畢節(jié)市烤煙化學(xué)成分特征與可用性評(píng)價(jià)

王建波，楊小勇，史訓(xùn)瑤，高川川，蔡 立，周 萍

(貴州省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，貴州 貴陽(yáng) 550025)

畢節(jié)市烤煙化學(xué)成分特征與可用性評(píng)價(jià)

王建波，楊小勇*，史訓(xùn)瑤，高川川，蔡 立，周 萍

(貴州省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，貴州 貴陽(yáng) 550025)

為合理評(píng)價(jià)畢節(jié)烤煙內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)狀況，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)各產(chǎn)區(qū)煙葉化學(xué)成分進(jìn)行可用性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：畢節(jié)市烤煙總氮、煙堿、鉀含量處于合理水平，氯含量適宜，部分煙區(qū)糖含量略高；產(chǎn)煙縣間以大方烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)較高，金沙縣烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)相對(duì)較低。不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)中以雪山鎮(zhèn)、核桃鄉(xiāng)化學(xué)成分可用性較高，小海鎮(zhèn)、柳塘鎮(zhèn)化學(xué)成分可用性相對(duì)較低。

烤煙；化學(xué)成分；可用性

畢節(jié)是貴州省第二大產(chǎn)煙區(qū)，也是全國(guó)煙葉種植最適宜地區(qū)之一，年種植煙葉70萬(wàn)畝左右，生產(chǎn)收購(gòu)煙葉140萬(wàn)擔(dān)左右。該煙區(qū)位于云南、貴州、四川三省交界處，平均海拔1 500 m左右，年日照時(shí)數(shù)1 288 ～ 1 500 h之間，年降雨量900～1 400 mm，土壤熟化程度高，坡度小，肥力適中，PH值5.5～6.5。得天獨(dú)厚的煙葉生長(zhǎng)條件，成就了畢節(jié)煙葉“山地醇甜香”的風(fēng)格特色。畢節(jié)煙區(qū)生產(chǎn)的煙葉大都顏色金黃，身份適中，油潤(rùn)性較好，可作為卷煙的主料煙，部分煙葉也作為優(yōu)質(zhì)填充料使用。因此備受湖北、江蘇、湖南等中煙公司青睞。近年來(lái)，學(xué)者研究畢節(jié)烤煙的焦點(diǎn)多集中在海拔、品種對(duì)烤煙風(fēng)格特色的影響[1-8]，但有關(guān)該煙區(qū)化學(xué)指標(biāo)可用性的分析鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，采用模糊數(shù)學(xué)對(duì)畢節(jié)各煙區(qū)烤煙化學(xué)成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，能夠客觀的了解區(qū)域間的差異、發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題并提出相關(guān)建議。

1 材料與方法

1.1材料

收集畢節(jié)煙區(qū)8個(gè)主產(chǎn)區(qū)縣：大方縣、赫章縣、金沙縣、納雍縣、七星關(guān)區(qū)、黔西縣、威寧縣、織金縣2015年送檢的初烤煙葉樣品。樣品等級(jí)均為C3F，每個(gè)樣品取1.5公斤。這些樣品是貴州省畢節(jié)煙區(qū)每年的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)樣品(10 000擔(dān)以上種煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)或3 000擔(dān)左右的縣市為1個(gè)取樣點(diǎn))。樣品均由各煙區(qū)煙葉分級(jí)能手按照“GB2635-92烤煙標(biāo)準(zhǔn)”選取，選取樣品能夠代表各煙區(qū)的生產(chǎn)水平。

1.2測(cè)定指標(biāo)及方法

烤煙總糖、還原糖、煙堿、總氮、氯含量采用連續(xù)流動(dòng)分析儀(布朗盧比AA3)測(cè)定，烤煙鉀(K+)含量用火焰光度計(jì)(Sherwood M410)測(cè)定。

1.3化學(xué)可用性指數(shù)構(gòu)建

總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯6個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)，運(yùn)用主成分分析法和隸屬函數(shù)模型構(gòu)建煙葉化學(xué)成分可用性指數(shù)(chemical components usability index，CCUI)作為化學(xué)成分綜合評(píng)價(jià)依據(jù)，其值越大，化學(xué)成分越好。

1.3.1主成分分析法確定權(quán)重 應(yīng)用主成分分析法確定總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯、6個(gè)化學(xué)成分指標(biāo)權(quán)重[9-11]，KMO值為0.743，說(shuō)明符合主成分分析求權(quán)重，提出累積貢獻(xiàn)率達(dá)81.46%的2個(gè)主成分，2個(gè)主成分的特征根分別為3.316和1.571，計(jì)算出2個(gè)主成分的載荷矩陣，然后分別計(jì)算出6個(gè)化學(xué)指標(biāo)的權(quán)重。6個(gè)指標(biāo)權(quán)重分別為20.86、18.75、20.11、13.46、14.13 、12.68%。

