鄭 聰,許自成,蘇永士,陳彥春,汪孝國(guó),秦 璐

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院,河南鄭州 450002;2.河南省煙草公司三門峽市公司,河南 三門峽 472000)

三門峽煙區(qū)位于豫晉陜?nèi)〗唤琰S河南金三角地區(qū),海拔高度在 300～1 500 m,地貌以山地和丘陵為主[1]。該區(qū)年平均氣溫13.2℃,平均年降雨量550～800 mm,全年無(wú)霜期 258 d,具有暖地帶、溫地帶和寒地帶的多元?dú)夂騕2]。土壤以褐土為主,兼發(fā)育有黃棕壤,土壤肥力以中低水平居多,全鉀含量較高[3]。三門峽煙區(qū)晝夜溫差大,形成了具有一定地域特色的 “三門峽”煙葉品牌[4]。充分了解煙區(qū)烤煙化學(xué)成分和感官質(zhì)量在年度間的變化,對(duì)烤煙生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。作者對(duì)近幾年三門峽烤煙主要化學(xué)成分和感官質(zhì)量的變化進(jìn)行了分析,以期為三門峽煙葉的品質(zhì)改良提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2000-2008年,在河南省三門峽煙區(qū)選取主栽烤煙品種云煙 87初烤煙葉 C3F(中橘三)樣品45份,取樣點(diǎn)分布情況見(jiàn)表 1。樣品等級(jí)由專職評(píng)級(jí)人員按照 GB 2635—92烤煙標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,每個(gè)樣品取 1.5 kg,用于各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

表1 供試烤煙樣品的基本情況

1.2 分析方法

總糖、總氮、煙堿、氯、還原糖和鉀含量的測(cè)定參考王瑞新[5]介紹的方法進(jìn)行。感官質(zhì)量由青州煙草研究所組織專家進(jìn)行評(píng)吸,評(píng)吸指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、燃燒性和灰色,滿分依次為 15、 20、18、12、25、 5和 5分,各指標(biāo)按評(píng)吸質(zhì)量檔次分別給予不同分值,具體見(jiàn)表 2。全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用 SPSS[6]軟件處理。

表2 煙葉感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)成分和感官質(zhì)量的數(shù)量特征

2.1.1 化學(xué)成分

將 2000-2008年的總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯、鉀、糖堿比、氮堿比和鉀氯比數(shù)據(jù)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)表 3。煙葉化學(xué)成分在不同年份間存在著廣泛的變異。還原糖和總糖的變異系數(shù)較小,分別是 13.56%和 16.83%,說(shuō)明三門峽烤煙中的糖含量幾年來(lái)非常穩(wěn)定;煙堿,總氮,鉀化學(xué)成分也比較穩(wěn)定,變異系數(shù)分別是 22.58%,23.10%,19.14%;而鉀氯比的變異系數(shù)最大,達(dá)81.30%,說(shuō)明了在不同的年份間,三門峽烤煙中鉀氯比最不穩(wěn)定;氮堿比,糖堿比和氯的變異系數(shù)也較大,分別達(dá)到了 36.32%,34.03%和50.63%。由偏度系數(shù)可以看出,總氮和氮堿比的偏度系數(shù) ＜0,為負(fù)向偏態(tài)峰,其余為正向偏態(tài)峰。還原糖、總糖、總氮與氯的峰度系數(shù) ＜0,為平闊峰,數(shù)據(jù)比較分散;其余指標(biāo)為尖峭峰,數(shù)據(jù)大多集中在平均值附近。

表3 三門峽烤煙的化學(xué)成分

2.1.2 感官質(zhì)量

感官質(zhì)量在一定程度上可反映煙葉的內(nèi)在品質(zhì)。將三門峽煙葉 2002、2004-2007年的感官質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果 (表 4)看出,三門峽烤煙香氣質(zhì)較好,香氣量較足,雜氣較輕,刺激性微有,余味尚舒適至較舒適。燃燒性和灰色得分為3.01和 3.06分。屬于強(qiáng)和白檔次。各指標(biāo)的變異系數(shù)均較小,以灰色最大 (5.72%)。三門峽煙葉的感官質(zhì)量在不同年度間變異較小 (1.48%),得分均值為 (75.21±1.12)分。通過(guò)各種指標(biāo)的峰度和偏度系數(shù)可以進(jìn)一步了解其分布狀況:香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣和刺激性的峰度系數(shù) ＜0,為平闊峰,數(shù)據(jù)比較分散,其余指標(biāo)為尖峭峰,數(shù)據(jù)大多集中在平均值附近;香氣量、余味和雜氣的偏度系數(shù) ＜0,為負(fù)向偏態(tài)峰,其余指標(biāo)均為正向偏態(tài)峰。

