湖北產區不同長度高油分煙葉質量特征分析與葉長適宜范圍研究

江雪彬，劉峰峰，石剛，李穎雪，丁易金，彭五星，董世良，陳劍暉，何結望*

湖北產區不同長度高油分煙葉質量特征分析與葉長適宜范圍研究

江雪彬1，劉峰峰1，石剛1，李穎雪1，丁易金2，彭五星2，董世良1，陳劍暉1，何結望1*

1 湖北中煙工業責任有限公司，技術中心，武漢市東西湖區環湖路特66號 430040；2 湖北省煙草公司宣恩縣公司，恩施市施州大道119號 445000

【】探索湖北產區不同長度高油分煙葉質量特征差異，尋找高油分煙葉適宜的葉片大小范圍?！尽窟x取湖北產區6個梯度葉長區段的高油分烤煙中部煙葉，采用正交偏最小二乘法（OPLS）篩選出關鍵差異質量指標，得出湖北產區高油分煙葉適宜的葉長范圍?！尽浚?）湖北產區不同長度高油分煙葉質量關鍵差異指標包括：外觀質量總分、顏色均勻度、彈性、身份，香氣量、刺激性、濃度、細膩程度、干燥感、回味，總堿，氮堿比。（2）在一定范圍內，隨著葉長增加，高油分煙葉整體質量趨好。表現為隨著煙葉長度增加，煙葉的兩糖含量先增加后降低，糖堿比和鉀氯比均呈現出先降低后增加的趨勢，當葉長超過75 cm后，二者快速下降；外觀質量總分呈現出提高趨勢；煙氣濃度增加，香氣質變好，甜感較好，煙葉的感官質量總得分提升，當煙葉長度達到75 cm以上時，總堿含量高，刺激性增加、雜氣變重，余味干凈程度下降，整體質量下降。（3）湖北產區高油分煙葉各質量指標較適宜的葉長范圍為55～70 cm，此時煙葉的感官香氣濃郁、香氣質好，煙氣柔和、細膩、回甜感好，化學成分協調。

葉長；中棵煙；高油分；烤煙；OPLS；適宜范圍

中棵煙高油分煙葉作為高品質原料深受工業企業歡迎。中棵煙不是品種或煙草類型的名稱，而是對煙草田間長相的一種稱呼[1]，從外觀上看，中棵煙就是桶形和腰鼓形煙株產出的煙葉，烤后呈現出油（油潤）、軟（柔軟）、亮（顏色鮮亮）的外觀特征，身份、大小適中，從內在品質上說，中棵煙鉀多氮少，香氣量足、香氣質好[2]。高油分煙葉，是煙葉油分富有的一種界定。高油分煙葉，在16%～18%水分情況下，表觀油潤黏手、疏松柔軟、均勻鮮亮。具體表現為：眼觀油潤飽滿，手摸柔軟黏手，富有彈性，顏色均勻，光澤鮮亮，成熟度好。

李東亮等[3]研究了我國南方煙區烤煙品種K326不同部位煙葉主要化學成分與葉長的關系，劉扣珠 等[4]研究了豫中烤煙上六片煙葉葉長與主要化學成分及感官質量關系，并建立優質上六片煙葉適宜的葉長標準。諸多學者從烤煙品種、生態因素、栽培措施和煙葉烘烤等方面分析了影響烤煙煙葉油分的因素[5]，對高油分煙葉的研究多集中在如何提高烤煙煙葉油分的措施上[6-7]。以上研究表明煙葉長度和油分品質都對煙葉質量有顯著影響。本文對湖北產區不同長度高油分煙葉的質量特征進行分析，研究不同長度高油分煙葉外觀特征、感官質量及化學成分各質量指標變化規律，從工業可用性角度給出湖北產區中棵煙高油分葉片適宜的長度范圍，為產區中棵煙高油分煙葉生產和收購分級提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2020年度湖北中煙工業有限責任公司基地各煙站烤煙中部高油分煙葉樣品共100份（25個煙站，每個煙站4份），每份5 kg。試驗在湖北省恩施州宣恩縣、十堰市房縣、襄陽市?？悼h煙葉種植鄉鎮進行，品種為云煙87，施肥及大田管理按照中棵煙高油分煙葉生產技術要求執行。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備

選取2020年度高油分烤煙煙葉，于中部葉采收結束后，按葉長進行掛牌標記，并分開采收，單獨編竿烘烤。各煙站煙葉混合后，按照國家烤煙分級標準挑選出油分品質表現為較多至富有程度的中部煙葉，再按長度篩選出葉長為45～55 cm、55～65 cm、65～70 cm、70～75 cm、75～80 cm、80 cm以上6個梯度的煙葉，制備煙葉樣品，每個葉長區段各隨機取樣50片。制備的煙葉試驗樣品置于溫度（22±1）℃和相對濕度（60±5）%的環境中平衡水分48 h。

