湖南濃香型產區烤煙化學成分比較及聚類分析

孟愷琳，周清明，黎 娟，劉 卉，王建波，孫 敏，劉智炫，陳佳亮

(湖南農業大學，長沙 410128)

湖南濃香型產區烤煙化學成分比較及聚類分析

孟愷琳，周清明，黎 娟*，劉 卉，王建波，孫 敏，劉智炫，陳佳亮

(湖南農業大學，長沙 410128)

采集湖南省18個烤煙種植縣(市)的54份煙葉樣品，以其主要化學成分含量為基礎數據，進行比較分析及聚類分析。結果表明：(1)雖各地區間煙葉化學成分含量存在差異，但總體煙堿含量偏高。(2)基于品種平均值可以將18個縣(市) 分為4類。第一類為中糖低氮中堿中鉀中氯區，各化學成分含量比較適宜，化學性質優良，可以作為卷煙原料的最優選擇；第二類屬于中糖中氮中堿低鉀高氯區，鉀含量偏低而氯含量偏高，此類煙葉燃燒性較差，應考慮改善施肥方案，增施鉀肥，提高煙葉鉀含量從而提高煙葉品質；第三類屬于低糖高氮高堿高鉀低氯區，鉀氯比值高燃燒性較好，但糖含量低煙堿含量高，煙氣粗糙，刺激性略大；第四類為高糖中氮低堿中鉀中氯區，此類煙葉煙堿含量低，糖含量高，勁頭小，煙氣偏淡，香氣平淡，可作為工業企業低煙堿含量煙葉或填充料的原料使用。

烤煙；化學成分；比較；聚類分析

化學成分是決定煙葉品質的內在因素，直接決定著煙葉的可用性，在很大程度上決定著煙葉的經濟價值[1～3]。煙葉化學成分受遺傳因素、生態環境、栽培條件和調制的影響較大，并且不同的化學成分對煙葉的內在質量也有著不同影響[4]。湖南是我國濃香型煙葉的重要產區，主要分布在衡陽、永州、邵陽、長沙、郴州等地。各煙區生態環境不同，煙葉內在化學成分特點也不同。鄧小華等[5]在研究湘南煙區烤煙的常規化學指標中發現，生態環境條件大致相似，同一年生產的烤煙煙葉化學成分是比較穩定的，但年度間差異較大。王建波等[6]也發現，湖南濃香型五大產區之間主要化學成分存在差異。筆者以湖南濃香型產區烤煙樣本為材料，分析比較湖南烤煙化學成分在等級間、地區間的差異，并且針對湖南主產煙縣的化學成分進行聚類分析和評價，以期更好地認識湖南省不同產區煙葉化學成分特征，為湖南濃香型特色優質煙葉開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

采集湖南省郴州市(永興、嘉禾、宜章、安仁)、永州市(寧遠、新田、藍山、江華、江永、道縣)、衡陽市(常寧、耒陽、衡南)、邵陽市(隆回、邵陽、新寧)、長沙市(瀏陽、寧鄉)等5個市18個烤煙主產縣(市)的2011年初烤煙葉樣品。每縣1～3個鄉鎮，選擇的鄉鎮要能代表全縣煙葉生產水平并代表1種典型的生態條件。在每個鄉鎮具有代表性的農戶收集B2F、C3F、X2F三個等級樣品，共計54個。

1.2 化學成分測定方法

煙葉中總糖、還原糖、煙堿、鉀、氯、淀粉、總氮等主要化學成分測定采用SKALAR間隔流動分析儀測定，鉀含量采用火焰光度法測定。

1.3 統計分析方法

采用Excel、SPSS20.0和DPS8.01統計分析軟件進行數據處理和統計分析。多重比較采用Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同地區間烤煙化學成分比較

按部位統計化學成分平均值，并進行方差分析和多重比較，結果如表1。

由表1可知，C3F等級煙葉的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、淀粉含量最高的地區分別為郴州市、郴州市、長沙市、衡陽市、衡陽市、長沙市、衡陽市，最低的地區分別為衡陽市、衡陽市、邵陽市、郴州市、郴州市、永州市、郴州市。不同地區之間總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、淀粉含量存在差異。具體而言，在總糖、還原糖、淀粉含量上，衡陽和郴州間存在顯著差異，而其他地區之間無顯著差異。總氮含量上，邵陽和長沙間存在顯著差異，其余各地間差異不顯著。煙堿含量上，郴州與其他各地間存在顯著差異。K含量上，衡陽與長沙間差異不顯著，與其余各地存在顯著差異。而在氯含量上，長沙與各地間均存在顯著差異，其余各地間差異不顯著。

表1 不同地區間烤煙化學成分(%，C3F)比較

注：同列數據后英文小寫字母不同表示在5%顯著水平上有差異。下同。

2.2 不同等級烤煙化學成分比較

從表2可知，總糖、還原糖、K含量大小順序是X2F>C3F>B2F，總氮、煙堿、氯含量是B2F>C3F>X2F，淀粉含量是C3F>B2F>X2F。經方差分析，3個等級間的總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、淀粉含量均存在顯著差異。

表2 不同等級烤煙化學成分(%)比較

2.3 主要產煙縣烤煙化學成分的聚類分析

選擇總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀和氯等6個化學成分，采用DPS8.01統計分析軟件，以歐氏距離和離差平方和法進行系統聚類[8]，其聚類結果見圖1。

由圖1可看出，在距離6.3處，可將湖南省主要烤煙產區分為4大類。第一類包括衡陽常寧、邵陽隆回、邵陽新寧、衡陽耒陽、永州道縣，第二類包括永州江永、長沙瀏陽、邵陽邵陽、永州寧遠、郴州永興、永州新田，第三類是衡陽衡南，第四類包括永州藍山、永州江華、郴州嘉禾、郴州宜章、郴州安仁、長沙寧鄉。

