1. 引言
随着卷烟消费市场对卷烟产品质量不断提出更高要求，各个卷烟生产企业也制定了高质量卷烟产品交付的目标，而高质量的卷烟产品离不开优质的烟叶原料，所以，发掘出优质烟叶原料对卷烟产品质量提升有重要意义。烤烟质量由物理性状、化学品质、外观质量、评吸质量和安全性等组成 [1] 。目前，我国烟草行业评价烟叶质量主要以外观质量和内在评吸鉴定为主，物理性状和化学成分鉴定为辅。烟草的化学成分是决定其品质的内在因素，而烟草品质决定了烟叶经济价值和使用价值。烟草的化学成分又与烟草的类型、品种、栽培技术、调制加工有密切关系。因此，对烟草化学成分的研究在烟草栽培和卷烟生产上有重要意义 [2] [3] [4] 。烟草的化学成分直接影响烟草的品质，进而决定烤烟的吃味 [5] 。烟叶化学成分总糖、还原糖和总氮与外观质量关系最为密切，主要影响了烤烟外观质量评价指标的色度、结构、身份、油分和成熟度，其中总糖与油分关系最为密切 [6] 。烟叶等级质量对卷烟产品质量的稳定有直接影响 [7] 。为避免烟叶外观质量与内在质量差异造成的影响，目前卷烟配方人员在使用烟叶原料时，外观等级质量主要作为原料单元的标识，配方时只作参考，感官质量与化学成分才是烟叶使用价值的最终体现 [8] 。为进一步探索不同外观等级质量烟叶内在质量特征，本试验以2023年曲靖市陆良县小百户烟叶站工商交接的“红花大金元”品种烟叶为研究对象，通过烟叶分级专家依据烤烟国家标准GB2635-92进行分级后对不同等级烟叶常规化学成分进行测定分析。虽然国内外很多学者都对不同等级烟叶化学成分进行了大量分析研究，但本试验立足生产实际，旨在通过对生产使用的烟叶进行分析研究后为企业烟叶原料精细化加工和配方使用提供参考。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料
试验材料取自曲靖市陆良县小百户烟叶站2023年度工商交接烟叶，试验样品包括B2F、B2L、B1K、上部GY1、C3F、C3L、中部CX1K、中部GY1、X2F、X2L、下部CX1K、下部GY1共计12个等级。烟叶样品由曲靖卷烟厂烟叶评级技术专家根据烤烟国标GB2635-92进行挑选而来。
2.2. 试验设计
试验设计不同部位烟叶一个对照、三个处理、四次重复，分别为上部：对照CK1 (B2F)，处理A1 (B2L)、处理B1 (B1K)、处理C1 (样品由上部烟GY1组成)；中部：对照CK2 (C3F)，处理A2 (C3L)、处理B2 (样品由中部烟CX1K组成)、处理C2 (样品由中部烟GY1组成)；下部：对照CK3 (X2F)，处理A3 (X2L)、处理B3 (样品由下部烟CX1K组成)、处理C3 (样品由下部烟GY1组成)。其中，上部GY1、中部GY1、下部GY1除叶片含青程度达到GY1国标要求外其余烟叶外观质量分别达到B2F、C3F、X2F质量要求；中部CX1K等级全部采用中部烟叶，下部CX1K等级全部采用下部烟叶，除叶片含杂色程度达到CX1K国标要求外其余烟叶外观质量分别达到C3F、X2F质量要求。
2.3. 测定方法
每个烟叶样品选取25片，梗叶分离后叶片在60℃恒温条件下烘干并用旋风磨磨碎，过40目筛后保存，用于分析测定。采用傅立叶变换近红外光谱法测定烟样常规化学成分，包括：烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾含量、氯含量、淀粉含量。相关评定烟叶化学质量的指标引用如下 [9] ：钾氯比 = 钾离子与氯离子含量之比；糖碱比 = 总糖与烟碱含量的比值；氮碱比 = 总氮与烟碱含量的比值。
2.4. 统计分析
采用Excel 2016软件对各个试验数据进行统计整理后使用SPSS26.0对不同处理和对照间烟碱含量、总糖含量、还原糖含量、总氮含量、钾含量、氯含量、淀粉含量和糖碱比、氮碱比、钾氯比值分别进行单因素方差分析。
3. 结果与分析
3.1. 上部烟叶主要化学成分差异
