湖南郴州烟叶常规化学成分适宜范围研究

刘帅东 徐磊 赵龙 朱浩

摘 要：根据烟叶感官质量对湖南郴州烟叶样品进行聚类分析，结合感官质量和烟叶常规化学成分相关性，预测湖南郴州烟叶常规化学成分的适宜范围。结果表明：总氮、总糖、还原糖含量分别与香气质、杂气、刺激性、余味呈显著相关关系;烟碱含量与香气质和余味呈显著相关关系;钾含量与香气质和杂气呈显著相关关系。对于中部烟叶：烟碱含量在1.69%～3.06%时，香气质和余味较好;总氮含量在1.51%～2.21%、还原糖含量在21.64%～29.68%、总糖含量在22.64%～30.92%时，烟叶的香气质、杂气、刺激性、余味表现较好;钾含量在1.71%～2.40%时，烟叶的香气质和杂气表现较好。对于上部烟叶：烟碱含量在2.83%～4.3%时，香气质和余味较好;总氮含量在1.79%～2.79%、还原糖含量在9.52%～19.84%、总糖含量在10.27%～21.77%时，烟叶的香气质、杂气、刺激性、余味表现较好;钾含量在1.98%～2.69%时，烟叶的香气质和杂气表现较好。

关键词：烟叶;化学成分;感官质量;相关性;聚类分析

中图分类号：TS47文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）19-0028-04

Abstract： According to the sensory quality of Chenzhou tobacco leaves in Hunan Province， cluster analysis was carried out to predict the suitable range of the conventional chemical composition of Chenzhou tobacco leaves. The results showed that the contents of total nitrogen， total sugar and reducing sugar were significantly correlated with fragrance temperament， miscellaneous gas， irritant and aftertaste respectively; nicotine content was significantly correlated with fragrance temperament and aftertaste; potassium content was significantly correlated with fragrance temperament and miscellaneous gas respectively. For middle tobacco： when nicotine content was 1.69%～3.06%， aroma quality and aftertaste were better; when total nitrogen content was 1.51%～2.21%， reducing sugar content was 21.64%～29.68%， total sugar content was 22.64%～30.92%， aroma quality， miscellaneous gas， irritant and aftertaste were better; when potassium content was 1.71%～2.40%， aroma quality and miscellaneous gas were better. For the upper leaves： when the nicotine content was 2.83%～4.3%， the aroma quality and aftertaste were better; when the total nitrogen content was 1.79%～2.79%， the reducing sugar content was 9.52%～19.84%， and the total sugar content was 10.27%～21.77%， the aroma quality， miscellaneous gas， irritant and aftertaste were better; when the potassium content was 1.98%～2.69%， the aroma quality and miscellaneous gas were better.

Keywords： tobacco;conventional chemical compoents;sensory quality;correlation;cluster analysis

湖南郴州作为南岭丘陵生态区焦甜醇甜香型烤烟烟叶的典型产地，其烟叶具有焦甜香突出，醇甜香较明显，甜香香韵较丰富等品质特征，是国内卷煙工业企业较为青睐的烟叶产地之一[1]。烟碱、总氮、还原糖、总糖、钾、氯是烟叶的6种常规化学成分，其含量与烟叶感官质量有着密不可分的关系，可用于表征烟叶内在质量[2]。受品种、气候、地域等因素的影响，烟叶常规化学成分含量存在较大差异，从而影响烟叶可用性。通过计算代表烟叶质量状况的化学成分可用性指数，可对烟叶化学成分可用性进行综合评价[3-5]。为较好地指导配方维护人员对湖南郴州烟叶的使用，本文通过分析湖南郴州烟叶感官质量与常规化学成分的相关性，依据感官质量对样品进行聚类分析，统计分析感官质量较好的样品的常规化学成分，进而预测湖南郴州烟叶常规化学成分的适宜范围。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试样品为同一年份同一品种的湖南郴州产区烟叶。根据烟叶的外观特征进行挑选，共制作38个样品，其中中部烟叶18个，上部烟叶20个。样品信息见表1。