2.2 化學(xué)成分在年份間的變異

2.2.1 變異特點(diǎn)

分別計(jì)算 2000、2002-2008年三門峽烤煙各化學(xué)成分 (總糖,煙堿,總氮,糖堿比,氮堿比,鉀氯比)的平均值,結(jié)果見(jiàn)圖 1、圖 2。

圖1 不同年份三門峽煙葉總糖、糖堿比和鉀氯比的變化

圖2 不同年份三門峽煙葉總氮、煙堿和氮堿比的變化

表4 三門峽烤煙的感官質(zhì)量

由圖 1結(jié)果可以看出,三門峽烤煙的總糖含量在 2002-2007年年度間變化比較平緩,三門峽煙葉的總糖含量一直保持著較高的水平,只有 2001年和 2008年低于 30%,其余各年份均高于 30%,其中 2007年最高,達(dá)到了 35.50%。2000年以來(lái),三門峽煙區(qū)烤煙的糖堿比一直在升高,2006年糖堿比最大,達(dá)到了 21.02,已經(jīng)遠(yuǎn)離了糖堿比的適宜區(qū)域,原因在于 2000-2006年,總糖含量在不斷的提高,而煙堿含量一直在降低。近 2年來(lái),糖堿比有所降低,2008年已經(jīng)降低至 9.92,原因在于 2008年總糖含量比 2006年降低,而煙堿含量卻增長(zhǎng)。進(jìn)一步控制總糖含量增長(zhǎng),使糖堿比處于適宜范圍是三門峽煙區(qū)下一步需要解決的問(wèn)題。三門峽煙區(qū)烤煙的鉀氯比年度間變化較大,變幅為3.36～17.49,2003年最小,只有 3.36,往后幾年有所提高,2007年達(dá)到了最大 (17.49),但是2008年又急劇下降至 4.17。從近幾年發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,三門峽煙區(qū)烤煙的鉀氯比較適宜,但仍需要強(qiáng)調(diào)施用鉀肥對(duì)提高煙葉質(zhì)量的重要性。

由圖 2可以看出,總氮含量在 2004年之前變化比較平緩,說(shuō)明合理施用氮肥的技術(shù)掌握得比較好,2005年之后變化較大。2000年以來(lái),三門峽煙區(qū)烤煙的煙堿含量一直在下降,但是近 2年來(lái)有所提高,2006年最低,只有 1.40%,2000年最高,達(dá)到 2.33%。適宜的煙堿含量范圍為 1.5%～3.5%,＜1%,勁頭不足, ＞3.5%勁頭太強(qiáng),最適宜為 2%左右[7],因此三門峽煙區(qū)烤煙的煙堿含量都處于適宜的范圍之內(nèi)。2000-2006年,煙堿含量一直在降低,2006年煙堿含量比 2000年降低。2000-2005年,三門峽烤煙氮堿比變化比較平緩,2006和 2007年有所增高,但是 2008年又突然下降至 0.53,偏離了優(yōu)質(zhì)烤煙的適宜范圍。近幾年來(lái)三門峽煙區(qū)烤煙的氮堿比比較穩(wěn)定,符合優(yōu)質(zhì)烤煙的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 差異比較

對(duì) 2000-2008年三門峽煙葉的化學(xué)成分 (還原糖、總糖、煙堿、總氮、鉀、氯、糖堿比、氮堿比和鉀氯比)進(jìn)行方差分析和多重比較,結(jié)果(表 5)鉀 (F=2.028)和鉀氯比 (F=2.184)的年度間變異不顯著,說(shuō)明三門峽煙區(qū)烤煙的鉀含量和鉀氯比年度間相對(duì)比較穩(wěn)定,這可能是由于三門峽煙區(qū)土壤全鉀含量比較高的緣故,因而不受品種改變等因素的影響。氯含量 (F=2.752*)的年度間差異達(dá)到了顯著水平。還原糖 (F=6.222**)、總糖 (F=13.222**)、煙堿 (F=4.371**)、總氮 (F=8.294**)、糖堿比 (F=8.102**)和氮堿比 (F=14.180**)的年度間差異都達(dá)到了極顯著水平。說(shuō)明三門峽煙葉內(nèi)在化學(xué)成分年度間不穩(wěn)定,這可能與耕作制度的改變、生態(tài)因素的變化和栽培技術(shù)的不斷更新有關(guān)。