优质烤烟理想的化学成分指标为：总糖18%~24%；还原糖16%~22%；蛋白质7%~9%；烟碱1.5%~3.5%，下部叶1.5%，中部叶2.5%，上部叶3.5%；总氮1.5%~3.5%；钾大于2%，氯1%以下，钾氯比值4~10为宜；淀粉小于5%；糖碱比10左右为好；氮碱比1左右为宜 [10] 。
云南曲靖陆良小百户镇工商交接“红花大金元”品种上部烟各等级烟叶主要化学成分含量如表1所示。其中，烟碱含量：处理A1烟碱含量偏低，显著低于对照和其余处理(P < 0.05，下同)；总糖含量：各处理总糖含量均高于优质烤烟理想的范围，各处理间含量差异性均不显著；还原糖含量：各处理间还原糖含量均在优质烤烟范围，且还原糖含量差异均不显著；总氮含量：处理A1总氮含量显著低于处理C1；淀粉含量：处理B1和C1淀粉含量显著高于处理A1和对照CK1，处理C1含量最高，达到6.7%；糖碱比：处理C1糖碱比值最低，显著低于处理A1；氮碱比：各处理间氮碱比值差异均不显著；钾氯比：处理B1和处理C1钾氯比值较低，显著低于处理A1。
Table 1. Main chemical compositions of different grades of upper tobacco
表1. 上部烟不同等级烟叶主要化学成分
注：表中同列不同小写字母后表示差异显著(P < 0.05)，下表同此。
表2反应了上部烟不同等级间主要化学成分的特征值情况，其中，烟碱含量：处理A1含量最低，为2.55%，同时变异系数也最小(4.71%)，说明处理A1各重复烟碱含量差异相对较小。总糖和还原糖含量变异系数最小的均是对照CK1，处理A1总氮含量和淀粉含量的变异系数均最小，说明处理A1总氮和淀粉含量各重复间含量差异相对较小。糖碱比均值最小的是处理C1，但变异系数却达到了21.4%，说明处理C1糖碱比值离散程度稍高。氮碱比值各处理间平均值均较接近优质烤烟要求(氮碱比值为1)。钾氯比值处理C1平均值最低(4.14)，变异系数最大(58.7%)。
Table 2. Characteristic values of main chemical components of different grades of tobacco in the upper part of tobacco
表2. 上部烟不同等级烟叶主要化学成分特征值
3.2. 中部烟叶主要化学成分差异
从表3可以看出，各处理间烟碱含量、总糖含量、还原糖含量、氯含量、糖碱比、氮碱比差异均不显著。处理C2总氮含量显著高于处理A2，同时，处理C2淀粉含量显著高于处理A2和对照CK2，处理C2总氮和淀粉含量总体略高于优质烤烟标准。对照CK2钾含量显著高于其余处理，处理A2和对照CK2钾氯比值显著高于处理C2，总体而言，处理C2内在化学成分质量低于其余各处理质量。
Table 3. Main chemical compositions of different grades of central tobacco
表3. 中部烟不同等级烟叶主要化学成分
从表4可以看出，对照CK2烟碱含量、总糖含量、氯含量、淀粉含量、钾氯比值的变异系数均最低，而处理B2变异系数均最高，说明对照CK2这5项化学成分指标各重复间的离散程度要低于处理B2。处理C2糖碱比均值最低(12.36)，变异系数最大(56.31%)，钾氯比平均值对照CK2最高(11.53)，处理C2最低(5.68)，其中对照CK2和处理钾氯比均值和变异系数相对较接近，处理B2和处理C2钾氯比值相对较小，变异系数相对较大。
Table 4. Characteristic values of main chemical components of different grades of tobacco in the central part of the country
表4. 中部烟不同等级烟叶主要化学成分特征值
3.3. 下部烟叶主要化学成分差异
从表5可以看出，各处理间还原糖含量、总氮含量、氯含量、糖碱比值、氮碱比值差异均不显著，处理B3烟碱含量显著高于处理A3，同时，处理B3、C3烟碱含量高于下部叶优质烤烟要求(下部叶烟碱含量1.5%)。淀粉含量处理B3、C3显著高于对照CK3、处理A3，处理B3钾氯比值显著低于对照CK3。
