硃砂煙質(zhì)量風(fēng)格特征分析

陳小龍，李 斌，趙學(xué)斌，許克靜，孫志濤，王二斌，宋中邦，顧華國，馬宇平*

1.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，鄭州市榆林南路16 號(hào) 450016

2.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，昆明市圓通街33 號(hào) 650021

硃砂煙是烤煙的煙堿轉(zhuǎn)化株［1］，因其烤后煙葉的表面出現(xiàn)紅色斑點(diǎn)，所以在國外又被稱為櫻紅煙（Cherry-red）［2］。硃砂煙因具有獨(dú)特的香氣和典型的外觀而備受關(guān)注，但硃砂煙是一種田間自然突變體，其突變概率可能受品種、土壤、營養(yǎng)和生態(tài)等多種因素的影響，所以發(fā)生率極低。有研究表明，硃砂煙的出現(xiàn)概率僅為0.56%［3］。近年來通過對(duì)硃砂煙的多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，從云煙87的轉(zhuǎn)化株中篩選到可以穩(wěn)定遺傳的株系，這為硃砂煙的規(guī)?；a(chǎn)以及在卷煙配方的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

國內(nèi)外對(duì)硃砂煙的研究始于20世紀(jì)50年代。Hall等［2］研究認(rèn)為，煙葉中去甲基煙堿含量與櫻桃紅的形成密切相關(guān)；Wada等［4］研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸和酰胺也參與到櫻桃紅的形成；Mann 等［5］對(duì)硃砂煙的遺傳性狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)煙堿通過去甲基酶的作用轉(zhuǎn)化為去甲基煙堿，從而使去甲基煙堿成為煙葉中積累的主要生物堿之一；Liu等［6］研究了缺鐵條件下硃砂煙的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，認(rèn)為硃砂煙在缺鐵條件下植株體內(nèi)葉綠素的合成受到影響，且光合作用下降?？梢姡瑖鴥?nèi)外對(duì)硃砂煙的研究主要集中在生理、遺傳以及化學(xué)特征特性等方面，而有關(guān)硃砂煙質(zhì)量風(fēng)格特色的研究卻鮮見報(bào)道。煙葉的風(fēng)格特征和品質(zhì)特征是體現(xiàn)工業(yè)可用性的關(guān)鍵因素［7］。其中，香韻是中式卷煙風(fēng)格的主要構(gòu)成因素，是煙葉風(fēng)格特色的重要表征［8］，將香韻與香氣特性、煙氣特性和口感特性等感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，能夠從感官質(zhì)量上更加全面地認(rèn)識(shí)硃砂煙。為此，解析了硃砂煙的感官質(zhì)量風(fēng)格特色，以期為卷煙葉組配方設(shè)計(jì)和規(guī)模化應(yīng)用硃砂煙提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試樣品

試驗(yàn)煙葉樣品為2021年云南省曲靖、玉溪和紅河等3個(gè)產(chǎn)區(qū)的烤后硃砂煙（硃砂2號(hào)，云煙87的變異株），以云煙87 為對(duì)照。其中，曲靖產(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)和對(duì)照分別包括上部葉和中部葉，玉溪和紅河產(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)及對(duì)照只采用中部葉。各產(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)和對(duì)照均種植于同一田塊，土壤條件以及栽培管理措施相同。分別取3 kg 初烤煙葉作為評(píng)價(jià)樣品，對(duì)初烤煙樣經(jīng)抽梗后調(diào)整葉片含水率至15%～16%后進(jìn)行切絲，切絲寬度在0.9～1.1 mm 之間，對(duì)切后葉絲進(jìn)行松散，保證葉絲無并條和粘連，并低溫干燥至葉絲含水率符合卷制要求。制作煙支的物理質(zhì)量指標(biāo)符合國標(biāo)GB 5606.3—2005［9］的要求。

