西南部分清甜香型產區烤煙外觀特征及其與常規化學成分和感官質量的關系分析

陳 健，蔡憲杰*，郭 文，王 皓，薛超群，左偉標，閆 鼎，盧曉華，竇家宇，宋紀真，張冀武，關博謙*

1. 上海煙草集團有限責任公司，上海市楊浦區長陽路717 號 200082

2. 中國煙葉公司，北京市廣安門外大街9 號 100055

3. 中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術產業開發區楓楊街2 號 450001

4. 華環國際煙草有限公司，安徽省鳳陽縣門臺工業園區 233121

5. 云南省煙草公司，昆明市拓東路31 號 650011

煙葉是卷煙工業企業生產卷煙的主要原料，煙葉質量對卷煙質量至關重要。煙葉質量是一個綜合概念，包括外觀質量、物理特性、化學成分、感官評吸質量等多方面。外觀質量是用感官來判定的等級質量，是煙葉內在質量的外在表現，包括部位、顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度等；物理特性是影響煙葉質量及工藝加工的物理指標，如填充值直接影響煙氣焦油量、內在質量和卷煙配方成本等；常規化學成分包括煙堿、總氮、還原糖、總糖、鉀、氯、淀粉等，是煙葉風格質量的物質基礎，其含量及協調性與煙葉質量密切相關；感官評吸質量是人體器官對煙絲燃燒產生的主流煙氣的綜合感受，包含風格特征和品質特征，是煙葉質量的核心。外觀質量與內在質量關系密切，是收購和調撥中最常用的質量評價指標。但隨著煙葉種植區域差異的加大，僅用外觀質量已難以完全體現煙葉的外觀特征差異，也難以全面反映煙葉的內在質量［1-3］。因此王信民等［1］提出外觀區域特征的概念和內涵。烤煙外觀區域特征主要指產區間因土壤、氣候等生態環境及栽培習慣差異而形成的烤煙外觀區域性差異特征，反映區域間相對穩定、重復出現的外觀差異特征，包括底色、厚度、蠟質感、柔韌性、葉面葉背顏色差、葉尖葉基身份差、光澤、葉面組織、顏色深淺等指標，與外觀質量一起作為煙葉生產、收購、調撥的重要依據,具有很強的導向作用［1-3］。以往在涉及外觀區域特征的烤煙外觀質量特征方面曾有一些研究報道，王信民等［1］建立了包括底色、蠟質感、光澤度、葉面組織、柔韌性等指標的外觀區域特征定性評價方法，并進行了實證分析；過偉民等［4］采用量化賦值方法，分析了不同種植區煙葉外觀區域特征指標分布狀況及其與外觀品質和物理特性的關系；薛超群等［5］選取43 個產地的烤煙C2F 等級煙葉，分析了煙葉的底色、厚度、蠟質感、柔韌性、葉面葉背顏色差、葉尖葉基身份差、光澤、葉面組織等15 項外觀特征指標，并采用主成分分析法提取7 個主成分，并基于綜合得分對43 個產地煙葉進行了聚類。但以上研究主要涉及外觀區域特征評價指標篩選［1］、外觀特征區域歸類［5］、外觀區域特征分布及其與外觀品質、物理特性的關系［4］等，而有關外觀特征（質量、區域）與化學成分、感官質量等關系的系統研究則鮮見報道。清甜香型是全國烤煙煙葉香型最新劃分的八大香型之一，產自西南高原生態區［6］。傳統的依據三大香型、五大種植區甚至全國范圍所得研究成果已不能完全滿足新形勢下中式卷煙配方對原料的精細化需求。因此，在前人研究的基礎上，采用相關分析、逐步回歸分析［7-11］和通徑分析［12］方法，探討了清甜香型烤煙外觀特征（質量、區域）及其與常規化學成分和感官質量的關系，旨在為利用外觀特征（質量、區域）對優質特色煙葉識別歸類，以及選擇評價指標對煙葉質量預判和指導產區定向生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

制備篩選2016～2017 年度四川涼山、攀枝花，以及云南曲靖、大理、文山、普洱、紅河、臨滄、昭通、麗江、楚雄等11 個產區（地級市）的烤煙C2F（上限、中限、下限）煙葉樣品共計66 份。每份煙葉樣品3.0 kg，均置于溫度（22±1）℃和相對濕度60%±5%的環境中平衡水分48 h。

1.2 方法

1.2.1 煙葉外觀特征（質量、區域）鑒定

由全國煙草標準化技術委員會煙葉標準標樣分技術委員會12 名專家進行烤煙煙葉外觀區域特征和外觀質量的感官定性、定量鑒定，煙葉外觀特征（質量、區域）指標的量化賦分方法見表l。每份煙葉樣品的各外觀特征（質量、區域）指標得分均取其平均值。由相關指標分值直接加和派生出外觀質量總分和外觀區域特征總分，分別反映各樣品的總體外觀質量高低和外觀區域特征強弱。

