“黄金叶”品牌河南烟叶工业分选方法建立与应用

张书伟，张子颖，过伟民，徐文韬，彭玉富，常乃杰，周汉平

1. 河南中烟工业有限责任公司技术中心 郑州市管城区经开第三大街8号 4500002. 中国烟草总公司郑州烟草研究院 烟草行业生态环境与烟叶质量重点实验室郑州高新技术开发区枫杨街2号 450001

烟叶外观特征评价贯穿于烟叶生产、流通和使用环节，是烟草商业烟叶收购和卷烟工业原料采购的主要质量依据。研究烟叶外观特征与感官品质的关系，明确不同区域影响烟叶感官品质的关键外观特征指标，对于优化烟叶外观评价体系和有针对性地指导烟叶生产、收购和调拨具有重要意义，也一直是烟叶质量评价领域的研究热点［1-2］。我国于20 世纪90 年代初建立了烤烟分级标准［3］并沿用至今，形成了以颜色、成熟度、叶片结构、身份、油分、色度为主要指标的烟叶外观品质量化评价方法［4］。除了国标规定的外观品质因素外，探索更多的外观评价延伸指标、更为全面地通过外观评价预测烟叶内在质量的研究也在不断深入［5-6］。近年来，随着卷烟产品消费结构不断升级，卷烟工业对高等级烟叶原料的需求大幅增加，对低等级烟叶的需求持续减少，造成烟叶收购过程中的等级数量减少，不可避免地产生烟叶等级合格率不高、混部位、混等级等现象［7-8］，烟叶商业收购等级质量与工业认可度之间存在较明显的差距［9］。因此，对采购后烟叶进行工业分选已成为卷烟工业保证产品质量的重要手段之一。

通过工业分选一方面可剔除含青、杂色等使用价值较低的烟叶，另一方面根据不同档次卷烟品牌的原料需求特点，对烟叶原料的品质进行精细化分类，以更加符合卷烟工业使用需求。由于我国不同生态区烟叶的外观特征差异明显［10-11］，影响烟叶内在品质的外观指标不尽相同［12-16］，研究特定生态环境和栽培技术条件下，与烟叶感官品质相匹配的烟叶外观特征评价体系，进而建立个性化的烟叶原料工业分选方法，可有效提高烟叶资源的使用效率，而这方面尚鲜有报道。基于此，通过豫中许昌和豫西三门峡两类生态区品质梯度烟叶样品制备试验，研究影响河南烟叶感官品质的关键外观特征指标，建立品牌导向的烟叶原料工业分选方法，以期为河南优质烟叶的定向生产、个性化评价和高效利用提供技术手段。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2019—2020年在河南省许昌市襄城县和三门峡市灵宝市进行，供试品种为当地主栽品种中烟100和云烟87。

烟叶原料采集：从“黄金叶”品牌在上述两个产区实际采购的C2F、C3F、C3L、B1F、B2F、B3F等商业等级烟叶中随机抽取烟叶各100 kg，在温度（22±1）℃、相对湿度（60±3）%条件下平衡2～3 d［17］。

品质梯度烟叶样品制备：按照表1规定的外观特征指标及档次划分要求，由来自河南中烟工业有限责任公司（以下简称河南中烟）的烟草行业烟叶标准标样分标委委员对所有烟叶逐片挑选，分别制备各指标不同档次的典型烟叶样品，每个样品不少于100片烟叶，两个产区共制备品质梯度烟叶样品89个，所制备烟叶样品基本涵盖各产区所有质量档次烟叶。

表1 品质梯度烟叶样品制备方法Tab.1 Preparation method of quality gradient tobacco leaf samples

工业分选方法验证样品制备：按照形成的工业分选标准，于第二年制备两个产区不同工业分选档次烟叶样品，每个样品不少于100片烟叶，两个产区共制备工业分选方法验证样品12个。

1.2 测定指标及方法

1.2.1 外观特征

由来自河南中烟的行业烟叶标准标样分标委委员、高级技师组成的外观特征鉴定专家组（5人）完成烟叶外观特征指标量化评价，评价指标包括颜色深浅、光泽度、成熟度、叶片结构、柔软度、身份、油润感，具体方法在文献［18］基础上略做修改（表2）。

表2 烟叶外观特征指标量化赋值方法Tab.2 Assignment for appearance characteristic indexes of flue-cured tobacco

