云南羅平煙區煙葉主要化學成分含量及其與感官質量的相關性

李 超，劉永來，關羅浩

（廣東中煙工業有限責任公司，廣東 廣州510000）

0 引言

【研究意義】煙葉化學成分是煙葉質量評價的重要指標，也是工業企業原料選用的重要依據，一直備受研究者的關注［1－3］。但由于我國植煙區域分布面廣，不同地域生態條件差異明顯，所產煙葉的化學成分含量存在明顯差異。云南省羅平縣位于北回歸線附近的滇東高原，年產烤煙約3.25萬t，是我國傳統優質煙葉的主產區之一。境內地形復雜，立體氣候差異明顯，土壤類型復雜多樣，其自然條件造成羅平縣境內煙葉質量風格的差異。因此，明確羅平煙區煙葉化學成分狀況對于促進煙葉在卷煙配方中的合理使用具有重要意義。【前人研究進展】近年來，關于羅平縣煙葉化學成分含量特征已有較多研究報道。李自強等［4］研究了羅平縣不同海拔高度和土壤類型與中部煙葉化學成分的關系。王亞虹等［5］研究了土壤堿解氮及速效鉀對羅平煙葉鉀含量的影響。董建新等［6－7］等分析比較了羅平縣不同品種煙葉的化學成分和香氣成分的差異。【研究切入點】未見羅平縣不同區域（鄉鎮）主要化學成分含量與感官質量相關性的研究報道，為此，選擇2015－2018年羅平縣10個植煙鄉鎮的423個中上部煙葉樣品進行研究。【擬解決的關鍵問題】探明羅平縣各鄉各鄉鎮中上部葉主要化學成分的含量及其與感觀評吸質量的相關性，以期為其生產技術方案的改進和卷煙配方的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

煙葉樣品：C3F和B2F等級煙葉樣品共423個，其中，中部葉（C3F）213個，上部葉（B2F）210個，于2016－2019年采自云南羅平縣羅雄鎮、大水井鄉、板橋鎮、鐘山鄉、舊屋基彝族鄉、九龍鎮、馬街鎮、老廠鄉、富樂鎮和阿崗鎮等10個主要植煙鄉鎮。

1.2 方法

1.2.1 煙葉化學成分測定 煙葉樣品經過50℃烘干，去梗粉碎后按照行業標準YC／T 159－2002、YC／T 161－2002、YC／T 173－2003、YC／T 162－2002和YC／T 216－2013的方法采用連續流動法測定煙堿、總氮、還原糖、鉀、氯和淀粉的含量。煙葉化學成分的含量是否適宜，參照文獻［8］的優質煙葉化學成分含量標準判定。優質煙葉化學成分含量標準：還原糖含量為18%～24%，煙堿含量為1.50%～3.50%，總氮含量為1.50%～2.50%，鉀含量＞1.50%，氯含量為0.30%～0.80%，淀粉含量＜5.00%，糖堿比為8.00～12.00，氮堿比為1.00左右，鉀率比＞4.00［8］。

1.2.2 感官評價質量與主要化學成分的相關性 采用簡單相關分析法對感官評吸結果與主要化學成分進行相關性分析。感官評價質量：煙葉樣品經去梗、切絲、烘干和平衡水分后卷制成卷煙，由廣東中煙工業有限責任公司評吸小組人員對香氣質、香氣量、濃度、雜氣、刺激性、余味和勁頭等7個指標采用9分制打分進行評價。

1.2.3 聚類分析 采用平方歐氏距離法對羅平縣10個主要植煙鄉鎮上部煙葉（B2F）和中部葉（C3F）的煙堿、總氮、還原糖、鉀、氯和淀粉含量進行系統聚類分析。

1.3 數據處理

采用Excel 2010和PASW Statistics 18對數據進行統計、分析與制圖，用鄧肯氏新復極差法（Duncan）進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 羅平縣煙葉主要化學成分的含量

