來鳳縣雪茄煙葉礦質(zhì)元素與感官質(zhì)量的關系分析

劉利平，王劍，施友志，胡捷，譚再鈺，朱金祥，羅繼紅，潘勇

（湖北中煙工業(yè)有限責任公司三峽卷煙廠，湖北 宜昌 443100）

雪茄煙是經(jīng)過采收、晾制、發(fā)酵、陳化后的雪茄煙葉手工卷制的吸用煙卷，是一種由茄芯、茄套、茄衣制成的具有獨特香味特征的煙草制品。湖北省來鳳縣從2011年開始試種雪茄煙，經(jīng)過10多年的探索與發(fā)展，已成為國產(chǎn)雪茄煙葉的三大基地之一。近年來，雪茄煙市場保持迅猛增長的發(fā)展態(tài)勢［1］，是煙草產(chǎn)業(yè)重要的經(jīng)濟增長點。但國產(chǎn)雪茄煙葉整體質(zhì)量偏低［2］，中式雪茄煙風格特色有待進一步彰顯。

感官質(zhì)量是雪茄煙品質(zhì)最重要的指標之一。感官質(zhì)量與煙葉物理特性、化學成分、外觀質(zhì)量等指標間的關系密切［3，4］。褚繼登等［5］研究認為香氣量、透發(fā)性與煙葉鉀、糖堿比、煙堿之間存在顯著相關性。礦質(zhì)元素不僅對煙葉生長發(fā)育和新陳代謝有重要意義，且有些致香成分就是部分礦質(zhì)元素參與的代謝產(chǎn)物或中間產(chǎn)物合成的。礦質(zhì)元素對煙葉的外觀特征、香吃味、刺激性和燃燒性等影響顯著，如氮、鉀、氯是評價煙葉抽吸質(zhì)量的重要指標。于建軍等［6］在烤煙上的研究表明，鎂和鉀含量對煙葉香氣質(zhì)、香氣量和評吸總分有較大的正面影響，而鐵和氯含量則有較大的負面影響。雪茄煙葉礦質(zhì)元素含量與感官質(zhì)量的關系鮮見報道，因此，本研究對湖北省來鳳縣雪茄煙葉礦質(zhì)元素含量及其與感官質(zhì)量的關系進行分析和研究，以期為國產(chǎn)雪茄煙葉質(zhì)量的提升提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 取樣地概況

在湖北省恩施州來鳳縣雪茄煙3個主產(chǎn)區(qū)綠水鄉(xiāng)（LS）、舊司鎮(zhèn)（JS）、漫水鄉(xiāng)（MS）選擇代表性中部雪茄煙葉。各取樣煙葉生長的土壤類型均為黃棕壤，海拔在400?600 m，雪茄煙品種為CX-80。核心區(qū)土壤基本理化指標見表1。

表1 核心區(qū)土壤基本理化指標

1.2 樣品采集與分析

2020年12月，在雪茄煙葉發(fā)酵后，選取中部雪茄煙葉樣品共16份（LS煙區(qū)5份、JS煙區(qū)5份、MS煙區(qū)6份），做好標記，裝自封袋。將每份樣品分為2個部分，一部分平衡水分后進行單料雪茄煙卷制，邀請湖北中煙工業(yè)有限責任公司三峽卷煙廠雪茄煙研究所專業(yè)人員進行評吸，參考吳創(chuàng)等［7］的評吸方法確定雪茄煙葉感官質(zhì)量分值（滿分100分）；另一部分雪茄煙葉粉碎過100目篩，混合均勻，進行礦質(zhì)元素含量的測試分析。煙葉礦質(zhì)元素測定參考王瑞新［8］的方法進行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007、DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)處理和逐步回歸分析，采用SPSS 22.0軟件中的皮爾遜（Pearson）相關性分析（雙尾檢測法）法檢驗相關性。數(shù)據(jù)的表示方法為平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 礦質(zhì)元素含量分析

