工商交接煙葉包內(nèi)等級內(nèi)在質(zhì)量一致性評價(jià)

陳壯壯，陳雨峰，何 澎，鄒 勇，周 誠，陳建潭，韓曉哲

1.深圳煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，廣東省深圳市龍華區(qū)清寧路2號(hào) 518110 2.深圳波頓有限公司，廣東省深圳市南山區(qū)波頓科技園 518000

工商交接煙葉的等級質(zhì)量關(guān)系到工業(yè)、商業(yè)、地方政府各方的利益，尤其交接煙葉煙包內(nèi)的等級合格率、一致性和混級可接受性更是調(diào)撥煙葉的工業(yè)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)［1-5］。近年來，有學(xué)者對工商交接的煙葉等級質(zhì)量情況做過一些研究。閆新甫等［2-5］對1999—2008年煙葉等級合格率的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著我國烤煙上等煙比例和收購量逐漸增大，上等煙的等級合格率在逐漸降低，且低于中、下等煙，混部位、混顏色等問題長期存在。張軻等［6］研究得出等級純度、混低等級、混部位、混雜色煙葉對煙葉等級質(zhì)量影響較大。孫浩巍等［7］的研究發(fā)現(xiàn)，把煙收購與散葉收購下混低等級和混部位煙葉是影響等級質(zhì)量的關(guān)鍵。孫福山等［8］和王澤宗［1］針對如何提高等級質(zhì)量進(jìn)行了深入分析，提出了加大監(jiān)督抽查力度、提高人員素質(zhì)、改革機(jī)制等方面的建議。2000年以來，我國在煙葉收購制度的多次改革［9］和工商交接監(jiān)督檢查力度的加大對等級質(zhì)量的提高發(fā)揮了重要作用，但工商交接煙葉的等級質(zhì)量仍存在一些問題，包內(nèi)混等混級現(xiàn)象仍然存在。國家煙草專賣局推出了烤煙近鄰等級關(guān)系表，用于分析和判斷工商交接混等混級嚴(yán)重程度［10］，但如何利用該關(guān)系表評價(jià)煙包內(nèi)等級質(zhì)量、質(zhì)量一致性以及交接煙葉的可接受程度至今鮮見研究報(bào)道。因此，本試驗(yàn)中選取工商交接煙葉大貨樣品C3F為試驗(yàn)材料，通過C3F原煙包的各種等級的重新分級和還原，利用烤煙近鄰等級關(guān)系表設(shè)計(jì)處理，研究不同處理方式下煙葉質(zhì)量的變化以及近鄰等級和非近鄰等級之間的內(nèi)在關(guān)系、煙包內(nèi)混級可接受程度，旨在為工業(yè)企業(yè)調(diào)撥煙葉的驗(yàn)收和質(zhì)量檢測提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2018年分別在四川省涼山州會(huì)理縣和德昌縣煙葉倉儲(chǔ)中心隨機(jī)抽取當(dāng)年工商交接煙葉的大貨樣品C3F各2包，煙草品種為云煙87。每個(gè)煙包從中部隨機(jī)選取厚度為5 cm的橫切面煙葉作為試驗(yàn)材料，由具備煙草行業(yè)煙葉評級技師（二級）以上資質(zhì)的人員（3人）按照國標(biāo)［11］逐片分級，稱量，計(jì)算各等級煙葉所占樣品比例。

按照國家煙草專賣局下發(fā)的“烤煙近鄰等級關(guān)系表”［10］，將所包含等級按照同組別近鄰等級、外觀質(zhì)量相近的近鄰等級和非近鄰等級進(jìn)行歸類，副組煙葉各等級合并為一類，分級結(jié)果如表1所示。

表1 煙包內(nèi)等級及其比例Tab.1 Grades and their proportions in tobacco bales

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將煙包中分出的相同等級充分混勻，按照表1平均比例進(jìn)行回?fù)交炫洹；負(fù)桨凑胀M別近鄰等級、外觀質(zhì)量相近的近鄰等級、非近鄰等級、副組煙葉的順序依次進(jìn)行。同一組內(nèi)煙葉回?fù)较劝床课恢小⑸稀⑾马樞颍蟀凑掌焚|(zhì)高低的順序進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2，主等級C3F作為對照（CK）；第1次回?fù)綖镃K+C2F（T1）；第2次回?fù)綖門1+C4F（T2）；第3次回?fù)綖門2+C2L（T3），以此類推。每個(gè)處理均稱取樣品100 g，3次重復(fù)。

