四川涼山州烤煙填充值與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的關(guān)系

吳 明，張弘蒙，武云杰，唐劍寧，鐘 釧，鐘子正，胡心雨，王 鵬

（1. 湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司武漢卷煙廠，湖北 武漢 430000；2. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，國家煙草栽培生理生化研究基地，煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室，河南 鄭州 450002；3. 涼山州會東縣煙草公司，四川 會東 615200）

填充值是指單位重量的平衡過水分的煙絲所占有的體積[1]，是煙葉的一個重要物理特性，在煙草加工過程中尤為重要[2-6]。煙葉的填充值和卷煙的耗絲量、卷煙吸阻以及煙氣質(zhì)量有密切的關(guān)系[7]。前人就烤煙物理特性與化學(xué)成分或感官質(zhì)量的關(guān)系進行了大量研究[8-9]。閆克玉等[10]研究河南烤煙理化特性之間關(guān)系時發(fā)現(xiàn)煙葉填充值與水溶性總糖、還原糖均呈極顯著負相關(guān)；薛超群等[11]就煙葉物理特性與評吸質(zhì)量的關(guān)系進行探究，發(fā)現(xiàn)填充值和評吸質(zhì)量之間的關(guān)系較??；郭建華等[12]研究發(fā)現(xiàn)初烤煙葉中礦質(zhì)元素含量與填充值同樣密切相關(guān)。不同的生態(tài)環(huán)境、施肥方式等栽培措施的改變也會影響烤煙填充值，郭東峰等[13]研究發(fā)現(xiàn)，最高氣溫、平均最低溫度和極端最高氣溫等氣象因子對煙葉填充值有重要影響；李文奎等[14]發(fā)現(xiàn)施肥也會對煙葉填充值產(chǎn)生一定影響，在肥料中增加有機肥可以提高煙葉填充值，但全部施用有機肥反而會降低填充值，從而影響煙葉可用性。因此，為了明確涼山州煙葉填充值與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的關(guān)系，筆者于2020 年選取涼山州云煙87 和紅花大金元中部2 個等級煙葉樣品進行相關(guān)指標的測定和分析，以期為提高煙葉工業(yè)可用性提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

于2020 年在四川省涼山州的會理縣、會東縣、冕寧縣、越西縣、德昌縣和西昌市采集烤煙紅花大金元和云煙87 的C2F（中橘二）和C3F（中橘三）等級煙葉樣品共85 個，其中云煙87 樣品共50 個，紅花大金元35 個，每個樣品2 kg。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 填充值的測定煙葉去除主脈切絲后在溫度（22±1）℃、相對濕度（60±1）%條件下平衡水分48 h 后，采用中國煙草總公司鄭州煙草研究院的TCZ-3 填充值儀測定填充值[15]，每個樣品測定3 次，取平均值。

1.2.2 化學(xué)成分的測定分別采用YC/T 160—2002、YC/T 159—2002、YC/T 162—2002 、YC/T 173—2003、YC/T 161—2002[16-20]的方法測定煙葉中煙堿、水溶性糖、氯、鉀、總氮含量，并計算糖堿比、氮堿比和兩糖比。

1.2.3 感官質(zhì)量評價把煙葉樣品去除主脈后切絲并混勻，卷制成單料煙[21]。于（22±1）℃的溫度和（60±2）%的相對濕度下平衡48 h 以上，由湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心評吸專家對單料煙樣品進行評價。煙葉感官評價指標及賦分標準見表1。

表1 單料煙感官評價賦分

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2018 和SPSS 22.0 軟件對數(shù)據(jù)進行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 四川涼山州烤煙化學(xué)成分的描述性統(tǒng)計分析

