桂陽煙區烤煙主要化學成分與感官評吸質量的相關性

盧曉華，張偉峰，高 遠，閻 鼎，顧毓敏，張義志，張漸隆，溫 亮

(1.上海煙草集團有限責任公司，上海 330096；2.中國農業科學院 煙草研究所/農業部煙草質量安全風險評估實驗室，山東 青島 266101；3.山東臨沂煙草有限公司，山東 臨沂 276200)

烤煙煙葉的化學成分是決定其品質的內在因素，感官評吸質量則是作為煙葉品質的最終判定指標，煙葉品質決定了其經濟價值和使用價值，煙葉品質研究即是探尋化學成分與煙葉感官評吸質量關系的過程。煙葉化學成分與感官評吸質量之間的關系十分復雜，同時受品種、氣候、生態環境、土壤類型、栽培措施、烘烤技術和煙葉部位等因素影響，且研究結果各有差異[1-5]。關于煙草品質方面已有的研究報道主要集中在化學成分與感官評吸質量的相關性[6-11]或不同香型烤煙與化學成分的相關性[12-14]，未見對感官評吸質量影響較大的主要化學成分含量適宜區間的研究報道。為此，選擇典型濃香型產區桂陽煙區代表樣品，在分析其化學指標與感官質量相關性的基礎上，再通過多元分析明確主要化學成分對感官評吸質量的權重因子，篩選出對感官評吸質量影響較大的化學成分指標，進而確定化學成分含量的適宜區間，以期為湖南郴州桂陽煙區優質煙葉生產提供參考依據。

1材料與方法

1.1材料

煙葉：煙葉樣品共計75個，隨機取自湖南省郴州市桂陽縣煙區，每個煙葉樣品選取中部葉(C3F)5 kg。

1.2方法

1.2.1樣品處理所有煙葉樣品去煙筋后切絲并混合均勻，部分煙絲粉碎研磨后用于化學成分測定，部分卷制單料煙后用于感官質量評價。

1.2.2化學成分測定主要化學成分包括總糖、還原糖、總氮、總植物堿、鉀和氯。總糖和還原糖按照YC/T 159-2002 煙草及煙草制品，采用連續流動法測定；總氮按照YC/T 33-1996 煙草及煙草制品，采用克達爾法；鉀按照YC/T 217-2007 煙草及煙草制品，采用流動分析法測定；總植物堿按照YC/T 160—2002 煙草及煙草制品，采用連續流動法測定；氯按照YC/T 162-2011 煙草及煙草制品，采用連續流動法測定；各樣品分析檢測結果均換算成百分率。

1.2.2感官質量鑒定感官評吸指標主要包括香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味等煙氣成分，由中國農業科學院煙草研究所評吸專家進行鑒定，專家評吸過程中帶入標準樣品，確保整個評吸過程循環帶入，并將評吸樣品質量從高到低劃分為好、較好、一般和差4個檔次，參考中國農業科學院煙草研究所感官質量評價方法對煙氣成分各指標進行量化打分，單項指標總分值為10分。

1.2.3煙葉主要化學指標適宜區間的劃分以感官評價總分結合質量檔次作為質量特征的主要指標，將代表樣品劃分為最優樣品、優選樣品和其他樣品3個等級，綜合考慮化學成分及衍生值與感官質量評吸指標的簡單相關性、不同質量檔次中部葉主要化學指標差異及煙葉質量檔次劃分指標因子，確定影響湖南濃香型烤煙感官質量的主要化學指標；結合煙葉化學成分及感官質量評吸的特點綜合衡量后最終確定各化學指標的最優區間和適宜區間，且確保各項指標值80%～90%位于該區間。

1.3數據處理

采用Excel 2010對數據進行處理，采用DPS進行統計分析。

2結果與分析

2.1煙葉化學成分及感官質量評價

從表1看出，還原糖、總糖、總植物堿、總氮、鉀和氯的平均含量分別為23.20%、24.80%、2.15%、1.75%、2.85%和0.28%，糖堿比、氮堿比、鉀氯比、兩糖差和兩糖比平均分別為11.20、0.83、11.30、1.70和0.94。化學成分含量變異幅度，氯含量最大，變異系數為41.3%；總植物堿含量其次，變異系數為16.8%；鉀含量最小，變異系數為7.2%。衍生指標變異幅度，糖堿比最大，變異系數為25.1%；氮堿比其次，變異系數為12.4%；兩糖比最小，變異系數為0.4%。總糖、總植物堿、總氮和鉀含量在適宜范圍內，氯含量略低，糖堿比略高于適宜范圍，鉀氯比在適宜范圍內。