1.3 測定項(xiàng)目與評價(jià)方法

1.3.1 感官評吸質(zhì)量鑒定

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 Experimental design

由6名具有卷煙感官評吸技術(shù)崗位資格的評吸員參照文獻(xiàn)［12］中“烤煙感官質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系”，采用九分制對各處理進(jìn)行感官質(zhì)量評價(jià)。每個(gè)處理3次重復(fù)，每位評委對某一處理的最終評分取3次評吸數(shù)據(jù)的平均值。

1.3.2 致香物質(zhì)含量測定［13］

前處理：用粉碎機(jī)粉碎樣品，過0.25 mm孔徑篩網(wǎng)，稱取3 g煙樣置于固相微萃取（SPME）進(jìn)樣瓶中，加入5.4 g KCl飽和溶液，再加600μL己醇（內(nèi)標(biāo)）水溶液（1.00×10-4），即每克煙樣加20μg內(nèi)標(biāo)，于95℃水浴鍋中平衡1 h，平衡后立即插入SPME探針（100 um，PDMS）再吸附1 h后，于GCMS上解吸附（溫度：250℃、壓力：116.58 kPa）1 min，立即進(jìn)樣。

致香物質(zhì)定性定量分析：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（7890GC-5977B MSD，美國安捷倫科技公司）配HP-5MS 19091S-436毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25μm）。GC條件：進(jìn)樣口溫度：250℃；分流比：不分流；載氣：氦氣；流量：1 mL/min；升溫程序：50℃保持1 min，以2℃/min升至150℃，然后以4℃/min升至250℃保持10 min。MS條件：接口溫度：250℃；EI源；四極桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；電離能：70 eV；掃描方式：全掃描。質(zhì)量數(shù)范圍為33～450 amu。用NIST14譜庫檢索定性，內(nèi)標(biāo)法定量。

1.3.3 蕓香苷、莨菪亭含量的測定

采用YC/T 202—2006標(biāo)準(zhǔn)方法［14］測定蕓香苷、莨菪亭含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.3.4 常規(guī)化學(xué)成分的測定

采用連續(xù)流動(dòng)分析儀測定總糖、還原糖、總氮、煙堿和氯含量［15］，采用火焰光度計(jì)法測定鉀含量［16］，并計(jì)算糖堿比（總糖/煙堿）和鉀氯比（鉀/氯）。

應(yīng)用化學(xué)成分可用性指數(shù)（Chemical Component Usability Index，CCUI）進(jìn)行化學(xué)成分評價(jià)［17］。CCUI依據(jù)隸屬度函數(shù)模型指數(shù)和方法計(jì)算，公式為：

選定總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀離子、氯離子、糖堿比、鉀氯比等8個(gè)指標(biāo)作為評價(jià)各處理化學(xué)成分可用性因子。根據(jù)以往研究的評價(jià)效果［18-19］，選擇拋物線形作為總糖、還原糖、煙堿、氯離子、總氮和糖堿比的隸屬度函數(shù)，函數(shù)表達(dá)式為：

選擇S型作為鉀和鉀氯比的隸屬度函數(shù)，函數(shù)表達(dá)式為：

式中：x為化學(xué)成分的實(shí)際含量，拐點(diǎn)值x1，x2，x3，x4分別表示該指標(biāo)的下臨界值、上臨界值、最優(yōu)下限值、最優(yōu)上限值，取值依照烤煙質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［20］和深圳煙草工業(yè)有限責(zé)任公司對優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分的需求確定。運(yùn)用主成分分析法，對樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算得到各指標(biāo)的權(quán)重值，見表3。

表3 化學(xué)成分的函數(shù)類型、拐點(diǎn)值及權(quán)重Tab.3 Function types，inflection points and weights of chemical components

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2017、SPPS 19.0和DPS 7.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理中性致香物質(zhì)比較

2.1.1 質(zhì)體色素降解產(chǎn)物間的比較

質(zhì)體色素降解產(chǎn)物含量在不同處理間差異明顯（表4）。CK、T1、T4和T5類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量較高，其次為T2、T6和T7，其他處理含量則較低，說明隨著低等級煙葉的加入，對處理的類胡蘿卜素含量的影響并不顯著。各處理新植二烯含量總體呈現(xiàn)出3檔：CK、T1含量最高，為第1檔；其次為T2、T3和T6，新植二烯含量約為第1檔的一半；T4、T5、T7和T8最低，新植二烯含量約為第2檔的一半；T9處理含量最低。說明在C3F的基礎(chǔ)上，隨著混入煙包煙葉的等級降低，新植二烯的含量有所降低，整體表現(xiàn)出指數(shù)級下降趨勢。

表4 不同處理煙葉SPME質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物的含量Tab.4 Contents of SPME plastid pigment degradation of flue-cured tobacco leaves under different treatments

