不同颜色上部烤烟主要品质指标的差异分析

郝贤伟，李 奇，毕一鸣，田雨农，李永生，王 辉，钟永键，王 芳，徐秀红，付秋娟，孙婷婷，韩 晓

（1.浙江中烟工业有限责任公司 技术中心，浙江 杭州 310024；2.福建武夷烟叶有限公司，福建 邵武 354000）；3.中国农业科学院 烟草研究所，山东 青岛 266101

上部烟叶占烟叶总产量30%～45%，是重要的卷烟原料[1]，我国上部烟叶普遍存在叶片结构紧、身份厚、成熟度不够的问题，导致其烟碱含量高、劲头及刺激性大以及杂气较重，不适合在一、二类卷烟中作配方[2]。此外，上部烟叶受烤烟品种、生态条件、栽培措施及烘烤工艺等不同因素的影响，烟叶颜色的深浅、明暗等也存在关系，其化学成分及感官评吸质量差异也更加明显。因此，研究上部烟叶颜色与化学成分及感官质量的关系，对于指导卷烟工业企业上部烟叶调拨及分选具有重要的指导意义。

烟叶颜色是外观质量评价的重要指标，是国家烤烟分级标准的第二分组因素，与烟叶品质具有密切的关系[3]。陈健等[4]、左伟标等[5]分别研究了西南清甜香型产区及南岭丘陵焦甜醇甜香型产区烤烟外观与内在质量的关系，认为颜色深浅与钾含量、氮碱比、糖碱比呈极显著负相关，且颜色深浅是影响清甜香型烟叶风格及质量的关键外观质量特征指标；张艳艳等[6]研究了山东烤烟外观质量特征，发现烟叶颜色、成熟度、油分、色度与评吸总分及其他感官指标呈极显著正相关；蔡宪杰等[7]研究了黄淮焦甜香型产区烤烟外观特征与内在质量的关系，认为颜色深浅对总氮有较强的直接正向影响；杨景全等[8]、曾涛等[9]借助色差仪测定烟叶颜色参数，分析了不同色度烟叶与常规化学成分及感官质量的相关性；刘伟等[10]研究了烘烤过程中烟叶颜色值与碳水化合物含量间的关系。上述研究大多聚焦在某一产地或某一生态区域的烟叶，或侧重研究颜色参数测定值与常规化学成分或感官质量间的关系，而系统研究全国植烟区不同颜色（浅橘黄、橘黄和深橘黄）上部烟叶各类化学成分和感官评价指标的差异鲜见报道。因此，拟通过对不同颜色上部烤烟的常规化学成分、中微量元素、多酚、非挥发有机酸和高级脂肪酸、挥发性致香成分及感官评价指标的差异分析，明确不同颜色上部烤烟化学成分及感官质量指标的变化特征，为卷烟企业上部烟叶二次分选及配方使用提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2020 年，在安徽（皖南）、福建（龙岩、南平）、广西（百色）、贵州（毕节、铜仁）、河南（洛阳、南阳、三门峡）、湖北（恩施、十堰）、湖南（郴州、湘西、永州、长沙）、江西（赣州）、山东（潍坊）、四川（凉山）、云南（楚雄、大理、红河、昆明、普洱、曲靖、文山、玉溪）、重庆等12 个产烟大省（区、市）的27 个地区，各收集B2F烟叶样品（大货样品）2份，共54份，进一步通过颜色差异（浅橘、橘黄和深橘）进行细化分类，共获得样品110份，每份样品1.5～2.0 kg。

1.2 分析方法

1.2.1 样品制备 每份样品均由中国农业科学院烟草研究所外观质量鉴定专家按照GB 2635—92《烤烟》中的方法进行外观性状鉴定，鉴定后将样品进行物理指标测定，剩余烟叶全部去梗切成（0.9±0.1）mm宽的烟丝，混匀，一部分卷烟，用于感官质量评价；一部分粉碎，磨成粉末（0.25 mm）用于化学成分测定。

1.2.2 化学成分指标检测 常规化学成分、部分中微量元素、醚提物及多酚含量由农业农村部烟草产业产品质量监督检验测试中心测定。主要包括总植物碱（测定方法参照YC/T 468—2013），总糖、还原糖（YC/T 468—2013），总氮（YC/T 161—2002），钾（YC/T 217—2007），氯（YC/T 162—2002），pH 值（YC/T 222—2007），淀粉（YC/T 216—2007），钙（YC/T 174—2003），硫（YC/T 284—2009），镁（YC/T 175—2003），醚提物（YC/T 176—2003），多酚（YC/T 202—2006），磷（DB 53/T 357—2011）。

硼含量测定采用姜黄素比色法[11]；非挥发有机酸与高级脂肪酸含量测定采用衍生化法[12]；挥发性致香成分含量测定采用同时蒸馏萃取法[13]。

1.2.3 感官质量鉴定 由浙江中烟工业有限责任公司组织评吸专家依据浙江中烟企业标准进行评价，感官质量评价包括细腻感、清晰度、香气量、杂气、润感、刺激性、余味、烟气浓度、劲头[14]。