1.2.2 主要化学成分分析

按照YC/T 160—2002［19］、YC/T 161—2002［20］、YC/T 159—2002［21］规定方法测定烟叶烟碱、总氮、还原糖、总糖含量，按照（总氮-烟碱氮）×蛋白质系数计算蛋白质含量。根据YC/T 216—2007［22］方法，按照高氯酸萃取-碘比色法测定烟叶淀粉含量。

1.2.3 感官品质评价

由河南中烟技术中心具备烟草行业感官评吸鉴定资质的人员（7人）完成。评价指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性、回甜、柔细度、干燥感、浓度、劲头。由于感官品质评价指标较多，参考工业企业评价烟叶原料的指标分类方法、中国烟草种植区划建立的烤烟感官质量综合评价方法［17］以及“黄金叶”品牌对不同部位烟叶原料使用的侧重，以香气质、杂气和细腻程度分值加和表征香气质感，以香气量和浓度分值加和表征香气饱满度，以刺激性、干燥感和回甜分值加和表征口感舒适性。以（香气质×0.25+香气量×0.25+杂气×0.15+刺激性×0.10+干燥感×0.05+回甜×0.15+细腻程度×0.05）×11.1表征中部烟叶感官品质总得分，以（香气质×0.25+香气量×0.25+杂气×0.15+刺激性×0.05+干燥感×0.05+回甜×0.15+浓度×0.05+细腻程度×0.05）×11.1表征上部烟叶感官品质总得分。

1.3 数据处理

采用IBM Statistics SPSS 24.0软件进行T检验、相关分析和逐步回归分析，采用Microsoft Excel 2010进行数据统计分析和制图。

2 结果与分析

2.1 豫中许昌和豫西三门峡产区烟叶品质特征差异比较

采用独立样品T检验方法，比较豫中许昌和豫西三门峡产区烟叶外观特征和感官品质分值的差异。从图1中可看出，两产区中部烟叶的外观特征分值差异不显著，三门峡产区的柔软度分值稍高，身份分值稍低；上部烟叶的光泽度、柔软度、油润感分值差异显著，三门峡产区的烟叶相对鲜亮、柔软和油润。两产区中部烟叶的感官品质指标分值差异显著，三门峡产区烟叶的香气质感和饱满程度、口感舒适性分值显著较高；上部烟叶的感官品质分值差异不显著。总体来看，两产区烟叶品质特征的差异在两部位间表现不完全一致。

图1 豫中许昌和豫西三门峡产区烟叶品质特征差异Fig.1 Difference in quality characteristics of tobacco leaves from Xuchang in middle Henan and Sanmenxia in west Henan

2.2 烟叶工业分选指标筛选

2.2.1 外观特征与感官品质的相关分析

从图2中可看出，在不考虑产区和部位差异的情况下，烟叶油润感和柔软度分值与香气质感、香气饱满度、口感舒适性等3类感官品质指标均呈极显著或显著正相关。其余外观特征指标多与烟叶感官品质的某类指标存在显著相关性，如颜色深浅、身份分值与香气饱满度呈极显著正相关，光泽度分值与香气质感、口感舒适度呈极显著正相关，成熟度分值与香气质感、香气饱满度呈显著或极显著正相关。两产区整体而言，随烟叶外观油润感增强和柔软度提升，感官香气质感和饱满度、口感舒适性均显著改善。

图2 烤烟外观特征指标分值与感官品质的散点图Fig.2 Scatter plot of appearance characteristic scores and sensory quality of flue-cured tobacco

考虑到产区、部位间烟叶品质特征的差异，分别分析了2个产区不同部位烟叶外观特征指标分值与感官品质的相关性。由图3中可看出，豫中许昌产区中部烟叶的油润感、颜色深浅分值与香气质感和饱满度呈显著或极显著正相关，柔软度、叶片结构、光泽度分值与感官品质总体也表现出正相关关系。上部烟叶的规律与中部烟叶略有差异，柔软度、油润感、叶片结构分值与香气质感和饱满度呈显著或极显著正相关，身份分值则与香气质感和饱满度呈显著负相关，成熟度和颜色深浅分值与香气饱满度呈极显著正相关。总体来看，除油润感、柔软度、叶片结构指标在两部位的规律基本一致外，颜色深浅与中部烟叶、身份与上部烟叶感官品质的关系相对密切。

