初烤煙葉柔軟度及其與煙葉主要理化指標(biāo)的關(guān)系

付秋娟，孫婷婷，竇玉青，程 森，蔡憲杰

1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，山東省青島市嶗山區(qū)科苑經(jīng)四路11號 266101 2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海市楊浦區(qū)許昌路1062號 200082

煙葉柔軟度是指通過手的觸摸感知到的調(diào)制后煙葉的柔軟與僵硬程度，與煙葉外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分及感官評價指標(biāo)有密切關(guān)系［1-3］。手工直觀評價柔軟度的方法，操作簡單，不需要復(fù)雜的處理，但易受人為因素的影響，不易量化。電腦柔軟度測定儀是一種采用高精度測量傳感器模擬手感柔軟度的測試儀器，廣泛應(yīng)用于高中檔衛(wèi)生紙［4］、再造煙葉［5］、纖維織品［6］等材料的測定，近年來，逐漸被引入初烤煙葉的質(zhì)量評價中，該儀器可將檢測結(jié)果進(jìn)行量化，以便客觀準(zhǔn)確地測量煙葉的柔軟度。目前關(guān)于煙葉柔軟度的研究較少，主要局限于某一產(chǎn)區(qū)［1-7］或某一香型煙葉［8］與理化指標(biāo)間的關(guān)系，對我國主產(chǎn)煙區(qū)初烤煙葉柔軟度數(shù)據(jù)特征及不同種植區(qū)域柔軟度差異的研究則鮮見報道。因此，通過研究烤煙煙葉柔軟度在不同種植區(qū)域、不同部位間的差異，明確初烤煙葉柔軟度的分布狀況，同時通過研究柔軟度與物理指標(biāo)及化學(xué)成分間的關(guān)系，明確影響煙葉柔軟度的重要理化指標(biāo)，旨在為卷煙工業(yè)煙葉原料的采購和卷煙產(chǎn)品使用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取我國不同種植區(qū)域主產(chǎn)煙區(qū)代表性烤煙樣品300份（2018—2019年），樣品涉及15個烤煙生產(chǎn)省（直轄市），50個產(chǎn)區(qū)（市），分別為：北方煙區(qū)（黑龍江哈爾濱、牡丹江，吉林敦化、延邊、長春，遼寧丹東、鐵嶺，共7個產(chǎn)地）；東南煙區(qū)（安徽宣城，福建三明、龍巖、南平，湖南郴州、永州、衡陽，江西撫州、贛州、吉安，共11個產(chǎn)地）；黃淮煙區(qū)（河南平頂山、漯河、南陽、三門峽、許昌、駐馬店，山東濰坊、臨沂、日照，共9個產(chǎn)地）；西南煙區(qū)（貴州畢節(jié)、遵義、黔南、黔東南、銅仁，四川涼山、攀枝花，云南楚雄、紅河、麗江、臨滄、普洱、曲靖、文山、昭通，共15個產(chǎn)地）；長江中上游煙區(qū)（湖北恩施、宜昌，湖南湘西，陜西安康、商洛、延安，重慶黔江、彭水，共8個產(chǎn)地）。每年每產(chǎn)地選取B2F、C3F（或C2F）、X2F代表性樣品1套，2018年、2019年分別取樣150份，每份樣品5 kg。

1.2 分析方法

1.2.1 樣品制備

每一樣品根據(jù)GB 2635-92《烤煙》對樣品進(jìn)行等級平衡、鑒定及品質(zhì)評價后，選取代表等級煙葉2 kg。每個樣品完成長、寬、單葉質(zhì)量、含梗率的檢測以及拉力、葉面密度、柔軟度的裁切取樣后，剩余樣品全部切絲、混勻，用于平衡含水率的測定；另取50 g煙絲烘干后制成60目粉末，用于測定煙葉化學(xué)成分。

1.2.2 柔軟度檢測方法

每個樣品選取有代表性的煙葉10片，沿主脈在主脈同側(cè)煙葉的葉尖、葉中及葉基部等距離取5個點(diǎn)，用裁樣刀裁切5片邊長為20 mm×20 mm正方形小片，共50片，適當(dāng)壓平。置于溫度（22±1）℃，相對濕度（60±2）%條件下平衡48 h后，依次放置在柔軟度測定儀（RH-R1000，廣州潤湖儀器有限公司）上，測量煙葉正面縱橫兩個方向的柔軟度值（mN），結(jié)果取平均值。