將4類煙區的7個化學指標平均值進行方差分析得到結果如表3。根據表3可知，4類煙區間煙葉化學成分均存在顯著差異。其中總糖和還原糖含量最高的為第三類煙區，達到32.52%和29.87%，而含量最低的為第三類煙區僅為21.01%和19.74%。從總氮、煙堿、鉀含量上來看，第三類煙區顯著高于其它煙區。氯含量則是第二類煙區含量最高而第三類煙區含量最低，分別為0.44%和0.33%。淀粉含量上，第一類煙區顯著高于其它三類煙區。由此可以看出，4類煙區的煙葉分別具有不同的化學特征。第一類煙區為中糖低氮中堿中鉀中氯區，其煙葉各化學成分含量均在比較適宜的范圍內。第二類煙區屬于中糖中氮中堿低鉀高氯區，鉀含量偏低而氯含量偏高，鉀氯比偏低，其煙葉燃燒性較差[2，9]。應考慮改善施肥方案，增施鉀肥，提高煙葉鉀含量從而提高煙葉品質，為工業企業提供優質煙葉。第三類煙區屬于低糖高氮高堿高鉀低氯區，其煙葉鉀含量較高，氯含量較低，鉀氯比值高燃燒性較好，但糖含量低煙堿含量高，會導致煙氣粗糙，刺激性略大[2，9]。第四類煙區為高糖中氮低堿中鉀中氯區，其煙葉煙堿含量低，糖含量高，煙味柔和勁頭偏小，香氣平淡[2，9]，但可為工業企業提供低煙堿含量煙葉或作為填充料的原料使用。

圖1 主產煙縣烤煙化學成分系統聚類結果Figure 1 Results of cluster analysis on chemical components of flue-cured tobacco leaves in different counties

類別總糖還原糖總氮煙堿鉀氯淀粉第一類3001b2638b175c281b213a035c442a第二類2784c2592b187b252c197b044a323bc第三類2101d1974c201a306a215a033c370b第四類3252a2987a184b209d198b039b238c

3 小結

煙葉中各種化學成分決定了煙葉的內在質量，而煙葉內在質量的好壞受到很多因素的影響，是各種因素綜合作用的結果。如煙草種植的生態環境、栽培措施、采收調制、發酵加工以及陳化等都對作為卷煙原料的煙葉的化學成分產生影響[10～13]。湖南省各產區煙葉由于生態環境、栽培措施、烘烤技術等條件的差異，其內在化學成分也存在顯著差異。在對湖南省主要煙區煙葉的不同等級以及不同地區間化學成分比較分析中發現，雖各地區間煙葉化學成分含量存在差異，但總體而言煙堿含量偏高，這與鄧小華等研究的結果一致[14]。

同時筆者以湖南省主要產區煙葉的化學指標為依據，對各產區煙葉化學成分進行分析比較，并利用聚類分析方法為湖南煙葉的品質分類、制定煙草種植區劃、調整栽培技術以及卷煙工業原料的調運等提供依據。結果表明，湖南省主要煙區煙葉可分為四類：第一類為中糖低氮中堿中鉀中氯區，包括衡陽常寧、邵陽隆回、邵陽新寧、衡陽耒陽、永州道縣；第二類屬于中糖中氮中堿低鉀高氯區，包括永州江永、長沙瀏陽、邵陽邵陽、永州寧遠、郴州永興、永州新田；第三類是衡陽的衡南，屬于低糖高氮高堿高鉀低氯區；第四類為高糖中氮低堿中鉀中氯區，包括永州藍山、永州江華、郴州嘉禾、郴州宜章、郴州安仁、長沙寧鄉。

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Comparison on Chemical Components in Flue-cured Tobacco from Strong Aromatic Tobacco Producing Area in Hunan and Its Cluster Analysis

MENG Kai-lin，ZHOU Qing-ming，LI Juan*，LIU Hui，WANG Jian-bo，SUN Min，LIU Zhi-xuan，CHEN Jia-liang

(Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China)

The chemical components of 54 flue-cured tobacco leaf samples from 18 different counties (cities) of Hunan were compared，and the cluster analysis was conducted.The results showed that：(1) In whole，content of nicotine was relatively higher，although there were differences in content of tobacco chemical components among different regions.(2) 18 counties (cities) could be divided into four types based on the average of varieties.The first type was middle sugar-low nitrogen-middle alkaloid-middle potassium-middle chlorine area，whose tobacco leaf with relatively suitable chemical components，which could be used as the optimal raw materials of cigarette because of its excellent chemical quality.The second one was middle sugar-middle nitrogen-middle alkaloid-low potassium-high chlorine area，whose tobacco leaf with lower potassium content and higher chloride content，so this area should add potassium fertilizer，and improve the fertilization plan to increase potassium content to improve the quality of tobacco leaves.The third one was low sugar-high nitrogen-high alkaloid-high potassium-low chlorine area.In this district，the combustion of tobacco leaves was better because of higher ratio of potassium to chlorine，while its content of sugar was lower，but nicotine was higher，so its tobacco gas was raw and irritating was heavy.The fourth one was high sugar-middle nitrogen-low alkaloid-middle potassium-middle chlorine area.In this district，tobacco leaves had lower nicotine content and higher sugar content，so its strength was small，the smell and aroma was light，which could be provided to industrial enterprises as low nicotine content of tobacco leaves or filling material.

flue-cured tobacco；chemical component；comparison；cluster analysis

2014-11-14

孟愷琳(1990-)，女，山東省聊城人，碩士研究生，Email：450065846@qq.com。

國家煙草專賣局重大專項(Ts-01)。

S572

A

1001-5280(2015)03-0259-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.03.10

*通信作者。