表1 煙葉外觀特征（質量、區域）的量化賦分方法Tab.1 Quantitative assignment method for appearance characteristics of flue-cured tobacco leaves （分）

1.2.2 煙葉化學成分測定

煙葉煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀、氯、淀粉7項常規化學成分指標分別采用YC/T 468—2013［13］、YC/T 161—2002［14］、YC/T 159—2002［15］、YC/T 217—2007［16］、YC/T 162—2002［17］、YC/T 216—2013［18］的方法測定。

1.2.3 煙葉感官質量評價

依據標準方法YC/T 530─2015［19］，由中國煙草總公司鄭州煙草研究院組織7 名全國評煙委員會專家對煙葉感官質量進行評價。

1.3 數據處理

采用SPSS 21.0 統計軟件對數據進行相關分析、逐步回歸分析和通徑分析。

2 結果與分析

2.1 煙葉外觀特征（質量、區域）分析

從表2 可知，煙葉外觀區域特征為底色白，厚度中等，蠟質感弱，葉片較柔軟～柔軟，葉面葉背色差小，葉尖葉基身份差小、少量偏中，光澤亮，葉面組織細膩～較細膩，顏色淺桔黃～深桔黃；煙葉外觀區域特征可簡要總結為“白、細、柔、勻”，具體為“底色白、組織細膩、葉片柔軟、葉面葉背顏色及葉尖葉基身份均勻一致”。外觀質量為顏色桔黃(多為金黃)，煙葉成熟，葉片結構疏松，身份中等，油分有，油潤感強，色度中～強；煙葉外觀質量特征可簡要總結為“金、中、柔、潤”，具體為“顏色金黃、身份適中、結構疏松柔而不僵、煙葉油分色度潤而不燥”。

表2 煙葉外觀特征（質量、區域）指標分值分析Tab.2 Scores of appearance characteristic indexes of tobacco leaves

變異程度的劃分：變異系數＜10%為弱變異，10%～100%為中等變異，變異系數＞100%為強變異［3］。煙葉外觀區域特征指標變異系數在4.53%～15.43%之間較穩定，區域特征總分、蠟質感、葉面葉背色差、葉面組織屬弱變異，底色、葉尖葉基身份差、柔韌性、光澤、顏色、厚度屬中等變異，其中光澤、顏色深淺、厚度變異相對稍大。外觀質量指標變異系數在4.74%～12.56%之間，其中油分、色度屬中等變異，變異系數相對較大。可見，西南高原生態區內外觀質量特征各指標表現較穩定，一致性較強。

2.2 煙葉外觀特征（質量、區域）與常規化學成分的關系

從表3 可知，煙葉外觀特征（質量、區域）與常規化學成分及其派性值總體關系一般，僅顏色深淺、厚度、顏色與常規化學成分關系相對密切，其中顏色深淺與鉀含量呈極顯著負相關，厚度與煙堿呈顯著正相關，顏色與氮堿比、糖堿比呈極顯著負相關。

表3 煙葉外觀質量特征指標分值與常規化學成分指標的相關性①Tab.3 Pearson correlation coefficients between scores of appearance quality characteristic indexes and routine chemical component indexes of tobacco leaves

在相關分析的基礎上，以煙葉常規化學成分各項指標為因變量分別進行逐步回歸分析，篩選出適合的回歸方程并對進入方程的煙葉外觀特征（質量、區域）指標分別統計其對因變量的直接和間接通徑系數（表4）。從表4 可知，厚度對煙堿有顯著的直接正向影響；顏色深淺對總氮有顯著的直接正向影響，對鉀有直接負向影響；底色對淀粉有顯著的直接正向影響。另外，蠟質感對煙堿，色度對總氮、淀粉也有一定影響。因此，顏色深淺、厚度為影響常規化學成分的關鍵外觀特征指標。

表4 煙葉外觀特征（質量、區域）指標分值與常規化學成分指標的回歸方程及通徑系數①Tab.4 Regression equations and path coefficients of scores of appearance quality characteristic indexes and routine chemical component indexes of tobacco leaves

2.3 煙葉外觀特征（質量、區域）與感官質量的關系

從表5、表6 可知，煙葉外觀特征（質量、區域）與感官質量總體關系密切，達到顯著水平的指標多為正相關，其中清甜香與底色、蠟質感、葉面葉背色差、光澤呈極顯著正相關，表明煙葉外觀特征（質量、區域）分值的提高有利于清甜香風格的彰顯。葉面葉背色差與香型、飄逸、細膩柔和程度、余味呈極顯著正相關，厚度與濃度、木質氣呈極顯著正相關，勁頭與底色、蠟質感呈極顯著負相關，葉片結構與香氣量、圓潤感呈極顯著正相關，葉尖葉基身份差與干燥感呈極顯著正相關。