1.2 方法

1.2.1 煙叶常规化学成分检测。按照《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》（YC/T 159—2002）[6]测定还原糖和总糖的含量，按照《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动法》（YC/T 160—2002）[7]测定烟碱含量，按照《烟草及烟草制品 总氮的测定 连续流动法》（YC/T 161—2002）[8]测定总氮含量，按照《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》（YC/T 162—2002）[9]测定氯含量，按照《烟草及烟草制品 钾的测定 连续流动法》（YC/T 173—2002）测定钾含量[10]。每个样品重复检测3次。

1.2.2 感官质量评价。由7名经过国家烟草质量监督检验中心认证的感官评吸技术人员，按照《中国烟草种植区划》[11]中的方法对各样品进行感官质量评价，并依据权重计算感官质量总分。评价指标包括香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、刺激性、余味。

1.2.3 数据分析。使用SPSS 19.0对烟叶化学成分检测结果和感官质量评价结果进行描述统计、相关分析与聚类分析。

2 结果与讨论

2.1 烟叶化学成分检测结果

烟叶样品的化学成分统计结果详见表2。

中部烟叶样品：烟碱含量为1.69%～3.06%，均值为2.47%;总氮含量为1.51%～2.21%，均值为1.91%;还原糖含量为19.87%～29.69%，均值为25.16%;总糖含量为20.95%～30.92%，均值为27.16%;钾含量为1.71%～2.40%，均值为2.07%;氯含量为0.42%～0.63%，均值为0.53%。

上部烟叶样品：烟碱含量为2.46%～4.30%，均值为3.52%;总氮含量为1.79%～2.79%，均值为2.16%;还原糖含量为9.52%～22.54%，均值为18.72%;总糖含量为10.27%～24.32%，均值为20.22%;钾含量为1.98%～2.69%，均值为2.28%;氯含量为0.20%～0.66%，均值为0.38%。上部烟叶的氯含量变异系数较大，数据离散程度较高。

对比中部和上部烟叶样品常规化学成分的均值可知，中部烟叶还原糖含量、总糖和氯含量含量较高，上部烟叶烟碱含量、总氮含量、钾含量较高。

2.2 感官质量评价结果

浓度和劲头作为烟叶感官质量的风格特征指标，不作为烟叶综合感官质量评价指标，因此浓度和劲头得分结果未做描述统计处理。烟叶样品的感官质量评价结果描述统计详见表3。

中部烟叶：香气质得分为6.00～6.50，均值为6.30;香气量得分为6.00～6.70，均值为6.37;杂气得分为5.80～6.50，均值为6.17;刺激性得分为5.60～6.30，均值为6.01;余味得分为5.80～6.50，均值为6.14;总分为66.50～71.90，均值为69.35。

上部烟叶：香气质得分为5.50～6.50，均值为6.12;香气量得分为5.80～7.00，均值为6.37;杂气得分为5.30～6.40，均值为6.00;刺激性得分为5.50～6.50，均值为5.90;余味得分为5.40～6.40，均值为5.99;总分为61.90～71.90，均值为68.06。

对比中部和上部烟叶样品感官质量得分可知，中部烟叶香气质、杂气、刺激性、余味方面较好，香气量与上部烟叶相当。

2.3 常规化学成分与感官质量相关性分析

烟叶样品的化学成分与感官质量相关性分析结果见表4。结果表明：香气质与还原糖、总糖含量呈显著正相关，与氯含量呈正相关，与烟碱、总氮、钾含量呈显著负相关;香气量与烟碱、还原糖、总糖含量呈正相关，与总氮、钾、氯含量呈负相关;杂气与还原糖、总糖含量呈显著正相关，与总氮、钾含量呈显著负相关，与烟碱、氯含量呈负相关;刺激性与还原糖、总糖含量呈显著正相关，与总氮含量呈显著负相关，与烟碱、钾、氯含量呈负相关;余味与还原糖、总糖含量呈显著正相关，与烟碱、总氮含量呈显著负相关，与钾、氯含量呈负相关;感官质量总分与还原糖、总糖含量呈显著正相关，与总氮、钾含量呈显著负相关，与烟碱、氯含量呈负相关;香气量与6种烟叶常规化学成分的相关性不显著，氯含量与感官质量相关性不显著。这与闫克玉[2]和李海林[12]的研究结论基本一致。

