烤煙煙絲填充值與其理化指標(biāo)和感官品質(zhì)的關(guān)系

劉新民，杜詠梅，程 森，董建新，侯小東，王成棟，顧毓敏，殷壽安，解 燕，劉加紅

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，上海 200082；3.云南省煙草公司曲靖市公司，云南 曲靖 655000）

填充值又叫填充力，為單位質(zhì)量的煙絲在標(biāo)準(zhǔn)壓力下占有的體積[1]。在卷煙生產(chǎn)中，煙絲填充值不僅影響煙絲消耗量及卷煙成本，也影響卷煙吸阻、抽吸口數(shù)，從而影響卷煙焦油含量的關(guān)鍵指標(biāo)[1-4]。煙絲填充值與其理化特性密切相關(guān)[2-7]，閆克玉等[6]研究了河南 40級(jí)烤煙煙葉理化指標(biāo)間的相關(guān)性，揭示了烤煙填充值與主要化學(xué)指標(biāo)的關(guān)系；王冬等[7]通過烤煙物理特性與化學(xué)成分的相關(guān)及逐步回歸分析，發(fā)現(xiàn)煙絲填充值與總糖含量關(guān)系密切；李燕等[4]運(yùn)用六西格瑪方法，確定了制絲生產(chǎn)過程影響煙絲填充值的關(guān)鍵物理因素，設(shè)計(jì)了提高煙絲填充值的最優(yōu)物理參數(shù)組合；薛超群等[8-9]對(duì)填充值與評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行了研究。但有關(guān)填充值與煙葉物理特性、化學(xué)成分以及感官質(zhì)量關(guān)系的系統(tǒng)研究還未見報(bào)道。本研究選擇云南宣威中部代表煙葉，研究影響煙絲填充值的主要物理、化學(xué)指標(biāo)及其影響規(guī)律，分析煙絲填充值與其煙氣風(fēng)格特征及香吃味品質(zhì)的關(guān)系，為通過煙葉理化指標(biāo)預(yù)測(cè)或調(diào)控?zé)熃z填充值，協(xié)調(diào)煙絲填充值與其煙氣感官品質(zhì)的關(guān)系，提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 煙葉樣品收集

以云南宣威為代表產(chǎn)區(qū)，以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單位，每鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）（22個(gè)）選取中部葉C3F等級(jí)代表樣品6～8份，每份3 kg，共收集140份樣品。經(jīng)專家外觀鑒定平衡后，取1.5 kg，用于理化指標(biāo)測(cè)定和感官評(píng)價(jià)。

1.2 物理指標(biāo)測(cè)定

葉面密度、平衡水分測(cè)定參考文獻(xiàn)[10]；填充值測(cè)定根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YC/T 152—2001 卷煙 煙絲填充值的測(cè)定）進(jìn)行。

1.3 化學(xué)指標(biāo)測(cè)定

總糖、還原糖：YC/T 32—1996；總氮：YC/T 33—1996；總植物堿：YC/T 34—1996；淀粉：YC/216—2007；鉀：YC/T 173—2003；鈣：YC/T 174—2003；鎂：YC/T 175—2003；氯：YC/T 153—2001；總揮發(fā)堿：YC/T 35—1996；醚提物：YC/T 176—2003；多酚：YC/T 202—2006；硫：比濁法[11]；磷：釩鉬黃比色法。

1.4 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)工作由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所評(píng)吸委員會(huì)進(jìn)行。感官評(píng)價(jià)包括風(fēng)格特征和感官香吃味品質(zhì)指標(biāo)。風(fēng)格特征指標(biāo)包括：清香型風(fēng)格香型典型性（根據(jù)宣威煙葉香型風(fēng)格特點(diǎn)，用數(shù)值表示其清香型風(fēng)格典型性，分4個(gè)檔次：清香型風(fēng)格明顯：4.5～5分；較明顯：4～4.5分；有：3.5～4分，較弱：3～3.5分。）、勁頭（5分）、濃度（5分）、成團(tuán)性（5分）、干燥感（5分）、甜度（5分）、柔和性（5分）。風(fēng)格特征指標(biāo)均不計(jì)入總分。