2.1.1 上部葉 從表1看出，上部葉還原糖含量為12.40%～29.68%，平均21.03%；煙堿含量為1.96%～4.86%，平均3.28%；總氮含量為1.59%～3.13%，平均2.33%；鉀含量為0.83%～2.39%，平均1.51%；氯含量為0.04%～1.68%，平均0.39%；淀粉含量為1.04%～8.60%，平均2.90%；糖堿比為2.80～13.53，平均6.74；氮堿比為0.52～1.06，平均0.72；鉀氯比為0.49～50.99，平均9.46。其中，還原糖、煙堿、總氮和鉀、氮堿比變異系數相對較小，均＜20.0%；氯含量和鉀氯比變異系數較大，分別達84.6%和96.5%；煙葉氯、淀粉、糖堿比、氮堿比和鉀氯比的峰度系數均＞0，分布較集中，為尖峭峰。還原糖、煙堿、總氮和鉀含量的峰度系數均＜0，其分布較分散，呈平坦寬闊峰。總體看，羅平縣上部煙葉還原糖、總氮和淀粉的含量適較適中，部分樣品煙堿含量偏高，鉀和氯含量偏低。

表1 羅平縣上部葉（B2F）及中部葉（C3F）化學成分的含量Table 1 Chemical component content in upper leaves（B2F）and middle leaves（C3F）of flue－cured tobacco in Luoping County

2.1.2 中部葉 從表1可知，中部葉還原糖含量為11.20%～33.24%，平均24.66%；煙堿含量為1.00%～3.75%，平均2.07%；總氮含量為1.50%～2.61%，平均1.87%；鉀含量為0.29%～2.99%，平均1.68%；氯含量為0.04%～1.99%，平均0.32%；淀粉含量為0.88%～7.71%，平均3.48%；糖堿比為3.28～31.99，平均12.91；氮堿比為0.60～1.54，平均0.94；鉀氯比為0.61～56.39，平均13.45。其中，還原糖、總氮和氮堿比等指標的變異系數相對較小，均＜20.0%；氯和鉀氯比的變異系數相對較高，分別達96.9%和98.7%。還原糖、煙堿、鉀、氯、淀粉、糖堿比、氮堿比和鉀氯比的峰度系數均≥0，其分布較為集中，為尖峭峰。總氮的峰度系數小于0，其分布較為分散，為平闊峰。總體看，羅平縣中部煙葉總氮、煙堿、淀粉的含量相對適宜，部分樣品的鉀含量相對較低，部分樣品的還原糖含量相對較高，糖堿比較高。

2.2 羅平縣各鄉鎮煙葉化學成分的含量

2.2.1 上部葉 從表2可知，羅平縣不同鄉鎮間上部煙葉主要化學成分含量的變化。還原糖：阿崗鎮最高，為22.21%；鐘山鄉其次，為21.99%；富樂鎮最低，為19.19%；富樂鎮和舊屋基彝族鄉顯著低于鐘山鄉和阿崗鎮，但與其余鄉鎮間差異不顯著，其余鄉鎮間差異不顯著。煙堿：舊屋基彝族鄉最高，為3.87%；鐘山鄉其次，為3.52%；富樂鎮最低，為3.10%；舊屋基彝族鄉顯著高于其余鄉鎮，富樂鎮顯著低于鐘山鄉，其余鄉鎮間差異不顯著。總氮：舊屋基彝族鄉最高，為2.55%；老廠鄉和富樂鎮其次，均為2.46%；大水井鄉最低，為2.07%；舊屋基彝族鄉顯著高于除老廠鄉、富樂鎮、阿崗鎮和鐘山鄉外的其余鄉鎮，大水井鄉顯著低于除羅雄鎮、九龍鎮和馬街鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異顯著或不顯著。鉀：老廠鄉最高，為1.86%；板橋鎮其次，為1.68%；阿崗鎮最低，為1.20%；老廠鄉顯著高于其余鄉鎮，阿崗鎮顯著低于其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異顯著或不顯著。氯：阿崗鎮最高，為0.60%；鐘山鄉其次，為0.53%；舊屋基彝族鄉和富樂鎮最低，均為0.25%；阿崗鎮顯著高于除鐘山鄉和馬街鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異顯著或不顯著。淀粉：鐘山鄉最高，為3.90%；板橋鎮其次，3.39%；富樂鎮最低，為2.44%；鐘山鄉顯著高于除板橋鎮的其余鄉鎮，板橋鎮顯著高于除羅雄鎮、大水井鄉、舊屋基彝族鄉及九龍鎮外的其余鄉鎮，羅雄鎮、大水井鄉、舊屋基彝族鄉及九龍鎮間和羅雄鎮、大水井鄉、舊屋基彝族鄉、九龍鎮、馬街鎮、老廠鄉、富樂鎮及阿崗鎮間差異不顯著。糖堿比：不同鄉鎮為5.12～7.37，舊屋基彝族鄉顯著低于除老廠鄉和富樂鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異均不顯著。氮堿比：不同鄉鎮為0.65～0.81，富樂鎮顯著高于除馬街鎮、老廠鄉和阿崗鎮外的其余鄉鎮，大水井鄉顯著低于除羅雄鎮、鐘山鄉、舊屋基彝族鄉和九龍鎮外的其余鄉鎮。鉀氯比：不同鄉鎮為4.88～15.45，九龍鎮顯著高于除板橋鎮、舊屋基彝族鄉、老廠鄉和富樂鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異顯著或不顯著。