表5 不同處理煙葉SPME非質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物的含量Tab.5 Contents of SPME non-plastid pigment degradation of flue-cured tobacco leaves under different treatments

2.1.2 非質(zhì)體色素降解產(chǎn)物間的比較

非質(zhì)體色素降解產(chǎn)物在不同混級比例處理間差異較大，見表5。在各種苯丙氨酸類致香物質(zhì)中，總體以CK、T1、T3和T6含量最高，其他處理則含量較低；其中，CK和T1處理的苯丙氨酸類致香物質(zhì)總量較高，T3和T6居中，其他處理則相對較低，可見加入C2L、B2F（上等煙）對C3F煙樣的苯丙氨酸類降解產(chǎn)物影響不大，加入中等和下低等煙葉則影響較大。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類致香物質(zhì)中，CK、T1和T2含量基本均處于較高水平；在總量上則CK含量最高，其次為T1、T2和T3，其他處理的總量在10μg/g以下，整體表現(xiàn)出線性的下降趨勢。類西柏烷類降解產(chǎn)物主要有茄酮和茄酮的降解產(chǎn)物降茄尼二酮，其中茄酮占據(jù)絕大多數(shù)比例，兩者的含量均以CK和T1含量較高，T3和T6其次。總體來看，在C3F中加入上等煙對非質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的影響較小，加入中等和下低等煙葉則會(huì)顯著降低非質(zhì)體色素降解產(chǎn)物的含量。

2.1.3 致香物質(zhì)總量的聚類分析

以各類致香物質(zhì)含量為指標(biāo)，對所有樣品進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析（圖1）發(fā)現(xiàn)，在歐式距離約1 500處可以較好地分為4類：第1類為CK和T1處理，致香物質(zhì)總量在10 000μg/g以上，這一類的特點(diǎn)是除類胡蘿卜素類致香物質(zhì)以外，其他類別的致香物質(zhì)均較大幅度高于其他處理；第2類為T2和T3處理，致香物質(zhì)總量低于第一類，但其棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、類西柏烷類降解產(chǎn)物和新植二烯的含量相比其他處理的含量較高（第1類除外）；第3類為T6處理，各類致香物質(zhì)總體上稍低于第2類；第4類為T4、T5、T7、T8和T9，這一類的各類致香物質(zhì)基本處于較低水平。

圖1 不同處理致香物質(zhì)含量的聚類分析Fig.1 Cluster analysis of aroma substance content under different treatments

2.2 多酚類物質(zhì)比較

各處理的蕓香苷、莨菪亭含量（圖2）顯示，除T9處理的蕓香苷、莨菪亭含量相對較低外，其他處理的蕓香苷和莨菪亭含量差異不大。這可能是由于T9處理加入了非正常成熟等級的煙葉（副組煙葉）所致，這類煙葉生理和調(diào)制上還未達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉的標(biāo)準(zhǔn)，合成的多酚物質(zhì)含量較低［21］。

2.3 感官評吸鑒定比較

對各處理的平均評吸得分進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明（表6），CK和T1處理的評吸得分較高，顯著高于其他處理，排在第1檔；其次為T2、T3、T4和T6，除T3外，處理間得分無明顯差異，排在第2檔；T5、T7、T8和T9評吸得分則依次降低。

2.4 煙葉常規(guī)化學(xué)成分比較及化學(xué)成分可用性評價(jià)

煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量與化學(xué)成分可用性評價(jià)結(jié)果（表7）表明，不同處理間煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量及可用性存在明顯差異。CK和T1～T4總糖、還原糖含量較高，糖堿比適宜，常規(guī)化學(xué)成分較為協(xié)調(diào)。T6～T9總糖和還原糖含量則有所降低，而煙堿和氯離子含量較高，導(dǎo)致糖堿比和鉀氯比較低。鉀離子除T8外，其他處理都在2%以上；CK和T1～T5的總氮含量較低，T6～T9則稍有上升。

按 照 可 用 性 指 數(shù)≥0.8、［0.7，0.8）、［0.6，0.7）、［0.5，0.6）分別將常規(guī)化學(xué)成分可用性分為好、較好、中等、較差4檔［22］。由表7可知，CK和T1處理的常規(guī)化學(xué)成分可用性好，加入同組別近鄰等級和外觀質(zhì)量相近的近鄰等級可用性較好，非近鄰等級中加入B2F可用性仍然較好，而加入其他非近鄰等級和副組煙葉后常規(guī)化學(xué)成分可用性則為中等。

圖2 不同處理莨菪亭和蕓香苷含量的比較Fig.2 Comparison of scopoletin and rutin contents under different treatments

表6 各處理感官評吸得分的比較①Tab.6 Comparison of sensory quality scores under different treatments （分）

