邵武煙葉常規化學成分質量評價①

沈建平，郭建華，曾 強，丁應福，徐辰生，申洪濤，李小龍*，張仕祥*

(1 南平市煙草公司邵武分公司，福建邵武 354000；2 中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州 450001；3 煙草行業生態環境與煙葉質量重點實驗室，鄭州 450001；4 福建省煙草公司南平市公司，福建南平 353000；5 河南中煙工業有限責任公司，鄭州 450016)

煙葉作為煙草工業企業的基礎原料和商業企業的商品，其高品質是煙草行業工商企業共同追求的目標。烤煙品質包括外觀質量、化學成分、物理特性和感官質量[1]。煙葉化學成分是品種、氣候、土壤與栽培調制技術綜合作用的結果[2]。煙葉常規化學成分是影響煙葉內在質量的基礎，煙葉中的常規化學成分對煙葉內在質量有重要影響，其中總糖、還原糖、總堿、總氮等指標與吸味有關，鉀和氯的含量與煙葉的燃燒性直接相關，還有一些二級指標如氮堿比(總氮/煙堿)、糖堿比(還原糖/煙堿)影響到煙葉的吸味協調性[3-4]。煙葉中這些主要的常規化學成分在很大程度上決定了煙氣的特性，進而影響煙葉的品質[5-6]，因此，常規化學指標是煙葉化學成分協調性的評價依據，在煙葉質量評價中具有重要的作用。

邵武市是福建省的重要植煙地區之一，但迄今為止有關邵武煙葉常規化學性質的文獻報道甚少。為了深入了解邵武煙葉質量狀況，挖掘邵武煙葉特色，本文特對邵武煙葉進行質量評價，旨在為邵武調整煙草農業生產措施提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 產地概況

邵武市位于我國福建省西北部，117°02′～117°52′E，26°55′～27°35′N，土地面積 2 852 km2，是我國福建省商品糧基地之一，森林覆蓋率達70%，為閩北“林海糧倉”。地勢由北部、西南部向中部、東南部富屯溪谷地傾斜，海拔130～1 524 m。

邵武市屬中亞熱帶濕潤季風氣候，全年溫暖濕潤，光、熱和水資源豐富，年均氣溫18 ℃，年均降雨量1 600 mm，無霜期280 d。屬于我國東南煙草種植區，是我國最適宜種植煙草的地區之一[1]。植煙土壤主要有水稻土，常年植煙面積3 700 hm2，烤煙收購量7 500 t左右。

1.2 供試材料

依據烤煙國家標準[7]，2013年度，在沿山、城郊、水北、吳家塘和大埠崗等 5個鄉鎮采集具代表性的K326烤后 C3F(中部煙葉)和 B2F(上部煙葉)等級煙葉樣品，其中沿山和城郊取樣各4套，水北、吳家塘和大埠崗各2套，計14套28個煙葉樣品；在衛閩、洪墩和拿口等3個鄉鎮采集具代表性的云煙87烤后C3F和B2F等級煙葉樣品各2套，計6套12個煙葉樣品；在大竹、和平和肖家坊等3個鄉鎮采集具代表性的翠碧1號烤后C3F和B2F等級煙葉樣品各2套，計6套12個煙葉樣品，共計采集26套52個煙葉樣品。

1.3 前處理與檢測

對采集的煙葉樣品人工抽取主脈后，粉碎其余部分過20目尼龍篩，采用煙草行業標準方法——連續流動分析法檢測煙葉中煙堿[8]、總氮[9]、還原糖[10]、淀粉[11]、鉀[12]和氯[13]等含量。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010進行數據整理和作圖。

2 結果與分析

2.1 煙堿、總氮和氮堿比

2.1.1 煙堿 煙堿是煙葉質量中最重要的化學成分，其含量直接決定煙葉內在品質、安全性和可用性，適宜的煙堿含量是優質低害煙葉生產所追求的目標[14]。煙草工業企業因卷煙產品特點對煙葉原料的煙堿含量的要求也不盡相同，但多數工業企業能接受的煙堿含量范圍為中部煙葉17.0～32.0 g/kg，上部煙葉20.0 ～40.0 g/kg。煙堿含量又受到生態環境[15-16]、種植品種[17]、栽培管理措施[18-22]、煙葉部位[23]、肥料用量(特別是氮肥用量)[24-25]等多種因素的共同影響。一般情況下，煙堿含量在不同葉位的分布表現為上部葉＞中部葉＞下部葉[23]。

