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作物杂志,2023, 第3期: 139–147 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.03.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

我国云南和尼加拉瓜雪茄烟叶矿质元素含量和感官质量差异及其相关分析

王硕立1(), 丁松爽1(), 王荣浩2, 李林林2, 吴创2, 王剑2(), 时向东1()   

  1. 1河南农业大学烟草行业烟草栽培重点实验室，450002，河南郑州
    2湖北中烟工业有限责任公司三峡卷烟厂，443100，湖北宜昌
  • 收稿日期:2023-01-27 修回日期:2023-03-28 出版日期:2023-06-15 发布日期:2023-06-16
  • 通讯作者: 时向东，研究方向为烟草栽培及生理生化，E-mail：yancaoshixd@163.com；王剑为共同通信作者，研究方向为雪茄原料与工艺，E-mail：wangjian@sx.hbtobacco.cn
  • 作者简介:王硕立，研究方向为雪茄烟叶栽培及生理生化，E-mail：864723392@qq.com；|丁松爽为共同第一作者，研究方向为烟草生态，E-mail：shuangsd@henau.edu.cn
  • 基金资助:
    湖北中烟科技计划项目：中高端黄鹤楼雪茄烟原料（云南）开发与应用研究(2021JSYL4SX1C008)

Difference and Correlation Analysis of Mineral Element Contents and Sensory Qualities between Yunnan Province of China and Nicaragua Cigar Tobacco Leaves

Wang Shuoli1(), Ding Songshuang1(), Wang Ronghao2, Li Linlin2, Wu Chuang2, Wang Jian2(), Shi Xiangdong1()   

  1. 1Key Laboratory of Tobacco Cultivation for Tobacco Industry, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2Sanxia Cigarette Factory, Hubei China Tobacco Industry Co., Ltd., Yichang 443100, Hubei, China
  • Received:2023-01-27 Revised:2023-03-28 Online:2023-06-15 Published:2023-06-16

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5

PDF (PC)

178

摘要：

为探讨我国云南雪茄与尼加拉瓜雪茄烟叶质量差异，以我国云南德宏、临沧、普洱雪茄及尼加拉瓜雪茄烟叶为试验材料，通过OPLS-DA筛选不同产区雪茄烟叶矿质元素和感官质量差异指标，并基于因子分析和典型相关分析探究烟叶矿质元素和感官质量间的关系。结果表明，我国德宏、临沧、普洱烟叶和尼加拉瓜烟叶的差异矿质元素为Cl、Ca、Na、B、Fe和Cu，差异感官质量指标为香气量、香气质、杂气和燃烧性，其中尼加拉瓜烟叶Cl和Ca含量相对较低，香气量、香气质、杂气和燃烧性得分均高于我国产区。我国普洱烟叶Cl含量与尼加拉瓜接近，均显著（P<0.05）低于我国德宏和临沧烟叶；德宏烟叶Ca、Fe和Cu含量显著高于其他产区，比其他产区分别高23.45%、36.55%、47.93%；普洱烟叶B含量显著高于其他产区，比其他产区高68.27%。因子分析和典型相关分析结果表明，随B、Na和K含量的增加，香气质、香气量和杂气得分呈上升趋势，Cl、Cu、Mn、Ca和Fe含量与之相反；随K含量增加，燃烧性和灰色得分呈上升趋势，Cl含量与之相反。

关键词: 雪茄烟叶, 矿质元素, 感官质量, OPLS-DA, 因子分析, 典型相关分析

Abstract:

In order to explore the main quality differences of leaves between Yunnan cigar of China and introduced Nicaragua cigar, using cigar tobacco varieties of China (Dehong, Lincang and Puer of Yunnan) and Nicaragua as materials, the difference indexes of mineral elements and sensory qualities of cigar tobacco leaves in different production areas were screened through OPLS-DA, and the relationship between mineral elements and sensory qualities of cigar tobacco leaves was explored based on factor analysis and canonical correlation analysis. The results showed that the different mineral elements of tobacco leaves were Cl, Ca, Na, B, Fe and Cu, and the different sensory quality indexes of tobacco leaves were volume of aroma, aroma quality, offensive odor and combustibility between China (Dehong, Lincang and Puer) and Nicaragua. The contents of Cl and Ca in tobacco leaves from Nicaragua were relatively low, and the scores of volume of aroma, aroma quality, offensive odor and combustibility of tobacco leaves from Nicaragua were higher than those from other areas. The Cl content of cigar tobacco leaves in Puer, China was close to that of Nicaragua, which was significantly lower than that of Dehong and Lincang tobacco leaves in China (P < 0.05). The contents of Ca, Fe and Cu in Dehong tobacco leaves were significantly higher than those in other production areas, with an average of 23.45%, 36.55% and 47.93%. The content of B in Puer tobacco leaves was 68.27% higher than in other production areas. The results of factor analysis and canonical correlation analysis showed that with the increase of B, Na and K contents, the aroma quality, volume of aroma and offensive odor score showed an upward trend, while the contents of Cl, Cu, Mn, Ca and Fe were on the contrary. With the increase of K content, the combustibility and soot color score showed an upward trend, while Cl content was on the contrary.