1.2.2 煙葉外觀特征評價

包括油分、身份、成熟度、柔軟度、彈性、顏色、顏色均勻度、光澤強度等指標。依據湖北中煙有限責任公司企業標準《QB/HBZY.CL25.1—2020 中棵煙高油分煙葉第1部分：定義、評價方法及原煙質量要求》，由湖北中煙5名評級人員進行定性、定量鑒定。

表1 原煙外觀評價指標及分值設置

Tab.1 Appearance evaluation indexes and score setting of raw tobacco

1.2.3 煙葉化學成分測定

包括水溶性糖、總植物堿、總氮、氯、鉀等常規化學成分指標，分別采用YC/T 159、YC/T 160、YC/T 161、YC/T 162、YC/T 217的方法測定。

1.2.4 煙葉感官質量評價

包括香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味、濃度、成團性、細膩、回味、干燥感等指標。依據湖北中煙有限責任公司企業標準《QB/HBZY.CL25.1—2020 中棵煙高油分煙葉第1部分：定義、評價方法及原煙質量要求》，由湖北中煙7名評吸人員進行感官質量評價。

表2 單料煙感官評吸質量評價指標及分值設置

Tab.2 Evaluation indexes of unblended cigarette sensory evaluation quality and score setting

續表2

指標評分標準 質量特征（100）雜氣（16）無14.5～16、較輕12.5～14、有+10.5～12、有8.5～10、有-7.5～8、較重5.5～7、重0～5。 刺激性（20）無 17.5～20、微有15.5～17、有+13.5～15、有11.5～13、有- 9.5～11、較大7.5～9、大0～7。 余味（22）舒適19.5～22、較舒適16.5～19、尚舒適+13.5～16、尚舒適 11.5～13、尚舒適-9.5～11、較苦辣8.5～9、滯舌0～8。 燃燒性（4）強3.5～4、中等2.5～3、差1.5～2、熄火0～1。 灰色（4）白3.5～4、灰白2.5～3、灰1.5～2、黑灰0～1。 風格特征濃度（5）濃4.5～5、較濃3.5～4、中等2.5～3、較淡1.5～2、淡0～1。 勁頭（5）大4.5～5、較大3.5～4、適中2.5～3、較小1.5～2、小0～1。 煙氣特征成團性（5）好4.5～5、較好3.5～4、中等2.5～3、較差1.5～2、差0～1。 細膩度（5）細膩4.5～5、較細膩3.5～4、中等2.5～3、稍粗糙1.5～2、粗糙0～1。 口感特征回甜感（5）強4.5～5、較強3.5～4、中等2.5～3、弱1.5～2、無0～1。 干燥感（5）弱4.5～5、較弱3.5～4、中等2.5～3、較強1.5～2、強0～1。

1.3 數據處理及分析

2 結果

2.1 不同長度高油分煙葉各質量特性分析

對湖北產區不同長度高油分煙葉各質量指標差異進行分析，結果見圖1。由圖1（A-C）中常規化學成分變化可以看出，不同長度高油分煙葉的總糖、還原糖含量先增加后降低，總糖含量變化范圍為25%～38%，還原糖含量變化范圍為20%～30%。鉀含量隨葉長增加整體呈上升趨勢，氯含量隨葉長增加整體呈下降趨勢，但鉀、氯均在適宜范圍內（鉀含量＞2%，氯含量0.2%～0.8%）。隨著煙葉長度增加，氮堿比呈現出降低趨勢，糖堿比和鉀氯比均呈現出先降低后增加的趨勢，當葉長超過75 cm后，二者快速下降。參照高油分中部煙煙葉常規需化學成分要求，糖堿比應在8～15之間，鉀氯比＞4的適宜范圍，綜合來看，55～75 cm葉長區間的煙葉化學成分含量及比值處于較好的水平，化學成分協調。

由圖1（D）可以看出，隨著煙葉長度增加，不同長度高油分煙葉外觀質量總分及油分呈現出提高趨勢，煙葉的成熟度及顏色指標在55～65 cm葉長區間取得最高分，表現為成熟度好，顏色金黃，后隨葉長增加得分呈現降低趨勢，且整體得分相差不大，表現為成熟度較好，顏色金黃略偏淺；隨著葉長增加，彈性及顏色均勻度呈現出先增加后降低的趨勢，均在70～75 cm葉長區間內達到峰值，表現為彈性強，顏色均勻；油分、柔軟度、光澤強度及身份指標基本沒有變化，表現為葉片柔軟、光澤鮮亮，身份適中。

