官質量進行分析,結果余味 (F=1.919)、刺激性 (F=1.136)和灰分 (F=1.881)在年度間穩定;其余各項指標在年度間的變異都較大,香氣量 (F=5.492**)在不同年度間的變異達到了極顯著;香氣質 (F=2.609*)、雜氣 (F=3.433*)、燃燒性 (F=3.356*)、總得分 (F=3.203*)在不同年度間也達到顯著。

表6說明,三門峽烤煙香氣質和香氣量在2004-2006年之間的差異不顯著,但是與 2002和2007年的差異達到了顯著。余味、刺激性和灰分在不同年份間的差異均不顯著,說明三門峽烤煙的余味、刺激性和灰分近幾年比較穩定,沒有變化的跡象。在雜氣方面,2004年與 2002年和 2006年的差異達到了顯著水平。2002-2006年的燃燒性均與 2007年達到了顯著差異,但是 2002-2006年各年份間的差異未能達到顯著水平。在總得分方面,2004年與 2002年和2007年的差異顯著 ,其余各年份間的差異均不顯著。

表6 不同年份三門峽煙葉的感官質量差異

2.4 煙葉化學成分的協調性與感官質量的差異

2.4.1 鉀氯比分組后的感官質量差異顯著性測驗

將 2000-2008年三門峽烤煙按鉀氯比進行分組并對相應的感官質量進行 t測驗,結果 (表 7)可見,鉀氯比 ＜4的樣品只占了總樣品數的21.05%,均是濃偏中香型;當鉀氯比≥4時,三門峽烤煙的香氣質、香氣量、刺激性、燃燒性、灰色和感官質量總得分均較優于鉀氯比 ＜4時,其中濃偏中香型占了 60%(9個),濃香型最少,僅有13.33%(2個),剩余均為中偏濃香型。通過 t測驗結果可以看出,2個組別之間除了烤煙刺激性和燃燒性的差異達到顯著外,其余各項指標的差異均未達到顯著差異。

表7 不同鉀氯比之間 t測驗結果

2.4.2 氮堿比分組后的感官質量差異顯著性測驗

將 2000-2008年三門峽烤煙按氮堿比進行分組并對相對應的感官質量進行 t測驗,結果 (表8)可以看出:氮堿比 ＜1的樣品占了總樣品數的73.68%,其中濃香型占了 14.29%(2個),濃偏中香型最多,達到了 78.57%,中偏濃香型僅有7.14%(1個);當三門峽烤煙氮堿比 ＜1的時候,其對應的香氣質、香氣量、余味、雜氣和燃燒性優于當氮堿比≥1時。通過 t測驗可以看出,2個組別之間除了香氣量和燃燒性的差異達到顯著外,其余各項感官質量指標的差異均不顯著。當氮堿比≥1時,濃偏中香型烤煙個數占了 40%,剩余的均為中偏濃香型。

3 小結與討論

三門峽煙區烤煙的質量特點。三門峽烤煙總糖、還原糖含量以及糖堿比較高,并且還原糖和總糖在不同年度間的變異系數較小,分別為13.56%和 16.83%。煙堿、總氮、氯和鉀氯比較適宜,但是鉀氯比在不同年度間的變異系數最大,達到了81.30%。鉀含量偏低,只有 1.57%,因此提高烤煙中鉀素含量的工作還需再進一步的加強。將不同年度的化學成分進行差異性分析,結果表明:三門峽烤煙的還原糖、總糖、煙堿、總氮、糖堿比和氮堿比在不同年度間的差異達到了極顯著水平,氯含量達到了顯著水平,而鉀含量和鉀氯比差異不顯著,說明三門峽烤煙的鉀含量和鉀氯比比較穩定,不受到耕作制度的改變和栽培技術等因素的影響,而還原糖、總糖、煙堿、總氮、糖堿比、氮堿比和氯等則受到的影響比較大,因而年度間變異較大。

表8 不同氮堿比之間 t測驗結果

煙葉感官評吸質量是煙葉內在質量最直接的體現。本研究結果表明:三門峽烤煙香氣質較好,香氣量較足,雜氣較輕,刺激性微有,余味尚舒適至較舒適,燃燒性強,灰色白;感官質量在不同年度間的變異系數較小 (1.48%);余味、刺激性和灰分在不同年度間的變異未達到顯著,說明這三項指標在近幾年來比較穩定,不受年度間生態因素變化的限制;受生態環境變化最明顯的是香氣量;其余各項感官質量指標不同年度間變化都達到顯著。