1.2 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

由11位具有卷煙感官評(píng)價(jià)資格的人員組成評(píng)吸小組，設(shè)置組長1名，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YCT 530—2015［10］進(jìn)行評(píng)吸鑒定。香韻、香氣狀態(tài)以及雜氣的單向指標(biāo)得分僅統(tǒng)計(jì)有效標(biāo)度值，其他指標(biāo)所有評(píng)吸人員的標(biāo)度值均有效。其中，有效標(biāo)度值是指6 位（含6位）以上評(píng)吸人員對(duì)香韻、香氣狀態(tài)以及雜氣的共同判定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用EXCEL 軟件進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析，SPSS 軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)（T檢驗(yàn)），Origin軟件進(jìn)行聚類分析和箱線圖分析，SIMCA軟件進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析。香農(nóng)指數(shù)（Shannon-Wiener Index）和辛普森指數(shù)（Simpson’s diversity index）是反映物種多樣性的重要指標(biāo)，通過分析硃砂2號(hào)和對(duì)照香韻的多樣性指數(shù)，可以客觀地比較兩個(gè)品種香韻類型的豐富程度［11］。香韻的多樣性分析計(jì)算公式［12］：

式中：Pi為第i種香韻感官得分占總香韻感官得分的百分比。

2 結(jié)果與分析

2.1 硃砂煙的風(fēng)格特征分析

2.1.1 硃砂煙的特征香韻

由表1 可知，硃砂2 號(hào)共包含10 種香韻。其中，標(biāo)度值在2～3 之間的香韻有2 種，依次為干草香和堅(jiān)果香，香韻強(qiáng)度表現(xiàn)為稍明顯至尚明顯；標(biāo)度值在1～2之間的香韻有3種，依次為清甜香、焦香和藥草香，香韻強(qiáng)度表現(xiàn)為微顯至稍明顯；標(biāo)度值小于1的有5種，依次為豆香、辛香、焦甜香、木香和花香，香韻強(qiáng)度表現(xiàn)為微顯。對(duì)照云煙87共包含6種香韻。其中，標(biāo)度值在2～3之間的有2種，依次為干草香和清甜香，香韻強(qiáng)度表現(xiàn)為稍明顯至尚明顯；標(biāo)度值小于1 的有4 種，依次為青香、焦香、焦甜香和木香，香韻強(qiáng)度表現(xiàn)為微顯。當(dāng)香韻的標(biāo)度值大于2時(shí)，認(rèn)為此香韻為主體香韻。硃砂2號(hào)的主體香韻為干草香和堅(jiān)果香，云煙87的主體香韻為干草香和清甜香。

表1 硃砂2號(hào)和云煙87香韻指標(biāo)的描述性統(tǒng)計(jì)分析Tab.1 Descriptive statistical analysis of aroma notes of Zhusha2 and Yunyan87

采用有監(jiān)督模式的正交偏最小二乘判別法（OPLS-DA）分析各種香韻對(duì)硃砂2 號(hào)的貢獻(xiàn)程度。建立的OPLS-DA 分析模型，決定系數(shù)R2為0.992，預(yù)測(cè)優(yōu)度系數(shù)Q2為0.989，表明構(gòu)建的模型穩(wěn)定可靠。OPLS-DA 分析中，自變量對(duì)因變量的貢獻(xiàn)度是以變量投影重要性指標(biāo)（variable importance for projection，VIP）來度量的［13］。通過變量投影重要性指標(biāo)VIP定義可知，香韻對(duì)硃砂2 號(hào)和對(duì)照的貢獻(xiàn)度可以通過VIP值的大小反映。如圖1所示，堅(jiān)果香、豆香、青香、藥草香、辛香和清甜香的VIP值較大（VIP值>1），說明這6 種香韻對(duì)兩個(gè)品種風(fēng)格特征的貢獻(xiàn)程度較大。干草香、木香、花香、焦香和焦甜香的VIP值在0.07～0.73 之間，說明這5 種香韻對(duì)兩個(gè)品種風(fēng)格特征的貢獻(xiàn)程度較小。

圖1 解釋變量對(duì)模型的貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)Fig.1 Evaluating the contribution degree of explanatory variables to the model

通過OPLS-DA的載荷圖進(jìn)一步比較VIP值大于1的6種香韻（堅(jiān)果香、豆香、青香、藥草香、辛香和清甜香）對(duì)兩個(gè)品種貢獻(xiàn)度的大小。由圖2可以看出，堅(jiān)果香、豆香、藥草香和辛香等4種香韻對(duì)硃砂2號(hào)具有很強(qiáng)的正向作用，說明這4 種香韻的表現(xiàn)程度越強(qiáng)，硃砂2號(hào)風(fēng)格特征的彰顯程度越明顯；青香和清甜香對(duì)云煙87有很強(qiáng)的正向作用，說明這2種香韻的表現(xiàn)程度越強(qiáng)，云煙87風(fēng)格特征的彰顯程度越明顯。