表5 不同年份三門峽煙葉的化學(xué)成分差異

表 5說(shuō)明,還原糖含量在 2001-2005年之間差異不顯著,但與 2007年差異顯著,表明三門峽煙區(qū)烤煙還原糖含量一直比較平穩(wěn),這可能是由于總糖含量在這幾年里差異同樣不顯著的緣故,但是近年來(lái)有增加的趨勢(shì),應(yīng)引起注意?？偟吭?000、2002、2003和 2007年差異不顯著,說(shuō)明三門峽煙葉的總氮含量一直處于平穩(wěn)狀態(tài),沒(méi)有產(chǎn)生變化的跡象。同樣煙堿含量在 2000、2002、2003和 2007年差異不顯著。鉀含量在 2000、2003、2005和 2008年差異不顯著,但是在 2004、2007年差異顯著,說(shuō)明提鉀工作還需加強(qiáng)。優(yōu)質(zhì)煙葉的氯含量應(yīng)該控制在 1%以內(nèi),三門峽煙區(qū)烤煙的氯含量都處于適宜的范圍內(nèi),雖然有些年度間差異顯著,但是總體上比較適宜。糖堿比和氮堿比在2002-2005年之間差異均不顯著,但是與 2007年相比差異顯著。

2.3 感官質(zhì)量在年份間的變異

對(duì)三門峽煙區(qū) 2002-2007年煙葉的感官質(zhì)量進(jìn)行分析,結(jié)果余味 (F=1.919)、刺激性 (F=1.136)和灰分 (F=1.881)在年度間穩(wěn)定;其余各項(xiàng)指標(biāo)在年度間的變異都較大,香氣量 (F=5.492**)在不同年度間的變異達(dá)到了極顯著;香氣質(zhì) (F=2.609*)、雜氣 (F=3.433*)、燃燒性 (F=3.356*)、總得分 (F=3.203*)在不同年度間也達(dá)到顯著。

表6說(shuō)明,三門峽烤煙香氣質(zhì)和香氣量在2004-2006年之間的差異不顯著,但是與 2002和2007年的差異達(dá)到了顯著。余味、刺激性和灰分在不同年份間的差異均不顯著,說(shuō)明三門峽烤煙的余味、刺激性和灰分近幾年比較穩(wěn)定,沒(méi)有變化的跡象。在雜氣方面,2004年與 2002年和 2006年的差異達(dá)到了顯著水平。2002-2006年的燃燒性均與 2007年達(dá)到了顯著差異,但是 2002-2006年各年份間的差異未能達(dá)到顯著水平。在總得分方面,2004年與 2002年和2007年的差異顯著 ,其余各年份間的差異均不顯著。

表6 不同年份三門峽煙葉的感官質(zhì)量差異

2.4 煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性與感官質(zhì)量的差異

2.4.1 鉀氯比分組后的感官質(zhì)量差異顯著性測(cè)驗(yàn)

將 2000-2008年三門峽烤煙按鉀氯比進(jìn)行分組并對(duì)相應(yīng)的感官質(zhì)量進(jìn)行 t測(cè)驗(yàn),結(jié)果 (表 7)可見(jiàn),鉀氯比 ＜4的樣品只占了總樣品數(shù)的21.05%,均是濃偏中香型;當(dāng)鉀氯比≥4時(shí),三門峽烤煙的香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、燃燒性、灰色和感官質(zhì)量總得分均較優(yōu)于鉀氯比 ＜4時(shí),其中濃偏中香型占了 60%(9個(gè)),濃香型最少,僅有13.33%(2個(gè)),剩余均為中偏濃香型。通過(guò) t測(cè)驗(yàn)結(jié)果可以看出,2個(gè)組別之間除了烤煙刺激性和燃燒性的差異達(dá)到顯著外,其余各項(xiàng)指標(biāo)的差異均未達(dá)到顯著差異。

表7 不同鉀氯比之間 t測(cè)驗(yàn)結(jié)果

2.4.2 氮堿比分組后的感官質(zhì)量差異顯著性測(cè)驗(yàn)