從表2可見，香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味的感官評吸分別為6.07～6.83分，變異系數為1.5%～5.5%。煙氣成分變異幅度，香氣質的最大，變異系數為5.5%；香氣量其次，變異系數為5.1%；勁頭最小，變異系數為1.5%。可見，煙葉樣品的香氣質好，香氣量足，余味舒適，為典型的濃香型烤煙。

表1煙葉化學成分的含量及其變異系數

注：1) 化學成分及其衍生值適宜范圍[6]：總糖含量為20%～25%，還原糖含量為18%～22%，總植物堿含量為1.5%～3.5%，總氮含量為1.5%～3.0%，鉀含量為>2.0%，氯含量為0.4%～0.8%，糖堿比為6～10，鉀氯比為>4。2) 變異系數的單位為%。

Note: 1) Suitable range of chemical composition and its derived value[6]: total sugar content 20%-25%, reducing sugar content 18%-22%,total plant alkaloids content 1.5%-3.5%, total nitrogen content 1.5%-3.0%, potassium content>2.0%, chlorine content 0.4%-0.8%, sugar-nicotine ratio 6-10, and K-Cl ratio>4. 2) The unit of the coefficient of variation is %.

表2煙葉的感官評吸質量

2.2煙葉化學成分及衍生指標與感官評吸指標的相關性

從表3看出，還原糖、總糖、氯、糖堿比和兩糖差與香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味呈顯著正相關或者極顯著正相關，與勁頭相關性不顯著；還原糖和總糖與濃度呈顯著正相關，氯與濃度呈極顯著正相關。表明，在一定范圍內，隨著還原糖、總糖和氯含量的升高，煙葉的香氣質趨優，香氣量趨足，雜氣降低，刺激性降低，余味變好。總植物堿和鉀氯比與香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味呈極顯著負相關，其中鉀氯比與濃度呈極顯著負相關。說明，在一定范圍內隨著總植物堿含量升高和鉀氯比增大，感官評吸質量呈下降趨勢。總氮與香氣質、雜氣和余味呈顯著負相關；氮堿比與香氣質、雜氣、刺激性和余味呈極顯著正相關。

2.3中部葉不同感官質量檔次的主要化學成分含量

從表4可知，還原糖、總糖、總植物堿、氯、糖堿比、氮堿比和鉀氯比對中部葉感官質量檔次的影響較大，其中，氯和鉀氯比對其產生的影響差異顯著(P<0.05)，其余指標對其產生的影響差異極顯著(P<0.01)；總氮、鉀、兩糖比和兩糖差對其產生的影響差異不顯著。

表3煙葉化學成分及其衍生指標與感官評吸指標的相關系數

注：**表示極顯著相關(P<0.01)，*表示顯著相關(P<0.05)。

Note:** and * indicate significant difference atP<0.01 andP<0.05 levels respectively.

表4 中部葉不同感官質量檔次的主要化學成分含量及衍生指標

2.4煙葉感官質量檔次的主要影響因子

從表5可知，在10個不同因子中，前5個因子對煙葉感官質量檔次影響的累計貢獻率達97.5%，即為主因子。由于這5個主因子是互作或復合因子，還需要進一步采用因子荷載矩陣找出具體化學成分指標。從表6看出，在不同因子荷載矩陣中的絕對值越大，其產生的影響就越大。第1個主因子主要由還原糖、總糖和總氮決定，該因子主要包括含碳化合物和含氮化合物，可稱之為碳氮互作因子。第2個因子主要由兩糖差決定，其主要是碳化合物，可稱之為碳因子。第3個因子主要由氮堿比決定，其主要是含氮化合物，可稱之為氮因子。第4～5個主因子主要由鉀、氯和鉀氯比決定，氯是影響煙葉燃燒性的重要元素，鉀氯比通常可用來評價煙葉燃燒性，固可稱之為燃燒性因子。綜合看，還原糖、總糖、兩糖差、氮堿比、鉀、氯、鉀氯比和總氮對煙葉質量檔次劃分具有較大的貢獻，結合化學成分及衍生值與感官質量評吸指標的簡單相關性分析結果，煙葉質量檔次劃分的重要指標為還原糖、總糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比。

表5不同因子的特征值及累計方差貢獻率

Table 5 Eigenvalues and cumulative variance contribution rates of different factors

因子Factor特征值Eigenvalue貢獻率%Contribution rate累計貢獻率%Cumulative concentration rate15.9253.8453.8421.9217.4371.2631.2511.3882.6441.079.6892.3350.625.6397.9560.151.4199.3670.050.4499.7980.020.1499.9490.000.0499.98100.000.02100.00

注：在前5個因子中，1為碳氮互作因子，2為碳因子，3氮因子, 4和5均為燃燒性因子。

Note: Among the first 5 factors, 1 is the carbon-nitrogen interaction factor, 2 is the carbon factor, 3 is nitrogen factor, 4 and 5 are flammability factors.