2.2.2 中部葉 從表3看出，羅平縣不同鄉鎮間中部煙葉主要化學成分含量的變化。還原糖：阿崗鎮最高，為28.50%；馬街鎮其次，為27.70%；大水井鄉最低，為21.40%；阿崗鎮顯著高于除舊屋基彝族鄉和馬街鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異顯著或不顯著。煙堿：板橋鎮最高，為2.41%；大水井鄉其次，為2.27%；阿崗鎮最低，為1.80%；板橋鎮顯著高于除大水井鄉、鐘山鄉、舊屋基彝族鄉、九龍鎮和富樂鎮外的其余鄉鎮，阿崗鎮顯著低于除羅雄鎮、馬街鎮和老廠鄉外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異不顯著。總氮：富樂鎮最高，為2.04%；板橋鎮其次，為2.03%；馬街鎮最低，為1.67%；富樂鎮顯著高于除大水井鄉、板橋鎮、鐘山鄉和老廠鄉外的其余鄉鎮，馬街鎮顯著低于除羅雄鎮、舊屋基彝族鄉、九龍鎮和阿崗鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異不顯著。鉀：老廠鄉最高，為2.16%；大水井鄉其次，為1.99%；阿崗鎮最低，為1.40%；老廠鄉顯著高于除大水井鄉外的其余鄉鎮，阿崗鎮顯著低于除鐘山鄉、舊屋基彝族鄉和馬街鎮外的其余鄉鎮，其余鄉鎮間差異顯著或不顯著。氯：鐘山鄉最高，為0.40%；馬街鎮其次，為0.37%；大水井鄉最低，為0.21%；各鄉鎮間差異均不顯著。淀粉：阿崗鎮最高，為4.07%；鐘山鄉和馬街鎮其次，均為4.06%；大水井鄉最低，為2.24%；鐘山鄉、馬街鎮和阿崗鎮顯著高于大水井鄉和富樂鎮，大水井鄉顯著低于鐘山鄉、九龍鎮和阿崗鎮，羅雄鎮、板橋鎮、鐘山鄉、舊屋基彝族鄉、九龍鎮、馬街鎮、老廠鄉及阿崗鎮間和羅雄鎮、大水井鄉、板橋鎮、舊屋基彝族鄉、老廠鄉和富樂鎮間差異不顯著。糖堿比：不同鄉鎮為10.0～16.9，阿崗鎮顯著高于除馬街鎮外的其余鄉鎮，馬街鎮顯著高于大水井鄉和板橋鎮，羅雄鎮、大水井鄉、板橋鎮、鐘山鄉、舊屋基彝族鄉、九龍鎮、老廠鄉及富樂鎮間和羅雄鎮、鐘山鄉、舊屋基彝族鄉、九龍鎮、馬街鎮、老廠鄉及富樂鎮差異不顯著。氮堿比：不同鄉鎮為0.84～1.05，老廠鄉和阿崗鎮顯著高于除羅雄鎮、鐘山鄉、九龍鎮、馬街鎮和富樂鎮外的其余鄉鎮，舊屋基彝族鄉顯著低于羅雄鎮、老廠鄉、富樂鎮和阿崗鎮，其余鄉鎮差異不顯著。鉀氯比：不同鄉鎮為6.03～19.66，舊屋基彝族鄉顯著低于其余鄉鎮，羅雄鎮、大水井鄉、板橋鎮、鐘山鄉、九龍鎮、老廠鄉及富樂鎮間和羅雄鎮、大水井鄉、板橋鎮、鐘山鄉、九龍鎮、馬街鎮、富樂鎮及阿崗鎮間差異不顯著。

