烤煙上部葉片質量指標間的相關性研究

包自超，宋文靜，徐宜民，尚 斌，吳元華，王程棟，劉曉冰

（農業部煙草生物學與加工重點實驗室，中國農業科學院煙草研究所，青島 266101）

煙葉是支撐中式卷煙發展的基礎，煙葉的質量水平不僅直接影響卷煙產品的質量和效益，而且對煙草行業的發展起著至關重要的作用。煙葉質量主要包括外觀質量、物理特性、化學成分、感官質量和安全性5個部分，它們分別由相互關聯的不同評價指標組成，這些指標從不同的方面反應煙葉的品質特征[1]。明確煙葉質量指標間的相關關系，對合理評價煙葉質量具有重要的參考作用。因此，煙葉質量評價指標的相互關系一直備受關注。湯朝起等[2]曾對烤煙物理特性、化學成分與煙氣組分的關系進行過分析研究；黃清芬[3]、魏春陽等[4]分析研究了煙葉評吸質量與外觀質量的相關性；李東亮[5]、王玉軍[6]、邸慧慧等[7]研究了烤煙主要物理性狀與化學成分的相關性；楊應明等[8]研究了煙葉外觀質量與化學成分的相關性；常愛霞[9]、畢淑峰[10]、高家合等[11]分析了烤煙主要化學成分對感官質量的影響。該研究領域盡管發表文獻較多，但至今沒有全面研究上部葉片外觀質量、物理特性、化學成分和感官質量之間相關性的系統報道。目前，國產上部葉片成熟度不夠，品質欠佳，工業可用性不高，不能大量用于生產一、二類卷煙，嚴重制約國內高等級卷煙的發展。本研究以貴州、湖北等8省（市）煙葉主產區的122個上部葉樣本為材料，通過物理特性、化學成分、外觀質量、評吸質量的測定和量化評定結果進行相關分析，探索上部葉質量評價指標之間的相互關系，以期為烤煙質量評價體系的建立和卷煙企業合理使用上部葉原料提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采集貴州、湖北、山東、重慶、湖南、陜西、吉林、遼寧8個省（市）烤煙主產區26個縣（市）的B2F初烤煙葉樣本122個，每個樣本取樣量為5 kg。品種主要為K326、云煙87等當地主栽品種。

1.2 試驗方法

1.2.1 物理指標測定 物理特性測定指標包括單葉質量、葉片密度、平衡含水率、含梗率、葉片厚度、葉長和葉寬。物理指標測定前，將煙葉樣品放在恒溫恒濕箱（溫度22 ℃±1 ℃，相對濕度60%±3%）中平衡水分 72 h，將煙葉樣品含水率調整為16.5%±0.5%，然后依據以下方法進行測定。

（1）單葉質量：隨機抽取20片煙葉，稱重，計算單葉質量。單葉質量（g/片）=煙葉總質量（g）/20（片）。

（2）葉面密度：隨機抽取10片煙葉，每片葉任取半葉，沿著葉尖、葉中及葉基部等距離取5個點，用直徑15 mm的圓形打孔器打5片圓形小片，將50片圓形小片放入鋁盒中，100 ℃烘2 h，取出后放干燥器中冷卻30 min后，用1/10000的天平稱重，根據公式：葉面密度(g/m2)=圓片總干重/(50×每圓片面積)，計算葉面密度。

（3）平衡含水率：將煙葉樣品抽梗后，切成1.0 mm±0.1 mm 的煙絲，在控制條件下（溫度22℃±1℃，相對濕度 60%±3%）平衡 7 h。用已知干重的樣品盒取試樣5～10 g，稱重并記錄，100 ℃烘2 h，取出，放入干燥器內，冷卻至室溫，稱重。按公式：煙葉平衡含水率（%）=（烘前試樣重量-烘后試樣重量）×100/烘前試樣重量，計算煙葉平衡含水率。

（4）含梗率：隨機抽取20片煙葉，抽梗后，將煙片和煙梗放在控制條件下（溫度22℃±1℃，相對濕度60%±3%）平衡含水率3 d，用1/100的天平分別稱取煙片和煙梗的重量，計算含梗率。含梗率（%）=煙梗質量（g）×100/20片煙葉總質量（g）。