將 2000-2008年三門峽烤煙按氮堿比進(jìn)行分組并對(duì)相對(duì)應(yīng)的感官質(zhì)量進(jìn)行 t測(cè)驗(yàn),結(jié)果 (表8)可以看出:氮堿比 ＜1的樣品占了總樣品數(shù)的73.68%,其中濃香型占了 14.29%(2個(gè)),濃偏中香型最多,達(dá)到了 78.57%,中偏濃香型僅有7.14%(1個(gè));當(dāng)三門峽烤煙氮堿比 ＜1的時(shí)候,其對(duì)應(yīng)的香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣和燃燒性優(yōu)于當(dāng)?shù)獕A比≥1時(shí)。通過(guò) t測(cè)驗(yàn)可以看出,2個(gè)組別之間除了香氣量和燃燒性的差異達(dá)到顯著外,其余各項(xiàng)感官質(zhì)量指標(biāo)的差異均不顯著。當(dāng)?shù)獕A比≥1時(shí),濃偏中香型烤煙個(gè)數(shù)占了 40%,剩余的均為中偏濃香型。

3 小結(jié)與討論

三門峽煙區(qū)烤煙的質(zhì)量特點(diǎn)。三門峽烤煙總糖、還原糖含量以及糖堿比較高,并且還原糖和總糖在不同年度間的變異系數(shù)較小,分別為13.56%和 16.83%。煙堿、總氮、氯和鉀氯比較適宜,但是鉀氯比在不同年度間的變異系數(shù)最大,達(dá)到了81.30%。鉀含量偏低,只有 1.57%,因此提高烤煙中鉀素含量的工作還需再進(jìn)一步的加強(qiáng)。將不同年度的化學(xué)成分進(jìn)行差異性分析,結(jié)果表明:三門峽烤煙的還原糖、總糖、煙堿、總氮、糖堿比和氮堿比在不同年度間的差異達(dá)到了極顯著水平,氯含量達(dá)到了顯著水平,而鉀含量和鉀氯比差異不顯著,說(shuō)明三門峽烤煙的鉀含量和鉀氯比比較穩(wěn)定,不受到耕作制度的改變和栽培技術(shù)等因素的影響,而還原糖、總糖、煙堿、總氮、糖堿比、氮堿比和氯等則受到的影響比較大,因而年度間變異較大。

表8 不同氮堿比之間 t測(cè)驗(yàn)結(jié)果

煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量是煙葉內(nèi)在質(zhì)量最直接的體現(xiàn)。本研究結(jié)果表明:三門峽烤煙香氣質(zhì)較好,香氣量較足,雜氣較輕,刺激性微有,余味尚舒適至較舒適,燃燒性強(qiáng),灰色白;感官質(zhì)量在不同年度間的變異系數(shù)較小 (1.48%);余味、刺激性和灰分在不同年度間的變異未達(dá)到顯著,說(shuō)明這三項(xiàng)指標(biāo)在近幾年來(lái)比較穩(wěn)定,不受年度間生態(tài)因素變化的限制;受生態(tài)環(huán)境變化最明顯的是香氣量;其余各項(xiàng)感官質(zhì)量指標(biāo)不同年度間變化都達(dá)到顯著。

三門峽煙區(qū)烤煙化學(xué)成分和感官質(zhì)量在不同年份間均存在著廣泛的變異。已有研究表明,隨著煙葉商品等級(jí)的提高,其含糖量是增加的,總糖和還原糖的含量被認(rèn)為是體現(xiàn)煙葉優(yōu)良品質(zhì)的指標(biāo)[5]。三門峽煙區(qū)烤煙的總糖含量多年來(lái)維持在較高的水平,這也是三門峽煙葉的特色之一,這可能是由于當(dāng)?shù)鼐哂刑厣脑耘喾绞健節(jié){灌根造成的。我國(guó)優(yōu)質(zhì)煙葉的含氮量在 1.5%～3.5%,是比較適宜的,最適宜含量為 2.5%,三門峽煙區(qū)烤煙的總氮含量幾乎都處在這一范圍,但是都低于最適宜含量。鉀氯比主要用于判定煙葉的燃燒性,比值越大,煙葉的燃燒性越好,烤煙的氯含量應(yīng)在 1%以下,適宜的鉀氯比值為 4～10[7],三門峽煙區(qū)烤煙近幾年來(lái)的鉀氯比變化不穩(wěn)定,因此仍需要強(qiáng)調(diào)施用鉀肥對(duì)提高煙葉質(zhì)量的重要性。糖堿比主要反映煙氣的生理強(qiáng)度和醇和度,是評(píng)價(jià)煙葉吃味的一項(xiàng)重要指標(biāo)。應(yīng)用這一指標(biāo),一方面要求糖和煙堿 2種成分含量應(yīng)大體適宜,另一方面要求兩者之間保持一定比例。烤煙的還原糖含量在 5%～25%,要求糖堿比為 6～8,不宜超過(guò) 10。若比值過(guò)大,超過(guò) 15,雖煙味溫和,但勁頭小,香氣平淡;若比值在 5以下,煙味又強(qiáng)烈,刺激性大,并有苦味[7]。三門峽煙區(qū) 2006年烤煙的糖堿比增加幅度較大,為 21.02,已經(jīng)遠(yuǎn)離了適宜區(qū)域,從而造成了煙葉吃味較淡,勁頭較小,香氣量不足等?？緹煹牡獕A比值一般在 0.8～1.1,以 1較為合適。比值增大,煙葉成熟不佳,身份往往趨輕,顏色變淡,煙葉的香味逐步減少;比值接近 2時(shí),煙氣香味嚴(yán)重不足;比值 ＜1時(shí),煙葉往往身份趨重,煙味轉(zhuǎn)濃,但刺激性逐步加重[8],三門峽煙葉氮堿比一直處于較適宜范圍,這也是其特色之一。因此控制糖含量的增長(zhǎng),使糖堿比處于適宜的范圍,同時(shí)協(xié)調(diào)好鉀氯比和氮堿比是三門峽煙區(qū)需要解決的問(wèn)題和三門峽煙葉今后改良的方向。