表2 羅平縣各鄉鎮烤煙上部葉（B2F）化學成分的差異性Table 2 Difference in chemical component of upper leaves（B2F）in flue－cured tobacco in towns of Luoping County

表3 羅平縣各鄉鎮烤煙中部葉（C3F）化學成分的差異性Table 3 Difference in chemical component of middle leaves（C3F）in flue－cured tobacco in towns of Luoping County

2.3 羅平縣各鄉鎮煙葉主要化學成分的聚類分析

2.3.1 上部葉（B2F）從圖1A看出，在平方歐氏距離為15處可將所有煙葉樣品分為3類。第1類包括羅雄鎮、大水井鄉、九龍鎮、板橋鎮、老廠鄉和富樂鎮，其煙葉的還原糖、煙堿、總氮、鉀和淀粉含量較適中，氯含量偏低。第2類包括馬街鎮、阿崗鎮和鐘山鄉，其煙葉的還原糖、煙堿、總氮、氯和淀粉含量較適中，鉀含量偏低。第3類僅有舊屋基彝族鄉，其煙葉的還原糖、鉀和淀粉含量較適中，煙堿和總氮含量偏高，氯含量偏低。

2.3.2 中部葉（C3F）從圖1B看出，在平方歐氏距離為10處可將所有煙葉樣品分為4類：第1類包括馬街鎮和阿崗鎮，其煙葉的總氮、煙堿和淀粉含量較適中，還原糖含量較高，鉀和氯含量較低。第2類包括羅雄鎮、九龍鎮、鐘山鄉和舊屋基彝族鄉，其煙葉的還原糖、淀粉含量較適中，煙堿含量中偏高，鉀和氯含量較低。第3類包括大水井鄉、富樂鎮和板橋鎮，其煙葉的還原糖、總氮，鉀含量較適中，煙堿含量偏高，淀粉和氯含量偏低。第4類僅有老廠鄉，其煙葉的還原糖、煙堿、總氮和淀粉含量較適中，鉀含量較高，氯含量較低。

圖1 羅平縣各鄉鎮上部煙葉及中部煙葉主要化學成分的聚類結果 Fig.1 Clustering result of main chemical component in upper and middle leaves of flue－cured tobacco in towns of Luoping County