邵武 C3F等級煙葉中煙堿含量介于 12.2～28.1 g/kg，平均含量為21.2 g/kg；B2F等級煙葉的煙堿含量介于25.0～50.2 g/kg，平均含量為37.9 g/kg，B2F等級煙葉煙堿高于C3F等級煙葉。由圖1可知，沿山、城郊、水北、大埠崗等鄉鎮的B2F等級煙葉煙堿含量稍高；衛閩、和平C3F等級煙葉煙堿含量偏低，其他各鄉鎮的C3F和B2F等級煙葉煙堿含量均較為適宜。

圖1 邵武主要鄉鎮煙葉的煙堿含量Fig. 1 Contents of total alkaloid (TA) in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.1.2 總氮 氮素是煙堿合成必需物質，氮素對煙草制品的感官質量具有重要影響，煙草對氮素營養非常敏感。煙草要正常生長，前期必須有足夠的氮素，而后期煙株葉片達到最大葉面積時土壤的氮素應全部消耗，才能保證煙葉適時成熟落黃。不適量的氮素供應將導致煙葉質量惡化，氮素過多，氮代謝旺盛，煙葉難以正常生理成熟，不易調制，質量會嚴重下降[26]。因此總氮含量是煙葉化學成分評價的重要指標，國際優質煙葉的總氮含量在15.0～30.0 g/kg為宜[27]，也有研究認為煙葉總氮含量在17.0～28.0 g/kg為宜。

邵武 C3F等級煙葉中總氮含量為 12.8 ～20.7g/kg，平均含量17.7 g/kg；B2F等級煙葉的總氮含量為17.6～30.2g/kg，平均含量24.1 g/kg。邵武煙葉中氮素含量總體較為適宜，僅吳家塘 C3F等級煙葉中的總氮平均含量為12.9 g/kg，相對較低(圖2)。

圖2 邵武主要鄉鎮煙葉的總氮含量Fig. 2 Contents of total nitrogen (TN) in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.1.3 氮堿比 氮堿比是煙葉中總氮和煙堿(總植物堿)含量的比值，氮堿化是衡量煙葉含氮化合物轉化情況的重要指標之一，有關研究表明致香物質含量與氮堿比呈極顯著正相關關系[28]。優質烤煙氮堿比以 1.0左右為宜[29]，但因海拔、氣候、土壤以及種植水平的差異，我國煙葉的氮堿比差異較大，烤煙煙葉的氮堿比值處于0.65～1.35亦可為多數工業企業接受。

邵武C3F等級煙葉中氮堿比為0.71～1.36，平均0.86；B2F等級煙葉的氮堿比為0.53～0.89，平均0.64；煙葉中氮堿比總體較為適宜，但B2F的氮堿比偏小，其中吳家塘和大埠崗氮堿比偏低(圖 3)，但可通過肥料運籌加以調整。

圖3 邵武主要鄉鎮煙葉的氮堿比Fig. 3 Ratios of TN to TA in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.2 鉀、氯和鉀氯比

2.2.1 鉀 鉀素是品質元素，煙葉鉀含量高不僅能提高燃燒性、降低焦油產生量，還可提高香氣含量、改善煙葉香吃味和安全性，對煙葉外觀和內在品質均有良好的影響[14]。理論上煙葉鉀含量可在20～80 g/kg范圍內，國際上普遍認為優質煙煙葉鉀含量應高于25 g/kg。國外一些煙葉質量較好的國家如美國、津巴布韋的煙葉鉀含量一般為40～60 g/kg，巴西煙葉鉀含量為30～40 g/kg。相比而言，中國煙葉鉀含量普遍偏低，部分地區的煙葉鉀含量甚至低于 20 g/kg(優質煙葉鉀含量的最低值)[30]。

