四川凉山州烤烟填充值与化学成分及感官质量的关系

吴 明，张弘蒙，武云杰，唐剑宁，钟 钏，钟子正，胡心雨，王 鹏

（1. 湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂，湖北 武汉 430000；2. 河南农业大学烟草学院，国家烟草栽培生理生化研究基地，烟草行业烟草栽培重点实验室，河南 郑州 450002；3. 凉山州会东县烟草公司，四川 会东 615200）

填充值是指单位重量的平衡过水分的烟丝所占有的体积[1]，是烟叶的一个重要物理特性，在烟草加工过程中尤为重要[2-6]。烟叶的填充值和卷烟的耗丝量、卷烟吸阻以及烟气质量有密切的关系[7]。前人就烤烟物理特性与化学成分或感官质量的关系进行了大量研究[8-9]。闫克玉等[10]研究河南烤烟理化特性之间关系时发现烟叶填充值与水溶性总糖、还原糖均呈极显著负相关；薛超群等[11]就烟叶物理特性与评吸质量的关系进行探究，发现填充值和评吸质量之间的关系较小；郭建华等[12]研究发现初烤烟叶中矿质元素含量与填充值同样密切相关。不同的生态环境、施肥方式等栽培措施的改变也会影响烤烟填充值，郭东峰等[13]研究发现，最高气温、平均最低温度和极端最高气温等气象因子对烟叶填充值有重要影响；李文奎等[14]发现施肥也会对烟叶填充值产生一定影响，在肥料中增加有机肥可以提高烟叶填充值，但全部施用有机肥反而会降低填充值，从而影响烟叶可用性。因此，为了明确凉山州烟叶填充值与化学成分及感官质量的关系，笔者于2020 年选取凉山州云烟87 和红花大金元中部2 个等级烟叶样品进行相关指标的测定和分析，以期为提高烟叶工业可用性提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

于2020 年在四川省凉山州的会理县、会东县、冕宁县、越西县、德昌县和西昌市采集烤烟红花大金元和云烟87 的C2F（中橘二）和C3F（中橘三）等级烟叶样品共85 个，其中云烟87 样品共50 个，红花大金元35 个，每个样品2 kg。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 填充值的测定烟叶去除主脉切丝后在温度（22±1）℃、相对湿度（60±1）%条件下平衡水分48 h 后，采用中国烟草总公司郑州烟草研究院的TCZ-3 填充值仪测定填充值[15]，每个样品测定3 次，取平均值。

1.2.2 化学成分的测定分别采用YC/T 160—2002、YC/T 159—2002、YC/T 162—2002 、YC/T 173—2003、YC/T 161—2002[16-20]的方法测定烟叶中烟碱、水溶性糖、氯、钾、总氮含量，并计算糖碱比、氮碱比和两糖比。

1.2.3 感官质量评价把烟叶样品去除主脉后切丝并混匀，卷制成单料烟[21]。于（22±1）℃的温度和（60±2）%的相对湿度下平衡48 h 以上，由湖北中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家对单料烟样品进行评价。烟叶感官评价指标及赋分标准见表1。

表1 单料烟感官评价赋分

1.3 数据处理

采用Excel 2018 和SPSS 22.0 软件对数据进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 四川凉山州烤烟化学成分的描述性统计分析

2020 年四川省凉山州烤烟烟叶样品的化学成分含量以及协调性指标中，除氯含量在样品间变异系数高达96.77%之外，其他各化学成分含量在样品间的变异系数均较小（总氮、总糖、还原糖、烟碱、钾、糖碱比、氮碱比和两糖比的变异系数分别为17.42%、11.57%、13.11%、27.14%、20.00%、30.58%、32.97%和9.09%），说明凉山州烤烟氯含量变化范围较大，其他化学成分含量变化范围较小，含量较为集中。各化学成分含量及其协调性指标情况见表2。由表2 可知，钾和糖碱比的峰度＜0，为平顶峰，其余指标的峰度均＞0，为尖顶峰；从偏度来看，总糖、还原糖、钾和两糖比的偏度小于零，即与正态分布相比为左偏峰，均值左侧有较多的离散值，其余指标偏度均大于零，与正态分布相比为右偏峰，即均值右侧有较多的离散值。

表2 凉山州烤烟化学成分的描述性统计

2.2 四川凉山州烤烟感官质量的描述性统计

2020 年度四川省凉山州烤烟所采集的烟叶样品各项感官评价的指标在样品间变异系数均很小，香气质、香气量、杂气、刺激性和余味的变异系数分别为1.04%、1.99%、1.20%、0.92%和1.52%。这说明凉山州烤烟感官质量得分情况分布集中。感官评吸得分情况见表3，由表3 可知，香气量和余味的峰度＜0，为平顶峰，其余指标的峰度均大于0，为尖顶峰；从偏度来看，香气量的偏度大于0，即与正态分布相比为右偏峰，均值右侧有较多的离散值，其余指标偏度均小于0，与正态分布相比为左偏峰，即均值左侧有较多的离散值。