2.4 感官质量系统聚类分析

以感官质量评价总分为变量，对中部和上部烟叶进行系统聚类分析，结果如图1所示。中部烟叶样品组间距离为4时可分为4类，感官质量中等及以上的样品数量为12个，占中部烟叶样品总数的66.67%;上部烟叶样品组间距离为4时可分为3类，感官质量中等及以上的样品数量为11个，占上部烟叶样品总数的55.00%。

2.5 烟叶常规化学成分适宜范围分析

根据烟叶样品系统聚类结果，对感官质量中等及以上烟叶样品的常规化学成分进行描述统计，结果如表5所示。

中部烟叶烟碱含量适宜范围为1.69%～3.06%，总氮含量适宜范围为1.51%～2.21%，还原糖含量适宜范围为21.64%～29.68%，总糖含量适宜范围为22.64%～30.92%，钾含量适宜范围为1.71%～2.40%，氯含量适宜范围为0.46%～0.59%;上部烟叶烟碱含量适宜范围为2.83%～4.3%，总氮含量适宜范围为1.79%～2.79%，还原糖含量适宜范围为9.52%～19.84%，总糖含量适宜范围为10.27%～21.77%，钾含量适宜范围为1.98%～2.69%。上部烟叶氯含量描述统计结果的变异系数较大，说明数据离散程度较大，因此上部烟叶氯含量适宜范围不做描述。

3 结论

对于湖南郴州中部和上部烟叶样品，还原糖含量和总糖含量与感官质量5项指标均为正相关关系，总氮含量和钾含量与感官质量5项指标均呈负相关关系，烟碱含量与除香气量外的4项感官质量指标呈负相关关系，氯含量与除香气质外的4项感官质量指标呈负相关关系。

结合湖南郴州烟叶样品常规化学成分与感官质量评价指标的相关关系，对于中部烟叶：烟碱含量在1.69%～3.06%时，香气质和余味较好;总氮含量在1.51%～2.21%、还原糖含量在21.64%～29.68%、总糖含量在22.64%～30.92%时，烟叶的香气质、杂气、刺激性、余味表现较好;钾含量在1.71%～2.40%时，烟叶的香气质和杂气表现较好。对于上部烟叶：烟碱含量在2.83%～4.3%时，香气质和余味较好;总氮含量在1.79%～2.79%、还原糖含量在9.52%～19.84%、总糖含量范围在10.27%～21.77%时，烟叶的香气质、杂气、刺激性、余味表现较好;钾含量在1.98%～2.69%时，烟叶的香气质和杂气表现较好。

参考文献：

[1]罗登山，王兵，乔学义.《全国烤烟烟叶香型风格区划》解析[J].中国烟草学报，2019（4）：1-9.

[2]闫克玉，王建民，屈剑波，等.河南烤烟评吸质量与主要理化指标的相关分析[J].烟草科技，2001（10）：5-9.

[3]蒋佳磊，陆扬，苏燕，等.我国主要烟叶产区烤烟化学成分特征与可用性评价[J].中国烟草学报，2017（2）：13-22.

[4]刘春奎，贾琳，王小东，等.基于河南烤烟常规化学成分的适宜性评价及其聚类分析[J].吉林农业大学学报，2015（4）：440-446.

[5]丁云生，何悦，曹金丽，等.大理州烤烟主要化学成分特征及其可用性分析[J].中国烟草科学，2009（3）：13-18.

[6]国家烟草专卖局.烟草及煙草制品水溶性糖的测定连续流动法：YC/T 159—2002[S].

[7]国家烟草专卖局.烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法：YC/T 160—2002[S].

[8]国家烟草专卖局.烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法：YC/T 161—2002[S].

[9]国家烟草专卖局.烟草及烟草制品氯的测定连续流动法：YC/T 162—2002[S].

[10]国家烟草专卖局.烟草及烟草制品钾的测定连续流动法：YC/T 173—2002[S].

[11]王彦亭，谢剑平，李志宏.中国烟草种植区划[M].北京：科学出版社，2010.

[12]李海林，邓小华，李伟等.湖南浓香型产区上部烟叶化学成分特征与风格特色[J].中国烟草科学，2016（3）：79-85.