（5）葉片厚度：隨機抽取10片煙葉，用電動厚度儀分別測量每片煙葉葉尖、葉中及葉基的厚度，以30個點的平均值作為該樣品煙葉的厚度。

（6）葉長和葉寬：隨機抽取20片葉，葉長為葉尖到葉柄基部的長度，葉寬為葉片中部最寬處的長度，以 20片葉的平均長寬作為該樣品的葉長和葉寬。

1.2.2 外觀質量測定 煙葉外觀質量按以下評價標準（表1）進行測定。

表1 煙葉外觀質量賦值標準Table 1 The evaluation standard of appearance quality

1.2.3 化學成分測定 總糖與還原糖的測定采用YC/T159—2002方法，總植物堿的測定采用YC/T160—2002方法，總氮測定采用 YC/T161—2002方法，鉀離子測定采用YC/T173—2002方法。氯離子測定采用YC/T162—2002方法。

1.2.4 感官質量評價 感官質量評價由農業部煙草產業產品質量監督檢驗測試中心完成，指標賦值標準見表2。

1.3 數據處理

相關性分析采用SPSS18.0進行。

表2 感官評價指標賦值標準Table 2 The evaluation standard of sensory quality

2 結 果

2.1 外觀質量與物理特性的相關性

外觀質量與物理特性指標相關性分析結果表明（表3），上部葉片成熟度與含梗率和葉長呈極顯著正相關；表明隨著上部葉長度增加，提高了葉片的成熟度，同時葉片含梗率比重增加。顏色、油分和色度與葉長呈極顯著正相關，油分與葉片寬度呈極顯著正相關，表明顏色、油分和色度較好的上部葉，葉片長度長度和寬度增加；身份、結構與單葉質量、葉片密度、葉片厚度呈極顯著負相關，隨著上部葉身份、結構趨好，其單葉質量、葉片密度逐漸變小，葉片變薄。可見，隨著上部葉片擴展程度適當增加，開片較好，單葉質量、葉片密度減小，外觀質量會得到顯著改善。

表3 煙葉外觀質量與物理特性指標間的Pearson相關系數Table 3 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and physical property indices

2.2 外觀質量與化學成分的相關性

外觀質量與化學成分的相關性分析結果（表4）表明，上部葉片成熟度與還原糖、總糖含量呈極顯著負相關，與總植物堿、總氮和鉀含量呈顯著或極顯著正相關，表明隨著上部煙葉成熟度的提高，葉片中還原糖、總糖含量相對減少，總植物堿、總氮和鉀含量相對增加；身份與還原糖、總糖含量呈極顯著正相關，與總植物堿、總氮和氯含量呈極顯著負相關，表明隨著上部葉身份趨適中，煙葉中還原糖、總糖含量要保持適度水平，總植物堿、總氮和氯含量相對降低；色度與總植物堿、總氮和鉀含量呈顯著或極顯著正相關，與總糖含量呈顯著負相關；上部葉片顏色、油分與各化學成分含量之間沒有顯著的相關關系。

表4 煙葉外觀質量與化學成分指標間的Pearson相關系數Table 4 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and chemical components indices

2.3 外觀質量與感官質量的相關性

由表5結果顯示，上部葉片成熟度與香氣質、灰色和評吸得分呈顯著或極顯著正相關，與雜氣呈顯著負相關，表明隨著上部葉片成熟度的提高，香氣質變好，灰色變白，煙葉整體感官質量變好。身份與余味和刺激性得分呈顯著或極顯著正相關，可見身份適中的上部煙葉，其余味變好，刺激性減小。上部葉片顏色、油分、結構和色度與感官質量各指標間的相關性不顯著。由此可見，成熟度與感官質量指標間的關系最為密切，因而，提高上部葉片成熟度對于改善煙葉可用性至關重要。

表5 煙葉外觀質量與感官質量指標間的Pearson相關系數Table 5 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and sensory quality indices

