沈建平，郭建華，曾 強，丁應(yīng)福，徐辰生，申洪濤，李小龍*，張仕祥*

(1 南平市煙草公司邵武分公司，福建邵武 354000；2 中國煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州 450001；3 煙草行業(yè)生態(tài)環(huán)境與煙葉質(zhì)量重點實驗室，鄭州 450001；4 福建省煙草公司南平市公司，福建南平 353000；5 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，鄭州 450016)

煙葉作為煙草工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)原料和商業(yè)企業(yè)的商品，其高品質(zhì)是煙草行業(yè)工商企業(yè)共同追求的目標?？緹熎焚|(zhì)包括外觀質(zhì)量、化學(xué)成分、物理特性和感官質(zhì)量[1]。煙葉化學(xué)成分是品種、氣候、土壤與栽培調(diào)制技術(shù)綜合作用的結(jié)果[2]。煙葉常規(guī)化學(xué)成分是影響煙葉內(nèi)在質(zhì)量的基礎(chǔ)，煙葉中的常規(guī)化學(xué)成分對煙葉內(nèi)在質(zhì)量有重要影響，其中總糖、還原糖、總堿、總氮等指標與吸味有關(guān)，鉀和氯的含量與煙葉的燃燒性直接相關(guān)，還有一些二級指標如氮堿比(總氮/煙堿)、糖堿比(還原糖/煙堿)影響到煙葉的吸味協(xié)調(diào)性[3-4]。煙葉中這些主要的常規(guī)化學(xué)成分在很大程度上決定了煙氣的特性，進而影響煙葉的品質(zhì)[5-6]，因此，常規(guī)化學(xué)指標是煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的評價依據(jù)，在煙葉質(zhì)量評價中具有重要的作用。

邵武市是福建省的重要植煙地區(qū)之一，但迄今為止有關(guān)邵武煙葉常規(guī)化學(xué)性質(zhì)的文獻報道甚少。為了深入了解邵武煙葉質(zhì)量狀況，挖掘邵武煙葉特色，本文特對邵武煙葉進行質(zhì)量評價，旨在為邵武調(diào)整煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 產(chǎn)地概況

邵武市位于我國福建省西北部，117°02′～117°52′E，26°55′～27°35′N，土地面積 2 852 km2，是我國福建省商品糧基地之一，森林覆蓋率達70%，為閩北“林海糧倉”。地勢由北部、西南部向中部、東南部富屯溪谷地傾斜，海拔130～1 524 m。

邵武市屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，全年溫暖濕潤，光、熱和水資源豐富，年均氣溫18 ℃，年均降雨量1 600 mm，無霜期280 d。屬于我國東南煙草種植區(qū)，是我國最適宜種植煙草的地區(qū)之一[1]。植煙土壤主要有水稻土，常年植煙面積3 700 hm2，烤煙收購量7 500 t左右。

1.2 供試材料

依據(jù)烤煙國家標準[7]，2013年度，在沿山、城郊、水北、吳家塘和大埠崗等 5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集具代表性的K326烤后 C3F(中部煙葉)和 B2F(上部煙葉)等級煙葉樣品，其中沿山和城郊取樣各4套，水北、吳家塘和大埠崗各2套，計14套28個煙葉樣品；在衛(wèi)閩、洪墩和拿口等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集具代表性的云煙87烤后C3F和B2F等級煙葉樣品各2套，計6套12個煙葉樣品；在大竹、和平和肖家坊等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集具代表性的翠碧1號烤后C3F和B2F等級煙葉樣品各2套，計6套12個煙葉樣品，共計采集26套52個煙葉樣品。

1.3 前處理與檢測

對采集的煙葉樣品人工抽取主脈后，粉碎其余部分過20目尼龍篩，采用煙草行業(yè)標準方法——連續(xù)流動分析法檢測煙葉中煙堿[8]、總氮[9]、還原糖[10]、淀粉[11]、鉀[12]和氯[13]等含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙堿、總氮和氮堿比

2.1.1 煙堿 煙堿是煙葉質(zhì)量中最重要的化學(xué)成分，其含量直接決定煙葉內(nèi)在品質(zhì)、安全性和可用性，適宜的煙堿含量是優(yōu)質(zhì)低害煙葉生產(chǎn)所追求的目標[14]。煙草工業(yè)企業(yè)因卷煙產(chǎn)品特點對煙葉原料的煙堿含量的要求也不盡相同，但多數(shù)工業(yè)企業(yè)能接受的煙堿含量范圍為中部煙葉17.0～32.0 g/kg，上部煙葉20.0 ～40.0 g/kg。煙堿含量又受到生態(tài)環(huán)境[15-16]、種植品種[17]、栽培管理措施[18-22]、煙葉部位[23]、肥料用量(特別是氮肥用量)[24-25]等多種因素的共同影響。一般情況下，煙堿含量在不同葉位的分布表現(xiàn)為上部葉＞中部葉＞下部葉[23]。