由圖1（E-F）可以看出，在一定范圍內，隨著煙葉長度增加，煙氣濃度增加，香氣量略有增加，細膩程度降低，煙葉的感官質量總得分呈現出先增加后降低的倒U型變化趨勢，在65～70 cm葉長區間范圍內達到峰值。香氣質、刺激性及余味隨葉長增加呈現出先增加后降低的趨勢，均在55～75 cm葉長區間范圍內取得最高分，當煙葉長度繼續增加達到80 cm后，感官質量大幅降低。除勁頭得分變化較為平緩外，回味（回甜感）、成團性及干燥感均呈現出先增加后降低的趨勢，在煙葉長度為65～70 cm時達到頂峰，葉長超過70 cm后得分開始下降。

2.2 不同長度高油分煙葉各質量差異分析

2.2.1 主成分得分圖分析

采用主成分分析（PCA）法，通過SIMCA軟件對不同長度高油分煙葉的外觀特征、感官質量及化學成分各質量指標進行降維處理，采用了UV scaling的前處理方法，兩個主成分的累計方差貢獻率為72.1%（PC1 45.7%，PC2 26.4%），結果見圖2?？梢钥闯?，雖然不同長度區間的煙葉各質量指標的主成分得分呈現出一定的聚類趨勢，但在第一主成分上，55～65 cm與65～70 cm葉長區間，75～80 cm與80 cm以上葉長區間均不能完全區分開。

圖2 不同長度高油分煙葉各質量指標主成分得分圖

2.2.2 差異指標篩選

為進一步分析湖北產區不同長度高油分煙葉差異性，采用正交偏最小二乘法（OPLS）對煙葉外觀特征、感官質量及化學成分各質量指標與煙葉長度進行回歸分析，采用UV scaling前處理方法，建立煙葉質量指標與煙葉長度間OPLS模型，篩選出了1個預測主成分和3個正交主成分，R2X=0.952，Q2=0.992，表明提取的主成分對變量解釋能力較高，模型擬合較好。OPLS模型的得分散點圖如圖3所示，顏色反應了不同煙葉的長度梯度，可以看出，隨著第一主成分向右遷移，顏色成加深趨勢，葉片長度增加。

圖3 不同長度高油分煙葉各質量指標OPLS模型得分圖

在回歸估計結果基礎上，通過計算各自變量的投影重要性（VIP）來考察各自變量對因變量解釋的重要性，VIP值越大表明各質量指標對煙葉長度的解釋能力越大，各質量指標投影重要性見圖4。提取VIP值大于1的質量指標：外觀質量總分，細膩程度，濃度，油分，顏色均勻度，彈性，干燥感，香氣量，身份，總堿，氮堿比，回味（回甜感），刺激性。結合S圖結果，并通過t檢驗（t-test）的值（閾值＜0.05）對其進行進一步驗證，結果見表3。油分（值＞0.05）在不同葉長區間之間差異不顯著，這是由于取樣時挑選了油分均較高煙葉作為研究對象，因此剔除假陽性指標，最后得到具有統計學意義差異指標：外觀特征（外觀質量總分、顏色均勻度、彈性、身份），感官質量特征（香氣量、刺激性、濃度、細膩程度、干燥感、回味），化學成分（總堿，氮堿比）。以上指標可作為不同長度高油分煙葉質量差異的關鍵指標。

圖4 各質量指標投影重要性圖

圖5 各質量指標S圖

表3 篩選出的差異指標的VIP值和值

Tab.3 VIP and P values of the differential indicators screened out

2.3 不同長度高油分煙葉關鍵質量指標變化趨勢

分別對常規化學成分、外觀特征差異指標、感官質量煙氣特征的差異指標隨葉長的變化趨勢作圖，得到高油分煙葉關鍵質量指標與葉長的關系模型，結果見圖6。在葉長為55～70 cm范圍內，隨著煙葉長度增加，總堿含量呈先增加后降低趨勢，當葉長達到75 cm后，

圖6 高油分煙葉關鍵質量指標與葉長的關系

總堿含量增加趨勢明顯；隨著煙葉長度增加，氮堿比呈先降低后增加趨勢，當長度達到75 cm后，氮堿比開始下降。隨著葉長增加，煙葉的外觀質量變好，總分呈上升趨勢，當煙葉長度達到55 cm以上時，顏色均勻度好、彈性強，身份適中，當葉長超過70 cm后，各項得分均開始下降?？梢钥闯?，在一定范圍內，隨著煙葉長度增加，煙葉的香氣量呈上升趨勢，濃度變化較為平緩，刺激性、細膩程度、回味及干燥感得分均呈現出先增加后降低的趨勢，在55～65 cm葉長區間內達到峰值，當葉長超過70 cm后，分值開始下降。

