赣州烟叶主要化学成分最优适宜范围研究

摘要 ［目的］研究赣州烟叶主要化学成分适宜范围，为指导烟叶栽培及采收烘烤提供理论基础。［方法］利用2020年赣州8个产烟县79个C3F和B2F烟叶样品的各主要化学成分分析结果及各感官质量评价指标、可用于卷烟类型评吸结果数据，建立相关分析，采用隶属度函数评价法，使化学成分与各评吸质量指标间的相关系数达到最大化，采用加权和法得到综合评价值。［结果］综合赣州烟叶C3F和B2F最优适宜范围为植物碱2.23%～3.20%、总氮1.70%～2.30%、还原糖19.20%～27.50%、总糖20.00%～30.00%、钾≥2.40%、氯0.16%～0.60%、淀粉2.50%～5.63%、糖碱比4.30～14.00、钾氯比≥12.00、氮碱比0.48～0.82、二糖比0.88～0.96。K326品种感官评吸质量明显优于云烟87。赣州烟叶可用性由总糖、钾、氮碱比、二糖比、氯、糖碱比、总氮、淀粉、还原糖、植物碱10个主要化学成分决定。赣州烟叶存在部分淀粉、糖碱比、氯、氮碱比、二糖比偏高，钾、钾氯比偏低。［结论］赣州烟叶主要化学最优适宜范围基本在云南优质烟叶主要化学成分适宜范围内。针对2020年赣州烟叶主要化学成分存在的问题，在烟叶生产上要重点增钾、减氯、控碱，防止烤后烟叶成熟度不够或过熟，通过栽培和采收烘烤调控好烟叶总糖、氮碱比、糖碱比、二糖比等在最优适宜范围内，提倡栽种K326品种。

关键词 烤烟；化学成分适宜范围；感官质量及可用性评价指标；赣州

中图分类号 TS 41+1  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）02-0199-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.02.050

Study on Optimum and Suitable Range of Main Chemical Components in Ganzhou Tobacco

XU Wei1，SONG Ji-zhen2， SHEN Jian1 et al

（1.Ganzhou Tobacco Company，Ganzhou，Jiangxi 341000;2.Zhengzhou Tobacco Research Institute， CNTC， Zhengzhou，Henan 450000）

Abstract ［Objective］To study the suitable range of main chemical components in Ganzhou tobacco leaf， and to provide theoretical basis for guiding tobacco leaf cultivation and harvesting and baking. ［Method］ Based on the analysis results of the main chemical components of 79 C3F and B2F tobacco leaf samples from 8 tobacco producing counties in Ganzhou in 2020， as well as the sensory quality evaluation indexes， and the data of cigarette type smoking evaluation results， the correlation analysis was established. The membership function evaluation method was used to maximize the correlation coefficient between the chemical components and each smoking quality index， and the weighted sum method was used to obtain the comprehensive evaluation value.［Result］ The optimal range of C3F and B2F in Ganzhou tobacco leaves was 2.23%-3.20% of plant alkali， 1.70%-2.30% of total nitrogen， 19.20%-27.50% of reducing sugar， 20.00%-30.00% of total sugar， ≥2.40% of potassium， 0.16%-0.60% of chlorine， 2.50%-5.63% of starch， 4.30%-14.00% of sugar-alkali ratio， ≥12.00% of potassium-chlorine ratio， 0.48-0.82 of nitrogen-alkali ratio and 0.88-0.96 of disaccharide ratio.The sensory evaluation quality of K326 was significantly better than that of Yunyan 87.The availability of Ganzhou tobacco leaves was determined by 10 main chemical components， namely， total sugar， potassium， nitrogen-alkali ratio， disaccharide ratio， chlorine， sugar-alkali ratio， total nitrogen， starch， reducing sugar and vegetable alkali.Ganzhou tobacco leaves had higher starch， sugar alkali ratio， chlorine， nitrogen alkali ratio， disaccharide ratio， and lower potassium， potassium chloride ratio.［Conclusion］ The optimum chemical composition range of Ganzhou tobacco leaves was basically within the optimum chemical composition range of Yunnan high-quality tobacco leaves. In view of the problems existing in the main chemical components of Ganzhou tobacco leaves in 2020， emphasis should be placed on increasing potassium， reducing chlorine and controlling alkali in tobacco leaf production to prevent insufficient or over-ripe tobacco leaves after curing. Total sugar， nitrogen base ratio， sugar base ratio and dissugar ratio of tobacco leaves should be controlled within the optimal and suitable range through cultivation and harvesting and baking， and K326 variety should be advocated.