2.4 物理特性與化學成分的相關性

表6結果顯示，上部葉片含梗率與總植物堿、總氮含量呈極顯著正相關，與還原糖、總糖和氯含量呈顯著或極顯著負相關，表明隨著葉片含梗率的提高，葉片中總植物堿、總氮含量增加，還原糖、總糖和氯含量減少。平衡含水率與還原糖、總糖和氯含量呈顯著或極顯著正相關，與總植物堿含量呈極顯著負相關，可見葉片平衡含水率提高，還原糖、總糖和氯含量增加，總植物堿含量減少。葉片厚度與總植物堿、總氮和氯含量呈極顯著正相關，與還原糖、總糖和鉀含量呈顯著或極顯著負相關，表明隨著上部葉片厚度的增加，煙葉中總植物堿、總氮和氯含量逐漸增加，還原糖、總糖和鉀含量逐漸減少。單葉質量和葉片密度除與鉀含量呈顯著或極顯著的相關關系外，與其他指標間均不存在顯著相關關系，由此可知，上部葉片物理指標中的厚度、含梗率和平衡含水率對煙葉化學成分含量影響較大。

表6 煙葉物理特性與化學成分指標間的Pearson相關系數Table 6 Correlation coefficients (Pearson) between physical property indices and chemical components indices

2.5 物理特性與感官質量的相關性

感官質量指標與物理特性指標相關分析結果表明（表7），上部葉片平衡含水率與感官質量7項指標均呈極顯著正相關，表明隨著平衡含水率的逐漸提高，煙葉的香氣質、余味變好，灰色變白，香氣量變大，雜氣、刺激性變小，煙葉整體感觀質量提高；含梗率與香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和評吸得分呈顯著負相關，表明隨著含梗率的逐漸增大，煙葉可用部分內含物質協調程度降低，造成煙葉整體感官質量有所降低。葉長除與刺激性呈極顯著負相關外，與其他評吸指標間均不存在顯著的相關關系，單葉質量、葉片密度、葉寬和葉片厚度與評吸指標之間的相關性均不顯著。

表7 煙葉物理特性與感官質量指標間的Pearson相關系數Table 7 Correlation coefficients (Pearson) between physical property indices and sensory quality indices

2.6 化學成分與評吸質量的相關性

上部煙葉感官質量評價指標與常規化學指標的分析結果表明（表8），上部葉片還原糖、總糖含量與各項感官質量指標呈顯著或極顯著正相關，總植物堿、總氮含量與各項感官質量指標呈顯著或極顯著負相關，表明隨著總糖、還原糖含量的增加，煙葉的香氣質、余味變好，灰色變白，香氣量增加，雜氣、刺激性變小，提高了整體感官質量。上部葉片鉀含量與灰色呈顯著負相關，氯含量與各項感官質量指標相關均未達到顯著水平。

表8 煙葉化學成分與感官質量指標間的Pearson相關系數Table 8 Correlation coefficients (Pearson) between chemical components indices and sensory quality indices

3 討 論

葉片長度與總植物堿含量呈顯著正相關的研究結果，與姜茱[12]研究結果一致；同時，上部葉片長度與成熟度、顏色、油分、色度呈極顯著正相關，可能是由于隨著葉片長度的增加，上部葉開片變好，促進了葉片的充分發育成熟，從而改善了煙葉的外觀質量。閆克玉等[13]的研究表明，平衡含水率與還原糖、總糖的含量呈極顯著正相關，本研究進一步印證了其觀點；除了煙葉平衡含水率之外，上部葉片含梗率和葉片厚度對煙葉化學成分的含量也有顯著的影響。總體而言，上部葉含梗率和葉片厚度降低，煙葉質量變好，因此上部葉含梗率和葉片厚度可以作為評價上部葉質量的參考指標。

成熟度是影響煙葉質量的核心因素。朱忠等[14]提出成熟度與還原糖含量呈極顯著負相關，與總植物堿含量呈極顯著正相關的研究結果。在本研究結果中，上部葉片鉀含量與成熟度呈顯著正相關，這與鄧小華等[15]的研究結果不一致，其原因可能是本研究以上部葉為材料，而鉀在煙草體內的移動性很大，衰老器官中的鉀元素向幼嫩器官運輸及再分配，同時由于煙葉自下而上分層成熟采收的過程，所以上部葉片中的鉀含量隨著成熟度的提高而增加。成熟度與香氣質、灰色呈極顯著正相關的結果，與蔡憲杰[16]的研究結果一致，并符合朱尊權[17]提出的成熟度是影響煙葉香氣質量的主要因素之一的觀點。可見，在實際生產中，正確把握煙葉成熟度是提高上部煙葉內在質量的重要保證。