從表7 可知，清甜香主要受蠟質感、葉面葉背色差的直接正向影響，即蠟質感越弱、葉面葉背色差越小，清甜香風格就越突出；香型、細膩柔和程度、余味主要受葉面葉背色差的直接正向影響；濃度、木質氣主要受厚度的直接正向影響，香氣質主要受厚度的直接負向影響；圓潤感主要受葉片結構的直接正向影響。另外，柔韌性對香型，顏色深淺對濃度，身份對香氣質、木質氣、細膩柔和程度，葉面葉背色差對圓潤感均有一定影響。可見，葉面葉背色差、蠟質感、厚度是影響感官質量的關鍵外觀特征（質量、區域）指標。

表5 煙葉外觀特征（質量、區域）指標分值與感官風格特征指標分值的相關性Tab.5 Pearson correlation coefficients between scores of appearance characteristic indexes and sensory style characteristic indexes of tobacco leaves

表6 煙葉外觀特征（質量、區域）指標分值與感官品質特征指標分值的相關性Tab.6 Pearson correlation coefficients between scores of appearance characteristic indexes and sensory quality characteristic indexes of tobacco leaves

表7 煙葉外觀特征（質量、區域）指標分值與感官質量指標分值的回歸方程及通徑系數Tab.7 Regression equations and path coefficients of scores of appearance characteristic indexes and sensory quality indexes of tobacco leaves

3 討論

（1）近年來對烤煙外觀區域特征方面的關注逐步提高［1-5］。作為外觀質量特征的一部分，烤煙外觀區域特征是區域間受生態環境及栽培習慣差異而形成的相對穩定的外觀差異特征。煙株下部葉因光照少營養不充足，特征與品質表現均較弱；而上部葉由于光照營養充足，特征表現較強但品質表現較弱；只有中部葉光照與營養均衡，特征與品質表現均較好。因此，選取中部品質較好的C2F 等級煙葉作為研究對象。

（2）煙葉外觀區域特征與王信民等［1］的研究結果一致，與過偉民等［4］的研究結果基本一致；外觀質量指標中油分與色度低于魏春陽等［2］的研究結果。說明同一生態區內外觀質量特征的個別指標可能會因年份不同略有差異，但總體上較穩定。

（3）煙葉外觀質量特征與常規化學成分關系一般，顏色深淺與鉀含量呈極顯著負相關，說明顏色越深，鉀含量越低，這與竇玉青等［20］的研究結果基本一致；厚度與煙堿呈顯著正相關，這與王玉軍等［21］的研究結果一致。

（4）煙葉外觀質量特征與感官質量關系密切。其中葉面葉背色差、蠟質感與清甜香，葉面葉背色差與香型、飄逸、細膩柔和程度、余味，厚度與濃度、木質氣均呈極顯著正相關，且前者對后者有直接正向影響。這說明清甜香型煙葉外觀質量特征指標中葉面葉背色差、蠟質感、厚度與該區域煙葉香型特色關系密切。

（5）本試驗中以C2F 煙葉為研究材料，分析了清甜香型烤煙煙葉外觀質量特征及其與常規化學成分和感官質量的關系，由于不同等級尤其是不同部位的等級、不同香型煙葉在外觀質量特征和內在質量上均存在不同程度的差異，因此其他等級和香型煙葉是否有類似規律，還有待進一步研究。另外，選取樣品的代表性可能會引起煙葉外觀質量特征和內在質量的波動，二者的關系是否會受到影響及影響程度如何，尚需進一步深入研究驗證。

4 結論

以西南部分清甜香型產區烤煙C2F 煙葉樣品為研究對象，通過相關分析、逐步回歸分析和通徑分析等分析方法，初步得出清甜香型烤煙外觀特征（質量、區域）及其與常規化學成分和感官質量的關系。（1）煙葉外觀區域特征“白、細、柔、勻”，具體為“底色白、組織細膩、葉片柔軟、葉面葉背顏色及葉尖葉基身份均勻一致”；煙葉外觀質量特征“金、中、柔、潤”，具體為“顏色金黃、身份適中、結構疏松柔而不僵、煙葉油分色度潤而不燥”。（2）煙葉外觀特征（質量、區域）與常規化學成分總體關系一般，僅顏色深淺、厚度、顏色與其關系相對密切，其中顏色深淺與鉀含量呈極顯著負相關，厚度與煙堿呈顯著正相關，顏色與氮堿比、糖堿比呈極顯著負相關。通徑分析表明，顏色深淺有直接負向影響，厚度有直接正向影響。（3）煙葉外觀特征（質量、區域）與感官質量總體關系密切，其中葉面葉背色差、蠟質感與清甜香，葉面葉背色差與香型、飄逸、細膩柔和程度、余味，厚度與濃度、木質氣均呈極顯著正相關。通徑分析表明，葉面葉背色差、蠟質感、厚度有直接正向影響。因此，厚度、蠟質感、葉面葉背色差、顏色深淺是影響清甜香型煙葉風格及質量的關鍵外觀質量特征指標。