結合不同長度梯度煙葉質量關鍵指標分析，可以看出高油分煙葉在長度梯度間存在較明顯差異，具體而言，55 cm以下煙葉氮堿比較高，化學成分協調性較差，感官表現為香氣質感中等偏下，干燥感明顯，回味較雜，煙氣稍粗糙，可能與氮堿比高，煙葉中含氮化合物含量較多，蛋白質等大分子物質降解不充分有關；60～65 cm、65～70 cm長度煙葉兩糖含量較高，氮堿比、糖堿比適中，整體化學成分協調性較好，感官香氣質感較透發，香氣量較足，余味較干凈較舒適，煙氣細膩柔和，回味甜感明顯；70～75 cm長度煙葉兩糖含量中等略高，總堿含量偏低，化學成分協調性尚好，感官質量中等，但在煙氣狀態、余味、干燥感方面表現稍差；煙葉長度達到75～80 cm、80 cm以上時，總堿含量高，糖堿比偏低，整體協調性變差，感官表現為香氣稍顯渾濁，有雜氣，刺激性稍大，煙氣濃度較大，煙氣細膩程度略有下降，干燥感較明顯，勁頭偏大。

綜上所述，可以認為湖北產區高油分煙葉質量品質較適宜的葉長范圍為55～70 cm，此時煙葉的化學成分協調，顏色均勻度好、彈性強，身份適中，香氣濃郁、甜感較好、煙氣飽滿、余味舒適，具有香、甜、柔、凈的感官質量特征。

3 討論

先前人們通常直觀地從葉片厚度、彈性、顏色、油分和光澤度等外觀特征來評價煙草的使用價值，隨著研究的深入人們發現煙葉的外部特征是由其內部化學成分的含量和性質所決定的。對于中棵煙、高油分的原料質量需求，要求原料具備總體感官質量較好、質量風格特色明顯、煙氣形態好等特點。要求好煙葉外觀特征導向：油分要多一點，顏色要淺一點、身份要適中一點，葉片要小一點。本文對不同長度高油分煙葉質量特征進行了分析，高油分煙葉適宜葉長范圍為55～70 cm，上限不超過75 cm，為引導煙葉收購、及產區種植中棵煙高油分煙葉提供參考。

在質量變化規律方面，本研究認為化學成分方面隨著葉長增加，煙葉的總糖、還原糖含量呈先增加后降低趨勢，鉀含量呈上升趨勢，氮堿比呈降低趨勢，糖堿比和鉀氯比呈先降低后增加趨勢，且當葉長超過75 cm后急劇下降。該結論與李東亮[3]的研究結果一致，即中部葉煙堿、還原糖、鉀含量和鉀氯比隨葉長的增加而增加，氯含量和氮堿比隨葉長的增加而降低。姜茱[8]等在對烤煙葉片大小與煙葉化學成分的關系研究中提出，增加葉片長度使煙葉含糖量偏高、煙堿偏低、葉片較薄等重要缺陷均能得到改善或明顯改善，煙堿含量隨葉長的增長而提高，煙葉含糖、糖堿比、氮堿比均隨葉長的增長而降低，并逐漸趨近于優質煙的要求。但文獻葉長>50 cm以上并未具體細分，可能是導致研究結論有所差異的主要原因。在感官質量方面，本研究認為高油分煙葉長度最好不超過75 cm，超過75 cm的高油分煙葉的化學成分協調性、感官上的甜感、干燥感、細膩程度、香氣純凈程度都會下降，優質煙葉的適宜長度不應小于50 cm。這與劉扣珠等[4]對豫中烤煙上六片煙葉葉長與主要化學成分及感官質量關系的研究規律一致，即上三片和下三片煙葉感官品質最佳的葉長范圍分別為59.80～66.00 cm和66.22～73.20 cm，此時上六片煙葉的感官香氣濃郁、質好，化學成分協調。

本文進一步采用正交偏最小二乘法（OPLS）法篩選出不同長度高油分煙葉質量差異的關鍵指標，為研究不同長度梯度高油分煙葉質量差異提供支撐，所構建的葉長與質量指標關系模型，篩選出12個關鍵指標，表明隨著葉片變化高油分煙葉質量在12個質量指標方面存在明顯差異，該方法的科學性、有效性已在煙草和其他作物的研究中驗證[9-11]，在煙葉長度與煙葉質量關系研究方面為首次應用，且結果可靠。