Key words: Cigar leaf, Mineral elements, Sensory quality, OPLS-DA, Factor analysis, Canonical correlation analysis

表1

雪茄烟叶感官质量评价标准

指标Index 特征Feature 分值Score
香气质Aroma quality 较好、好、很好 7~9
稍差、中、稍好 4~6
很差、差、较差 1~3
香气量Volume of aroma 较充足、充足、很充足 7~9
稍有、中、尚充足 4~6
很少、少、微有 1~3
余味Aftertaste 较舒适、舒适、很舒适 7~9
稍舒适、中、尚舒适 4~6
很差、差、较差 1~3
杂气Offensive odor 很小、小、较小 7~9
稍小、中、稍大 4~6
较大、大、很大 1~3
甜润感Sweet feeling 较显著、显著、很显著 7~9
稍显著、中、尚显著 4~6
无、少、微显著 1~3
刺激性Irritant 很小、小、较小 7~9
稍小、中、稍大 4~6
较大、大、很大 1~3
燃烧性Combustibility 很好、好、较好 7~9
稍好、中、稍差 4~6
较差、差、熄火 1~3
灰色Soot color 较白、白、很白 7~9
灰、中、灰白 4~6
黑、黑灰、灰黑 1~3

表2

我国云南和尼加拉瓜雪茄烟叶矿质元素含量的基本统计特征

矿质元素
Mineral element		 产区
Production area		 最大值
Maximum		 最小值
Minimum		 平均值
Average		 中位数
Median		 偏度
Skewness		 峰度
Kurtosis		 标准差
Standard deviation		 变异系数
Coefficient of variation (%)
总氮Total N (%) 中国 德宏 4.19 3.14 3.78 3.90 -0.65 -1.15 0.36 9.62
临沧 4.68 3.21 4.07 4.23 -0.79 -0.58 0.43 10.55
普洱 4.32 2.58 3.29 3.26 0.49 0.19 0.44 13.39
尼加拉瓜 4.93 2.48 3.70 3.69 -0.15 -0.82 0.61 16.58
Cl (%) 中国 德宏 1.86 0.85 1.26 1.20 0.33 -1.54 0.37 29.52
临沧 1.01 0.54 0.79 0.75 -0.03 -0.87 0.13 15.88
普洱 0.94 0.35 0.56 0.54 0.73 -0.89 0.21 37.35
尼加拉瓜 1.57 0.23 0.65 0.55 1.07 1.20 0.35 53.60
K (%) 中国 德宏 4.90 4.19 4.49 4.47 0.41 -0.70 0.21 4.63
临沧 5.36 3.15 4.20 4.16 0.35 0.05 0.54 12.97
普洱 5.14 2.85 3.88 3.72 0.32 -0.71 0.65 16.77
尼加拉瓜 5.74 3.66 4.32 4.23 0.19 0.21 0.55 12.75
Ca (mg/kg) 中国 德宏 59 285.94 38 754.97 49 524.30 50 341.74 -0.46 -0.70 6166.08 12.45
临沧 51 445.45 27 150.75 38 224.74 37 398.64 0.44 0.04 5987.48 15.66
普洱 51 844.76 29 278.05 38 139.79 37 901.88 0.59 -0.12 6238.57 16.36
尼加拉瓜 51 777.61 29 140.71 37 373.41 36 618.34 0.73 -0.07 5224.14 13.98
Mg (mg/kg) 中国 德宏 7148.86 4587.09 5541.87 5332.26 1.12 0.38 765.79 13.82