通常氮堿比和鉀氯比是常用的衡量烤煙內(nèi)在品質(zhì)的化學(xué)指標(biāo)。以烤煙為基礎(chǔ),邵惠芳等[9]、許自成等[10-11]曾將烤煙總氮、蛋白質(zhì)以及營(yíng)養(yǎng)元素硫、氯含量進(jìn)行分組,研究了其與主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)、感官質(zhì)量及化學(xué)成分之間的關(guān)系。筆者采用類似的方法,將氮堿比和鉀氯比分為 2組并對(duì)其相應(yīng)的感官質(zhì)量進(jìn)行差異顯著性測(cè)驗(yàn)。研究表明:當(dāng)?shù)獕A比 ＜1時(shí),其對(duì)應(yīng)的香氣質(zhì)、香氣量、余味、雜氣和燃燒性明顯優(yōu)于當(dāng)?shù)獕A比≥1時(shí),其中香氣量和燃燒性在組間的差異達(dá)到了顯著水平;當(dāng)鉀氯比≥4的時(shí)候,其對(duì)應(yīng)的香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、灰色和感官質(zhì)量總得分均優(yōu)于鉀氯比 ＜4的時(shí)候,其中刺激性和燃燒性在組間的差異達(dá)到了顯著水平。

[1] 武洪濤,常宗廣,張震宇,等.三門峽水庫(kù)環(huán)境影響評(píng)價(jià)[J].地域研究與開(kāi)發(fā),2003,23(5):77-80.

[2] 李久昌.三門峽地區(qū)早期自然生態(tài)環(huán)境及其影響 [J].西北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,34(4):489-493.

[3] 張翔,范藝寬,黃元炯,等.河南煙區(qū)土壤鉀素含量與分布[J].煙草科技,2003(3):37-39.

[4] 汪孝國(guó),王小東,昝京宜.三門峽煙區(qū)烤煙質(zhì)量可用性綜合評(píng)價(jià) [J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(5):49-52.

[5] 王瑞新.煙草化學(xué) [M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2003.

[6] 余建英,何旭宏.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與 SPSS應(yīng)用 [M].北京:人民郵電出版社,2003.

[7] 王東勝,劉貫山,李章海.煙草栽培學(xué) [M].合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2002.

[8] 李東亮,沈笑天,許自成.南陽(yáng)煙區(qū)不同年份烤煙主要化學(xué)成分的變異分析 [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(23):6225-6226.

[9] 邵惠芳,許自成,劉麗,等.烤煙總氮、蛋白質(zhì)含量與主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的關(guān)系 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008(12):69-76.

[10] 許自成,劉春奎,畢慶文,等.中國(guó)主產(chǎn)煙區(qū)烤煙硫含量的分布特點(diǎn)及與其他化學(xué)成分的相關(guān)分析 [J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2008(1):1-5.

[11] 許自成,李丹丹,畢慶文,等.烤煙氯含量與揮發(fā)性香氣物質(zhì)及感官質(zhì)量的關(guān)系研究 [J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào),2008(5):27-32