1.3.2隸屬函數(shù)的建立和隸屬度的計(jì)算 運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論中的隸屬函數(shù)計(jì)算各化學(xué)成分指標(biāo)的隸屬度，使各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 0.2～1 的數(shù)值。烤煙總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯含量采用中間型梯形隸屬函數(shù)，按公式(1)計(jì)算隸屬度。

烤煙鉀含量采用降梯形函數(shù)，按公式(2)計(jì)算隸屬度：

公式(1)、(2)和中x為烤煙樣品的化學(xué)成分實(shí)際含量，x1、x2、x3、x4分別代表各化學(xué)成分指標(biāo)的下臨界值、上臨界值、最優(yōu)值下限、最優(yōu)值上限。根據(jù)前人研究結(jié)果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定各化學(xué)成分指標(biāo)的函數(shù)類(lèi)型及閥值[12-14](見(jiàn)表1)。

1.3.3烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)計(jì)算方法 烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)(chemical components usability index，CCUI)按公式(3)來(lái)計(jì)算。

式中：Mij和Nij分別表示第i個(gè)樣本和第j個(gè)指標(biāo)的隸屬度值和權(quán)重系數(shù)。其中0.2

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用 SPSS20.0 統(tǒng)計(jì)軟件包分別對(duì)總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析。

表1 烤煙化學(xué)成分指標(biāo)的隸屬函數(shù)類(lèi)型和閥值Tab.1 Function types and inflection pointsof chemical components of flue-cured tobacco

2 結(jié)果與分析

2.1化學(xué)成分描述統(tǒng)計(jì)分析

由表2可知，畢節(jié)煙區(qū)具有總糖、還原糖含量偏高，氯含量適宜，煙堿、總氮、鉀含量處于合理范圍的特點(diǎn)。各指標(biāo)均屬于中等變異性，其中烤煙煙堿含量變異系數(shù)最高，還原糖含量變異系數(shù)最低。變異系數(shù)<10% 為弱變異性， 10～100%為中等變異性，>100% 為強(qiáng)變異性[15]。還原糖樣本分布呈左偏，其余指標(biāo)呈右偏態(tài)分布。鉀、氯含量分布呈高峽峰分布形態(tài)，其余指標(biāo)均呈現(xiàn)低闊峰分布形態(tài)。

2.2不同植煙縣化學(xué)成分可用性指數(shù)差異分析

由圖1得知：畢節(jié)各植煙區(qū)縣烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)平均值在47.16～70.26分。不同植煙區(qū)縣化學(xué)成分可用性指數(shù)大小排序?yàn)椋捍蠓?七星關(guān)>黔西>織金>威寧>赫章>納雍>金沙。按CCUI值劃分檔次來(lái)看，大方、七星關(guān)、黔西、織金、威寧化學(xué)成分可用性指數(shù)在60分以上，屬于“較好”的檔次；赫章、納雍、金沙化學(xué)成分可用性指數(shù)在45分以上，屬于“中等”檔次。

表2 畢節(jié)煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)指標(biāo)基本統(tǒng)計(jì)值Tab.2 Descriptive statistics of chemical componentof flue-cured tobacco in Bijie city

圖1 不同縣化學(xué)成分可用性指數(shù)比較
Fig.1 Comparison on usability index of chemical component in different tobacco-growing counties

2.3不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)差異分析

由表3可知：不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)化學(xué)成分可用性指數(shù)在47.16 ～ 84.76分，其中，雪山鎮(zhèn)、核桃鄉(xiāng)、黃泥塘鎮(zhèn)、大銀鎮(zhèn)、CCUI值在75分以上，屬于“好”的檔次；沙廠鄉(xiāng)、黃泥鄉(xiāng)、龍場(chǎng)鎮(zhèn)、大河鄉(xiāng)、撒拉溪鎮(zhèn)、理化鄉(xiāng)、重新鎮(zhèn)、牛棚鎮(zhèn)、牛場(chǎng)鄉(xiāng)、玉龍鄉(xiāng)、林泉鎮(zhèn)、觀風(fēng)海鎮(zhèn)、金斗鄉(xiāng)、安樂(lè)鄉(xiāng)、兔街鄉(xiāng)、鐘山鄉(xiāng)、野角鄉(xiāng)CCUI值在60分以上，屬于“較好”檔次；中水鎮(zhèn)、化起鎮(zhèn)、云貴鄉(xiāng)、金龍鄉(xiāng)、迤那鎮(zhèn)、雙坪鄉(xiāng)、寨樂(lè)鄉(xiāng)、龍場(chǎng)鎮(zhèn)、岔河鎮(zhèn)、哲覺(jué)鎮(zhèn)、馬場(chǎng)鎮(zhèn)、龍街鎮(zhèn)、草海鎮(zhèn)、岔河鄉(xiāng)、雙龍鄉(xiāng)、小海鎮(zhèn)、柳塘鎮(zhèn)CCUI值在45分以上，屬于“中等”檔次；“好”和“較好”檔次的鄉(xiāng)鎮(zhèn)占總體55.26%。