1.3 数据统计

利用Excel 2013、DPS 19.50 统计分析软件进行数据统计分析，多重比较采用Duncan’s 新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同颜色上部烟叶品质指标数据基本统计特征

由表1 可知，不同颜色上部烟叶化学成分及衍生指标（糖碱比、氮碱比）存在较大变异，其变异系数[7]在1.80%～53.13%。pH 值变异最小，为弱变异，其他指标均为中等变异，氯、莨菪亭和紫罗兰酮变异系数稍大。从偏度和峰度系数看，所有指标均接近正态分布。由表2 可知，所有上部烟叶样品香气量均在略足～略足+范围内，以略足为主；劲头中等～中等+；烟气浓度中等+～较大-；刺激性稍有-毛刺～稍有+毛刺，以稍有毛刺为主；杂气以稍有青杂气和稍有木质气为主。从感官质量评价得分可以看出，各指标变异较小，变异系数在2.47%～11.82%，除杂气为中等变异外，其他指标均为弱变异，说明感官质量稳定性较好；从偏度和峰度系数看，各指标均接近正态分布。

表1 不同颜色上部烟叶化学成分指标数据基本特征Tab.1 The basic data characteristics of chemical composition indicators in upper tobacco leaves of different colors

2.2 不同颜色上部烟叶常规化学成分指标及中微量元素含量差异

不同颜色上部烟叶常规化学成分及中微量元素含量差异分析结果见表3（只列出差异显著的指标，下同）。由表3可知，烟碱、总糖、钾、全钙含量和pH 值在不同颜色上部烟叶中存在显著差异。橘黄和浅橘黄烟叶烟碱含量差异显著；浅橘黄烟叶钾含量、pH 值与橘黄和深橘黄烟叶差异显著，橘黄和深橘黄烟叶间没有差异；深橘黄烟叶总糖和全钙含量与浅橘黄烟叶差异显著。随上部烟叶颜色加深，烟叶钾含量升高，总糖、全钙含量和pH值下降。

表3 不同颜色上部烟叶常规化学成分及中微量元素含量差异Tab.3 Differences of conventional chemical components and medium&trace elements in upper tobacco leaves of different colors

2.3 不同颜色上部烟叶醚提物和多酚含量差异

从表4 可知，浅橘黄烟叶中醚提物含量与橘黄和深橘黄烟叶差异显著，橘黄和深橘黄烟叶间没有差异。随上部烟叶颜色加深，醚提物含量逐渐升高。从多酚类物质变化可知，浅橘黄烟叶的绿原酸含量显著高于橘黄和深橘黄，橘黄和深橘黄烟叶间没有差异；浅橘黄和深橘黄烟叶咖啡酸含量差异显著；深橘黄烟叶莨菪亭含量显著高于浅橘黄和橘黄烟叶，浅橘黄和橘黄烟叶间没有差异。随上部烟叶颜色由浅转深，绿原酸、咖啡酸含量逐渐降低，莨菪亭含量则逐渐上升；芸香苷含量在不同颜色上部烟叶中差异不显著。

表4 不同颜色上部烟叶醚提物和多酚含量差异Tab.4 Differences of ether extracts and polyphenols in upper tobacco leaves of different colors

2.4 不同颜色上部烟叶非挥发有机酸、高级脂肪酸含量差异

由表5 可知，深橘黄烟叶中非挥发有机酸草酸含量显著高于浅橘黄和橘黄烟叶，橘黄和浅橘黄烟叶间没有差异；浅橘黄烟叶琥珀酸含量显著低于橘黄和深橘黄烟叶；浅橘黄和深橘黄烟叶中富马酸含量差异显著。随上部烟叶颜色加深，草酸、琥珀酸含量逐渐升高，富马酸含量下降。高级脂肪酸棕榈酸含量在浅橘黄、橘黄和深橘黄烟叶中均有显著差异，其含量表现为浅橘黄＞橘黄＞深橘黄；深橘黄烟叶中硬脂酸和油酸+亚油酸含量显著低于浅橘黄烟叶。棕榈酸、硬脂酸、油酸+亚麻酸含量，均随上部烟叶颜色加深逐渐降低。

表5 不同颜色上部烟叶非挥发有机酸、高级脂肪酸含量差异Tab.5 Differences of nonvolatile organic acids and higher fatty acids in upper tobacco leaves of different colors

2.5 不同颜色上部烟叶挥发性致香成分含量差异

由表6 可知，浅橘黄烟叶中挥发性致香成分2，3-联吡啶、巨豆三烯酮、大马酮、紫罗兰酮、新植二烯、香叶基香叶醇含量显著低于深橘黄烟叶，随上部烟叶颜色加深含量升高，橘黄和深橘黄烟叶差异不显著；肉豆蔻酸含量规律不完全一致，以浅橘黄烟叶含量最高。可见，除肉豆蔻酸外，颜色越深的烟叶其挥发性致香成分含量越高。

表6 不同颜色上部烟叶挥发性致香成分含量差异Tab.6 Differences of volatile aroma components in upper tobacco leaves of different colors μg/g