邵武 C3F等級煙葉中煙堿含量介于 12.2～28.1 g/kg，平均含量為21.2 g/kg；B2F等級煙葉的煙堿含量介于25.0～50.2 g/kg，平均含量為37.9 g/kg，B2F等級煙葉煙堿高于C3F等級煙葉。由圖1可知，沿山、城郊、水北、大埠崗等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的B2F等級煙葉煙堿含量稍高；衛(wèi)閩、和平C3F等級煙葉煙堿含量偏低，其他各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的C3F和B2F等級煙葉煙堿含量均較為適宜。

圖1 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的煙堿含量Fig. 1 Contents of total alkaloid (TA) in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.1.2 總氮 氮素是煙堿合成必需物質(zhì)，氮素對煙草制品的感官質(zhì)量具有重要影響，煙草對氮素營養(yǎng)非常敏感。煙草要正常生長，前期必須有足夠的氮素，而后期煙株葉片達到最大葉面積時土壤的氮素應(yīng)全部消耗，才能保證煙葉適時成熟落黃。不適量的氮素供應(yīng)將導(dǎo)致煙葉質(zhì)量惡化，氮素過多，氮代謝旺盛，煙葉難以正常生理成熟，不易調(diào)制，質(zhì)量會嚴重下降[26]。因此總氮含量是煙葉化學(xué)成分評價的重要指標，國際優(yōu)質(zhì)煙葉的總氮含量在15.0～30.0 g/kg為宜[27]，也有研究認為煙葉總氮含量在17.0～28.0 g/kg為宜。

邵武 C3F等級煙葉中總氮含量為 12.8 ～20.7g/kg，平均含量17.7 g/kg；B2F等級煙葉的總氮含量為17.6～30.2g/kg，平均含量24.1 g/kg。邵武煙葉中氮素含量總體較為適宜，僅吳家塘 C3F等級煙葉中的總氮平均含量為12.9 g/kg，相對較低(圖2)。

圖2 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的總氮含量Fig. 2 Contents of total nitrogen (TN) in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.1.3 氮堿比 氮堿比是煙葉中總氮和煙堿(總植物堿)含量的比值，氮堿化是衡量煙葉含氮化合物轉(zhuǎn)化情況的重要指標之一，有關(guān)研究表明致香物質(zhì)含量與氮堿比呈極顯著正相關(guān)關(guān)系[28]。優(yōu)質(zhì)烤煙氮堿比以 1.0左右為宜[29]，但因海拔、氣候、土壤以及種植水平的差異，我國煙葉的氮堿比差異較大，烤煙煙葉的氮堿比值處于0.65～1.35亦可為多數(shù)工業(yè)企業(yè)接受。

邵武C3F等級煙葉中氮堿比為0.71～1.36，平均0.86；B2F等級煙葉的氮堿比為0.53～0.89，平均0.64；煙葉中氮堿比總體較為適宜，但B2F的氮堿比偏小，其中吳家塘和大埠崗氮堿比偏低(圖 3)，但可通過肥料運籌加以調(diào)整。

圖3 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的氮堿比Fig. 3 Ratios of TN to TA in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.2 鉀、氯和鉀氯比

2.2.1 鉀 鉀素是品質(zhì)元素，煙葉鉀含量高不僅能提高燃燒性、降低焦油產(chǎn)生量，還可提高香氣含量、改善煙葉香吃味和安全性，對煙葉外觀和內(nèi)在品質(zhì)均有良好的影響[14]。理論上煙葉鉀含量可在20～80 g/kg范圍內(nèi)，國際上普遍認為優(yōu)質(zhì)煙煙葉鉀含量應(yīng)高于25 g/kg。國外一些煙葉質(zhì)量較好的國家如美國、津巴布韋的煙葉鉀含量一般為40～60 g/kg，巴西煙葉鉀含量為30～40 g/kg。相比而言，中國煙葉鉀含量普遍偏低，部分地區(qū)的煙葉鉀含量甚至低于 20 g/kg(優(yōu)質(zhì)煙葉鉀含量的最低值)[30]。