2020 年四川省涼山州烤煙煙葉樣品的化學(xué)成分含量以及協(xié)調(diào)性指標中，除氯含量在樣品間變異系數(shù)高達96.77%之外，其他各化學(xué)成分含量在樣品間的變異系數(shù)均較?。偟⒖偺?、還原糖、煙堿、鉀、糖堿比、氮堿比和兩糖比的變異系數(shù)分別為17.42%、11.57%、13.11%、27.14%、20.00%、30.58%、32.97%和9.09%），說明涼山州烤煙氯含量變化范圍較大，其他化學(xué)成分含量變化范圍較小，含量較為集中。各化學(xué)成分含量及其協(xié)調(diào)性指標情況見表2。由表2 可知，鉀和糖堿比的峰度＜0，為平頂峰，其余指標的峰度均＞0，為尖頂峰；從偏度來看，總糖、還原糖、鉀和兩糖比的偏度小于零，即與正態(tài)分布相比為左偏峰，均值左側(cè)有較多的離散值，其余指標偏度均大于零，與正態(tài)分布相比為右偏峰，即均值右側(cè)有較多的離散值。

表2 涼山州烤煙化學(xué)成分的描述性統(tǒng)計

2.2 四川涼山州烤煙感官質(zhì)量的描述性統(tǒng)計

2020 年度四川省涼山州烤煙所采集的煙葉樣品各項感官評價的指標在樣品間變異系數(shù)均很小，香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性和余味的變異系數(shù)分別為1.04%、1.99%、1.20%、0.92%和1.52%。這說明涼山州烤煙感官質(zhì)量得分情況分布集中。感官評吸得分情況見表3，由表3 可知，香氣量和余味的峰度＜0，為平頂峰，其余指標的峰度均大于0，為尖頂峰；從偏度來看，香氣量的偏度大于0，即與正態(tài)分布相比為右偏峰，均值右側(cè)有較多的離散值，其余指標偏度均小于0，與正態(tài)分布相比為左偏峰，即均值左側(cè)有較多的離散值。

表3 涼山州烤煙感官質(zhì)量的描述性統(tǒng)計

2.3 四川涼山州烤煙填充值特征描述

涼山州煙葉填充值在2.61～6.84 cm3/g 范圍內(nèi)，均值4.23 cm3/g，變異系數(shù)為15.6%，說明涼山州烤煙填充值樣品之間差異較小。由圖1 可知，涼山州烤煙填充值符合正態(tài)分布，且集中分布在3.0 ～ 6.0 cm3/g，只有2 個樣品填充值小于3 cm3/g 或者大于6 cm3/g。由圖2 可知，填充值在品種和等級之間均沒有顯著差異。

圖2 涼山州煙葉填充值在等級（A）和品種間（B）的差異

2.4 四川涼山州烤煙填充值與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的關(guān)系

2.4.1 填充值與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的相關(guān)性分析及逐步回歸分析涼山州烤煙填充值與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的相關(guān)分析結(jié)果見表4，化學(xué)成分含量中總糖和氯含量與填充值呈現(xiàn)顯著負相關(guān)，而鉀含量和填充值呈現(xiàn)顯著正相關(guān)；感官質(zhì)量中香氣量、刺激性、余味、總分與填充值呈現(xiàn)顯著負相關(guān)。由逐步回歸分析結(jié)果可知，回歸方程中的變量有3 項：總糖（x1）、刺激性（x2）以及氯（x3），其他和填充值有相關(guān)關(guān)系卻沒有進入方程的指標可能是和此3 項有共線性關(guān)系，所以在逐步回歸過程中被剔除。表5 中3 個逐步回歸模型中每次增加一個變量，因此，可以用ΔR2來表示增加該變量時該模型R2的增長量，ΔR2可以理解為增加的變量對該模型擬合度的貢獻度，即總糖對該模型的貢獻度為0.067，刺激性的貢獻度為0.035，氯的貢獻度為0.039。由此得到填充值（y）和其他指標的回歸方程為y=25.70-0.041x1-1.144x2-0.549x3，可以此定量的描述總糖、刺激性和氯與填充值的關(guān)系。