感官質(zhì)量指標(biāo)包括：香氣質(zhì)（18分）、香氣量（20分）、余味（20分）、雜氣（15分）、刺激性（18分）、燃燒性（5分）、灰色（4分），共100分。

選擇風(fēng)格特征以及質(zhì)量檔次中等的卷煙作為內(nèi)標(biāo)煙支，在評(píng)吸過程中，每3支煙插入1支標(biāo)準(zhǔn)煙支進(jìn)行校正。有7位評(píng)吸專家參加了評(píng)吸工作，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差檢驗(yàn)，剔除異常值后，每一樣品取各評(píng)價(jià)指標(biāo)的平均值作為分析數(shù)據(jù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析工作由EXCEL及DPS9.05完成。

2 結(jié) 果

2.1 烤煙煙絲填充值與其理化指標(biāo)的關(guān)系

2.1.1 與平衡水分及葉面密度的關(guān)系 烤煙煙絲填充值與其平衡水分及葉面密度簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)分別為-0.7739、-0.1826（相關(guān)系數(shù)臨界值，r0.05=0.1660；r0.01= 0.2170，下同）。進(jìn)一步通過方差分析看出（表1），隨填充值的升高，煙絲平衡水分、葉面密度分別呈極顯著、顯著降低趨勢(shì)，但它們之間的關(guān)系并非線性。

平衡水分與填充值的關(guān)系散點(diǎn)圖擬合曲線為一元三次曲線（P=0）（圖1），根據(jù)方程的決定系數(shù)，平衡水分對(duì)填充值的作用可達(dá)65%。進(jìn)一步由二者關(guān)系趨勢(shì)線看出，平衡水分含量較小的情況下，煙絲填充值隨平衡水分升高而顯著降低，至平衡水分大于16%，煙絲填充值隨平衡水分的變化較小。

填充值小于2.5 cm3/g，葉面密度較高，填充值大于3.5 cm3/g，葉面密度較低，但填充值在2.5～3.5 cm3/g范圍內(nèi)，葉面密度差異不顯著（表1）。

2.1.2 與主要化學(xué)指標(biāo)的關(guān)系 由簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)（表2）看出，填充值與含碳化合物（總糖、還原糖、淀粉）呈極顯著負(fù)相關(guān)，與含氮化合物（總植物堿、總氮、總揮發(fā)堿）及醚提物、莨菪亭呈顯著或極顯著正相關(guān)，與鈣、磷分別呈極顯著、顯著正相關(guān)。在不同填充值范圍內(nèi)，將與煙絲填充值具有顯著、極顯著相關(guān)性的主要化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行方差分析（表3），除不同填充值范圍煙絲磷含量差異達(dá)不到顯著水平外，其他化學(xué)指標(biāo)均存在極顯著、顯著差異。隨煙絲填充值升高，總糖、還原糖、淀粉含量有顯著降低的趨勢(shì)，總氮、揮發(fā)堿、醚提物、鈣、莨菪亭有顯著升高的趨勢(shì)，但它們之間的關(guān)系均不呈線性。

表1 不同填充值范圍煙絲平衡水分、葉面密度方差分析Table1 Variance analysis of equilibrium water content and leaf density between different value ranges of filling power

表2 煙絲填充值與其主要化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性Table 2 Correlation analysis between filling power and the content of major chemical component of cut tobacco

表3 不同填充值范圍煙絲主要化學(xué)指標(biāo)方差分析 %Table 3 Variance analysis of the content of major chemical component between different value ranges of filling power of cut tobacco

圖1 平衡水分與煙絲填充值關(guān)系散點(diǎn)圖及趨勢(shì)線Fig.1 The scatter diagram and trendline between filling power and equilibrium water content of cut tobacco