許多研究表明，煙葉中鉀含量與煙葉感官質量呈顯著正相關。而在本研究結果中，上部葉片鉀含量與煙葉感官質量關系不夠密切，可能是由于樣品地域跨度較大，不同取樣點之間煙葉中鉀含量的變異程度較大，導致鉀對煙葉感官質量的影響未能得到明顯體現。煙葉化學成分與感官質量關系密切，各化學組分需相互協調，才能更好的改善煙葉的感官質量。

4 結 論

研究結果認為，成熟度、身份對煙葉物理特性、化學成分、感官質量的影響較為顯著。物理指標與化學成分、感官質量的相關分析認為，葉片厚度、含梗率、平衡含水率對化學成分、感官質量的影響較大；感官質量與主要化學成分總糖、還原糖、總植物堿、總氮含量對煙葉感官質量的影響極為顯著。因此，在上部葉質量評價中，成熟度、身份、葉片厚度、含梗率、平衡含水率以及總糖、還原糖、總植物堿、總氮含量可以作為評價上部葉質量的重要指標。在煙葉生產上，注重提高上部葉片成熟度，增加葉片長寬，減少單葉質量，降低葉片密度和含梗率，對于改善煙葉質量效果明顯。

[1]朱尊權.煙葉的可用性與卷煙的安全性[J].煙草科技，2000（8）：32-61.

[2]湯朝起，竇玉青，張俊.烤煙物理特性和化學成分與煙氣組分的關系[J].四川農業大學學報，2009（4）：428-432.

[3]黃清芬，張延軍.煙葉評吸質量與外觀質量的相關性分析[J].江西農業學報，2011，23（11）：89-90.

[4]魏春陽，羅朝鵬，李鋒，等.初烤煙葉主要外觀性狀與評吸質量的灰色關聯分析[J].煙草科技，2010（10）：48-51.

[5]李東亮，許自成，陳景云.烤煙主要物理性狀與化學成分的典型相關分析[J].河南農業大學學報，2007，18（5）：492-497.

[6]王玉軍，謝勝利，邢淑華，等.烤煙葉片厚度與主要化學組成相關性研究[J].中國煙草科學，1997（1）：11-14.

[7]邸慧慧，史宏志.烤煙葉片性狀與生物堿含量及感官質量的關系研究[J].中國農學通報，2011，27（29）：85-91.

[8]楊應明，羅華元，王超，等.煙葉外觀質量與化學成分的典型相關分析[J].玉溪師范學院學報，2009（8）：23-29.

[9]常愛霞，杜詠梅，付秋娟，等.烤煙主要化學成分與感官質量的相關性分析[J].中國煙草科學，2009，30（6）：9-12。

[10]畢淑峰.云南烤煙評吸質量與化學成分的關系研究[J].黃山學院學報，2005，7（3）：61-63.

[11]高家合，秦西云，譚仲夏，等.煙葉主要化學成分對評吸質量的影響[J].山地農業生物學報，2004，23（6）：497-501.

[12]姜茱，謝勝利，范洪慈，等.烤煙葉片大小與煙葉化學成分的關系研究初報[J].中國煙草，1991（2）：13-17.

[13]閻克玉，李興波，趙學亮，等.河南烤煙理化指標間的相關性研究[J].鄭州輕工業學院學報：自然科學版，2000（3）：20-24.

[14]朱忠，冼可法，尚希勇，等.中上部不同成熟度烤煙煙葉與主要化學成分和香味物質組成關系的研究[J].中國煙草學報，2008（1）：10-16.

[15]鄧小華，周冀衡，陳新聯，等.煙葉質量評價指標間的相關性研究[J].中國煙草學報，2008，14（2）：1-8.

[16]蔡憲杰，王信民，尹啟生.成熟度與煙葉質量的量化關系研究[J].中國煙草學報，2005，11（4）：42-46.

[17]朱尊權.論當前我國優質煙生產的技術導向[J].煙草科技，1994（1）：2-4.