烤烟上部叶片质量指标间的相关性研究

包自超，宋文静，徐宜民，尚 斌，吴元华，王程栋，刘晓冰

（农业部烟草生物学与加工重点实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101）

烟叶是支撑中式卷烟发展的基础，烟叶的质量水平不仅直接影响卷烟产品的质量和效益，而且对烟草行业的发展起着至关重要的作用。烟叶质量主要包括外观质量、物理特性、化学成分、感官质量和安全性5个部分，它们分别由相互关联的不同评价指标组成，这些指标从不同的方面反应烟叶的品质特征[1]。明确烟叶质量指标间的相关关系，对合理评价烟叶质量具有重要的参考作用。因此，烟叶质量评价指标的相互关系一直备受关注。汤朝起等[2]曾对烤烟物理特性、化学成分与烟气组分的关系进行过分析研究；黄清芬[3]、魏春阳等[4]分析研究了烟叶评吸质量与外观质量的相关性；李东亮[5]、王玉军[6]、邸慧慧等[7]研究了烤烟主要物理性状与化学成分的相关性；杨应明等[8]研究了烟叶外观质量与化学成分的相关性；常爱霞[9]、毕淑峰[10]、高家合等[11]分析了烤烟主要化学成分对感官质量的影响。该研究领域尽管发表文献较多，但至今没有全面研究上部叶片外观质量、物理特性、化学成分和感官质量之间相关性的系统报道。目前，国产上部叶片成熟度不够，品质欠佳，工业可用性不高，不能大量用于生产一、二类卷烟，严重制约国内高等级卷烟的发展。本研究以贵州、湖北等8省（市）烟叶主产区的122个上部叶样本为材料，通过物理特性、化学成分、外观质量、评吸质量的测定和量化评定结果进行相关分析，探索上部叶质量评价指标之间的相互关系，以期为烤烟质量评价体系的建立和卷烟企业合理使用上部叶原料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采集贵州、湖北、山东、重庆、湖南、陕西、吉林、辽宁8个省（市）烤烟主产区26个县（市）的B2F初烤烟叶样本122个，每个样本取样量为5 kg。品种主要为K326、云烟87等当地主栽品种。

1.2 试验方法

1.2.1 物理指标测定 物理特性测定指标包括单叶质量、叶片密度、平衡含水率、含梗率、叶片厚度、叶长和叶宽。物理指标测定前，将烟叶样品放在恒温恒湿箱（温度22 ℃±1 ℃，相对湿度60%±3%）中平衡水分 72 h，将烟叶样品含水率调整为16.5%±0.5%，然后依据以下方法进行测定。

（1）单叶质量：随机抽取20片烟叶，称重，计算单叶质量。单叶质量（g/片）=烟叶总质量（g）/20（片）。

（2）叶面密度：随机抽取10片烟叶，每片叶任取半叶，沿着叶尖、叶中及叶基部等距离取5个点，用直径15 mm的圆形打孔器打5片圆形小片，将50片圆形小片放入铝盒中，100 ℃烘2 h，取出后放干燥器中冷却30 min后，用1/10000的天平称重，根据公式：叶面密度(g/m2)=圆片总干重/(50×每圆片面积)，计算叶面密度。

（3）平衡含水率：将烟叶样品抽梗后，切成1.0 mm±0.1 mm 的烟丝，在控制条件下（温度22℃±1℃，相对湿度 60%±3%）平衡 7 h。用已知干重的样品盒取试样5～10 g，称重并记录，100 ℃烘2 h，取出，放入干燥器内，冷却至室温，称重。按公式：烟叶平衡含水率（%）=（烘前试样重量-烘后试样重量）×100/烘前试样重量，计算烟叶平衡含水率。

（4）含梗率：随机抽取20片烟叶，抽梗后，将烟片和烟梗放在控制条件下（温度22℃±1℃，相对湿度60%±3%）平衡含水率3 d，用1/100的天平分别称取烟片和烟梗的重量，计算含梗率。含梗率（%）=烟梗质量（g）×100/20片烟叶总质量（g）。

（5）叶片厚度：随机抽取10片烟叶，用电动厚度仪分别测量每片烟叶叶尖、叶中及叶基的厚度，以30个点的平均值作为该样品烟叶的厚度。

（6）叶长和叶宽：随机抽取20片叶，叶长为叶尖到叶柄基部的长度，叶宽为叶片中部最宽处的长度，以 20片叶的平均长宽作为该样品的叶长和叶宽。

1.2.2 外观质量测定 烟叶外观质量按以下评价标准（表1）进行测定。

表1 烟叶外观质量赋值标准Table 1 The evaluation standard of appearance quality

1.2.3 化学成分测定 总糖与还原糖的测定采用YC/T159—2002方法，总植物碱的测定采用YC/T160—2002方法，总氮测定采用 YC/T161—2002方法，钾离子测定采用YC/T173—2002方法。氯离子测定采用YC/T162—2002方法。