水溶性糖含量與煙絲填充值的相關(guān)系數(shù)最高，且不同填充值范圍的煙絲糖含量差異極顯著，因此，在化學(xué)指標(biāo)中，糖含量對(duì)填充值的影響較大。由圖2看出，隨總糖含量的提高，填充值顯著降低，糖含量大于31%，煙絲填充值趨于穩(wěn)定。

2.1.3 煙絲填充值與其理化指標(biāo)的回歸和通徑分析 將煙絲主要理化指標(biāo)對(duì)其填充值進(jìn)行逐步回歸分析，獲得回歸方程：Y填充值=7.03567-0.205019X平衡水分-0.0540582X葉面密度-0.03012156X總糖-0.0323356X淀粉+2.20589X莨菪亭（P=0），方程的決定系數(shù)R2=0.8750，因此，根據(jù)回歸分析結(jié)果，平衡水分、葉面密度、總糖、淀粉、莨菪亭5個(gè)指標(biāo)對(duì)煙絲填充值的決定作用可達(dá)88%。進(jìn)一步通過通徑分析看出（表4），對(duì)煙絲填充值直接作用最大的為平衡水分，其次是總糖含量。

2.2 烤煙煙絲填充值與煙氣感官品質(zhì)的關(guān)系

根據(jù)相關(guān)分析，在煙氣風(fēng)格指標(biāo)中，煙絲填充值與煙氣清香型風(fēng)格典型性以及煙氣成團(tuán)性、干燥感、甜度、柔和性呈極顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為：-0.3197、-0.3063、-0.3625、-0.3181），與煙氣勁頭呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為 0.3315）；在感官質(zhì)量指標(biāo)中，煙絲填充值與香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣、刺激性以及評(píng)吸總分均呈極顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為：-0.3282、-0.3353、-0.2921、-0.3106、-0.2793、-0.3223）。

圖2 不同總糖含量范圍煙絲填充值Fig.2 Filling power in different content of total sugar of cut tobacco

表4 理化指標(biāo)與煙絲填充值關(guān)系的通徑分析Table 4 Path analysis between filling power and the major indices of physical feature and chemical components of cut tobacco

通過方差分析看出（表5），在煙絲填充值小于3.5 cm3/g的范圍內(nèi)，隨填充值提高，煙氣清香型風(fēng)格典型性、成團(tuán)性、干燥感、甜度、柔和性以及感官質(zhì)量指標(biāo)雖然呈降低的趨勢(shì)，煙氣勁頭呈升高的趨勢(shì)，但不同煙絲填充值范圍煙氣感官品質(zhì)指標(biāo)差異不顯著。煙絲填充值大于3.5 cm3/g，煙氣感官品質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)（表5，圖3），煙氣勁頭極顯著升高，煙氣風(fēng)格特征指標(biāo)（清香型風(fēng)格典型性、成團(tuán)性、干燥感、甜度、柔和性）以及香吃味品質(zhì)指標(biāo)（香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、余味、刺激性得分及評(píng)吸總分）極顯著降低。

圖3 不同填充值煙絲煙氣清香型風(fēng)格典型性及評(píng)吸總分Fig.3 Scores of flavor types and sensory quality in different value ranges of filling power of cut tobacco

表5 不同填充值范圍煙絲感官品質(zhì)指標(biāo)差異比較Table 5 Variance analysis of major sensory indices between different value ranges of filling power of cut tobacco