表4 涼山州烤煙填充值與化學(xué)成分及感官質(zhì)量的相關(guān)性分析

表5 涼山州烤煙填充值與化學(xué)成分和感官質(zhì)量的逐步回歸分析

2.4.2 填充值與化學(xué)成分感官質(zhì)量的平滑回歸分析

參考前人[22]的方法，對各個指標進行平滑回歸分析，即等樣本分組后求平均值，再和對應(yīng)的烤煙填充值建立線性回歸關(guān)系，結(jié)果見圖3。由分析結(jié)果可知，涼山州煙葉填充值與刺激性得分的回歸方程為y=-1.249 3x+26.089，R2為0.236 8，回歸方程達到顯著水平；涼山州煙葉填充值與氯含量的回歸方程為y=-0.443 1x+4.387，R2為0.085 8；涼山州煙葉填充值與總糖含量的回歸方程為y=-0.032 2x+5.2833，R2為0.187 2，回歸方程達到顯著水平。隨著煙葉氯含量和總糖含量的增加，煙葉的填充值隨之減?。浑S著煙葉刺激性得分的增加，煙葉的填充值也隨之減小。

圖3 涼山州煙葉填充值與化學(xué)成分和感官質(zhì)量的平滑回歸分析

3 結(jié)論與討論

涼山州煙葉填充值與化學(xué)成分含量及感官質(zhì)量密切相關(guān)，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，感官評吸的各個指標的變化較小，化學(xué)成分中氯含量在樣品之間的變化較大；在品種以及等級之間的差異均未達到顯著水平。通過逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)，總糖含量、氯含量（x3）以及刺激性對填充值影響較大，建立的回歸模型可以對填充值進行預(yù)測，進一步進行等樣本平滑回歸分析發(fā)現(xiàn)，刺激性得分、總糖含量以及氯含量的降低，有助于煙葉填充值的提高。

煙葉的物理特性是衡量其工業(yè)可用性的重要指標之一，涼山州煙葉填充值和多個指標都有一定關(guān)系，研究結(jié)果表明，煙葉香氣量和刺激性與填充值呈現(xiàn)顯著負相關(guān)，這與薛建業(yè)等[23]研究結(jié)果一致；此研究發(fā)現(xiàn)烤煙填充值和總糖含量呈現(xiàn)顯著負相關(guān)，與王冬等[24]的結(jié)論一致；田靈[7]指出煙草中的總糖含量與填充值成反比，而含糖量高則煙葉的吸味也較好，煙堿含量不會直接影響填充值，此研究與其分析結(jié)果是一致的；劉新民等[25]研究宣威烤煙質(zhì)量的時發(fā)現(xiàn)，填充值和總氮含量顯著相關(guān)，且填充值和各項感官質(zhì)量指標均呈現(xiàn)極顯著的負相關(guān)，而該研究中則是個別指標呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)，這可能是由于煙葉在不同生態(tài)區(qū)之間存在的差異。但是，由于簡單的相關(guān)性分析只能大概地表征填充值與其他特征的一個變化趨勢，不能定量反映出他們之間的關(guān)系，因此，對填充值與化學(xué)成分和感官質(zhì)量進行逐步回歸分析，發(fā)現(xiàn)有3 項能夠分別獨立解釋填充值的能力，即刺激性、總糖和氯含量，不是所有與填充值有顯著相關(guān)性的指標都進入了逐步回歸方程，這是由于在逐步回歸的分析過程中剔除了共線性的指標。另外，在討論填充值的時候可以結(jié)合烤煙其他物理性狀、葉片的細胞結(jié)構(gòu)以及感官質(zhì)量進行研究，也為以后的研究提供了一個方向。由于煙葉的質(zhì)量在不同的地區(qū)之間表現(xiàn)差異較大，此研究提出的觀點以及建立的方程是否適用于其他地區(qū)還有待進一步研究。