西南部分清甜香型产区烤烟外观特征及其与常规化学成分和感官质量的关系分析

陈 健，蔡宪杰*，郭 文，王 皓，薛超群，左伟标，闫 鼎，卢晓华，窦家宇，宋纪真，张冀武，关博谦*

1. 上海烟草集团有限责任公司，上海市杨浦区长阳路717 号 200082

2. 中国烟叶公司，北京市广安门外大街9 号 100055

3. 中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2 号 450001

4. 华环国际烟草有限公司，安徽省凤阳县门台工业园区 233121

5. 云南省烟草公司，昆明市拓东路31 号 650011

烟叶是卷烟工业企业生产卷烟的主要原料，烟叶质量对卷烟质量至关重要。烟叶质量是一个综合概念，包括外观质量、物理特性、化学成分、感官评吸质量等多方面。外观质量是用感官来判定的等级质量，是烟叶内在质量的外在表现，包括部位、颜色、成熟度、叶片结构、身份、油分、色度等；物理特性是影响烟叶质量及工艺加工的物理指标，如填充值直接影响烟气焦油量、内在质量和卷烟配方成本等；常规化学成分包括烟碱、总氮、还原糖、总糖、钾、氯、淀粉等，是烟叶风格质量的物质基础，其含量及协调性与烟叶质量密切相关；感官评吸质量是人体器官对烟丝燃烧产生的主流烟气的综合感受，包含风格特征和品质特征，是烟叶质量的核心。外观质量与内在质量关系密切，是收购和调拨中最常用的质量评价指标。但随着烟叶种植区域差异的加大，仅用外观质量已难以完全体现烟叶的外观特征差异，也难以全面反映烟叶的内在质量［1-3］。因此王信民等［1］提出外观区域特征的概念和内涵。烤烟外观区域特征主要指产区间因土壤、气候等生态环境及栽培习惯差异而形成的烤烟外观区域性差异特征，反映区域间相对稳定、重复出现的外观差异特征，包括底色、厚度、蜡质感、柔韧性、叶面叶背颜色差、叶尖叶基身份差、光泽、叶面组织、颜色深浅等指标，与外观质量一起作为烟叶生产、收购、调拨的重要依据,具有很强的导向作用［1-3］。以往在涉及外观区域特征的烤烟外观质量特征方面曾有一些研究报道，王信民等［1］建立了包括底色、蜡质感、光泽度、叶面组织、柔韧性等指标的外观区域特征定性评价方法，并进行了实证分析；过伟民等［4］采用量化赋值方法，分析了不同种植区烟叶外观区域特征指标分布状况及其与外观品质和物理特性的关系；薛超群等［5］选取43 个产地的烤烟C2F 等级烟叶，分析了烟叶的底色、厚度、蜡质感、柔韧性、叶面叶背颜色差、叶尖叶基身份差、光泽、叶面组织等15 项外观特征指标，并采用主成分分析法提取7 个主成分，并基于综合得分对43 个产地烟叶进行了聚类。但以上研究主要涉及外观区域特征评价指标筛选［1］、外观特征区域归类［5］、外观区域特征分布及其与外观品质、物理特性的关系［4］等，而有关外观特征（质量、区域）与化学成分、感官质量等关系的系统研究则鲜见报道。清甜香型是全国烤烟烟叶香型最新划分的八大香型之一，产自西南高原生态区［6］。传统的依据三大香型、五大种植区甚至全国范围所得研究成果已不能完全满足新形势下中式卷烟配方对原料的精细化需求。因此，在前人研究的基础上，采用相关分析、逐步回归分析［7-11］和通径分析［12］方法，探讨了清甜香型烤烟外观特征（质量、区域）及其与常规化学成分和感官质量的关系，旨在为利用外观特征（质量、区域）对优质特色烟叶识别归类，以及选择评价指标对烟叶质量预判和指导产区定向生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

制备筛选2016～2017 年度四川凉山、攀枝花，以及云南曲靖、大理、文山、普洱、红河、临沧、昭通、丽江、楚雄等11 个产区（地级市）的烤烟C2F（上限、中限、下限）烟叶样品共计66 份。每份烟叶样品3.0 kg，均置于温度（22±1）℃和相对湿度60%±5%的环境中平衡水分48 h。

1.2 方法

1.2.1 烟叶外观特征（质量、区域）鉴定

由全国烟草标准化技术委员会烟叶标准标样分技术委员会12 名专家进行烤烟烟叶外观区域特征和外观质量的感官定性、定量鉴定，烟叶外观特征（质量、区域）指标的量化赋分方法见表l。每份烟叶样品的各外观特征（质量、区域）指标得分均取其平均值。由相关指标分值直接加和派生出外观质量总分和外观区域特征总分，分别反映各样品的总体外观质量高低和外观区域特征强弱。