表3 凉山州烤烟感官质量的描述性统计

2.3 四川凉山州烤烟填充值特征描述

凉山州烟叶填充值在2.61～6.84 cm3/g 范围内，均值4.23 cm3/g，变异系数为15.6%，说明凉山州烤烟填充值样品之间差异较小。由图1 可知，凉山州烤烟填充值符合正态分布，且集中分布在3.0 ～ 6.0 cm3/g，只有2 个样品填充值小于3 cm3/g 或者大于6 cm3/g。由图2 可知，填充值在品种和等级之间均没有显著差异。

图2 凉山州烟叶填充值在等级（A）和品种间（B）的差异

2.4 四川凉山州烤烟填充值与化学成分及感官质量的关系

2.4.1 填充值与化学成分及感官质量的相关性分析及逐步回归分析凉山州烤烟填充值与化学成分及感官质量的相关分析结果见表4，化学成分含量中总糖和氯含量与填充值呈现显著负相关，而钾含量和填充值呈现显著正相关；感官质量中香气量、刺激性、余味、总分与填充值呈现显著负相关。由逐步回归分析结果可知，回归方程中的变量有3 项：总糖（x1）、刺激性（x2）以及氯（x3），其他和填充值有相关关系却没有进入方程的指标可能是和此3 项有共线性关系，所以在逐步回归过程中被剔除。表5 中3 个逐步回归模型中每次增加一个变量，因此，可以用ΔR2来表示增加该变量时该模型R2的增长量，ΔR2可以理解为增加的变量对该模型拟合度的贡献度，即总糖对该模型的贡献度为0.067，刺激性的贡献度为0.035，氯的贡献度为0.039。由此得到填充值（y）和其他指标的回归方程为y=25.70-0.041x1-1.144x2-0.549x3，可以此定量的描述总糖、刺激性和氯与填充值的关系。

表4 凉山州烤烟填充值与化学成分及感官质量的相关性分析

表5 凉山州烤烟填充值与化学成分和感官质量的逐步回归分析

2.4.2 填充值与化学成分感官质量的平滑回归分析

参考前人[22]的方法，对各个指标进行平滑回归分析，即等样本分组后求平均值，再和对应的烤烟填充值建立线性回归关系，结果见图3。由分析结果可知，凉山州烟叶填充值与刺激性得分的回归方程为y=-1.249 3x+26.089，R2为0.236 8，回归方程达到显著水平；凉山州烟叶填充值与氯含量的回归方程为y=-0.443 1x+4.387，R2为0.085 8；凉山州烟叶填充值与总糖含量的回归方程为y=-0.032 2x+5.2833，R2为0.187 2，回归方程达到显著水平。随着烟叶氯含量和总糖含量的增加，烟叶的填充值随之减小；随着烟叶刺激性得分的增加，烟叶的填充值也随之减小。

图3 凉山州烟叶填充值与化学成分和感官质量的平滑回归分析

3 结论与讨论

凉山州烟叶填充值与化学成分含量及感官质量密切相关，统计分析发现，感官评吸的各个指标的变化较小，化学成分中氯含量在样品之间的变化较大；在品种以及等级之间的差异均未达到显著水平。通过逐步回归分析发现，总糖含量、氯含量（x3）以及刺激性对填充值影响较大，建立的回归模型可以对填充值进行预测，进一步进行等样本平滑回归分析发现，刺激性得分、总糖含量以及氯含量的降低，有助于烟叶填充值的提高。

烟叶的物理特性是衡量其工业可用性的重要指标之一，凉山州烟叶填充值和多个指标都有一定关系，研究结果表明，烟叶香气量和刺激性与填充值呈现显著负相关，这与薛建业等[23]研究结果一致；此研究发现烤烟填充值和总糖含量呈现显著负相关，与王冬等[24]的结论一致；田灵[7]指出烟草中的总糖含量与填充值成反比，而含糖量高则烟叶的吸味也较好，烟碱含量不会直接影响填充值，此研究与其分析结果是一致的；刘新民等[25]研究宣威烤烟质量的时发现，填充值和总氮含量显著相关，且填充值和各项感官质量指标均呈现极显著的负相关，而该研究中则是个别指标呈现显著的负相关，这可能是由于烟叶在不同生态区之间存在的差异。但是，由于简单的相关性分析只能大概地表征填充值与其他特征的一个变化趋势，不能定量反映出他们之间的关系，因此，对填充值与化学成分和感官质量进行逐步回归分析，发现有3 项能够分别独立解释填充值的能力，即刺激性、总糖和氯含量，不是所有与填充值有显著相关性的指标都进入了逐步回归方程，这是由于在逐步回归的分析过程中剔除了共线性的指标。另外，在讨论填充值的时候可以结合烤烟其他物理性状、叶片的细胞结构以及感官质量进行研究，也为以后的研究提供了一个方向。由于烟叶的质量在不同的地区之间表现差异较大，此研究提出的观点以及建立的方程是否适用于其他地区还有待进一步研究。