临沧 9679.88 4748.39 7326.68 7186.69 0.06 0.22 1167.27 15.93
普洱 8531.18 3782.11 5738.52 5438.15 0.80 -0.33 1446.57 25.21
尼加拉瓜 9423.33 4328.84 7252.07 7612.19 0.00 -1.15 1605.70 22.14
P (mg/kg) 中国 德宏 2989.55 2112.47 2642.14 2706.50 -0.76 -0.13 245.94 9.31
临沧 3240.28 1728.33 2592.35 2669.46 -0.45 -0.87 452.14 17.44
普洱 3735.43 2595.66 3202.41 3313.65 -0.14 -1.67 394.26 12.31
尼加拉瓜 4009.18 2585.74 3115.76 3100.85 -0.27 0.46 302.29 9.70
B (mg/kg) 中国 德宏 36.13 16.76 26.02 25.51 0.08 -1.15 6.26 24.06
临沧 46.89 22.81 33.68 33.35 0.18 -0.62 6.59 19.58
普洱 126.72 68.70 94.66 93.70 0.02 -1.00 17.51 18.50
尼加拉瓜 40.51 24.05 30.42 29.64 1.61 1.29 4.76 15.64
Cu (mg/kg) 中国 德宏 36.97 20.11 27.22 26.01 0.36 -1.48 5.69 20.88
临沧 28.26 10.27 18.71 19.18 0.08 -0.72 4.96 26.52
普洱 18.33 2.50 6.76 4.22 1.53 1.33 4.74 70.19
尼加拉瓜 23.68 7.91 17.05 18.34 0.03 -0.29 4.67 27.37
Fe (mg/kg) 中国 德宏 611.96 309.96 423.67 388.16 0.60 -1.21 109.46 25.84
临沧 367.71 154.41 217.99 196.25 1.48 1.13 58.75 26.95
普洱 481.09 214.57 324.09 317.51 0.93 0.77 69.31 21.39
尼加拉瓜 486.31 166.93 264.42 218.88 1.03 0.44 98.22 37.15
Mn (mg/kg) 中国 德宏 374.05 119.64 239.52 245.22 0.04 -1.64 95.09 39.70
临沧 489.37 114.12 258.80 216.78 0.71 -0.55 113.99 44.04
普洱 152.10 85.45 114.31 105.49 0.19 -1.38 21.20 18.55
尼加拉瓜 374.41 38.18 157.46 125.18 1.07 0.28 89.63 56.93
Na (mg/kg) 中国 德宏 722.21 480.64 623.14 620.45 -0.72 -0.19 72.05 11.56
临沧 459.65 281.62 349.51 339.83 0.83 0.29 42.46 12.15
普洱 1047.42 587.53 861.86 928.91 -0.82 -0.65 144.11 16.72
尼加拉瓜 759.51 352.13 517.84 511.46 0.77 -0.35 102.77 19.85
Zn (mg/kg) 中国 德宏 134.28 76.90 100.41 97.55 0.41 -1.17 19.81 19.73
临沧 129.02 51.54 89.86 84.49 0.15 -0.45 19.99 22.24
普洱 80.24 51.12 64.39 65.55 0.24 -0.98 8.74 13.57
尼加拉瓜 133.94 42.08 73.52 71.07 0.56 -0.33 23.83 32.41