1.2.3 煙葉物理指標(biāo)的測定

單葉質(zhì)量、含梗率、葉面密度采用吉文書等［9］的方法測定，拉力采用付秋娟等［10］的方法測定，平衡含水率采用煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 31—1996［11］測定。

1.2.4 煙葉化學(xué)成分的測定

煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯、pH值、淀粉分別按照參考文獻(xiàn)［12-18］中的方法測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

采用DPS 14.50統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析、逐步回歸和通徑分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同部位烤煙煙葉柔軟度差異分析

由表1看出，不同部位烤煙煙葉柔軟度差異較大，上部葉柔軟度明顯高于中下部葉，說明烤煙上部葉柔軟性最差，中部葉次之，下部葉最好。從變異程度看，不同部位煙葉柔軟度存在較大變異，尤其下部葉，變異系數(shù)為78.06%，分析原因可能是不同產(chǎn)區(qū)下部葉柔軟度差異較大造成的，且存在個別樣品柔軟度低于儀器檢測限的情況。

2.2 不同種植區(qū)域烤煙煙葉柔軟度差異分析

由表2看出，我國烤煙不同種植區(qū)域不同部位煙葉柔軟度差異顯著。黃淮煙區(qū)上中下3個部位煙葉的柔軟度極顯著高于其他煙區(qū)。上部葉西南煙區(qū)、東南煙區(qū)、長江中上游煙區(qū)、北方煙區(qū)柔軟度差異不顯著。不同種植區(qū)域中部和下部煙葉柔軟度變化規(guī)律基本一致，黃淮煙區(qū)＞北方煙區(qū)＞西南煙區(qū)＞長江中上游煙區(qū)＞東南煙區(qū)，其中東南煙區(qū)顯著或極顯著低于其他煙區(qū)，北方煙區(qū)、西南煙區(qū)和長江中上游煙區(qū)之間差異不顯著。總體分析，上部葉以北方煙區(qū)和長江中上游煙區(qū)柔軟性較好，中下部煙葉東南煙區(qū)和長江中上游煙區(qū)較好，黃淮煙區(qū)3個部位煙葉柔軟性均較差。這說明不同產(chǎn)區(qū)、部位對煙葉柔軟度有極顯著影響，烤煙煙葉柔軟度分布范圍的差異為卷煙工業(yè)不同卷煙品牌用料需求提供了一定的理論基礎(chǔ)。

表1 不同部位烤煙煙葉柔軟度差異Tab.1 Softness of tobacco leaves from different stalk positions

表2 不同種植區(qū)域烤煙煙葉柔軟度差異多重比較結(jié)果Tab.2 Comparison of softness between flue-cured tobacco leaves from different planting areas （mN）

2.3烤煙煙葉柔軟度與主要理化指標(biāo)的相關(guān)性

由表3可見，烤煙煙葉柔軟度與主要理化指標(biāo)之間有較好的相關(guān)關(guān)系，與單葉質(zhì)量、葉面密度、拉力、煙堿、總氮、氯呈極顯著正相關(guān)，與含梗率、平衡含水率、總糖、還原糖、鉀、pH值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與葉長、葉寬及淀粉含量相關(guān)性不顯著。柔軟度與物理指標(biāo)中葉面密度相關(guān)系數(shù)最高（r=0.568）；與化學(xué)成分中總糖、還原糖的相關(guān)系數(shù)最高，分別為0.704和0.695，其次是鉀。

本研究中煙葉柔軟度與總糖、還原糖呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與周立新等［8］的研究結(jié)果一致；與拉力顯著正相關(guān)，與常安然等［1］的研究結(jié)果一致，但與周立新等［8］的結(jié)果有差異，這可能是由樣品取樣范圍差異造成的，本研究中樣品均來自我國主要產(chǎn)煙區(qū)生產(chǎn)收購等級的煙葉，取樣范圍更廣，等級更規(guī)范。

表3 烤煙柔軟度與其主要理化指標(biāo)簡單相關(guān)分析Tab.3 Simple correlation analysis between softness and main physicochemical indexes of flue-cured tobacco leaves

