带茎采烤上部烟叶品质的关键影响指标分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0545

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (4): 126-133.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0545

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带茎采烤上部烟叶品质的关键影响指标分析

刘峰峰¹(), 毕庆文¹, 张国超², 何结望¹, 孙福山³, 代英鹏³()

¹ 湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430062
² 山东烟草研究院有限公司，济南 250101
³ 中国农业科学院烟草研究所，山东青岛 266101

收稿日期:2024-08-28 修回日期:2024-12-18 出版日期:2025-01-23 发布日期:2025-01-23
通讯作者:
代英鹏，男，1992年出生，山东临沂人，助理研究员，博士，研究方向为烟叶烘烤自动化与智能化。通信地址：266101 山东省青岛市崂山区科苑经四路11号，E-mail：daiyingpeng@caas.cn。
作者简介:
刘峰峰，男，1985年出生，高级农艺师，硕士研究生，研究方向为烟草原料应用技术。通信地址：430062 湖北省武汉市东西湖区海口二路2号，E-mail：282322962@qq.com。
基金资助:
湖北中烟工业有限责任公司科技项目“上部烟带茎采烤调控技术及品质形成机理研究”(2021JCYL3JS2B025)

Analysis of Key Influencing Factors of Upper Tobacco Leaves Quality in Stalk-Cutting and Curing

LIU Fengfeng¹(), BI Qingwen¹, ZHANG Guochao², HE Jiewang¹, SUN Fushan³, DAI Yingpeng³()

¹ China Tobacco Hubei Industrial LLC, Wuhan 430062
² Shandong Tobacco Research Institute Co., Ltd., Jinan 250101
³ Institute of Tobacco, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Qingdao, Shandong 266101

Received:2024-08-28 Revised:2024-12-18 Published:2025-01-23 Online:2025-01-23

摘要/Abstract

摘要：

为明确带茎采收对烤后上部烟叶质量的影响，以‘云烟87’为试材，通过主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和变量权重重要性排序(variable importance in projection，VIP)等多维数据分析方法，研究湖北省6个乡镇带茎采烤与逐叶采烤烤后烟外观质量、物理特性、化学成分、感官质量等的差异。结果表明，剔除偏离指标后PLS-DA模型R²_X=0.578、R²_Y=0.997、Q²_PLS-DA=0.96，模型有效；对模型进行200次响应排序，R²_intercept、Q²_intercept截距分别为0.903、-0.0125，模型拟合较好；最终共筛选出VIP>1.0指标差异较大的变量，包括还原糖、总糖、感官质量和多种氨基酸含量等共27项，其中总糖、还原糖、感官权重总分、香气质、杂气、刺激性6项为正向作用，其余21种为负向作用。综上所述，带茎采烤有利于提高上部烟叶的总糖、还原糖和部分感官因素的含量，不利于总氮、氨基酸类物质含量的提高。

关键词: 带茎采收, 上部烟叶, 烤后烟叶, 多元数据分析, 质量分析, 物理特性, 化学成分, 感官质量

Abstract:

To clarify the impact of stalk-cutting harvest on the quality of upper tobacco leaves after curing, this study utilized ‘Yunyan 87’ as the test material. Various multivariate data analysis methods, including principal component analysis (PCA), partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), variable importance in projection (VIP), and Pearson correlation analysis, were employed to investigate the differences in appearance quality, physical properties, chemical composition, and sensory quality between stem-leaf and leaf-by-leaf cured tobacco from six towns in Hubei Province. The results indicated that after excluding outlier indicators, the PLS-DA model showed R²_X=0.578, R²_Y=0.997, Q²_PLS-DA=0.96, demonstrating the model’s effectiveness. A validation through 200 iterations of response sorting yielded R²_intercept and Q²_intercept values of 0.903 and -0.0125, respectively, indicating a good model fit. A total of 27 variables with significant differences were selected based on VIP values greater than 1.0, including reducing sugars, total sugars, sensory quality, and various amino acid contents. Among these, six variables—total sugars, reducing sugars, total sensory weight score, aroma quality, off-flavors, and irritation—exhibited positive effects, while the remaining 21 variables showed negative effects. In summary, the stalk-cutting and curing is beneficial for increasing the content of total sugars, reducing sugars, and certain sensory factors in the upper leaves, but it is detrimental to the increase of total nitrogen and amino acid contents.