表3

尼加拉瓜和云南雪茄烟叶感官质量得分的基本统计特征

指标
Index		 产区
Production area		 最大值
Maximum		 最小值
Minimum		 平均值
Average		 中位数
Median		 偏度
Skewness		 峰度
Kurtosis		 标准差
Standard deviation		 变异系数
Coefficient of variation (%)
香气质
Aroma quality		 中国 德宏 5.6 3.5 4.7 4.7 -0.32 -0.92 0.69 14.83
临沧 6.3 4.0 5.2 5.4 -0.25 -0.70 0.62 11.95
普洱 6.5 3.3 5.1 5.3 -0.24 -0.88 0.92 18.03
尼加拉瓜 8.0 4.9 6.2 6.2 0.06 0.13 0.71 11.29
香气量
Volume of aroma		 中国 德宏 5.9 3.4 4.5 4.4 0.68 0.26 0.72 16.17
临沧 6.2 3.9 4.9 5.0 0.14 -0.27 0.59 12.04
普洱 6.5 4.0 4.9 4.8 0.62 -0.74 0.81 16.42
尼加拉瓜 7.5 4.5 6.0 6.0 0.26 -0.64 0.71 11.92
杂气
Offensive odor		 中国 德宏 5.0 4.0 4.5 4.5 0.10 0.14 0.27 5.99
临沧 5.7 4.0 4.9 4.9 -0.06 -1.21 0.53 10.84
普洱 5.5 3.6 4.5 4.5 0.28 0.02 0.46 10.24
尼加拉瓜 7.2 4.5 5.8 5.9 0.63 -0.28 0.70 12.06
刺激性Irritant 中国 德宏 5.6 4.8 5.2 5.3 -0.48 -0.48 0.23 4.46
临沧 6.3 3.5 5.1 5.4 -0.42 -0.86 0.79 15.47
普洱 6.7 4.3 5.4 5.4 0.15 -0.53 0.64 11.93
尼加拉瓜 7.3 4.3 5.7 5.7 -0.02 0.21 0.77 13.51
余味Aftertaste 中国 德宏 5.4 4.3 4.9 4.9 -0.33 -0.99 0.33 6.80
临沧 5.7 3.8 4.7 4.8 -0.03 -0.86 0.51 10.89
普洱 6.7 4.4 5.3 5.2 0.62 -0.42 0.67 12.61
尼加拉瓜 7.3 4.5 5.6 5.5 0.77 0.58 0.74 13.39
甜润感
Sweet feeling		 中国 德宏 5.5 4.0 5.0 5.2 -1.11 0.26 0.47 9.32
临沧 5.8 3.9 4.8 4.6 0.37 -0.41 0.45 9.43
普洱 7.0 4.5 5.6 5.5 0.40 -1.25 0.76 13.45
尼加拉瓜 7.9 4.0 5.6 5.5 0.81 1.07 0.83 14.90
燃烧性
Combustibility		 中国 德宏 5.6 4.3 5.1 5.2 -0.63 -1.06 0.42 8.16
临沧 7.3 4.9 6.1 6.2 -0.07 -1.07 0.68 11.05
普洱 6.8 4.0 5.5 5.6 -0.33 -0.64 0.80 14.55
尼加拉瓜 7.5 5.0 6.5 6.6 -0.32 -0.69 0.60 9.16
灰色Soot color 中国 德宏 6.3 4.4 5.1 5.1 0.56 -0.30 0.53 10.39
临沧 7.0 3.9 5.6 5.7 -0.25 -1.04 0.89 16.00
普洱 6.7 4.6 5.7 5.8 -0.34 -0.75 0.59 10.41
尼加拉瓜 7.8 4.8 6.3 6.2 0.14 -0.21 0.81 12.93
总分Total score 中国 德宏 58.7 46.2 53.7 54.2 -0.82 0.22 3.79 7.05
临沧 61.5 48.3 56.6 57.5 -0.64 -0.38 3.66 6.46
普洱 67.0 52.7 58.0 57.9 0.71 -0.16 4.21 7.27
尼加拉瓜 81.1 54.1 66.0 65.9 0.66 2.11 5.51 8.34

图1

矿质元素含量和感官质量得分的OPLS-DA模型得分分布

图2

矿质元素和感官质量指标的OPLS-DA模型VIP图

图3

OPLS-DA验证模型

表4

差异指标统计分析

差异指标
Difference index		 中国China 尼加拉瓜
Nicaragua
德宏Dehong 临沧Lincang 普洱Puer
Cl (%) 1.26±0.09a 0.79±0.02b 0.56±0.04c 0.65±0.05c
Ca (mg/kg) 49 524.30±1453.36a 38 224.74±958.76b 38 139.79±1200.61b 37 373.41±754.04b
Na (mg/kg) 623.14±16.98b 349.51±6.80d 861.86±27.73a 517.84±14.83c
B (mg/kg) 26.02±1.48c 33.68±1.06b 94.66±3.37a 30.42±0.69bc
Fe (mg/kg) 423.67±25.80a 217.99±9.41d 324.09±13.34b 264.42±14.18c
Cu (mg/kg) 27.22±1.34a 18.71±0.79b 6.76±0.91c 17.05±0.67b
香气量Volume of aroma 4.48±0.17c 4.86±0.09b 4.91±0.15b 5.96±0.10a
香气质Aroma quality 4.67±0.16c 5.21±0.10b 5.11±0.18b 6.25±0.10a
杂气Offensive odor 4.48±0.06c 4.86±0.08b 4.49±0.09c 5.82±0.10a
燃烧性Combustibility 5.09±0.10d 6.12±0.11b 5.52±0.16c 6.54±0.09a