表1 烟叶外观特征（质量、区域）的量化赋分方法Tab.1 Quantitative assignment method for appearance characteristics of flue-cured tobacco leaves （分）

1.2.2 烟叶化学成分测定

烟叶烟碱、总氮、总糖、还原糖、钾、氯、淀粉7项常规化学成分指标分别采用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］的方法测定。

1.2.3 烟叶感官质量评价

依据标准方法YC/T 530─2015［19］，由中国烟草总公司郑州烟草研究院组织7 名全国评烟委员会专家对烟叶感官质量进行评价。

1.3 数据处理

采用SPSS 21.0 统计软件对数据进行相关分析、逐步回归分析和通径分析。

2 结果与分析

2.1 烟叶外观特征（质量、区域）分析

从表2 可知，烟叶外观区域特征为底色白，厚度中等，蜡质感弱，叶片较柔软～柔软，叶面叶背色差小，叶尖叶基身份差小、少量偏中，光泽亮，叶面组织细腻～较细腻，颜色浅桔黄～深桔黄；烟叶外观区域特征可简要总结为“白、细、柔、匀”，具体为“底色白、组织细腻、叶片柔软、叶面叶背颜色及叶尖叶基身份均匀一致”。外观质量为颜色桔黄(多为金黄)，烟叶成熟，叶片结构疏松，身份中等，油分有，油润感强，色度中～强；烟叶外观质量特征可简要总结为“金、中、柔、润”，具体为“颜色金黄、身份适中、结构疏松柔而不僵、烟叶油分色度润而不燥”。

表2 烟叶外观特征（质量、区域）指标分值分析Tab.2 Scores of appearance characteristic indexes of tobacco leaves

变异程度的划分：变异系数＜10%为弱变异，10%～100%为中等变异，变异系数＞100%为强变异［3］。烟叶外观区域特征指标变异系数在4.53%～15.43%之间较稳定，区域特征总分、蜡质感、叶面叶背色差、叶面组织属弱变异，底色、叶尖叶基身份差、柔韧性、光泽、颜色、厚度属中等变异，其中光泽、颜色深浅、厚度变异相对稍大。外观质量指标变异系数在4.74%～12.56%之间，其中油分、色度属中等变异，变异系数相对较大。可见，西南高原生态区内外观质量特征各指标表现较稳定，一致性较强。

2.2 烟叶外观特征（质量、区域）与常规化学成分的关系

从表3 可知，烟叶外观特征（质量、区域）与常规化学成分及其派性值总体关系一般，仅颜色深浅、厚度、颜色与常规化学成分关系相对密切，其中颜色深浅与钾含量呈极显著负相关，厚度与烟碱呈显著正相关，颜色与氮碱比、糖碱比呈极显著负相关。

表3 烟叶外观质量特征指标分值与常规化学成分指标的相关性①Tab.3 Pearson correlation coefficients between scores of appearance quality characteristic indexes and routine chemical component indexes of tobacco leaves

在相关分析的基础上，以烟叶常规化学成分各项指标为因变量分别进行逐步回归分析，筛选出适合的回归方程并对进入方程的烟叶外观特征（质量、区域）指标分别统计其对因变量的直接和间接通径系数（表4）。从表4 可知，厚度对烟碱有显著的直接正向影响；颜色深浅对总氮有显著的直接正向影响，对钾有直接负向影响；底色对淀粉有显著的直接正向影响。另外，蜡质感对烟碱，色度对总氮、淀粉也有一定影响。因此，颜色深浅、厚度为影响常规化学成分的关键外观特征指标。

表4 烟叶外观特征（质量、区域）指标分值与常规化学成分指标的回归方程及通径系数①Tab.4 Regression equations and path coefficients of scores of appearance quality characteristic indexes and routine chemical component indexes of tobacco leaves

2.3 烟叶外观特征（质量、区域）与感官质量的关系

从表5、表6 可知，烟叶外观特征（质量、区域）与感官质量总体关系密切，达到显著水平的指标多为正相关，其中清甜香与底色、蜡质感、叶面叶背色差、光泽呈极显著正相关，表明烟叶外观特征（质量、区域）分值的提高有利于清甜香风格的彰显。叶面叶背色差与香型、飘逸、细腻柔和程度、余味呈极显著正相关，厚度与浓度、木质气呈极显著正相关，劲头与底色、蜡质感呈极显著负相关，叶片结构与香气量、圆润感呈极显著正相关，叶尖叶基身份差与干燥感呈极显著正相关。