3 結(jié)論與討論

畢節(jié)煙區(qū)烤煙氯含量適宜，總氮、煙堿、鉀含量處于合理范圍，化學(xué)成分相對(duì)協(xié)調(diào)。畢節(jié)威寧、赫章煙區(qū)烤煙總糖、還原糖含量較其它煙區(qū)偏高，這可能與該煙區(qū)海拔較高有關(guān)[16]，有待深入研究。大方縣部分煙區(qū)烤煙煙堿含量偏高，應(yīng)引起足夠重視，烤煙煙堿含量受多方面因素影響[17]，筆者建議相關(guān)煙區(qū)從合理密植、平衡施肥，適當(dāng)推遲打頂提高留葉數(shù)，加強(qiáng)煙田中后期的水分管理等方面入手控制煙堿含量。

不同植煙區(qū)縣中，大方和七星關(guān)區(qū)烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)較高，金沙縣烤煙化學(xué)成分可用性指數(shù)相對(duì)較低。不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)中以雪山鎮(zhèn)、核桃鄉(xiāng)、黃泥塘鎮(zhèn)、大銀鎮(zhèn)、化學(xué)成分可用性較高，雙龍鄉(xiāng)、小海鎮(zhèn)、柳塘鎮(zhèn)化學(xué)成分可用性相對(duì)較低。

表3 不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)化學(xué)成分可用性指數(shù)比較Tab.3 Comparison on usability index of chemical component in different tobacco-growing towns

本文運(yùn)用主成分分析法和隸屬函數(shù)模型構(gòu)建煙葉化學(xué)成分可用性指數(shù)，能夠綜合反映化學(xué)成分質(zhì)量，較好的比較各植煙區(qū)縣烤煙化學(xué)成分質(zhì)量差異。本研究結(jié)果受各化學(xué)指標(biāo)權(quán)重值和隸屬函數(shù)閥值的影響，結(jié)果是否與實(shí)際一致，需實(shí)踐考驗(yàn)。各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)與部分研究者稍有差異[18，19]，這于研究的樣品來(lái)源不同有關(guān)。

烤煙質(zhì)量是外觀、物理、化學(xué)、感官的綜合表現(xiàn)，筆者就畢節(jié)煙區(qū)烤煙化學(xué)成分的影響進(jìn)行了深入分析，缺乏感官評(píng)析，外觀質(zhì)量等方面的研究，今后的研究中，將分析畢節(jié)煙區(qū)烤煙風(fēng)格特色、外觀質(zhì)量、物理特性，逐步建立畢節(jié)烤煙質(zhì)量可用性綜合評(píng)價(jià)體系。

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CharacteristicsofChemicalComponentsandUsabilityofFlue-curedTobaccoLeavesGrowninBijieCity

WANGJian-bo，YANGXiao-yong*，SHIXun-yao，GAOChuan-chuan，CAILi，ZHOUPing

(GuizhouTobaccoQualitySupervisionStation，Guiyang，Guizhou550025，China)

To better evaluate the chemical components and quality of leaves grown in Bijie city，chemical components of flue-cured tobacco in different regions were evaluated using fuzzy mathematics.The results showed that：The average concentration of total nitrogen， nicotine and potassium were at right levels，the content of chlorine was suitable， the content of sugar was high in some tobacco-producing area. The usability index of chemical components in Dafang county was highest，and that in Jinsha county was lowest. The usability index of chemical components in Xueshan and Hetao towns was better than other towns， and that in Xiaohai and Liutang towns was worse than other towns.

flue-cured tobacco；chemical components；usability

2017-03-24；

2017-06-09

煙草科技項(xiàng)目資助([2014]05)。

*

楊小勇(1974-)，男，碩士，工程師，主要研究方向：煙葉質(zhì)量管理；Email：bruceyxy@163.com。

S527

A

1008-0457(2017)05-0066-04國(guó)際DOI編碼10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.05.012