2.4 煙葉主要化學成分與感官評吸質量間的相關性

2.4.1 上部葉 從表4可知，還原糖與香氣質、香氣量、刺激性、勁頭和總分呈正相關，與雜氣、濃度和余味間呈負相關。煙堿與香氣質、香氣量和總分呈正相關，與濃度呈極顯著正相關，與勁頭呈顯著正相關；煙堿與雜氣和余味呈負相關，與刺激性呈顯著負相關。總氮與香氣量、余味和勁頭呈正相關，與濃度和總分呈顯著正相關；與香氣質、雜氣和刺激性呈負相關。淀粉與香氣質、雜氣、刺激性和余味呈正相關，與香氣量、濃度、勁頭和總分呈負相關。鉀與香氣質、雜氣、余味、勁頭和總分呈正相關，與香氣量、濃度和刺激性呈負相關。氯與香氣質、香氣量、濃度和刺激性呈正相關，與雜氣、余味、勁頭和總分呈負相關。2.4.2 中部葉 從表4看出，還原糖與香氣質、雜氣和余味呈正相關，與濃度、刺激性、勁頭和總分呈負相關，與香氣量呈顯著負相關。煙堿與香氣質和濃度呈正相關，與香氣量、勁頭和總分呈顯著正相關；與雜氣、刺激性和余味呈負相關。總氮與香氣質、濃度、勁頭和總分呈正相關，與香氣量呈顯著正相關；與雜氣、刺激性和余味呈負相關。淀粉與香氣量、雜氣和余味呈正相關，與香氣質、濃度、刺激性、勁頭和總分呈負相關。鉀與香氣質、香氣量、雜氣、濃度、余味和總分呈正相關，與刺激性和勁頭呈負相關。氯與雜氣、濃度、刺激性、余味、勁頭和總分呈正相關，與香氣質和香氣量呈負相關。

表4 煙葉主要化學成分與感官評吸指標間的相關性 Table 4 Correlation between main chemical component and sensory smoking index of flue－cured tobacco