圖2 硃砂2號(hào)與云煙87香韻的OPLS-DA主成分載荷圖Fig.2 OPLS-DA principal component loading plot of aroma notes of Zhusha2 and Yunyan87

2.1.2 硃砂煙香韻的多樣性

由表2 可知，硃砂2 號(hào)在不同產(chǎn)區(qū)香農(nóng)指數(shù)和辛普森指數(shù)均高于云煙87，并且不同產(chǎn)區(qū)硃砂2 號(hào)的綜合香農(nóng)指數(shù)和綜合辛普森指數(shù)極顯著高于云煙87，這說明硃砂2 號(hào)香韻的豐富程度遠(yuǎn)高于云煙87。

2.1.3 硃砂煙香韻的產(chǎn)區(qū)及部位分布特征

依據(jù)感官評(píng)吸結(jié)果繪制硃砂2 號(hào)的香韻雷達(dá)圖如圖3A所示。不同產(chǎn)區(qū)硃砂2號(hào)的香韻種類有一定差異。玉溪產(chǎn)區(qū)的硃砂2 號(hào)包含10 種香韻，分別為干草香、清甜香、焦甜香、木香、豆香、堅(jiān)果香、焦香、辛香、藥草香和花香；曲靖產(chǎn)區(qū)的硃砂2 號(hào)包含9 種香韻，與玉溪產(chǎn)區(qū)相比少了花香香韻；紅河產(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)包含8種香韻，與玉溪產(chǎn)區(qū)相比少了花香和焦甜香這2種香韻。此外，不同產(chǎn)區(qū)硃砂2號(hào)的香韻強(qiáng)度表現(xiàn)出一定的差異。玉溪產(chǎn)區(qū)硃砂2號(hào)的干草香和堅(jiān)果香的表現(xiàn)強(qiáng)度為稍明顯至尚明顯，清甜香、藥草香和焦香為微顯至稍明顯，焦甜香、辛香、豆香、木香和花香為微顯；曲靖產(chǎn)區(qū)硃砂2號(hào)的干草香、清甜香和堅(jiān)果香的表現(xiàn)強(qiáng)度為稍明顯至尚明顯，豆香、藥草香、焦甜香、焦香、木香和辛香為微顯；紅河產(chǎn)區(qū)硃砂2號(hào)的干草香和堅(jiān)果香的表現(xiàn)強(qiáng)度為稍明顯至尚明顯，清甜香、辛香和豆香為微顯至稍明顯，木香、焦香和藥草香為微顯。

圖3 不同產(chǎn)區(qū)（A）和不同部位（B）硃砂2號(hào)香韻強(qiáng)度評(píng)分雷達(dá)圖Fig.3 Radar maps of aroma notes of Zhusha2 leaves from different production areas（A）and different stalk positions（B）

不同部位硃砂煙的香韻特征如圖3B所示，硃砂2號(hào)的中部葉與上部葉的香韻類型一致，但強(qiáng)度差異較大。上部葉的干草香、堅(jiān)果香和焦香表現(xiàn)強(qiáng)度為稍明顯至尚明顯，焦甜香和藥草香的表現(xiàn)為微顯至稍明顯，豆香、清甜香、木香和辛香的表現(xiàn)為微顯；中部葉的干草香、堅(jiān)果香、清甜香表現(xiàn)強(qiáng)度為稍明顯至尚明顯，但中部葉堅(jiān)果香的強(qiáng)度低于上部葉，而干草香的強(qiáng)度高于上部葉，中部葉焦甜香、焦香、木香、辛香、藥草香和豆香表現(xiàn)為微顯。

2.1.4 硃砂煙香韻的聚類分析

采用組平均法對(duì)兩個(gè)品種進(jìn)行聚類分析，如圖4所示。在歐氏距離0.483 處可將不同產(chǎn)區(qū)的樣品分為兩組，組Ⅰ為不同產(chǎn)區(qū)的云煙87，組Ⅱ?yàn)椴煌a(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)。說明硃砂2號(hào)與云煙87這兩個(gè)品種的香韻特征差異較大，即使是種植在不同產(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)，其香韻的相近程度也大于種植在同一產(chǎn)區(qū)的云煙87。此外，不同部位間云煙87 的歐氏距離為0.029，硃砂2號(hào)為0.306，說明煙葉部位對(duì)硃砂2號(hào)香韻的影響程度大于云煙87。