邵武C3F等級煙葉鉀含量為24.2～36.5 g/kg，平均含量30.5 g/kg；B2F等級煙葉的鉀含量為18.6 ～55.1 g/kg，平均含量23.4 g/kg。總體看來邵武煙葉鉀含量處于較高的水平，但從具體鄉鎮來看，吳家塘、和平和肖家坊的B2F等級煙葉中的鉀含量(圖4)仍低于20 g/kg。

圖4 邵武主要鄉鎮煙葉的鉀含量Fig. 4 Contents of K+ in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.2.2 氯 氯是烤煙必需的營養元素[31]，煙葉氯含量的高低決定了煙葉的工業可用性和經濟效益，煙葉氯含量過低或過高都會直接影響煙葉的利用率[32]。一般認為，品質優良的煙葉其氯含量在3～8 g/kg[33]，但也有研究認為是4～8 g/kg，煙葉含氯過低(＜4 g/kg)，葉片吸濕性與彈性差，易破碎，填充力降低[34]；氯含量過高嚴重影響煙葉的質量，煙葉的燃燒性變差，陰持火能力降低，煙味變劣和煙灰顏色變暗變黑[35]。

邵武C3F等級煙葉氯含量為2～5.3 g/kg，平均含量2.9 g/kg；B2F等級煙葉的氯含量為2.4～5.2 g/kg，平均含量3.4 g/kg。各鄉鎮煙葉的氯平均含量結果見圖5，多數鄉鎮煙葉樣品氯含量偏低，這與南平煙區煙田土壤的氯含量處于較低及低水平有關[36]。

圖5 邵武主要鄉鎮煙葉的氯含量Fig. 5 Contents of Cl- in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.2.3 鉀氯比 煙葉鉀氯比指標主要用于評價煙葉的燃燒性能，通常認為烤后煙葉的鉀氯比＞4.0且比值越大越好，也有認為其值4～10為宜[33]。邵武C3F等級煙葉鉀氯比為6.93～17.12，平均10.98；B2F等級煙葉的鉀氯比為4.66～18.25，平均7.32。各鄉鎮煙葉的鉀氯比平均結果見圖 6，煙葉中鉀氯比值均＞4.0，表明邵武煙葉鉀氯比適宜。

2.3 還原糖及糖堿比

2.3.1 還原糖 烤煙中含有大量的水溶性糖，燃吸時產生酸性物質抑制煙氣中的堿性物質，使煙氣的酸堿平衡適度，降低刺激性，產生令人滿意的吃味，同時也是形成香味成分的重要前體物質[37]。烤煙還原糖含量與調制方法、加工工藝、煙葉配方及香精香料的使用均有密切的關系，它直接影響葉片的感觀質量、加工后煙絲的質量及評吸時的香氣與吃味[38]。一般烤煙還原糖含量在100～250 g/kg，其含量160 ～220 g/kg為宜[39]。亦有研究表明還原糖含量在220 ～240 g/kg范圍內，香味和吸味均較佳，還原糖含量在23.0% 時評吸質量最佳[40]。

邵武 C3F等級煙葉中還原糖含量為 216.0 ～295.5 g/kg，平均含量251.5 g/kg；B2F等級煙葉的還原糖含量為163.4～299.7g/kg，平均含量208.3 g/kg。各鄉鎮煙葉的還原糖含量結果見圖7，總體上C3F等級煙葉的還原糖含量高于 B2F等級煙葉，與黎妍妍等[39]研究結果一致，多數鄉鎮煙葉還原糖含量為180 ～270 g/kg，處于適宜和較適宜的范圍內。

2.3.2 糖堿比 糖堿比是最常用的衡量煙葉內在品質和香氣吸味品質的重要指標，用于評價煙葉吃味和刺激性。煙葉糖堿比在產區、品種和等級間均存在著顯著差異[41]。通常認為，糖堿比在8.0～12.0為宜[27]，也有認為在6.0～10.0范圍最為適宜[41]，也有研究認為煙葉糖堿比在 8.0～22.0 或 8.0～24.0 范圍內，其感官品質較好[42-43]。

圖6 邵武主要鄉鎮煙葉的鉀氯比Fig. 6 Ratios of K+ to Cl- in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

圖7 邵武主要鄉鎮煙葉的還原糖Fig. 7 Contents of reducing sugar (RS) in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