1.2.4 感官质量评价 感官质量评价由农业部烟草产业产品质量监督检验测试中心完成，指标赋值标准见表2。

1.3 数据处理

相关性分析采用SPSS18.0进行。

表2 感官评价指标赋值标准Table 2 The evaluation standard of sensory quality

2 结 果

2.1 外观质量与物理特性的相关性

外观质量与物理特性指标相关性分析结果表明（表3），上部叶片成熟度与含梗率和叶长呈极显著正相关；表明随着上部叶长度增加，提高了叶片的成熟度，同时叶片含梗率比重增加。颜色、油分和色度与叶长呈极显著正相关，油分与叶片宽度呈极显著正相关，表明颜色、油分和色度较好的上部叶，叶片长度长度和宽度增加；身份、结构与单叶质量、叶片密度、叶片厚度呈极显著负相关，随着上部叶身份、结构趋好，其单叶质量、叶片密度逐渐变小，叶片变薄。可见，随着上部叶片扩展程度适当增加，开片较好，单叶质量、叶片密度减小，外观质量会得到显著改善。

表3 烟叶外观质量与物理特性指标间的Pearson相关系数Table 3 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and physical property indices

2.2 外观质量与化学成分的相关性

外观质量与化学成分的相关性分析结果（表4）表明，上部叶片成熟度与还原糖、总糖含量呈极显著负相关，与总植物碱、总氮和钾含量呈显著或极显著正相关，表明随着上部烟叶成熟度的提高，叶片中还原糖、总糖含量相对减少，总植物碱、总氮和钾含量相对增加；身份与还原糖、总糖含量呈极显著正相关，与总植物碱、总氮和氯含量呈极显著负相关，表明随着上部叶身份趋适中，烟叶中还原糖、总糖含量要保持适度水平，总植物碱、总氮和氯含量相对降低；色度与总植物碱、总氮和钾含量呈显著或极显著正相关，与总糖含量呈显著负相关；上部叶片颜色、油分与各化学成分含量之间没有显著的相关关系。

表4 烟叶外观质量与化学成分指标间的Pearson相关系数Table 4 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and chemical components indices

2.3 外观质量与感官质量的相关性

由表5结果显示，上部叶片成熟度与香气质、灰色和评吸得分呈显著或极显著正相关，与杂气呈显著负相关，表明随着上部叶片成熟度的提高，香气质变好，灰色变白，烟叶整体感官质量变好。身份与余味和刺激性得分呈显著或极显著正相关，可见身份适中的上部烟叶，其余味变好，刺激性减小。上部叶片颜色、油分、结构和色度与感官质量各指标间的相关性不显著。由此可见，成熟度与感官质量指标间的关系最为密切，因而，提高上部叶片成熟度对于改善烟叶可用性至关重要。

表5 烟叶外观质量与感官质量指标间的Pearson相关系数Table 5 Correlation coefficients (Pearson) between appearance quality indices and sensory quality indices

2.4 物理特性与化学成分的相关性

表6结果显示，上部叶片含梗率与总植物碱、总氮含量呈极显著正相关，与还原糖、总糖和氯含量呈显著或极显著负相关，表明随着叶片含梗率的提高，叶片中总植物碱、总氮含量增加，还原糖、总糖和氯含量减少。平衡含水率与还原糖、总糖和氯含量呈显著或极显著正相关，与总植物碱含量呈极显著负相关，可见叶片平衡含水率提高，还原糖、总糖和氯含量增加，总植物碱含量减少。叶片厚度与总植物碱、总氮和氯含量呈极显著正相关，与还原糖、总糖和钾含量呈显著或极显著负相关，表明随着上部叶片厚度的增加，烟叶中总植物碱、总氮和氯含量逐渐增加，还原糖、总糖和钾含量逐渐减少。单叶质量和叶片密度除与钾含量呈显著或极显著的相关关系外，与其他指标间均不存在显著相关关系，由此可知，上部叶片物理指标中的厚度、含梗率和平衡含水率对烟叶化学成分含量影响较大。

表6 烟叶物理特性与化学成分指标间的Pearson相关系数Table 6 Correlation coefficients (Pearson) between physical property indices and chemical components indices