圖4 硃砂2號(hào)和云煙87香韻特征的聚類分析Fig.4 Cluster analysis of aroma notes of Zhusha2 and Yunyan87

2.2 硃砂煙的品質(zhì)特征

2.2.1 硃砂煙的香氣質(zhì)與香氣量

繪制硃砂2號(hào)和對(duì)照云煙87中部葉香氣質(zhì)與香氣量的箱線圖，對(duì)兩個(gè)品種的香氣特性進(jìn)行比較，結(jié)果如圖5所示。兩個(gè)品種的香氣質(zhì)均表現(xiàn)為尚好至較好，香氣量均表現(xiàn)為尚足至較足，透發(fā)性均表現(xiàn)為較透發(fā)至透發(fā)。硃砂2號(hào)和對(duì)照云煙87間的香氣特性不存在顯著性差異。

圖5 硃砂2號(hào)與云煙87香氣質(zhì)、香氣量和透發(fā)性評(píng)分箱線圖Fig.5 Boxplot of aroma quality，aroma quantity，and volatility of Zhusha2 and Yunyan87

2.2.2 硃砂煙的煙氣濃度與勁頭

由圖6可知，硃砂2號(hào)和對(duì)照云煙87中部葉的香氣狀態(tài)均表現(xiàn)為飄逸，標(biāo)度值在2.0～3.0 之間，且差異不顯著；在煙氣濃度方面，兩個(gè)品種的標(biāo)度值在2.0～3.2之間，強(qiáng)度均為中等至稍大，差異也不顯著；在勁頭方面，云煙87的標(biāo)度值在2.8～4.0之間，強(qiáng)度為稍大至較大，而硃砂2號(hào)的標(biāo)度值在2.0～3.0之間，強(qiáng)度為中等，硃砂2號(hào)的勁頭極顯著低于云煙87。

圖6 硃砂2號(hào)與云煙87香氣狀態(tài)、煙氣濃度和勁頭評(píng)分箱線圖Fig.6 Boxplot of aroma state，smoke concentration and strength of Zhusha2 and Yunyan87

2.2.3 硃砂煙的雜氣類型及強(qiáng)度

對(duì)硃砂2 號(hào)和云煙87 中部葉的雜氣進(jìn)行分析，結(jié)果見圖7。由圖7中可以看出，兩個(gè)品種中部葉的雜氣類型及表現(xiàn)強(qiáng)度有較大差異?？萁箽狻⑶嚯s氣和木質(zhì)氣是兩個(gè)品種共有的雜氣類型，這3種雜氣在兩個(gè)品種間的差異不顯著，生青氣僅在云煙87中出現(xiàn)，而藥草氣、金屬氣以及土腥氣僅在硃砂2號(hào)中出現(xiàn)。雖然硃砂2號(hào)的雜氣類型較多，但每種雜氣的強(qiáng)度較弱，均表現(xiàn)為微有。

圖7 硃砂2號(hào)與云煙87雜氣評(píng)分箱線圖Fig.7 Boxplot of offensive odor score of Zhusha2 and Yunyan87

3 結(jié)論

①硃砂2號(hào)風(fēng)格特征獨(dú)特，以干草香和堅(jiān)果香為主，輔以清甜香、焦香、藥草香和豆香，并伴有少量的辛香、焦甜香、木香以及微量的花香。硃砂2號(hào)香韻種類豐富，玉溪產(chǎn)區(qū)的硃砂2號(hào)包含10種香韻，曲靖產(chǎn)區(qū)包含9種，紅河產(chǎn)區(qū)包含8種。硃砂2號(hào)的香韻多樣性極顯著高于同產(chǎn)區(qū)的云煙87。②硃砂2號(hào)的品質(zhì)特征為香氣質(zhì)較好，香氣量較足，較透發(fā)，煙氣濃度中等偏上，勁頭中等。雖然雜氣種類較多，但雜氣的表現(xiàn)程度較弱，微有枯焦氣、青雜氣、木質(zhì)氣、藥草氣、金屬氣和土腥氣。③產(chǎn)區(qū)因素對(duì)硃砂2號(hào)香韻的影響程度較小，而部位因素對(duì)硃砂2號(hào)的影響程度較大。