3 討論

羅平煙區煙葉大田生長前期多光少雨氣溫較高，有利于糖分的快速積累、抑制煙堿、蛋白質和含氮化合物形成，烤煙大田中后期寡照多雨氣溫偏低能有效降低煙葉糖分的耗失和轉化［9］。羅平煙區煙葉的氯含量較低且變異較大，可能是由于近年來，煙草作為忌氯作物基本不施用含氯肥料及有機肥，植煙土壤中氯元素長期得不到補充，導致煙葉的氯含量偏低。而且氯是一種易被淋失的元素，在雨水的沖刷下，地勢較高的土壤氯淋失現象嚴重，地勢較低的土壤則出現氯的富集現象，進而導致煙葉的氯含量變異較大［10－11］。羅平煙區部分煙葉樣品鉀含量偏低則可能是由于當地烤煙成熟期氣溫較低所致。該地區的氣候特點：春季升溫早，秋季降溫快，煙葉成熟期的氣溫偏低、降雨量較多，這會導致成熟期煙株呼吸強度下降，糖分解代謝減弱，使煙株對鉀的主動吸收、運輸和積累的物質及能量基礎匱乏［12－14］。總體看，羅平煙區煙葉具有高糖適氮低鉀低氯的特征，與侯小東等［15－16］的研究結果相似，其煙葉化學風格的特點正是云南獨特的氣候所致。研究結果表明，羅平煙區上部葉和中部葉的還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯和淀粉含量平均分別為21.03%和24.66%、3.28%和2.07%、2.33%和1.87%、1.51%和1.68%、0.39%和0.32%、2.90%和3.48%，上部煙葉還原糖、總氮和淀粉的含量適較適中，部分樣品煙堿含量偏高，鉀和氯含量偏低；中部煙葉總氮、煙堿、淀粉的含量相對適宜，部分樣品的鉀含量相對較低，部分樣品的還原糖含量相對較高，糖堿比較高。上部葉在平方歐氏距離為15處可將所有煙葉樣品分為3類：第1類包括羅雄鎮、大水井鄉、九龍鎮、板橋鎮、老廠鄉和富樂鎮，其煙葉的還原糖、煙堿、總氮、鉀和淀粉含量較適中，氯含量偏低；第2類包括馬街鎮、阿崗鎮和鐘山鄉，其煙葉的還原糖、煙堿、總氮、氯和淀粉含量較適中，鉀含量偏低；第3類僅有舊屋基彝族鄉，其煙葉的還原糖、鉀和淀粉含量較適中，煙堿和總氮含量偏高，氯含量偏低。中部葉在平方歐氏距離為10處可將所有煙葉樣品分為4類：第1類包括馬街鎮和阿崗鎮，其煙葉的總氮、煙堿和淀粉含量較適中，還原糖含量較高，鉀和氯含量較低；第2類包括羅雄鎮、九龍鎮、鐘山鄉和舊屋基彝族鄉，其煙葉的還原糖、淀粉含量較適中，煙堿含量中偏高，鉀和氯含量較低；第3類包括大水井鄉、富樂鎮和板橋鎮，其煙葉的還原糖、總氮，鉀含量較適中，煙堿含量偏高，淀粉和氯含量偏低；第4類僅有老廠鄉，其煙葉的還原糖、煙堿、總氮和淀粉含量較適中，鉀含量較高，氯含量較低。海拔梯度涉及溫度、光照和降水等諸多環境因子，可能是造成羅平縣不同鄉鎮之間煙葉主要化學成分顯著性差異的主要原因之一［17］。羅平縣地勢西北高、東南低，西部和北部是較為完整的滇東高原面，中部屬巖溶斷陷湖形盆地，東部和南部受河流侵蝕、切割，形成中低山和峽谷相間的地貌。位于羅平縣西北部的阿崗和馬街2個鄉鎮，植煙區海拔高度＞1 800m，大田前期氣溫中等偏高、多光少雨，煙葉糖分積累速度偏快，大田中后期氣溫中等偏低和日照中等，糖分向根莖轉移或轉化消耗量較少，且大田前期日照和中后期雨量、氣溫條件對煙堿和含氮物形成都具有一定抑制作用，故2個鄉鎮煙葉具有高糖低氮／堿的特點［18－19］。位于羅平縣東南部的舊屋基彝族鄉、大水井鄉和板橋鎮等地，植煙區域海拔高度為1 300m左右，大田后期氣溫高、日照較充足、氣溫有效性高、雨水相對偏少，烤煙生理代謝強度大，造成糖分轉移和耗失多，而且大田后期氣溫較高和雨量條件有利于煙葉煙堿和氮含量提高，故這些植煙鄉鎮煙葉具有適糖高氮／堿等特點。與李自強等［4］的研究結果基本一致。研究結果表明，煙葉的還原糖、煙堿、總氮與其評吸質量的相關性較強。其中，上部葉的煙堿與濃度呈極顯著正相關，與刺激性和勁頭分別呈顯著負相關和顯著正相關；總氮與濃度和總分呈顯著正相關；中部葉還原糖與香氣量呈顯著負相關，煙堿與香氣量、勁頭和總分呈顯著正相關，總氮與香氣量呈顯著正相關。隨著還原糖含量的升高，羅平煙區中部煙葉香氣量呈下降趨勢。隨著煙堿和總氮含量的升高，煙氣濃度和勁頭增大，中部煙葉香氣量和上部煙葉的刺激性增加。與陳彬等［20］的研究結果類似。還原糖是香氣物質的重要前提物，燃燒后形成的物質能使煙氣醇和舒適，但含量過高則會使煙氣吃味平淡，濃度和香氣不足［21－23］。在一定范圍內，煙葉的總氮和煙堿含量升高，煙氣勁頭呈增大趨勢，但總氮和煙堿含量過高則容易使刺激性變大、余味舒適度下降［24－25］。羅平煙區部分鄉鎮上部煙葉煙堿含量偏高、中部煙葉還原糖含量偏高已成為影響其煙葉化學成分協調性的主要因素，隨著總氮、煙堿和還原糖含量的降低，羅平煙區煙葉的評吸質量逐漸得到改善。結合羅平煙區煙葉主要化學成分的含量特征，應從降低煙葉總氮和還原糖含量等方面優化生產技術方案，以提高煙葉品質。

4 結論

羅平煙區上部煙葉還原糖、總氮和淀粉的含量較適中，部分樣品煙堿含量偏高，鉀和氯含量偏低，中部煙葉總氮、煙堿、淀粉的含量相對適宜，部分樣品的鉀含量較低和還原糖含量較高；各類煙葉還原糖、煙堿、總氮與煙葉評吸質量的相關性較強。