從表2可以看出，雪茄煙葉氮、鉀和氯含量以綠水鄉(xiāng)煙區(qū)較高，分別為3.82%、7.53%和0.73%；磷和鐵含量以漫水鄉(xiāng)煙區(qū)較高，分別為0.36%和697.47 mg/kg；舊司鎮(zhèn)和漫水鄉(xiāng)煙區(qū)煙葉鈣和鎂含量較高，分別為7.40%、6.57%和0.67%、0.82%；煙葉硫和鋅含量以綠水鄉(xiāng)煙區(qū)最高，分別為0.73%和189.53 mg/kg；煙葉硼含量以綠水鄉(xiāng)煙區(qū)最高，其次為漫水鄉(xiāng)煙區(qū)，舊司鎮(zhèn)煙區(qū)最低。

表2 雪茄煙葉礦質(zhì)元素含量

2.2 感官質(zhì)量分析

感官質(zhì)量是雪茄煙質(zhì)量的基礎，包括燃燒性（10分）、灰色（10分）、香氣質(zhì)（15分）、香氣量（15分）、雜氣（10分）、刺激性（15分）、余味（15分）、甜度（10分），總分100分。從表3可以看出，雪茄煙燃燒性、灰色、余味均以漫水鄉(xiāng)煙區(qū)最好，其次為舊司鎮(zhèn)煙區(qū)，綠水鄉(xiāng)煙區(qū)較差；香氣質(zhì)、香氣量、甜度以舊司鎮(zhèn)煙區(qū)最好，其次為漫水鄉(xiāng)煙區(qū)；雜氣和刺激性以綠水鄉(xiāng)煙區(qū)最好。綜合分析，漫水鄉(xiāng)煙區(qū)的雪茄煙葉感官質(zhì)量最好，總分為77.25分；其次為舊司鎮(zhèn)煙區(qū)，為75.61分，綠水鄉(xiāng)煙區(qū)的雪茄煙葉感官質(zhì)量稍差，主要為煙葉的燃燒性、灰色稍差。

表3 雪茄煙葉感官質(zhì)量 （單位：分）

2.3 相關性分析

對煙葉感官質(zhì)量與礦質(zhì)元素含量進行相關性分析，結果見表4。燃燒性、灰色、香氣量、香氣質(zhì)、余味與氮、鉀、鋅含量呈顯著或極顯著負相關，與鈣、鎂含量呈正相關。雜氣、刺激性和甜度與煙葉礦質(zhì)元素含量相關性不顯著。感官質(zhì)量與雪茄煙葉氮、鉀、氯、硫、鋅含量呈顯著或極顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.708、-0.753、-0.627、-0.616、-0.757；與煙葉鈣含量呈極顯著正相關，相關系數(shù)為0.663。上述研究表明提高煙葉鈣、鎂含量和降低煙葉氮、氯、鉀、硫、鋅等含量可以改善雪茄煙葉燃燒性、灰色、香氣量、香氣質(zhì)、余味等指標，提高煙葉的感官質(zhì)量。

表4 礦質(zhì)元素與感官質(zhì)量的相關性分析

2.4 逐步回歸分析

多元逐步回歸分析被廣泛應用于各種自變量對因變量及其相關因素的影響分析，其原理是將P＜0.05的自變量引入，P＞0.05的自變量剔除，從而建立最優(yōu)回歸方程并得出相應的偏相關系數(shù)。以感官質(zhì)量為因變量（Y），選取雪茄煙葉礦質(zhì)元素含量指標進行逐步回歸分析，回歸方程見式（1）。偏相關系數(shù)分別為r（Y，X1）=-0.611（P＜0.05）、r（Y，X2）=-0.675（P＜0.01），該回歸方程共篩選出2個對感官質(zhì)量有重要影響的煙葉礦質(zhì)元素指標，分別為全氮含量（X1）和全鉀含量（X2）。說明影響雪茄煙葉感官質(zhì)量的主要煙葉礦質(zhì)元素因子為氮和鉀含量，且均為負相關。