2.4 烤煙煙葉柔軟度與主要理化指標(biāo)的逐步回歸及通徑分析

通過煙葉主要理化指標(biāo)對柔軟度的逐步回歸，在保證回歸方程復(fù)相關(guān)系數(shù)較高的情況下，且引入的指標(biāo)之間存在較小的相關(guān)性，得到多元線性回歸方程：柔軟度y=402.985+2.247x葉寬+6.320 3x葉面密度+15.978x拉力-9.764x平衡含水率-4.267x總糖-4.702x還原糖-35.116x總鉀，方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)R＝0.874，決定系數(shù)R2＝0.764，說明該方程能解釋76.4%的因變量變化；該回歸方程F值為138.736，p＝0，回歸方程達(dá)極顯著水平，說明回歸方程模型有效。

根據(jù)逐步回歸分析結(jié)果（表4），引入方程的理化指標(biāo)為葉寬、葉面密度、拉力、平衡含水率、總糖、還原糖、鉀，其中葉寬、葉面密度、平衡含水率、總糖、還原糖、鉀的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)極顯著水平，拉力的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平。

進(jìn)一步通過通徑分析（表5）可以看出，對煙葉柔軟度的直接作用大小排序依次為：總糖＞還原糖＞鉀＞葉面密度＞葉寬＞平衡含水率＞拉力。葉面密度對柔軟度主要通過與煙葉鉀含量的間接作用影響，煙葉鉀含量與葉面密度呈較好的冪指關(guān)系［19］，鉀含量高的煙葉，葉片結(jié)構(gòu)疏松，葉面密度較小。平衡含水率對柔軟度主要通過總糖、還原糖的間接作用影響，平衡含水率與總糖、還原糖呈極顯著正相關(guān)［12］，總糖、還原糖高的煙葉，平衡含水率也較高。綜上，煙葉物理指標(biāo)中葉寬、葉面密度、拉力、平衡含水率的直接通徑系數(shù)較低，且主要是間接作用，因此，本研究中認(rèn)為煙葉總糖、還原糖和鉀是影響烤煙煙葉柔軟度的重要理化指標(biāo)。

本研究中葉寬與柔軟度在簡單相關(guān)分析中沒有存在顯著相關(guān)關(guān)系，而在逐步回歸分析中被引入至回歸模型中，主要是因?yàn)楹唵蜗嚓P(guān)只是粗略分析兩個變量間的相關(guān)關(guān)系，逐步回歸分析則是在剔除了其他因子的影響后得出的該變量與因變量的關(guān)系，是一種偏相關(guān)，準(zhǔn)確性更高。雖然本研究中未對葉寬與柔軟度進(jìn)行更深入的研究，但逐步回歸分析的結(jié)果也客觀反映了葉寬與柔軟度的關(guān)系，較窄的煙葉其柔軟性也較差，而且主要體現(xiàn)為上部葉，上部葉窄而厚，開片程度不夠，結(jié)構(gòu)緊密。

表4 烤煙柔軟度與主要理化指標(biāo)的逐步回歸分析Tab.4 Stepwise regression analysis between softness and main physicochemical indexes of flue-cured tobacco leaves

表5 烤煙柔軟度與主要理化指標(biāo)的通徑分析Tab.5 Path analysis between softness and main physicochemical indexes of flue-cured tobacco leaves

3 結(jié)論

以全國50個主產(chǎn)煙區(qū)3個部位煙葉樣品為研究對象，通過簡單相關(guān)分析、逐步回歸和通徑分析，初步明確了烤煙煙葉部位及種植區(qū)域?qū)緹煙熑~柔軟度的影響及其與主要理化指標(biāo)間的關(guān)系。①不同部位烤煙煙葉柔軟度差異比較顯示，煙葉柔軟性下部葉最好，中部葉次之，上部葉最差；②不同種植區(qū)域烤煙煙葉柔軟度差異比較顯示，上部煙葉以北方煙區(qū)和長江中上游煙區(qū)的柔軟性最好，中下部煙葉東南煙區(qū)和長江中上游煙區(qū)最好，黃淮煙區(qū)3個部位煙葉的柔軟性較差；③烤煙煙葉柔軟度與主要理化指標(biāo)之間密切相關(guān)，除葉寬和淀粉含量外，其余指標(biāo)均與柔軟度達(dá)到顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，進(jìn)一步逐步回歸分析和通徑分析也表明煙葉總糖、還原糖和鉀是影響烤煙煙葉柔軟度的重要理化指標(biāo)。