不同生态区烟叶化学成分和营养元素特征 与感官质量的关系

杨佳玫，陈颐，王玉平，吴有祥，杨虹琦*，王忠祥

(1.贵州中烟工业有限责任公司技术中心，贵州 贵阳 550009；2.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；3.贵州中烟工业有限责任公司兴义烟叶储运站，贵州 兴义 562400)

烟叶的质量直接影响卷烟产品的质量[1–2]。烟叶质量取决于其无机和有机化合物的组成，土壤养分水平对烟叶营养元素的变化有较大影响[3–4]。高家合等[5]对云南主产烟区烟叶的主要化学成分与评吸质量的研究表明，烟叶总糖含量与烟气浓度、香气量、杂气、劲头、刺激性呈极显著负相关，烟碱和氯含量与烟气浓度、香气量、劲头呈极显著正相关。李朝建等[6]对贵州和云南烟叶的化学成分与评价指标的研究表明，香气质、劲头、杂气、细腻度、刺激性、干燥度、甜度及余味与烟叶主要化学成分的相关性显著，而香气量、透发性、浓度、成团性与烟叶主要化学成分相关性不显著。杜鹃等[7]研究表明，对烟叶感官评吸质量影响最显著的化学指标为氯、烟碱和还原糖。黄元炯等[8]对河南烟叶营养与评吸质量进行相关性研究分析表明，烟叶低氯含量与评吸品质呈正相关，钾、锰和锌是提高烟叶品质的主要因素，但是高钙含量成为烟叶品质改善的制约因素。于建军等[9]对四川会理烟叶的矿质元素含量与香气质、香气量和评吸总分进行通径相关分析，结果显示，镁和钾的含量与烟叶香气质得分、香气量得分和评吸总分呈显著正相关, 铁和氯的含量对烟叶香气质得分、香气量得分和评吸总分呈显著负相关。贵州中烟工业公司的烟叶原料来自贵州威宁、贵州兴义、贵州遵义、湖南郴州、河南平顶山、福建三明、四川凉山和云南保山等地，各地域生态环境和施肥水平存在差异，导致烟叶质量及风格特色各不相同，笔者以这些基地单元的C3F烟叶为研究对象，测定烟叶化学成分及营养元素，并进行感官评吸，了解不同香气风格的烟叶化学成分及营养元素与感官评吸质量的关系，为指导改进各原料基地的烟叶品质提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品的收集

于2013年采集湖南、河南、云南、福建、贵州、四川6 省8个基地的C3F 等级烟叶样品72个，其中贵州省烟叶样品27个，其他5 省烟叶样品均为9个，每个烟叶样品的质量5 kg，品种为当地主栽品种。用半叶法沿主脉将烟叶分成两半，一半在40℃干燥4 h 研磨，过6.25 mm 孔径筛，密封储存于–10℃冰箱中，用于主要化学成分及无机营养元素分析；另一部分用于感官质量评定。

1.2 方法

1.2.1 烟叶质量评价

由贵州中烟工业公司的7 名评吸专家按照《烟叶质量风格特色感官评价方法》进行感官评吸，采用0 ～5 等距标度评分法对品质特征和香型进行量化评价，品质特征包括香气量、香气质、透发性、杂气、细腻程度、柔和程度、圆润感、干燥感和刺激性。香型分为清香型、中间香型、浓香型，其中云南保山、福建三明、四川凉山为清香型；湖南郴州和河南平顶山为浓香型；贵州遵义为中间香型；贵州威宁和贵州兴义为中偏清香型。

1.2.2 化学成分测定

烟叶样品总糖和还原糖含量、烟碱含量、总氮含量、钾含量、氯含量、锌、铁、锰、铜、镁和钙含量的测定，分别参照文献[10–15]方法进行。

1.2.3 数据处理

数据采用Excel、SPSS17.0 软件进行方差分析；利用DPS9.50 进行化学成分及营养成分与感官评吸指标的相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同生态区烟叶糖类及含氮化合物的特征

由表1 可见，不同生态区烟叶样品中的总糖、还原糖和总氮存在极显著差异，烟碱、两糖比、氮碱比和糖碱比存在显著差异，其中贵州威宁烟叶总糖和还原糖最高，湖南郴州烟叶烟碱和两糖比最高，云南保山烟叶总氮最高，贵州遵义烟叶糖碱比和氮碱比最高；清香型、中偏清香型和中间香型烟叶的总糖和还原糖含量显著高于浓香型烟叶，而浓香型烟叶两糖比显著高于清香型、中偏清香型和中间香型烟叶。此外，浓香型烟叶总氮、氮碱比和糖碱比均低于清香型、中偏清香型和中间香型烟叶，说明浓香型烟叶含氮化合物偏高，含碳化合物偏低是影响其烟叶香气风格形成的主要因素之一。

表1 不同生态区烟叶糖类及含氮化合物的含量 Table 1 Carbohydrate and nitrogen compounds contents in tobacco leaves from different ecological regions