Key words: stalk-cutting harvest, upper tobacco leaves, cured tobacco leaves, multivariate data analysis, quality evaluation, physical characteristics, chemical components, sensory quality

刘峰峰, 毕庆文, 张国超, 何结望, 孙福山, 代英鹏. 带茎采烤上部烟叶品质的关键影响指标分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(4): 126-133.

LIU Fengfeng, BI Qingwen, ZHANG Guochao, HE Jiewang, SUN Fushan, DAI Yingpeng. Analysis of Key Influencing Factors of Upper Tobacco Leaves Quality in Stalk-Cutting and Curing[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(4): 126-133.

图/表 15

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县市	乡镇	品种	处理编号
兴山	黄粱	云烟87	ZD-1
兴山	黄粱	云烟87	JD-1
保康	榛子	云烟87	ZD-2
保康	榛子	云烟87	JD-2
咸丰	—	K326	ZD-3
咸丰	—	K326	JD-3
宣恩	椒园	云烟87	ZD-4
宣恩	椒园	云烟87	JD-4
房县	门古寺	云烟87	ZD-5
房县	门古寺	云烟87	JD-5
房县	野人谷	云烟87	ZD-6
房县	野人谷	云烟87	JD-6

县市	乡镇	品种	处理编号
兴山	黄粱	云烟87	ZD-1
兴山	黄粱	云烟87	JD-1
保康	榛子	云烟87	ZD-2
保康	榛子	云烟87	JD-2
咸丰	—	K326	ZD-3
咸丰	—	K326	JD-3
宣恩	椒园	云烟87	ZD-4
宣恩	椒园	云烟87	JD-4
房县	门古寺	云烟87	ZD-5
房县	门古寺	云烟87	JD-5
房县	野人谷	云烟87	ZD-6
房县	野人谷	云烟87	JD-6

外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数
颜色	橘黄	8~10	成熟度	成熟	8~10	结构	尚疏松	6~8	身份	薄	0~5	色度	浓	8~10
	柠檬黄	6~8		完熟	7~9		稍密	4~6	身份	厚	0~5		强	6~8
	红棕	3~7		尚熟	5~7		紧密	0~4	油分	多	8~10		中	4~6
	微带青	3~6		欠熟	0~4	身份	中等	8~10		有	6~8		弱	2~4
	青黄	1~4		假熟	3~5		稍薄	6~8		稍有	4~6		淡	0~2
	杂色	0~3	结构	疏松	8~10		稍厚	6~8		少	0~3

外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数	外观指标	档次	分数
颜色	橘黄	8~10	成熟度	成熟	8~10	结构	尚疏松	6~8	身份	薄	0~5	色度	浓	8~10
	柠檬黄	6~8		完熟	7~9		稍密	4~6	身份	厚	0~5		强	6~8
	红棕	3~7		尚熟	5~7		紧密	0~4	油分	多	8~10		中	4~6
	微带青	3~6		欠熟	0~4	身份	中等	8~10		有	6~8		弱	2~4
	青黄	1~4		假熟	3~5		稍薄	6~8		稍有	4~6		淡	0~2
	杂色	0~3	结构	疏松	8~10		稍厚	6~8		少	0~3

分数	香气质	香气量	杂气	刺激性	余味	燃烧性	灰色
8~9	好	足	轻	小	舒适	好	白
6.5~7.5	较好	较足	较轻	稍有	较舒适	较好	灰白
5~6	中等	尚足	有	有	尚舒适	中等	灰
3.5~4.5	较差	欠足	稍重	较大	欠舒适	较差	黑灰
0~3	差	弱	重	大	滞舌	差	黑

带茎采烤上部烟叶品质的关键影响指标分析

Analysis of Key Influencing Factors of Upper Tobacco Leaves Quality in Stalk-Cutting and Curing