图3 烟叶外观特征指标分值与感官品质指标的相关系数Fig.3 Correlation coefficient between appearance characteristic index scores and sensory quality of tobacco leaves

豫西三门峡产区中部烟叶的光泽度、叶片结构、柔软度分值与香气质感、口感舒适性呈显著或极显著正相关，油润感、颜色深浅和身份分值与香气饱满度呈显著正相关。上部烟叶的油润感、光泽度、叶片结构、柔软度与香气质感、口感舒适性呈显著或极显著正相关，颜色深浅分值与香气饱满度呈极显著正相关，成熟度分值与香气质感呈显著正相关，身份分值与香气质感和口感舒适性呈极显著负相关。总体来看，三门峡产区两部位烟叶的规律基本一致，柔软度、叶片结构、光泽度、油润感与感官品质的关系相对密切。

2.2.2 外观特征与感官品质的逐步回归分析

进一步利用逐步回归分析方法，研究对豫中、豫西2 产区烟叶感官品质相对重要的外观特征指标。以感官品质总得分为因变量，外观特征指标为自变量进行逐步回归分析，因变量经检验后符合正态分布，逐步回归方程参数见表3。由表中可看出，两个产区的规律基本一致，油润感和柔软度为影响烟叶感官品质最为重要的外观特征指标，不同产区/部位样品组中，油润感或柔软度决定烟叶感官品质总得分变异的24.4%～61.9%。

表3 感官品质总得分与外观特征指标分值的逐步回归方程参数Tab.3 Parameters of stepwise regression equation between total score of sensory quality and scores of appearance characteristics

2.3 烟叶工业分选指标与化学成分的关系

由上述分析可知，豫中许昌产区烟叶的油润感、柔软度、叶片结构、颜色深浅、身份与感官品质密切相关，其中颜色深浅在中部烟叶、身份在上部烟叶中的表现相对明显。豫西三门峡产区烟叶的油润感、柔软度、光泽度、叶片结构与感官品质密切相关，两部位表现相对一致。进一步分析了上述外观指标与化学成分含量/协调性指标的关系。以外观特征指标分值为因变量，烟碱、蛋白质、还原糖、总糖、淀粉、糖碱比值、两糖比值7项化学成分指标为自变量进行逐步回归分析。表4列出了因变量符合正态分布的逐步回归方程参数。可以看出，两糖比值为影响许昌产区烟叶品质特征的关键化学成分指标，决定两部位烟叶油润感和柔软度分值变异的23.9%～68.5%，决定上部烟叶身份分值变异的31.1%。豫西三门峡产区的规律总体与豫中许昌产区相似，两糖比值与淀粉、总糖、还原糖等共同决定烟叶油润感、柔软度分值变异的39.1%～50.5%。总体来看，两糖比值是影响河南烟叶品质特征的关键化学成分指标。

表4 外观特征指标与化学成分的逐步回归方程参数①Tab.4 Parameters of stepwise regression equation between appearance characteristic indexes and chemical components

2.4 烟叶工业分选方法建立与应用

2.4.1 烟叶工业分选方法

以筛选得到的工业分选指标为依据，制定两产区包括分选指标和档次划分的烟叶工业分选方法（表5～表6）。油润感、柔软度、叶片结构为两个部位烟叶的共性指标，颜色深浅和身份分别为许昌产区中部和上部烟叶的个性化指标。光泽度为三门陕产区两个部位的个性化指标。

表5 豫中许昌产区烟叶工业分选方法Tab.5 Industrial classification method for tobacco leaves from Xuchang in central Henan

表6 豫西三门峡产区烟叶工业分选方法Tab.6 Industrial classification method for tobacco leaves from Sanmenxia in west Henan

2.4.2 工业分选方法的应用验证

烟叶工业分选的验证结果显示（图4），两个产区各部位不同工业分选档次烟叶的感官品质差异明显，随外观分选档次下降，烟叶感官品质分值呈梯度下降趋势。豫中许昌产区中部、上部各档次烟叶感官品质总得分的差值分别为1.4～3.7分和1.6～3.0分，豫西三门峡产区分别为0.7～1.2分和0.5～1.7分，说明通过上述外观分选方法可将不同感官品质的烟叶合理分类。

图4 不同工业分类烟叶的感官品质分值Fig.4 Sensory quality scores of tobacco leaves of different industrial grades