2.5 物理特性与感官质量的相关性

感官质量指标与物理特性指标相关分析结果表明（表7），上部叶片平衡含水率与感官质量7项指标均呈极显著正相关，表明随着平衡含水率的逐渐提高，烟叶的香气质、余味变好，灰色变白，香气量变大，杂气、刺激性变小，烟叶整体感观质量提高；含梗率与香气质、香气量、杂气、刺激性和评吸得分呈显著负相关，表明随着含梗率的逐渐增大，烟叶可用部分内含物质协调程度降低，造成烟叶整体感官质量有所降低。叶长除与刺激性呈极显著负相关外，与其他评吸指标间均不存在显著的相关关系，单叶质量、叶片密度、叶宽和叶片厚度与评吸指标之间的相关性均不显著。

表7 烟叶物理特性与感官质量指标间的Pearson相关系数Table 7 Correlation coefficients (Pearson) between physical property indices and sensory quality indices

2.6 化学成分与评吸质量的相关性

上部烟叶感官质量评价指标与常规化学指标的分析结果表明（表8），上部叶片还原糖、总糖含量与各项感官质量指标呈显著或极显著正相关，总植物碱、总氮含量与各项感官质量指标呈显著或极显著负相关，表明随着总糖、还原糖含量的增加，烟叶的香气质、余味变好，灰色变白，香气量增加，杂气、刺激性变小，提高了整体感官质量。上部叶片钾含量与灰色呈显著负相关，氯含量与各项感官质量指标相关均未达到显著水平。

表8 烟叶化学成分与感官质量指标间的Pearson相关系数Table 8 Correlation coefficients (Pearson) between chemical components indices and sensory quality indices

3 讨 论

叶片长度与总植物碱含量呈显著正相关的研究结果，与姜茱[12]研究结果一致；同时，上部叶片长度与成熟度、颜色、油分、色度呈极显著正相关，可能是由于随着叶片长度的增加，上部叶开片变好，促进了叶片的充分发育成熟，从而改善了烟叶的外观质量。闫克玉等[13]的研究表明，平衡含水率与还原糖、总糖的含量呈极显著正相关，本研究进一步印证了其观点；除了烟叶平衡含水率之外，上部叶片含梗率和叶片厚度对烟叶化学成分的含量也有显著的影响。总体而言，上部叶含梗率和叶片厚度降低，烟叶质量变好，因此上部叶含梗率和叶片厚度可以作为评价上部叶质量的参考指标。

成熟度是影响烟叶质量的核心因素。朱忠等[14]提出成熟度与还原糖含量呈极显著负相关，与总植物碱含量呈极显著正相关的研究结果。在本研究结果中，上部叶片钾含量与成熟度呈显著正相关，这与邓小华等[15]的研究结果不一致，其原因可能是本研究以上部叶为材料，而钾在烟草体内的移动性很大，衰老器官中的钾元素向幼嫩器官运输及再分配，同时由于烟叶自下而上分层成熟采收的过程，所以上部叶片中的钾含量随着成熟度的提高而增加。成熟度与香气质、灰色呈极显著正相关的结果，与蔡宪杰[16]的研究结果一致，并符合朱尊权[17]提出的成熟度是影响烟叶香气质量的主要因素之一的观点。可见，在实际生产中，正确把握烟叶成熟度是提高上部烟叶内在质量的重要保证。

许多研究表明，烟叶中钾含量与烟叶感官质量呈显著正相关。而在本研究结果中，上部叶片钾含量与烟叶感官质量关系不够密切，可能是由于样品地域跨度较大，不同取样点之间烟叶中钾含量的变异程度较大，导致钾对烟叶感官质量的影响未能得到明显体现。烟叶化学成分与感官质量关系密切，各化学组分需相互协调，才能更好的改善烟叶的感官质量。

4 结 论

研究结果认为，成熟度、身份对烟叶物理特性、化学成分、感官质量的影响较为显著。物理指标与化学成分、感官质量的相关分析认为，叶片厚度、含梗率、平衡含水率对化学成分、感官质量的影响较大；感官质量与主要化学成分总糖、还原糖、总植物碱、总氮含量对烟叶感官质量的影响极为显著。因此，在上部叶质量评价中，成熟度、身份、叶片厚度、含梗率、平衡含水率以及总糖、还原糖、总植物碱、总氮含量可以作为评价上部叶质量的重要指标。在烟叶生产上，注重提高上部叶片成熟度，增加叶片长宽，减少单叶质量，降低叶片密度和含梗率，对于改善烟叶质量效果明显。

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