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项目	厚度/ mm		叶片密度/ (g/cm³)		粘附力/ (g/cm³)		横向断裂伸长量/ mm		纵向断裂伸长量/ (N/mm)		纵向抗张力/ N		纵向抗张强度/ (N/mm)		横向抗张力/ N		横向抗张强度/ (N/mm)
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	0.143	0.158	0.867	0.783	7.647	8.290	18.457	20.041	7.470	7.752	1.756	1.880	0.117	0.121	1.450	1.853	0.097	0.124
标准误差	0.010	0.004	0.076	0.058	1.494	1.235	1.662	1.636	0.517	1.040	0.227	0.139	0.015	0.005	0.132	0.153	0.009	0.010
P值	0.212		0.409		0.752		0.523		0.817		0.656		0.819		0.093		0.093

项目	还原糖/%		总糖/%		烟碱%		总氮/%		蛋白质/%		钾/%		氯/%		淀粉/%		两糖比		糖碱比		氮碱比		氯钾比
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	24.15	17.85	25.8	18.65	2.76	3.03	1.96	2.5	5.85	6.71	2.5	1.53	0.28	0.40	4.34	8.14	0.94	0.96	8.92	5.98	0.71	0.82	6.65	5.12
标准误差	1.24	1.25	1.77	1.31	0.17	0.12	0.10	0.09	0.03	0.11	0.12	0.22	0.03	0.11	1.00	1.92	0.21	0.05	0.92	0.66	0.01	0.01	0.92	1.67
P值	0.012^*		0.018^*		0.257		0.009^**		0.066		0.385		0.362		0.132		0.452		0.042^*		0.001^**		0.453

项目	丙氨酸		精氨酸		天冬氨酸		半胱氨酸		谷氨酰胺		谷氨酸		甘氨酸		异亮氨酸		亮氨酸
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	0.067	0.095	0.007	0.021	0.055	0.163	0.004	0.004	0.045	0.291	0.034	0.130	0.005	0.008	0.003	0.004	0.005	0.005
标准误差	0.002	0.003	0	0.003	0.007	0.02	0	0	0.005	0.03	0.007	0.017	0	0	0	0	0	0
P值	0.000^**		0.004^**		0.002^**		0.526		0.000^**		0.002^**		0.001^**		0.087		0.111
项目	赖氨酸		苯丙氨酸		脯氨酸		丝氨酸		苏氨酸		色氨酸		酪氨酸		缬氨酸		氨基酸总量
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	0.044	0.257	0.017	0.092	1.438	1.979	0.010	0.022	0.009	0.023	0.026	0.078	0.004	0.013	0.006	0.013	1.778	3.196
标准误差	0.006	0.021	0.006	0.006	0.099	0.176	0.003	0.002	0.001	0.002	0.005	0.008	0	0.002	0.001	0.002	0.101	0.182
P值	0.000^**		0.000^**		0.037^*		0.016^*		0.001^**		0.002^**		0.003^**		0.012^*		0.000^**

项目	纤维素		木质素		果胶
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	10.76	12.17	1.67	1.67	8.38	9.68
标准误差	0.425	0.575	0.220	0.172	1.083	0.477
P值	0.10		0.99		0.31

项目	莨菪亭		绿原酸		新绿原酸		隐绿原酸		芸香苷
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	0.325	0.234	9.461	8.606	1.604	1.502	2.732	2.450	9.561	8.800
标准误差	0.039	0.031	0.451	0.229	0.064	0.128	0.184	0.267	0.780	0.698
P值	0.118		0.142		0.504		0.416		0.495

项目	颜色		成熟度		结构		身份		油分		色度		外观权重总分
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	9.25	8.88	9.00	9.13	8.63	8.25	8.75	8.13	7.25	7	6.63	6	8.42	8.14
标准误差	0.144	0.125	0	0.125	0.375	0.433	0.144	0.554	0.25	0.204	0.427	0.456	0.118	0.131
P值	0.097		0.356		0.537		0.317		0.468		0.356		0.167

项目	香气质		香气量		杂气		刺激性		余味		燃烧性		灰色		感官权重总分
项目	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD	JD	ZD
平均值	15.25	14.75	13.38	13.13	13.38	13.00	17.13	16.50	17.00	16.63	4	4	4	4	84.13	82.00
标准误差	0.144	0.144	0.125	0.125	0.125	0.00	0.239	0.204	0.204	0.239	0	0	0	0	0.427	0.289
P值	0.049^*		0.207		0.024^*		0.094		0.278						0.006^**

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