三門峽煙區烤煙化學成分和感官質量在不同年份間均存在著廣泛的變異。已有研究表明,隨著煙葉商品等級的提高,其含糖量是增加的,總糖和還原糖的含量被認為是體現煙葉優良品質的指標[5]。三門峽煙區烤煙的總糖含量多年來維持在較高的水平,這也是三門峽煙葉的特色之一,這可能是由于當地具有特色的栽培方式——豆漿灌根造成的。我國優質煙葉的含氮量在 1.5%～3.5%,是比較適宜的,最適宜含量為 2.5%,三門峽煙區烤煙的總氮含量幾乎都處在這一范圍,但是都低于最適宜含量。鉀氯比主要用于判定煙葉的燃燒性,比值越大,煙葉的燃燒性越好,烤煙的氯含量應在 1%以下,適宜的鉀氯比值為 4～10[7],三門峽煙區烤煙近幾年來的鉀氯比變化不穩定,因此仍需要強調施用鉀肥對提高煙葉質量的重要性。糖堿比主要反映煙氣的生理強度和醇和度,是評價煙葉吃味的一項重要指標。應用這一指標,一方面要求糖和煙堿 2種成分含量應大體適宜,另一方面要求兩者之間保持一定比例。烤煙的還原糖含量在 5%～25%,要求糖堿比為 6～8,不宜超過 10。若比值過大,超過 15,雖煙味溫和,但勁頭小,香氣平淡;若比值在 5以下,煙味又強烈,刺激性大,并有苦味[7]。三門峽煙區 2006年烤煙的糖堿比增加幅度較大,為 21.02,已經遠離了適宜區域,從而造成了煙葉吃味較淡,勁頭較小,香氣量不足等。烤煙的氮堿比值一般在 0.8～1.1,以 1較為合適。比值增大,煙葉成熟不佳,身份往往趨輕,顏色變淡,煙葉的香味逐步減少;比值接近 2時,煙氣香味嚴重不足;比值 ＜1時,煙葉往往身份趨重,煙味轉濃,但刺激性逐步加重[8],三門峽煙葉氮堿比一直處于較適宜范圍,這也是其特色之一。因此控制糖含量的增長,使糖堿比處于適宜的范圍,同時協調好鉀氯比和氮堿比是三門峽煙區需要解決的問題和三門峽煙葉今后改良的方向。

通常氮堿比和鉀氯比是常用的衡量烤煙內在品質的化學指標。以烤煙為基礎,邵惠芳等[9]、許自成等[10-11]曾將烤煙總氮、蛋白質以及營養元素硫、氯含量進行分組,研究了其與主要揮發性香氣物質、感官質量及化學成分之間的關系。筆者采用類似的方法,將氮堿比和鉀氯比分為 2組并對其相應的感官質量進行差異顯著性測驗。研究表明:當氮堿比 ＜1時,其對應的香氣質、香氣量、余味、雜氣和燃燒性明顯優于當氮堿比≥1時,其中香氣量和燃燒性在組間的差異達到了顯著水平;當鉀氯比≥4的時候,其對應的香氣質、香氣量、刺激性、灰色和感官質量總得分均優于鉀氯比 ＜4的時候,其中刺激性和燃燒性在組間的差異達到了顯著水平。

[1] 武洪濤,常宗廣,張震宇,等.三門峽水庫環境影響評價[J].地域研究與開發,2003,23(5):77-80.

[2] 李久昌.三門峽地區早期自然生態環境及其影響 [J].西北大學學報:自然科學版,2004,34(4):489-493.

[3] 張翔,范藝寬,黃元炯,等.河南煙區土壤鉀素含量與分布[J].煙草科技,2003(3):37-39.

[4] 汪孝國,王小東,昝京宜.三門峽煙區烤煙質量可用性綜合評價 [J].河南農業科學,2008(5):49-52.

[5] 王瑞新.煙草化學 [M].北京:中國農業出版社,2003.

[6] 余建英,何旭宏.數據統計分析與 SPSS應用 [M].北京:人民郵電出版社,2003.

[7] 王東勝,劉貫山,李章海.煙草栽培學 [M].合肥:中國科學技術大學出版社,2002.

[8] 李東亮,沈笑天,許自成.南陽煙區不同年份烤煙主要化學成分的變異分析 [J].安徽農業科學,2006(23):6225-6226.

[9] 邵惠芳,許自成,劉麗,等.烤煙總氮、蛋白質含量與主要揮發性香氣物質的關系 [J].西北農林科技大學學報:自然科學版,2008(12):69-76.

[10] 許自成,劉春奎,畢慶文,等.中國主產煙區烤煙硫含量的分布特點及與其他化學成分的相關分析 [J].鄭州輕工業學院學報,2008(1):1-5.

[11] 許自成,李丹丹,畢慶文,等.烤煙氯含量與揮發性香氣物質及感官質量的關系研究 [J].中國煙草學報,2008(5):27-32