2.2 不同生态区烟叶营养元素的特征

由表2 可以看出，不同生态区烟叶的营养成分均存在极显著差异。贵州威宁烟叶铁、钙含量高和钾含量低是其显著特征；贵州遵义烟叶镁和钙含量低，贵州兴义烟叶锌和钙含量低是其显著特征；湖南郴州烟叶锌、钾、钙含量高是其显著特征；河南平顶山烟叶锰、氯、镁含量高，铜含量低是其显著特征；福建三明烟叶锌、钾含量高，氯、钙含量极低是其显著特征；四川凉山烟叶镁低、钙高是其显著特征；云南保山烟叶铜、钙含量高，铁、锰、钾、镁含量低是其显著特征。综上，受成土母质及风化程度、土类及pH 值和烤烟大田生育期降水等环境因素的影响，不同生态区烟叶营养元素的含量不同。

表2 不同生态区烟叶营养元素的含量 Table 2 Nutritional elements content of tobacco leaves from different ecological regions

2.3 不同生态区烟叶感官评吸质量的特征

由表3 可见，不同生态区烟叶的感官评吸质量中香气质、透发性、细腻程度、柔和程度、圆润感、干燥感、余味和总分均存在极显著差异，而香气量、杂气、刺激性差异不显著，其中，贵州遵义烟叶各感官评吸质量指标均极显著高于其他生态区烟叶，而河南平顶山烟叶各感官评吸质量指标均极显著低于其他生态区烟叶。除此之外，贵州威宁烟叶干燥感过大，贵州兴义烟叶香气质不佳，湖南郴州烟叶烟气圆润感低，福建三明烟叶烟气细腻程度低，是这些生态区烟叶感官评吸质量的主要特征。

表3 不同生态区烟叶感官评吸得分 Table 3 Sensory quality score of tobacco leaves from different ecological regions

2.4 烟叶化学成分及营养元素与感官评吸质量的关系

对烟叶化学成分及营养元素与感官评吸质量进行逐步回归分析后，建立了最优线性回归方程，列于表4。根据F 检测结果，所建立的各项多元线性回归方程均存在显著或极显著差异；各回归方程的R2值均在0.46 以上，说明样本观测值和模型的拟合度较好。由标准偏回归系数β 可知，与烟叶香气质呈正相关大小依次为还原糖、镁元素；呈负相关大小依次为氮碱比、氯元素、总氮。与香气量呈负相关的是两糖比。对透发性呈正相关大小依次为烟碱、氮碱比，呈负相关大小依次为两糖比和氯含量。与杂气呈正相关的是钙元素。与细腻程度和柔和程度呈正相关大小依次为糖碱比和烟碱，呈负相关的则是两糖比。与圆润感呈正相关的是总糖，呈负相关大小依次为钙元素和两糖比。与刺激性呈正相关大小依次为氮碱比和烟碱，呈负相关的为总糖。与干燥感呈正相关的是氮碱比，呈负相关的是两糖比。与余味影响呈正相关的是氮碱比。总分与糖碱比呈正相关，与两糖比呈负相关。

表4 回归方程 Table 4 The regression equation

3 结论与讨论

已有研究[16–19]表明，产区生态环境影响烟叶内在化学成分的组成及含量，而烟叶的感官评吸质量又受其内在化学成分的影响，可见烟叶化学成分是关联不同产区生态环境与其烟叶香气质量与风格的主要媒介。对贵州中烟工业公司主要原料基地烟叶的化学成分的分析结果表明，云南保山、福建三明、四川凉山的清香型烟叶和贵州遵义、威宁、兴义等中间香型或中偏清香型烟叶糖类化合物含量较高，与这些烟区大田生育期光照强、气温适宜、有利于叶绿体形成和光合产物积累密切相关；湖南郴州和河南平顶山的浓香型烟叶总氮、氮碱比和糖碱比低，可能与其烤烟成熟期光照强、气温高有利于氮素转化及美拉德反应有关。此外，贵州遵义中间香型烟叶糖碱比最接近10，氮碱比最接近1，说明其化学成分的组成和烟气酸碱协调性最好，进而感官评吸各指标评分均为最高。

不同生态区烟叶营养元素的含量与烟叶香型风格之间无明显的关联，它们主要通过影响烤烟的燃烧性间接影响烟叶的感官评吸质量。烟叶中钾及镁含量高，有利于增强烟叶的燃烧性[20]。本研究结果显示，湖南郴州、贵州兴义和福建三明烟叶钾、镁元素含量之和均在25mg/g 以上，其他产地烟叶都在25mg/g 以下，这一特征与3个产地土壤本身钾、镁含量高，烤烟大田生育期雨量充沛，有利于钾、镁吸收和积累有关。有研究表明，超过上限含量的钙、氯、铁和锌均能使烟叶品质降低[8]。本研究结果也表明，贵州威宁烟叶铁含量异常高，湖南郴州和福建三明烟叶锌含量异常高，河南平顶山烟叶锰及氯含量异常高，云南保山烟叶铜及氯偏高，可能是导致这些产地烟叶感官评吸质量不及贵州遵义烟叶的原因。

采用近年推出的新感官评价指标体系建立了多元回归方程，为客观、快速、大范围进行烟叶质量评价提供了参考。研究结果表明，与烟叶感官评吸质量指标关联较多的化学指标主要是两糖比、氮碱比、烟碱，其次为糖碱比和氯离子，由于研究样本仅限于贵州中烟工业公司8个原料基地的烟叶样品，因而所建立的多元回归模型是否具有普遍意义还有待进一步研究。

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