白肋煙主要化學成分因子及聚類分析

張國建

(福建中煙工業有限責任公司 技術中心，福建 廈門 361022)

在卷煙葉組配方維護時，要求煙葉替換前后，產品風格及煙氣化學指標保持一致，因此科學合理地對不同產地、等級的煙葉按照一定規律進行分類，是技術的關鍵。白肋煙是混合型卷煙主要原料，對實現配方平穩切換尤為重要，傳統的質量評價與分類主要依靠感官評吸，有一定的局限性。作者對湖北、四川、美國、馬拉維4產區23個白肋煙樣品8個化學成分進行因子分析，提取主成分并作聚類分析，以期為白肋煙質量的評價和分類方法提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選用湖北、四川、美國、馬拉維4產區23個白肋煙樣品為供試材料。所選23份樣品用編號表示。

1.2 方法

測定并計算煙葉樣品的總氮、總煙堿、還原糖、總糖、鉀、氯、氮堿比、鉀氯比等8個指標。調制得當的白肋煙糖分很少，因此未采用糖堿比指標。

按煙草行業標準YC/T159檢測水溶性總糖，YC/T159檢測還原糖，YC/T160檢測總煙堿，YC/T161檢測總氮，YC/T162檢測氯，YC/T217檢測鉀。所測化學成分含量換算成百分率。

1.3 數據處理

運用SPSS 18.0數據處理系統對主要化學指標進行因子分析和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 相關分析

相關分析如表1，含氮成分間、含碳成分間正相關，這與畢淑峰等［1-2］的烤煙分析結果基本一致。總煙堿與總氮及還原糖正相關，與氮堿比呈負相關;鉀與鉀氯比顯著正相關，與氯顯著負相關;氮堿比與氯正相關;其他化學指標間相關性都不顯著。分析表明，白肋煙化學指標之間存在一定相關性，可進一步作因子分析。

表1 白肋煙主要化學成分的相關系數

2.2 因子分析

對8個化學成分的相關矩陣進行主成分分析，各特征根值及其貢獻率見表2。前3個較大的特征根累積貢獻率達87.581%，符合提取的主成分累計方差貢獻率應超過85%的原則［3］，計算因子載荷結果如表3。

表2 白肋煙特征根累積貢獻率

由表3可知，主成分1中鉀、鉀氯比、總煙堿有較高的正載荷，氯、氮堿比有較高的負載荷，總煙堿、氮堿比與白肋煙內在品質密切相關，鉀氯比是衡量煙葉燃燒性和持火力的重要指標之一，故可稱之為燃燒-氮因子，占總方差的43.133%;主成分2中總煙堿和還原糖有較高的正載荷，主要影響勁頭與吃味，稱為碳-煙堿因子，占總方差的26.754%;主成分3中總氮有較高的正載荷，總糖有較高的負載荷，主要影響煙氣狀態與吃味，稱之為碳-氮因子，占總方差的17.694%。

表3 主成分載荷矩陣

2.3 聚類分析

根據使用要求和葉組配方經驗，可將23個樣品分為4類，主成分因子K-均值聚類分析結果如表4。煙葉各主成分得分和總分區間及感官評吸結果也一并填入表內。可見，各類別內煙葉總體質量較為接近，類別間煙葉品質有一定差異，有利于技術人員配方維護時進行煙葉替換。

表4 23個白肋煙樣品聚類

3 小結

白肋煙化學成分間存在相關性，含氮成分間、含碳成分間正相關。因子分析得到3個主成分因子，即燃燒—氮因子、碳—煙堿因子、碳—氮因子，含氮化合物影響最顯著，其次是鉀、氯、含碳化合物，需要控制這些成分的含量及協調性。在此基礎上進行聚類分析，分類結果與感官評吸結論基本一致，同一類別內煙葉品質與得分較為接近，不同類別間則有一定差異，應用于卷煙產品配方維護作為參考依據，可提高工作效率。

［1］ 畢淑峰.烤煙主要化學成分的因子分析 ［J］.安徽農業科學，2004，32(2):342-343.

［2］ 閻克玉，李興波，趙學亮，等.河南烤煙理化指標間的相關性研究 ［J］.鄭州輕工業學院學報，2000(3):20-24.

［3］ 郝黎仁，樊元，郝哲歐，等.SPSS實用統計分析 ［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.