表7 各處理常規(guī)化學(xué)成分比較Tab.7 Comparison of routine chemical components under different treatments

3 討論

本研究中發(fā)現(xiàn)，就致香物質(zhì)而言，C3F加入的近鄰等級和非近鄰等級對致香物質(zhì)含量的影響與烤煙國標(biāo)和近鄰等級關(guān)系表的等級質(zhì)量排序結(jié)果基本一致；非近鄰等級中加入的上部葉對致香物質(zhì)的含量有較為積極的影響，結(jié)果與Zhan等［23］和常壽榮等［24］對于上部和中部葉致香物質(zhì)總量差異的研究結(jié)果基本一致。本研究中各處理蕓香苷、莨菪亭的含量總體差異較小，這與前人的研究結(jié)果存在一定差異［25］，可能是由于本試驗(yàn)中各處理所包含的等級差異所致。卷煙工業(yè)企業(yè)對于煙葉化學(xué)成分的偏好直接影響著化學(xué)成分可用性評價(jià)結(jié)果。以本試驗(yàn)中C3F為例，由于不同工業(yè)企業(yè)化學(xué)成分各指標(biāo)拐點(diǎn)值的差異會(huì)造成CCUI與本試驗(yàn)結(jié)果的不一致，從而會(huì)影響到化學(xué)成分可用性的評判。因此，不同工業(yè)企業(yè)需根據(jù)自身需求對常規(guī)化學(xué)成分的評價(jià)進(jìn)行進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在C3F原級中按照等級近鄰關(guān)系和質(zhì)量高低的順序逐步加入其他等級時(shí)，煙葉內(nèi)在質(zhì)量的評價(jià)結(jié)果既表現(xiàn)出一定的一致性又表現(xiàn)出一定的差異性。一致性主要體現(xiàn)在，當(dāng)加入上個(gè)等級的近鄰等級時(shí)，其煙葉的內(nèi)在質(zhì)量波動(dòng)較小，趨于一致，如本試驗(yàn)中CK和T1處理間，T2和T3處理間。這與張軻等［26］、王洪煒等［27］對于烤煙國標(biāo)修訂的等級轉(zhuǎn)化和精簡分析結(jié)果相似，也從等級內(nèi)在質(zhì)量方面驗(yàn)證了烤煙等級轉(zhuǎn)化和精簡的可操作性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。而差異性主要表現(xiàn)在，當(dāng)加入的等級與上個(gè)等級的級差較大時(shí)，會(huì)造成煙葉內(nèi)在質(zhì)量較大的波動(dòng)，如T6和T7間，以及T8與T9處理間，說明較大的級差波動(dòng)是煙葉收購中影響煙包內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)因素，這也從側(cè)面證明了“烤煙近鄰等級關(guān)系表”［10］中圍繞主等級進(jìn)行的近鄰等級和非近鄰等級質(zhì)量排序的科學(xué)性。

“烤煙近鄰等級關(guān)系表”用于指導(dǎo)質(zhì)檢和采購人員評價(jià)煙葉混級情況的嚴(yán)重度。原表針對“原等級”只設(shè)置了“同組別近鄰等級”和“外觀質(zhì)量相近的近鄰等級”兩個(gè)組別，但在實(shí)際收購過程中，會(huì)出現(xiàn)組外的等級，在表中這些等級未能列出并排序。本試驗(yàn)中，為了研究的需要，將除副組外的煙葉統(tǒng)一規(guī)劃到非近鄰等級中，將質(zhì)量較差的副組煙葉合并為一組，并對其混入原級的內(nèi)在質(zhì)量表現(xiàn)加以分析，以此可作為該表的補(bǔ)充，使其在實(shí)際應(yīng)用過程中更具指導(dǎo)意義。此外，“烤煙近鄰等級關(guān)系表”的質(zhì)量排序可能會(huì)因烤煙品種、烤煙產(chǎn)地及評價(jià)角度（外觀質(zhì)量表現(xiàn)、物理特性等）的不同而產(chǎn)生不一致的結(jié)果，其具體表現(xiàn)仍有待進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

C3F煙包中混同組別近鄰等級和外觀質(zhì)量相近的近鄰等級煙葉時(shí)烤煙致香物質(zhì)含量、評吸得分以及常規(guī)化學(xué)成分可用性指數(shù)總體差異較小，混有非近鄰等級時(shí)對烤煙的內(nèi)在質(zhì)量影響較大；非近鄰等級中混有B2F可使煙葉的致香物質(zhì)總量增加，常規(guī)化學(xué)成分可用性指數(shù)較好；混有副組煙葉對煙包的內(nèi)在質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。