4 結論

（1）篩選出湖北產區不同長度高油分煙葉質量差異關鍵指標：外觀質量總分、顏色均勻度、彈性、身份，香氣量、刺激性、濃度、細膩程度、干燥感、回味（回甜感），總堿、氮堿比。

（2）在一定范圍內，隨著葉長增加，高油分煙葉整體質量趨好。表現為隨著煙葉長度增加，煙葉的兩糖含量先增加后降低，糖堿比和鉀氯比均呈現出先降低后增加的趨勢，當葉長超過75 cm后，二者快速下降；外觀質量總分呈現出提高趨勢；煙氣濃度增加，香氣質變好，甜感較好，煙葉的感官質量總得分提升，當煙葉長度達到75 cm以上時，總堿含量高，刺激性增加、雜氣變重，余味干凈程度下降，整體質量下降。

（3）湖北產區高油分煙葉各質量指標較適宜的葉長范圍為55～70 cm，此時煙葉化學成分協調，油潤飽滿、富有彈性、顏色均勻，身份適中，香氣濃郁、甜感較好、煙氣飽滿柔和及余味舒適，具有香、甜、柔、凈的感官質量特征。

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Analysis of quality characteristics of high-oil tobacco leaves with different length from Hubei growing areas and suitable range of tobacco leaf length

JIANG Xuebin1, LIU Fengfeng1, SHI Gang1, LI Yingxue1, DING Yijin2, PENG Wuxing2, DONG Shiliang1, CHEN Jianhui1, HE Jiewang1*

1 China Tobacco Hubei Industrial Co., LTD., Technology Center, 66 Huanhu Road, Dongxihu district, Wuhan, Dongxihu District, Wuhan City, Hubei Province 430040;2 Hubei Provincial Tobacco Company Enshi Company, Xuan'en County Company, No.119 Shizhou Avenue, Enshi City, Enshi Tujia and Miao Autonomous Prefecture 445000

This study aims to explore the difference in quality characteristics of high-oil tobacco leaves with different lengths from Hubei growing areas, and to find the appropriate length range for high-oil tobacco leaves.High-oil flue-cured tobacco leaves in six gradient leaf-length segments from Hubei growing areas were selected as research objects, and the key differential quality indicators were screened out by orthogonal partial least squares (OPLS) method, so as to obtain the suitable leaf length range of high-oil tobacco leaves in Hubei tobacco growing areas.(1) The key differential quality indicators of high-oil tobacco leaves with different lengths in Hubei growing areas include: total appearance quality score, color uniformity, elasticity, identity, aroma, irritating, concentration, degree of delicacy, dryness, aftertaste, nicotine, nitrogen-nicotine ratio. (2) Within a certain range, with the increase of leaf length, the overall quality of high-oil tobacco leaves became increasingly better. With the increase of tobacco leaf length, the content of reducing sugar and total sugar of tobacco leaves increased first and then decreased, and the sugar-nicotine ratio and potassium-chlorine ratio showed a trend of first decreasing and then increasing. When the leaf length reached 75 cm, the two indicators decreased rapidly, the total appearance quality score showed an increasing trend, the smoke concentration, aroma quality, the sweetness, and the total sensory quality score all showed an increasing trend. After the leaf length reached more than 75 cm, the nicotine content was high, the irritation increased, and the miscellaneous became heavier, the cleanliness of the aftertaste decreased, and the overall quality decreased. (3) The suitable leaf length range of high-oil tobacco leaves in Hubei production area is 55 cm to 70 cm. During this range, the tobacco leaves have strong sensory aroma, good aroma quality, soft and delicate smoke, good sweetness, and coordinated chemical components.

leaf length; medium tobacco; high oil content; flue-cured tobacco; OPLS; suitable range

Corresponding author. Email：1652193082@qq.com

支撐大品牌高質量發展的中棵煙高油分煙葉開發和利用（110202102036）

江雪彬（1992—），研究生，主要研究方向：煙草工藝及原料質量，Tel：13545209840，Email：908680318@qq.com

何結望（1974—），研究員，Tel：13995525877，Email：1652193082@qq.com

2021-08-23；

2022-03-07

江雪彬，劉峰峰，石剛，等. 湖北產區不同長度高油分煙葉質量特征分析與葉長適宜范圍研究[J]. 中國煙草學報，2022，28（3）.JIANG Xuebin, LIU Fengfeng, SHI Gang, et al. Analysis of quality characteristics of high-oil tobacco leaves with different length from Hubei growing areas and suitable range of tobacco leaf length[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2022, 28(3). doi:10.16472/j.chinatobacco. 2021.T0151