从表7 可知，清甜香主要受蜡质感、叶面叶背色差的直接正向影响，即蜡质感越弱、叶面叶背色差越小，清甜香风格就越突出；香型、细腻柔和程度、余味主要受叶面叶背色差的直接正向影响；浓度、木质气主要受厚度的直接正向影响，香气质主要受厚度的直接负向影响；圆润感主要受叶片结构的直接正向影响。另外，柔韧性对香型，颜色深浅对浓度，身份对香气质、木质气、细腻柔和程度，叶面叶背色差对圆润感均有一定影响。可见，叶面叶背色差、蜡质感、厚度是影响感官质量的关键外观特征（质量、区域）指标。

表5 烟叶外观特征（质量、区域）指标分值与感官风格特征指标分值的相关性Tab.5 Pearson correlation coefficients between scores of appearance characteristic indexes and sensory style characteristic indexes of tobacco leaves

表6 烟叶外观特征（质量、区域）指标分值与感官品质特征指标分值的相关性Tab.6 Pearson correlation coefficients between scores of appearance characteristic indexes and sensory quality characteristic indexes of tobacco leaves

表7 烟叶外观特征（质量、区域）指标分值与感官质量指标分值的回归方程及通径系数Tab.7 Regression equations and path coefficients of scores of appearance characteristic indexes and sensory quality indexes of tobacco leaves

3 讨论

（1）近年来对烤烟外观区域特征方面的关注逐步提高［1-5］。作为外观质量特征的一部分，烤烟外观区域特征是区域间受生态环境及栽培习惯差异而形成的相对稳定的外观差异特征。烟株下部叶因光照少营养不充足，特征与品质表现均较弱；而上部叶由于光照营养充足，特征表现较强但品质表现较弱；只有中部叶光照与营养均衡，特征与品质表现均较好。因此，选取中部品质较好的C2F 等级烟叶作为研究对象。

（2）烟叶外观区域特征与王信民等［1］的研究结果一致，与过伟民等［4］的研究结果基本一致；外观质量指标中油分与色度低于魏春阳等［2］的研究结果。说明同一生态区内外观质量特征的个别指标可能会因年份不同略有差异，但总体上较稳定。

（3）烟叶外观质量特征与常规化学成分关系一般，颜色深浅与钾含量呈极显著负相关，说明颜色越深，钾含量越低，这与窦玉青等［20］的研究结果基本一致；厚度与烟碱呈显著正相关，这与王玉军等［21］的研究结果一致。

（4）烟叶外观质量特征与感官质量关系密切。其中叶面叶背色差、蜡质感与清甜香，叶面叶背色差与香型、飘逸、细腻柔和程度、余味，厚度与浓度、木质气均呈极显著正相关，且前者对后者有直接正向影响。这说明清甜香型烟叶外观质量特征指标中叶面叶背色差、蜡质感、厚度与该区域烟叶香型特色关系密切。

（5）本试验中以C2F 烟叶为研究材料，分析了清甜香型烤烟烟叶外观质量特征及其与常规化学成分和感官质量的关系，由于不同等级尤其是不同部位的等级、不同香型烟叶在外观质量特征和内在质量上均存在不同程度的差异，因此其他等级和香型烟叶是否有类似规律，还有待进一步研究。另外，选取样品的代表性可能会引起烟叶外观质量特征和内在质量的波动，二者的关系是否会受到影响及影响程度如何，尚需进一步深入研究验证。

4 结论

以西南部分清甜香型产区烤烟C2F 烟叶样品为研究对象，通过相关分析、逐步回归分析和通径分析等分析方法，初步得出清甜香型烤烟外观特征（质量、区域）及其与常规化学成分和感官质量的关系。（1）烟叶外观区域特征“白、细、柔、匀”，具体为“底色白、组织细腻、叶片柔软、叶面叶背颜色及叶尖叶基身份均匀一致”；烟叶外观质量特征“金、中、柔、润”，具体为“颜色金黄、身份适中、结构疏松柔而不僵、烟叶油分色度润而不燥”。（2）烟叶外观特征（质量、区域）与常规化学成分总体关系一般，仅颜色深浅、厚度、颜色与其关系相对密切，其中颜色深浅与钾含量呈极显著负相关，厚度与烟碱呈显著正相关，颜色与氮碱比、糖碱比呈极显著负相关。通径分析表明，颜色深浅有直接负向影响，厚度有直接正向影响。（3）烟叶外观特征（质量、区域）与感官质量总体关系密切，其中叶面叶背色差、蜡质感与清甜香，叶面叶背色差与香型、飘逸、细腻柔和程度、余味，厚度与浓度、木质气均呈极显著正相关。通径分析表明，叶面叶背色差、蜡质感、厚度有直接正向影响。因此，厚度、蜡质感、叶面叶背色差、颜色深浅是影响清甜香型烟叶风格及质量的关键外观质量特征指标。