3 討論

煙葉中礦質(zhì)元素含量對其感官質(zhì)量、化學成分等有著重要的影響，在很大程度上決定煙葉品質(zhì)優(yōu)劣［9，10］。氮、鉀、鈣、鎂、氯、鐵、鋅等是煙葉生長必需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素，對維持煙株的正常生理代謝和酶活性至關重要。礦質(zhì)元素含量過高或過低均會引起煙草生理機能失調(diào)，導致煙葉主要化學成分不協(xié)調(diào)、煙葉產(chǎn)量和感官質(zhì)量下降。有研究表明，煙葉礦質(zhì)元素對煙葉的香吃味、刺激性等有重要影響［11，12］。氮是影響煙株生長以及煙葉質(zhì)量形成的關鍵元素，氮素不足時煙葉身份薄，香氣量不足；氮素含量高，刺激性和勁頭大、香氣質(zhì)變差［6］。楊玉坤等［13］研究認為煙葉鋅含量與感官質(zhì)量指標中勁頭的灰色關聯(lián)度達到最大，硼元素對多種感官質(zhì)量指標均有較大程度的影響。煙葉氯含量過高會損害煙葉燃燒性，甚至熄火［6］。本研究中，雪茄煙感官質(zhì)量與煙葉氮、氯、硫含量呈顯著負相關。

一般認為，鉀、鎂含量高而鈣含量較低的煙葉綜合質(zhì)量較好，而鈣含量高的煙葉往往過厚、粗糙、僵硬，使用價值低，與煙葉質(zhì)量呈負相關［14］。鉀是煙葉中重要的品質(zhì)元素，能顯著改善煙葉的燃燒性和香吃味，可提高煙葉的感官品質(zhì)。但鉀肥施用過量，可能會拮抗煙株對鈣、鎂等的吸收，導致煙葉的質(zhì)量下降［15］。徐亞中［16］研究認為，鈣具有助燃性，能促進煙葉燃燒完全，進而提高煙葉的感官質(zhì)量。說明煙葉中礦質(zhì)元素含量要均衡，過高過低都會影響煙葉的感官質(zhì)量。此外，鋅是植物生長發(fā)育必需的微量元素，但土壤中鋅過量會導致土壤退化，抑制植物根系生長，影響植物的光合作用和呼吸作用［17］。本研究中，煙葉中鉀、鋅含量偏高是導致雪茄煙感官質(zhì)量下降的因素之一，而鈣含量與雪茄煙感官質(zhì)量呈顯著正相關。因此，在來鳳縣雪茄煙的栽培中，要注意礦質(zhì)營養(yǎng)的供應平衡，控制鉀、鋅及氮、氯、硫等相關肥料用量，適當增施鈣肥，以提高雪茄煙葉整體感官質(zhì)量。

4 小結

來鳳縣雪茄煙葉氮、硫、鉀、鋅和氯含量以綠水鄉(xiāng)煙區(qū)較高，磷和鐵含量以漫水鄉(xiāng)煙區(qū)較高，鈣和鎂含量以舊司鎮(zhèn)和漫水鄉(xiāng)煙區(qū)較高。漫水鄉(xiāng)煙區(qū)雪茄煙葉燃燒性、灰色、余味較好，感官質(zhì)量較高，其次為舊司鎮(zhèn)煙區(qū)。通過對雪茄煙葉礦質(zhì)元素含量與感官質(zhì)量之間的相關性和逐步回歸分析，確定了雪茄煙葉感官質(zhì)量與煙葉氮、鉀、氯、硫、鋅含量呈顯著負相關，與煙葉鈣含量呈顯著正相關；煙葉氮和鉀含量過高是降低雪茄煙感官質(zhì)量的重要因素。