邵武C3F等級煙葉鉀含量為24.2～36.5 g/kg，平均含量30.5 g/kg；B2F等級煙葉的鉀含量為18.6 ～55.1 g/kg，平均含量23.4 g/kg?？傮w看來邵武煙葉鉀含量處于較高的水平，但從具體鄉(xiāng)鎮(zhèn)來看，吳家塘、和平和肖家坊的B2F等級煙葉中的鉀含量(圖4)仍低于20 g/kg。

圖4 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的鉀含量Fig. 4 Contents of K+ in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.2.2 氯 氯是烤煙必需的營養(yǎng)元素[31]，煙葉氯含量的高低決定了煙葉的工業(yè)可用性和經(jīng)濟效益，煙葉氯含量過低或過高都會直接影響煙葉的利用率[32]。一般認為，品質(zhì)優(yōu)良的煙葉其氯含量在3～8 g/kg[33]，但也有研究認為是4～8 g/kg，煙葉含氯過低(＜4 g/kg)，葉片吸濕性與彈性差，易破碎，填充力降低[34]；氯含量過高嚴重影響煙葉的質(zhì)量，煙葉的燃燒性變差，陰持火能力降低，煙味變劣和煙灰顏色變暗變黑[35]。

邵武C3F等級煙葉氯含量為2～5.3 g/kg，平均含量2.9 g/kg；B2F等級煙葉的氯含量為2.4～5.2 g/kg，平均含量3.4 g/kg。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的氯平均含量結(jié)果見圖5，多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉樣品氯含量偏低，這與南平煙區(qū)煙田土壤的氯含量處于較低及低水平有關(guān)[36]。

圖5 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的氯含量Fig. 5 Contents of Cl- in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.2.3 鉀氯比 煙葉鉀氯比指標主要用于評價煙葉的燃燒性能，通常認為烤后煙葉的鉀氯比＞4.0且比值越大越好，也有認為其值4～10為宜[33]。邵武C3F等級煙葉鉀氯比為6.93～17.12，平均10.98；B2F等級煙葉的鉀氯比為4.66～18.25，平均7.32。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的鉀氯比平均結(jié)果見圖 6，煙葉中鉀氯比值均＞4.0，表明邵武煙葉鉀氯比適宜。

2.3 還原糖及糖堿比

2.3.1 還原糖 烤煙中含有大量的水溶性糖，燃吸時產(chǎn)生酸性物質(zhì)抑制煙氣中的堿性物質(zhì)，使煙氣的酸堿平衡適度，降低刺激性，產(chǎn)生令人滿意的吃味，同時也是形成香味成分的重要前體物質(zhì)[37]。烤煙還原糖含量與調(diào)制方法、加工工藝、煙葉配方及香精香料的使用均有密切的關(guān)系，它直接影響葉片的感觀質(zhì)量、加工后煙絲的質(zhì)量及評吸時的香氣與吃味[38]。一般烤煙還原糖含量在100～250 g/kg，其含量160 ～220 g/kg為宜[39]。亦有研究表明還原糖含量在220 ～240 g/kg范圍內(nèi)，香味和吸味均較佳，還原糖含量在23.0% 時評吸質(zhì)量最佳[40]。

邵武 C3F等級煙葉中還原糖含量為 216.0 ～295.5 g/kg，平均含量251.5 g/kg；B2F等級煙葉的還原糖含量為163.4～299.7g/kg，平均含量208.3 g/kg。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的還原糖含量結(jié)果見圖7，總體上C3F等級煙葉的還原糖含量高于 B2F等級煙葉，與黎妍妍等[39]研究結(jié)果一致，多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉還原糖含量為180 ～270 g/kg，處于適宜和較適宜的范圍內(nèi)。

2.3.2 糖堿比 糖堿比是最常用的衡量煙葉內(nèi)在品質(zhì)和香氣吸味品質(zhì)的重要指標，用于評價煙葉吃味和刺激性。煙葉糖堿比在產(chǎn)區(qū)、品種和等級間均存在著顯著差異[41]。通常認為，糖堿比在8.0～12.0為宜[27]，也有認為在6.0～10.0范圍最為適宜[41]，也有研究認為煙葉糖堿比在 8.0～22.0 或 8.0～24.0 范圍內(nèi)，其感官品質(zhì)較好[42-43]。

圖6 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的鉀氯比Fig. 6 Ratios of K+ to Cl- in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

圖7 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的還原糖Fig. 7 Contents of reducing sugar (RS) in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