Key words Flue-cured tobacco;Suitable range of chemical components;Sensory quality and availability evaluation index;Ganzhou

基金项目 江西省烟草专卖局（公司）科技项目“提高赣州烟叶工业可用性研究”（201936070197020）。

作者简介 许威（1963—），男，江西赣州人，高级农艺师，从事烟叶栽培、烘烤、烟叶收购、技术研究等工作。通信作者，助理农艺师，硕士，从事烟叶栽培、烘烤等工作。

收稿日期 2022-03-16；修回日期 2022-06-30

目前，感官评吸仍然是评价烟叶及卷烟产品品质的主要方法，烟叶的评吸评价指标主要有香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、劲头和烟气浓度等［1］。化学特性是指烟叶化学成分的适宜性和协调性，即化学品质［1］，而烟叶的化学成分是鉴定烟叶品质的重要指标［2］，其含量决定烟叶的工业可用性［3-4］。因此，烟叶化学成分是工业企业在选用烟叶原料时必须考虑的一项品质因素。近年来，有许多关于我国一些产烟省区烤烟化学特性的研究报道［2-11］，这些研究主要针对化学成分可用性评价指标，对于烟叶主要化学成分与评吸质量评价指标研究报道较少，且这些研究中化学成分可用性评价指标大多数是根据国际型烟叶化学成分质量指标确定，与中式卷烟可用性评价相关性不强，难以用烟叶化学成分来衡量中式卷烟烟叶工业可用性。为此，该研究利用2020 年赣州烤烟主要化学成分各项指标、初烤烟叶各项感官质量评吸结果相关分析，构建赣州烟叶主要化学成分感官质量评价指标，寻求赣州烤烟主要化学成分适宜指标。

1 材料与方法

1.1 资料来源

该研究所用的烟叶样品为赣州8个产烟县2020年样品，其品种为云烟87和K326，C3F烟叶样品有39个，B2F样品有40个，初烤烟感官评吸结果是郑州烟草研究院组织人员评吸，其评吸人员主要从调拨赣州烟叶的工业企业评吸专家组成。

1.2 研究方法

该研究牵涉的烟叶主要化学成分最优适宜范围、感官质量评价指标、权重等的确定，都在建立各感官评吸指标与主要化学成分采用数据归一化处理的基础上，利用Excel对各烟叶主要化学成分隶属度与各感官质量评吸结果构建相关系数计算公式，采用逐步回归的方法添加各主要化学成分指标隶属度，看相关系数是否增大，若增大则保留，若减小则删除某一项，最终留下的则是烟叶主要化学成分感官质量评吸评价指标［12-14］。

1.2.1 数据转换。

在评吸结果中，有各烟叶样品可用于卷烟类型的描述性文字，为了与各主要化学成分间建立相关性分析，把描述性文字转化为数据，各烟叶样品可用于卷烟类型转换前为一类，介于一、二类，二类，介于二、三类，三类，转换后分别为5、4、3、2、1。

1.2.2 各评吸指标数据归一化。

把香气质、香气量、刺激性、杂气、余味除以最高分值7.5分（10分制），转换成≤1的隶属度，由于浓度与劲头并不是越大越好，采用类似均值最优法，即大于某一数值或小于某一数值其得分都会减小，该研究采用调整均值使化学成分与卷烟可用性之间的相关系数达到最大时作为浓度和劲头的最优值，例如，劲头或浓度得分为5时，劲头或浓度与烟叶可用性之间相关系数达到最大，则5为劲头或浓度最优值。

1.2.2.1 浓度与劲头得分最优值转化隶属度。其转化公式为：

μij=5/［5+ABS（5-Xi）］（1）

式中，μij为浓度或劲头的隶属度，Xi为对应样品浓度或劲头的得分，ABS为绝对值，5则代表浓度或劲头的最优值。

1.2.2.2 各烟叶样品的主要化学成分与各感官质量评价指标和可用于烟叶卷烟类型的相关性分析。

在各主要化学成分采用隶属函数归一化处理数据基础上，利用相关系数计算公式，建立各样品烟叶化学成分隶属度与感官评吸指标和可用于烟叶卷烟类型的相关系数计算公式，例如，CORREL（$A$2：$A$41，B2：B41），A列表示香气量，B列表示植物碱隶属度，其余按照此方法建立相关性。

1.2.2.3 各主要化学成分指标、隶属度函数、权重等的优化及筛选。

（1）隶属度函数及拐点值的确定方法。

根据相关参考文献［9，15］确定主要化学成分隶属度函数的选择及函数拐点值的初步确定，根据隶属度函数及函数拐点计算各样品主要化学成分的隶属度，在此基础上，根据所建立的各主要化学成分指标隶属度与感官质量评吸评价指标和可用于卷烟类型的相关系数计算公式，首先优化主要化学成分评价函数，改变评价函数，看相关系数是否会增大，若增大，则表明原来评价函数有问题，选择能够增大相关系数的函数作为评价函数；其次对各函数拐点值的优化，先确定最优上限、下限值，通过对最优上限、下限值的增大或减小，看感官质量评价指标及可用于卷烟类型的相关系数是否会增大或减小，直到继续增大或减小其相关系数都会降低时，其值则为最优上限、下限值，再用同样的办法获得上限、下限拐点值。

（2）主要化学成分评价指标的选择方法。

一般烟叶化学成分综合评价选择总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯、糖碱比、氮碱比和钾氯比9个指标，也有的选择植物碱、糖碱比、氮碱比、两糖差、氯、钾氯比6个指标［5，15］。该研究采取隶属度归一化数据后，从烟碱（X1）、总氮（X2）、还原糖（X3）、总糖（X4）、钾（X5）、氯（X6）、淀粉（X7）、糖碱比（X8）、钾氯比（X9）、氮碱比（X10）和二糖比（X11）11个指标中选取，采用逐步回归的方法填加各指标隶属度，看与感官质量和可用于卷烟类型评价指标相关系数是否增大，若增大则保留，若减小则删除某一项，最终留下的则是化学成分各感官质量及可用性评价指标。