Table 5. Main chemical composition of different grades of tobacco in the lower part of the country
表5. 下部烟不同等级烟叶主要化学成分
从表6可以看出，对照CK3烟碱含量、总糖含量、还原糖含量、总氮含量、氯含量、淀粉含量、糖碱比值、钾氯比值的变异系数均最低，说明对照CK3各重复间这8项化学成分指标离散程度最低，质量更稳定。处理B3、C3的烟碱含量、总氮含量、氯含量、糖碱比值、氮碱比值、钾氯比值的变异系数均大于对照CK3和处理A3，说明处理B3、C3这6项指标各重复间离散程度较高，质量差异性较大。
Table 6. Characteristic values of main chemical components of different grades of tobacco in the lower part of the country
表6. 下部烟不同等级烟叶主要化学成分特征值
4. 结论
4.1. 上部烟叶主要化学成分差异
各处理总糖含量均高于优质烤烟理想的范围，还原糖含量均在优质烤烟范围，处理A1和对照CK1淀粉含量适宜，处理B1、C1淀粉含量都高于优质烤烟淀粉含量要求(淀粉含量小于5%)。氮碱比值各处理间平均值均较接近优质烤烟要求(氮碱比值为1)。处理B1、C1相较于其余处理糖碱比、氮碱比、钾氯比变异系数均较大，说明处理B1、C1质量稳定性差。
4.2. 中部烟叶主要化学成分差异
处理C2 (GY1)烟碱(3.05%)、总氮(2.91%)和淀粉含量(5.6%)总体略高于优质烤烟范围，且糖碱比均值最低(12.36)，变异系数最大(56.31%)，总体而言，处理C2内在化学成分质量低于其余各处理质量。对照CK2烟碱含量、总糖含量、氯含量、淀粉含量、钾氯比值的变异系数均最低，说明对照CK2这5项化学成分指标各重复间的离散程度低，总体而言，中部烟中对照CK2 (C3F)质量最好，处理C2 (GY1)质量最差。
4.3. 下部烟叶主要化学成分差异
下部烟中对照CK3 (X2F等级)烟碱含量、总糖含量、还原糖含量、总氮含量、氯含量、淀粉含量、糖碱比值、钾氯比值的变异系数均最低，质量更稳定。处理B3、C3的烟碱含量、总氮含量、氯含量、糖碱比值、氮碱比值、钾氯比值的变异系数均较大，说明质量稳定性差。同时，处理B3、C3烟碱含量高于下部叶优质烤烟要求(下部叶烟碱含量1.5%)。
5. 小结
综合来看，不同部位间烟碱含量上部烟 > 中部烟 > 下部烟，相同部位，柠檬色烟叶烟碱含量、总氮含量低于橘黄色烟叶。各等级烟叶总糖含量都稍高于优质烤烟指标范围，正组烟叶除了上部、中部柠檬色烟叶烟碱含量、总氮含量偏低而外，其余正组等级烟叶各项化学成分都达到或比较接近优质烤烟指标范围，且各重复处理间稳定性较好。而副组烟叶相较于正组烟叶各重复处理间变异系数较大，质量不稳定，相较优质烤烟指标范围，烟碱、总氮、总糖和淀粉含量偏高，钾氯比值偏低。
6. 讨论
通过对曲靖市陆良县小百户产区烟叶常规内在化学成分进行分析研究发现，不同等级间烟叶化学成分存在一定差异。其中，相同部位，柠檬色烟叶烟碱含量、总氮含量低于橘黄色烟叶，造成这一现象的原因可能是柠檬色烟叶成熟度不够，烟碱和总氮积累不充分导致。不同部位，烟碱含量呈现上部烟 > 中部烟 > 下部叶的规律，此现象和宗浩等 [11] 研究结果一致。同时，相同部位副组烟叶化学成分变异系数偏大，各重复间内在质量差异大，稳定性差，且普遍存在各个化学成分指标和优质烤烟化学成分指标差异偏大，容易导致卷烟质量产生波动，建议在种植、采收烘烤环节进一步提升管理水平，减少副组烟叶的产生。通过工业分级可有效剔除青杂烟，明显改善和提高烟叶质量。所以，建议复烤厂在工业分级环节加大对副组烟叶的挑选力度，减少副组烟叶对卷烟质量造成的影响。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。