邵武C3F等級煙葉糖堿比為8.37～19.82，平均為12.66；B2F等級煙葉的糖堿比為3.54～11.19，平均 5.86。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的糖堿比值結(jié)果見圖 8，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)C3F等級煙葉的糖堿比均在8.0～20.0之間，多數(shù)在10.0左右，含量范圍適宜；B2F等級煙葉糖堿比只有衛(wèi)閩和肖家坊高于8.0，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均低于8.0；邵武煙葉的氮堿比值大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)較為適宜。

圖8 主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的糖堿比Fig. 8 Ratios of RS to TA in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

2.4 淀粉

新鮮煙葉中淀粉的含量可達400 g/kg[44]，在烘烤調(diào)制的過程中，經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，大部分淀粉會被降解為還原糖等小分子化合物，因此煙葉的化學(xué)成分與外觀物理結(jié)構(gòu)都會有很大改變[45]。當前國外優(yōu)質(zhì)烤煙的淀粉含量一般被控制在 20 g/kg以下，而國內(nèi)優(yōu)質(zhì)烤煙的淀粉含量則在40～60 g/kg[46]。研究認為，由淀粉降解產(chǎn)生的小分子化合物在燃吸過程中會裂解產(chǎn)生酸性物質(zhì)，這些酸性物質(zhì)在中和含氮化合物燃燒過程中產(chǎn)生的堿性氣體方面有著重要作用，烤后煙葉淀粉含量偏高會增加燃燒過程中刺激性氣味的產(chǎn)生量，對煙葉的外觀質(zhì)量以及吃味產(chǎn)生不良影響[47]。煙葉的淀粉含量受生態(tài)條件、管理措施等多種因素影響[46]，但烘烤是控制烤煙淀粉含量的關(guān)鍵措施，在烘烤過程中，淀粉在淀粉酶的作用下快速降解[48]。同時，烤后煙葉的淀粉含量也是衡量烘烤工藝水平的一個重要參數(shù)。

邵武 C3F等級煙葉中淀粉含量為 19.2～46.4 g/kg，平均含量35.6 g/kg；B2F等級煙葉的淀粉含量為28.7～59.2 g/kg，平均含量40.8 g/kg。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的淀粉含量結(jié)果見圖 9，淀粉平均含量均低于 60 g/kg，處于適宜含量范圍內(nèi)。

3 討論

煙葉化學(xué)成分是品種、氣候、土壤與栽培調(diào)制技術(shù)綜合作用的結(jié)果[2]。依據(jù)邵武的土壤和氣候特點以及種植習(xí)慣，將邵武劃分為水北、沿山、和平和拿口等4個基地單元，其平均海拔200 m左右，水北和沿山220 m左右，和平280 m左右，年平均氣溫隨著海拔的升高略下降，相差不到0.5 ℃，平均海拔和年均氣溫的差異不大。

圖9 邵武主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉的淀粉含量Fig. 9 Contents of starch in flue-cured tobacco leaves from main towns of Shaowu

和平基地單元主要種植翠碧1號，拿口基地單元種植云煙87，水北和沿山基地單元種植K326；翠碧1號的移栽期通常在2月初，畝均施用純氮7.5～8.0 kg，正常情況下，整個大田生育期在105～115 d；K326和云煙87移栽在3月初，畝均施用純氮8.5～9.0 kg，整個大田生育期在120～130 d。翠碧1號施肥量低于K326和云煙87，K326和云煙87用肥量相當。翠碧1號是煙草特色品種，其獨特的氣候要求使得其煙葉質(zhì)量與K326和云煙87有較大的區(qū)別，對其進行質(zhì)量評價時通常有特殊要求，基于其特殊性，工業(yè)企業(yè)對其化學(xué)成分要求也常異于常規(guī)品種。

由此可見，邵武煙區(qū)煙葉常規(guī)化學(xué)成分差異因歸因于品種適宜性不同，調(diào)整施肥量和移栽期，改變了各品種煙草大田生育期的養(yǎng)分供應(yīng)與水熱狀況。

4 結(jié)論

邵武煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量適宜且比例較協(xié)調(diào)。煙堿和總氮含量適宜，氮堿比值較協(xié)調(diào)；煙葉鉀含量高，氯含量較低，鉀氯比指標優(yōu)良(均 ＞4.0)；C3F等級煙葉還原糖含量和糖堿比總體適宜，個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)的B2F等級煙葉糖堿比偏低；邵武煙葉淀粉含量較低。但部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉中部和上部之間的化學(xué)成分差異較大，需要控制上部煙葉采收成熟度并根據(jù)煙葉素質(zhì)優(yōu)化烘烤參數(shù)，均衡不同部位煙葉的化學(xué)成分。

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