3 討 論

宣威烤煙平衡水分對(duì)煙絲填充值的直接影響最大，其次是總糖含量，二者均與煙絲填充值極顯著負(fù)相關(guān)，這與前人[2,4]的研究結(jié)果一致。但平衡水分、總糖含量與煙絲填充值都不是直線關(guān)系，平衡水分與煙絲填充值關(guān)系擬合曲線為一元三次曲線，平衡水分含量較小的情況下，煙絲填充值隨平衡水分升高顯著降低，平衡水分大于16%，煙絲填充值隨平衡水分的變化較小。總糖含量小于31%，隨總糖含量提高，填充值呈顯著降低的趨勢(shì)，總糖含量大于31%，填充值隨總糖含量的變化不顯著。根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果，烤煙煙絲填充值還與還原糖、總氮、揮發(fā)堿、鈣、醚提物、淀粉呈極顯著相關(guān)，這與閆克玉[6]、王冬[7]、田靈[2]等的研究結(jié)果一致，但填充值與煙葉理化指標(biāo)的逐步回歸方程并未引入以上指標(biāo)，說明以上指標(biāo)對(duì)煙絲填充值的直接作用不大，其與填充值的高度相關(guān)是由于它們與平衡水分或總糖含量的共線性引起的。

在卷煙生產(chǎn)中，提高煙絲填充值，不僅可以減少煙絲消耗，降低成本，還可以增強(qiáng)燃燒性，減少抽吸口數(shù)，降低卷煙焦油釋放量。但是，根據(jù)本文研究結(jié)果，宣威烤煙煙絲填充值大于3.5 cm3/g，其煙氣清香型風(fēng)格典型性顯著變?nèi)酰瑹煔馊岷托浴⑻鸲取⒊蓤F(tuán)性等風(fēng)格特征指標(biāo)得分顯著降低，煙氣香氣質(zhì)、香氣量雜氣、刺激性、余味以及評(píng)吸總分也顯著降低，因此，在煙葉生產(chǎn)及使用過程中，應(yīng)注意協(xié)調(diào)烤煙煙絲填充值與其感官品質(zhì)的關(guān)系，在保證煙草香吃味品質(zhì)的情況下，提高填充值。另外，本文有關(guān)烤煙煙絲填充值與感官品質(zhì)關(guān)系的研究結(jié)果與閆克玉[9]、薛超群[8]等的研究不一致，可能與選擇樣品的地域有關(guān)。

本文在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，通過方差分析，結(jié)合趨勢(shì)圖，一方面，揭示了宣威烤煙煙絲填充值隨煙葉主要理化指標(biāo)變化的規(guī)律，確定了主要理化指標(biāo)（平衡水分、總糖）對(duì)煙絲填充值影響的拐點(diǎn)，并建立了煙絲填充值的理化指標(biāo)預(yù)測(cè)方程；另一方面，揭示了宣威烤煙感官質(zhì)量風(fēng)格隨煙絲填充值變化的規(guī)律及拐點(diǎn)。但是，我國(guó)不同產(chǎn)地?zé)熑~理化特性及填充值差異較大，該結(jié)果是否適用于其他產(chǎn)區(qū)煙葉，還需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

宣威烤煙煙絲填充值與其煙葉理化特性和感官品質(zhì)關(guān)系密切。在分析的理化指標(biāo)范圍內(nèi)，平衡水分、葉面密度、總糖、淀粉、莨菪亭對(duì)煙絲填充值的直接影響較大，它們與填充值逐步最優(yōu)回歸方程的決定系數(shù)達(dá)88%，其中，平衡水分對(duì)煙絲填充值影響最大，其次是總糖含量。平衡水分含量與煙絲填充值擬合曲線為一元三次方程，決定系數(shù)達(dá)65%。平衡水分含量較少的情況下，煙絲填充值隨平衡水分升高而顯著降低，至平衡水分大于16%，煙絲填充值隨平衡水分的變化較小。總糖含量小于31%，隨總糖含量提高，煙絲填充值呈顯著降低的趨勢(shì)，總糖含量大于31%，填充值隨總糖含量的變化不顯著。煙絲填充值小于3.5 cm3/g，其與煙氣感官品質(zhì)的相關(guān)性較弱，填充值大于3.5 cm3/g，煙氣勁頭極顯著升高，煙氣清香型風(fēng)格典型性以及感官質(zhì)量總分極顯著降低。

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