邵武C3F等級煙葉糖堿比為8.37～19.82，平均為12.66；B2F等級煙葉的糖堿比為3.54～11.19，平均 5.86。各鄉鎮煙葉的糖堿比值結果見圖 8，各鄉鎮C3F等級煙葉的糖堿比均在8.0～20.0之間，多數在10.0左右，含量范圍適宜；B2F等級煙葉糖堿比只有衛閩和肖家坊高于8.0，其余鄉鎮均低于8.0；邵武煙葉的氮堿比值大部分鄉鎮較為適宜。

圖8 主要鄉鎮煙葉的糖堿比Fig. 8 Ratios of RS to TA in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.4 淀粉

新鮮煙葉中淀粉的含量可達400 g/kg[44]，在烘烤調制的過程中，經過一系列復雜的化學反應，大部分淀粉會被降解為還原糖等小分子化合物，因此煙葉的化學成分與外觀物理結構都會有很大改變[45]。當前國外優質烤煙的淀粉含量一般被控制在 20 g/kg以下，而國內優質烤煙的淀粉含量則在40～60 g/kg[46]。研究認為，由淀粉降解產生的小分子化合物在燃吸過程中會裂解產生酸性物質，這些酸性物質在中和含氮化合物燃燒過程中產生的堿性氣體方面有著重要作用，烤后煙葉淀粉含量偏高會增加燃燒過程中刺激性氣味的產生量，對煙葉的外觀質量以及吃味產生不良影響[47]。煙葉的淀粉含量受生態條件、管理措施等多種因素影響[46]，但烘烤是控制烤煙淀粉含量的關鍵措施，在烘烤過程中，淀粉在淀粉酶的作用下快速降解[48]。同時，烤后煙葉的淀粉含量也是衡量烘烤工藝水平的一個重要參數。

邵武 C3F等級煙葉中淀粉含量為 19.2～46.4 g/kg，平均含量35.6 g/kg；B2F等級煙葉的淀粉含量為28.7～59.2 g/kg，平均含量40.8 g/kg。各鄉鎮煙葉的淀粉含量結果見圖 9，淀粉平均含量均低于 60 g/kg，處于適宜含量范圍內。

3 討論

煙葉化學成分是品種、氣候、土壤與栽培調制技術綜合作用的結果[2]。依據邵武的土壤和氣候特點以及種植習慣，將邵武劃分為水北、沿山、和平和拿口等4個基地單元，其平均海拔200 m左右，水北和沿山220 m左右，和平280 m左右，年平均氣溫隨著海拔的升高略下降，相差不到0.5 ℃，平均海拔和年均氣溫的差異不大。

圖9 邵武主要鄉鎮煙葉的淀粉含量Fig. 9 Contents of starch in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

和平基地單元主要種植翠碧1號，拿口基地單元種植云煙87，水北和沿山基地單元種植K326；翠碧1號的移栽期通常在2月初，畝均施用純氮7.5～8.0 kg，正常情況下，整個大田生育期在105～115 d；K326和云煙87移栽在3月初，畝均施用純氮8.5～9.0 kg，整個大田生育期在120～130 d。翠碧1號施肥量低于K326和云煙87，K326和云煙87用肥量相當。翠碧1號是煙草特色品種，其獨特的氣候要求使得其煙葉質量與K326和云煙87有較大的區別，對其進行質量評價時通常有特殊要求，基于其特殊性，工業企業對其化學成分要求也常異于常規品種。

由此可見，邵武煙區煙葉常規化學成分差異因歸因于品種適宜性不同，調整施肥量和移栽期，改變了各品種煙草大田生育期的養分供應與水熱狀況。

4 結論

邵武煙葉常規化學成分含量適宜且比例較協調。煙堿和總氮含量適宜，氮堿比值較協調；煙葉鉀含量高，氯含量較低，鉀氯比指標優良(均 ＞4.0)；C3F等級煙葉還原糖含量和糖堿比總體適宜，個別鄉鎮的B2F等級煙葉糖堿比偏低；邵武煙葉淀粉含量較低。但部分鄉鎮煙葉中部和上部之間的化學成分差異較大，需要控制上部煙葉采收成熟度并根據煙葉素質優化烘烤參數，均衡不同部位煙葉的化學成分。

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