2.5主導感官質量評價的烤煙主要化學指標適宜區間

從表7可知，以感官評價總分結合質量檔次作為質量特征的主要指標，將煙葉樣品劃分為最優樣品、優選樣品和其他樣品3個等級。最優樣品、優選樣品和其他樣品的總糖含量分別為26.8%、25.5%和22.3%，還原糖含量分別為24.7%、24.0%和20.9%，總植物堿含量分別為2.01%、2.1%和2.3%；糖堿比和鉀氯比也存在差異。所有指標各等級間均達極顯著差異。各化學成分含量及其衍生指標值的大小對煙葉感官質量檔次均產生不同程度的影響，總糖、還原糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比最優區間分別為24.0%～31.0%、22.0%～28.0%、1.7%～2.4%、9.7～15.8和5.1～14.0，適宜區間分別為23.0%～31.0%、21.0%～28.0%、1.7%～2.6%、9.0～15.8和5.0～17.0。

表6供試煙葉樣品的因子載荷矩陣

表7不同等級煙葉樣品主要化學成分的含量及其影響煙葉感官質量檔次的最優與適宜區間

Table 7 Contents of main chemical components in different grades of flue-cured tobacco leaf samples and their optimal and suitable intervals affecting the sensory quality grades of flue-cured tobacco leaves

指標Indicator煙葉樣品等級Flue-cured tobacco sample grade最優優選其他煙葉感官質量檔次Tobacco sensory quality grade最優區間適宜區間 總糖/% Total sugar26.8±2.3325.5±2.1222.3±4.6124.0～31.023.0～31.0還原糖/% Reducing sugar24.7±1.8624.0±1.8720.9±3.8822.0～28.021.0～28.0總植物堿/% Total plant alkaloids2.03±0.242.1±0.292.3±0.441.7～2.41.7～2.6糖堿比 Sugar-nicotine ratio12.4±2.1011.9±2.259.5±3.239.7～15.89.0～15.8鉀氯比 K-Cl ratio9.0±3.0011.8±3.2012.8±3.205.1～14.05.0～17.0

3結果與討論

煙葉主要化學成分與煙葉吸食質量具有很強的相關性，煙葉的總植物堿和總氮含量與感官評吸指標呈極顯著負相關，還原糖、總糖和糖堿比與感官質量指標呈極顯著正相關[15-16]，與此次研究結果相吻合。研究結果表明，煙葉質量檔次劃分的重要指標為還原糖、總糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比。常愛霞等[17]認為，總植物堿、兩糖差與感官評吸質量的關系密切。與研究結果不一致。可能原因：該研究代表樣品集中在一個產區，在種植模式、栽培調制技術和生態因素相對一致，其總植物堿和兩糖差相對接近，因此弱化了對感官評吸質量的影響。研究結果表明，總糖、還原糖、總植物堿、糖堿比和鉀氯比最優區間分別為24%～31%、22%～28%、1.7%～2.4%、9.7～15.8和5.1～14.0，適宜區間分別為23%～31%、21%～28%、1.7%～2.6%、9.0～15.8和5.0～17.0。杜詠梅等[18]對宣威產區烤煙香型風格及其主要化學指標適宜區間的研究認為，化學成分的適宜區間：總糖為26%～40%、還原糖為20%～32%、總植物堿1.2%～2.4%、糖堿比為9～24、氮堿比為0.7～1.3，與該研究結果存在差異，可能是由于不同香型烤煙化學成分存在差異所導致。劉金霞等[13]研究結果顯示，濃香型烤煙的總糖為25.9%、還原糖為21.8%、總植物堿為2.5%、總氮為2.08%和鉀氯比為6.5，均處于該研究的化學成分適宜區間內。

該研究以濃香型代表產區郴州桂陽煙葉(C3F)作為代表樣品，研究其化學成分與感官評吸質量的關系，明確了主要化學成分對感官評吸質量的權重因子，同時給出了其最優區間和適宜區間，個別指標與普遍認同的指標(其以西方混合型卷煙為基礎的數據，如糖堿比為6～10，生產中優質烤煙中糖堿比均大于等于10)[19]存在差異，但與現階段的研究結果基本一致[18,20]。該研究的感官評吸質量由中國農業科學院煙草研究所鑒定，不排除評吸過程中人為對烤煙原料的風格特色存在特殊偏好，確定的濃香型烤煙化學成分的適宜區間可能存在一定差異性，但其對烤煙多等級內在品質研究具有重要參考價值。