表5

雪茄烟叶矿质元素含量提取因子特征值、方差贡献率和累计贡献率

因子
Factor		 特征值
Eigenvalue		 方差贡献率
Variance
contribution rate (%)		 累计贡献率
Cumulative
contribution rate (%)
1 3.591 29.924 29.924
2 2.305 19.208 49.132
3 1.547 12.891 62.023
4 1.123 9.355 71.378
5 1.040 8.665 80.043

表6

雪茄烟叶矿质元素含量公因子载荷矩阵和得分系数矩阵

指标
Index		 载荷矩阵Load matrix 得分系数矩阵Score coefficient matrix
F1 F2 F3 F4 F5 F1 F2 F3 F4 F5
Ca 0.259 0.821 -0.333 0.007 -0.087 0.072 0.356 -0.215 0.007 -0.084
K 0.306 0.497 -0.770 -0.083 -0.099 0.085 0.216 -0.498 -0.074 -0.095
P -0.475 0.269 -0.296 0.200 0.454 -0.132 0.117 -0.191 0.179 0.436
Cl 0.394 0.401 0.614 -0.428 -0.074 0.110 0.174 0.397 -0.381 -0.072
Mg 0.247 -0.227 0.006 -0.430 0.766 0.069 -0.099 0.004 -0.383 0.737
Mn 0.628 -0.114 0.272 0.603 -0.005 0.175 -0.049 0.176 0.538 -0.005
Na -0.734 0.440 0.293 0.017 0.098 -0.204 0.191 0.190 0.015 0.095
B -0.814 -0.032 0.175 0.225 -0.111 -0.227 -0.014 0.113 0.200 -0.107
Fe -0.242 0.753 0.334 -0.149 -0.103 -0.067 0.327 0.216 -0.133 -0.099
Cu 0.820 0.283 0.195 0.014 0.071 0.228 0.123 0.126 0.013 0.069
Zn 0.565 0.337 0.175 0.484 0.319 0.157 0.146 0.113 0.431 0.307
总氮Total N 0.586 -0.361 -0.091 -0.189 -0.291 0.163 -0.157 -0.059 -0.169 -0.280

表7

雪茄烟叶感官质量得分提取因子特征值、方差贡献率和累计贡献率

因子
Factor		 特征值
Eigenvalue		 方差贡献率
Variance
contribution rate (%)		 累计贡献率
Cumulative
contribution rate (%)
1 3.899 48.732 48.732
2 1.488 18.601 67.334
3 1.112 13.904 81.238

表8

雪茄烟叶感官质量得分公因子载荷矩阵和得分系数矩阵

指标
Index		 载荷矩阵Load matrix 得分系数矩阵Score coefficient matrix
G1 G2 G3 G1 G2 G3
香气质Aroma quality 0.873 -0.135 -0.345 0.224 -0.091 -0.311
香气量Volume of aroma 0.866 -0.115 -0.332 0.222 -0.077 -0.298
杂气Offensive odor 0.815 0.210 0.068 0.209 0.141 0.061
余味Aftertaste 0.715 -0.473 0.283 0.183 -0.318 0.255
甜润感Sweet feeling 0.705 -0.499 -0.026 0.181 -0.335 -0.023
刺激性Irritant 0.370 -0.002 0.892 0.095 -0.002 0.802
燃烧性Combustibility 0.562 0.725 0.007 0.144 0.487 0.007
灰色Soot color 0.511 0.644 0.029 0.131 0.433 0.026

表9

典型相关系数检验

典型变量
Canonical
variable		 相关系数
Correlation
coefficient		 特征值
Eigenvalue		 威尔克统计
Wilks
statistic		 F值
F-value		 自由度
df		 P
Ⅰ 0.623** 0.634 0.539 5.740 15.000 0.000
Ⅱ 0.324* 0.117 0.880 2.060 8.000 0.040
Ⅲ 0.130 0.017 0.983 0.717 3.000 0.544

表10

矿质元素和感官质量公因子典型变量构成

因子
Factor		 典型变量Ⅰ
Canonical variable Ⅰ		 典型变量Ⅱ
Canonical variable Ⅱ
mi rui mi rui
F1 0.789 0.527 0.022 0.163
F2 0.408 0.433 -0.961 -0.805
F3 0.612 0.504 0.554 0.293
F4 0.247 0.099 -0.055 -0.049
F5 -0.187 -0.399 -0.327 -0.177
G1 -0.383 -0.672 0.963 0.722
G2 -0.807 -0.923 -0.707 -0.294
G3 0.144 -0.015 0.347 0.278
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