2.6 不同颜色上部烟叶感官评价指标差异

由表7 可知，不同颜色上部烟叶对感官评价指标的影响较大，主要影响评价指标中的细腻感、清晰度、杂气、润感、刺激性、余味、浓度、劲头。浅橘黄烟叶的细腻感、清晰度、杂气、润感、刺激性和余味得分显著高于深橘黄烟叶，浅橘黄和橘黄烟叶间没有显著差异；浅橘黄烟叶的烟气浓度和劲头得分显著低于橘黄和深橘黄烟叶。可见，浅橘黄烟叶细腻感好，清晰度高，刺激性和杂气较低，余味更舒适，烟气浓度和劲头均小于深橘黄烟叶。

表7 不同颜色上部烟叶感官评价指标差异 分Tab.7 Differences of sensory quality evaluation indicators of upper tobacco leaves with different colors Score

3 结论与讨论

本研究中，不同颜色上部烟叶淀粉含量钾含量随颜色加深而升高，与唐宇等[15]结果不一致。唐宇等[15]研究发现，钾含量在不同颜色烟叶中没有差异。造成这种现象的原因可能是取样范围或研究对象不同，不同部位烟叶中钾在烟株内的积累可能会不同。

随上部烟叶颜色由浅转深，绿原酸含量逐渐降低，莨菪亭含量逐渐上升，芸香苷含量在不同颜色上部烟叶中没有差异。该研究结果与过伟民等[16]、杨树勋[17]的结果一致，说明烤后烟叶多酚含量的变化很大程度上反映了调制后烟叶颜色的深浅。其原因可能是多酚类物质在烟叶调制过程中，通过酶促棕色化反应降解形成醌类等棕色、褐色色素，而棕色、褐色色素形成和积累的先决条件是绿原酸和芸香苷的酶促氧化，因而颜色越深的烟叶绿原酸和芸香苷含量越低。酶促棕色化反应中多酚同时与糖类、氨基酸及矿物质结合形成分子质量大小不等、颜色各异的复合色素，这些复合色素颜色的深浅与其分子质量大小有密切关系，分子质量越大，颜色越深；分子质量越小，颜色越浅[17]。本研究中，莨菪亭含量随烟叶颜色变深而升高，与绿原酸的含量变化正好相反，推测莨菪亭可能在棕色化反应中产生的是分子质量较小的复合色素，因而颜色越浅的烟叶其莨菪亭含量越低，或推测莨菪亭未参与棕色化反应，有待深入研究。

烟叶中的非挥发有机酸和高级脂肪酸在烟叶品质评价中起着重要的作用。一般认为，非挥发有机酸与生物碱结合生成盐，调节烟叶的酸碱度，使吃味醇和，增加烟气浓度；高级脂肪酸中的饱和脂肪酸（棕榈酸和硬脂酸等）会增加烟气的脂肪味或蜡味，不饱和脂肪酸（亚油酸、油酸和亚麻酸等）会增加刺激性[8]。本研究明确了不同颜色上部烤烟中非挥发有机酸和高级脂肪酸含量差异，随上部烟叶颜色加深，草酸、琥珀酸含量逐渐升高，富马酸含量下降；高级脂肪酸含量则随烟叶颜色加深含量降低。

本研究中，随上部烟叶颜色加深，巨豆三烯酮、紫罗兰酮和大马酮含量逐渐升高，其中巨豆三烯酮和紫罗兰酮含量变化与刘阳等[18]的研究结果一致，而大马酮的含量变化不一致。刘阳等[18]认为，随烟叶颜色加深，大马酮含量下降。其原因可能与研究对象的生态区域及样品等级有关，且烟叶中香气成分含量属于微量，易发生相互作用，容易产生不同的结论，后续仍需继续关注取样地点、等级及香气成分检测精度等问题，以明确不同颜色不同等级香气成分的差异特征。

从感官品质指标看，浅橘黄烟叶细腻感好，清晰度高，刺激性和杂气降低，余味更舒适，烟气浓度和劲头小于深橘黄烟叶，与唐宇等[15]、刘阳等[18]的结果一致。虽然各卷烟企业感官评价指标有所不同，但总体感官评价结果基本一致，也进一步验证了刘阳等[18]的观点，认为浅橘黄～橘黄烟叶具有较好的感官评吸质量。

本研究中，从化学成分看，浅橘黄烟叶总糖、全钙、pH值、绿原酸、咖啡酸、富马酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸+亚油酸和肉豆蔻酸含量较高，而烟碱、钾、醚提物、莨菪亭、草酸、琥珀酸及除肉豆蔻酸外的挥发性致香成分含量较低；深橘黄烟叶正好相反，橘黄烟叶大多介于两者之间。从感官评价质量看，浅橘黄烟叶细腻感和润感较好，清晰度较高，杂气和刺激性较小，余味舒适；深橘黄烟叶细腻感、润感、清晰度、余味均不如浅橘黄烟叶，杂气和刺激性稍大，烟气浓度和劲头均大于浅橘黄烟叶。综上，颜色是反映烟叶内在化学成分及感官质量的重要外观指标，可作为卷烟企业烟叶分选分类依据。