3 讨论

不同生态区烤烟烟叶外观特征存在区域性差异［6］。本研究中通过豫中许昌和豫西三门峡两类产区相对大样本量的烟叶外观差异分析，发现许昌产区烟叶的柔软度、油润感和光泽度总体低于三门峡产区，这与过伟民等［11］、蔡宪杰等［13］提出的豫中烟区烟叶相对硬脆、光泽较暗，油润感不强而燥感较强的结论相似。此外，两产区烟叶外观特征的差异在中部和上部表现略有差异，三门峡产区上部烟叶相对柔软、鲜亮和油润，而中部烟叶差异不显著，这与多数关于烟叶外观区域特征差异的研究结论［10-14］限定在特定部位中相一致，同时也说明有必要区分产区和部位，开展烟叶外观特征与感官品质的相关性研究。

本研究中发现，烟叶外观特征指标与感官品质的相关性存在产区和部位间差异。对两产区烟叶整体而言，油润感和柔软度与感官品质密切相关，随烟叶油润感增强，柔软度提升，烟叶香气质感和饱满度、口感舒适性均显著改善。对许昌产区而言，除上述两项外观特征指标外，颜色深浅与中部烟叶、身份与上部烟叶的感官品质密切相关，在正黄至金黄范围内，中部烟叶随颜色加深，香气质感和饱满度显著改善，在中等至厚范围内，上部烟叶随身份趋厚，香气质感和饱满度显著下降。张小利等［23］认为河南初烤烟叶的部位、颜色、身份对吸食品质有显著影响，上部、深橘黄、身份（稍）厚烟叶的综合评价较差，这与本研究中身份指标的结论一致，而本研究中在中部烟叶的正黄～金黄范围内，随颜色加深感官品质提升，而在上部烟叶的金黄～深黄范围内，颜色深浅只与香气饱满度分值呈显著正相关，与其他感官品质指标的相关性不显著，这一方面说明颜色深浅与感官品质的关系需分部位界定，另一方面说明对上部烟叶颜色的要求需要根据不同卷烟工业的需求而确定，如对上部烟叶香气饱满度的需求更为侧重时，则颜色相对加深对工业使用更为有利。对三门峡产区而言，光泽度与烟叶的感官品质关系密切，随光泽鲜亮程度提升，香气质感和口感舒适性显著改善。叶片结构是烟叶部位间差异相对明显的指标，中部烟叶叶片结构相对疏松，上部烟叶在尚疏松～稍密［2］，本研究中在不考虑部位、产区差异的情况下，叶片结构分值与烟叶感官品质的相关性不显著，这与闫洪洋等［24］的研究结论相似，而在区分部位、产区等因素的情况，叶片结构与感官品质则呈现产区、部位间相对一致的正相关关系，这与马彩娟等［25］的研究结论一致。因此，河南烟叶外观特征应重点关注油润感、柔软度和叶片结构，同时以许昌为代表的豫中烟区中部烟叶的颜色不宜过浅，上部烟叶的身份不宜过厚，以三门峡为代表的豫西烟区应适当突出烟叶颜色的鲜亮程度。

本研究中发现，两糖比值是影响河南烟叶品质特征的关键化学成分指标，决定许昌产区烟叶油润感和柔软度分值变异的23.9%～68.5%，与碳水化合物含量共同决定三门峡产区烟叶油润感和柔软度分值变异的39.1%～50.5%。这提示烟叶生产过程中应采取合理措施（适当增施有机肥、提高采收和烘烤成熟度等）提高烟叶还原糖含量，控制总糖含量，以提高两糖比值。

利用与烟叶感官品质密切相关的外观特征指标，建立了针对河南豫中和豫西2类主要产区的烟叶工业分选方法，验证结果显示，不同感官品质的烟叶可通过工业分选进行有效区分，且分选指标由烟草商业收购环节的6个［3］减少为4个，便于实际操作。

4 结论

通过河南豫中许昌和豫西三门峡两个烟叶产区品质梯度烟叶样品制备试验，筛选了油润感、柔软度、叶片结构等影响烟叶感官品质的共性外观指标和颜色深浅、身份、光泽度等个性指标，明确了两糖比值是影响两产区烟叶品质特征的关键化学成分指标。以“黄金叶”品牌原料品质需求为导向，分别建立了适合于豫中和豫西产区的烟叶工业分选方法，实现了不同感官品质烟叶的科学分类，下一步可在烟叶工业分选环节推广应用。