曲靖煙葉化學成分含量與外觀質量的相關性分析

王稼良 邵建平 潘林 劉正坤 韓小淵 周建良 劉國輝 王學法 梁甫衛

（曲靖市煙草公司羅平分公司，云南羅平 655800）お

摘要

［目的］揭示不同煙葉質量評價指標的關聯程度，縮減煙葉質量評價指標。［方法］運用描述統計和典型相關統計分析方法研究了曲靖烤煙外觀質量和化學成分含量狀況及其相互關系。［結果］分析表明，兩大烤煙質量評價指標間存在顯著的典型相關性，化學成分含量與外觀質量存在密切的關聯程度；不同烤煙質量評價指標的關聯程度不一樣，在烤煙質量組間關聯上起主導作用的化學成分評價指標是還原糖、總氮、煙堿和氯，外觀質量評價指標是成熟度、結構、身份和油分。［結論］研究可為曲靖乃至云南煙區清香型烤煙的生產工作提供理論指導。

關鍵詞 烤煙；典型相關分析；化學成分；外觀質量

中圖分類號 SB572文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2014）19-06376-03

お

Correlation Analysis between Chemical Components and Appearance Quality of Flue瞔ured Tobacco Leaves in Qujing City

WANG Jia瞝iang, SHAO Jian瞤ing et al

(Luoping Branch of Qujing Tobacco Company, Luoping, Yunnan 655800)

Abstract ［Objective］ To reveal correlation degree of different tobacco quality evaluation index, shorten tobacco quality evaluation index. ［Method］ The relationship of chemical components and appearance quality of flue瞔ured tobacco leaves in Qujing were investigated by using descriptive statistics and canonical correlation analysis. ［Result］ The results indicated that: two kinds of quality evaluating indices of flue瞔ured tobacco leaves showed significant canonical correlations. Chemical components such as reducing sugar, total N, nicotine and Cl-, appearance quality such as maturity, structure, body and oil played important roles between two quality groups relationship. ［Conclusion］ The study can provide theoretical guidance for production of flavor flue瞔ured tobacco in Yunnan tobacco area.

Key words Flue瞔ured tobacco; Canonical correlation analysis; Chemical components; Appearance quality

基金項目 中國煙草總公司云南省公司項目（2010YN25）。

作者簡介 王稼良（1968- ），男，云南曲靖人，農藝師，從事煙葉生產技術研究與推廣工作。*通訊作者，助理農藝師，碩士，從事煙草生理生化研究與技術推廣工作。

收稿日期 20140603

烤煙質量由物理性狀、化學品質、外觀質量、評吸質量和安全性等組成［1］。目前，我國煙草行業評價煙葉質量主要以外觀質量和內在評吸鑒定為主，物理性狀和化學成分鑒定為輔［2］。在特色優質煙葉生產或煙葉區劃時，人們需要具體知道哪些指標對該產區的煙葉質量起決定作用,從而達到簡化煙葉質量評價工作的目的。2010年，鄧小華等對湖南濃香型烤煙四大質量指標進行了相關性分析，結果表明，典型相關分析能夠簡化煙葉質量評價指標［3］；李永亮等對川渝烤煙進行了化學成分與香氣的灰色優勢分析，結果化學成分評價指標體系從原來的65個縮減到了9個［4］；丁曼旎等對河南烤煙常規化學品質與感官質量進行了灰色關聯分析［5］；王建民等對烤煙化學指標和平衡含水率間進行了相關性分析［6］；胡戰軍等采用多元統計分析方法研究了烤煙外觀質量指標與感官評吸指標間的關系［7］。曲靖煙區作為云南省清香型烤煙的典范，其煙葉質量評價研究缺乏深入和系統性［8］。筆者基于多元統計的典型相關分析對曲靖烤煙化學成分含量與外觀質量的相互關系進行了量化研究，旨在揭示不同煙葉質量評價指標的關聯程度，縮減煙葉質量評價指標，為曲靖乃至云南煙區清香型烤煙的生產工作提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料

分別于2009和2010年在曲靖市的9個植煙區、縣境內，以鄉鎮為單位，由專職人員按照GB 2635-92烤煙標準采集當地主栽品種K326中具有代表性的C3F初烤煙葉樣品 383個，每份3 kg。其中宣威市110個、馬龍縣66個、會澤縣55個、麒麟區39個、陸良縣34個、沾益縣31個、師宗縣26個、羅平縣12個和沾益縣10個，等級合格率達到95%┮隕稀＊

1.2 測定指標及方法 煙葉樣品統一寄送湖南農業大學煙草研究院進行化學成分含量的檢測和外觀質量的鑒定。其中化學成分測定指標為：總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀和氯，測定方法參考相關文獻［9］；外觀質量評定指標為：成熟度、顏色、身份、油分、色度和結構，評定方法參考相關文獻［10］。

1.3 數據處理與分析

采用DPS 7.05和EXCEL等統計學軟件進行相關數據分析。

2 結果與分析

2.1 烤煙質量評價指標的描述統計分析

表1為曲靖煙區烤煙化學成分含量與外觀質量的描述性統計情況，其中成熟度等外觀質量評價指標的分值是由行業內專家根據外觀質量評分標準，對各煙葉樣品進行外觀質量評定打分而來，分值在0~10，基本上其分值越高，質量越好。由表1可知，煙葉化學成分含量在樣品間存在廣泛的差異，而外觀質量的差異較小，變異系數基本在18%以內。根據國際型優質煙葉化學成分指標［11］：曲靖煙葉總糖和還原糖含量偏高，總氮、煙堿和氯含量適中，鉀含量稍低。除成熟度、顏色和結構的偏度系數較大外，其他指標的偏度系數都較小，外觀質量指標基本符合正態分布，成熟度、顏色和結構向右偏離中心較遠（偏度系數<-2）；峰度系數都大于3，變異系數都較小，說明曲靖烤煙成熟度、顏色和結構分布較集中；氯含量的變異系數>90%，分布極不穩定，說明曲靖煙區烤煙氯含量受環境條件、栽培技術和施肥狀況的影響較大。

2.2 化學成分含量與評吸質量的典型相關性分析

為了研究化學成分含量與煙葉外觀質量的相關關系，把煙葉化學成

表1 曲靖烤煙化學成分含量和外觀質量描述統計分析

項目 化學成分總糖∥% 還原糖∥% 總氮∥% 煙堿∥% 鉀∥% 氯∥%

外觀質量成熟度 顏色 身份 油分 色度 結構

平均值 31.15 23.50 1.86 2.28 1.75 0.41 9.84 9.69 9.19 6.40 5.48 9.63

標準差 4.988 4.559 0.284 0.674 0.382 0.407 0.598 0.937 1.200 1.141 1.034 0.780

變異系數∥% 16.01 19.4 15.27 29.56 21.83 99.31 6.08 9.67 11.97 18.83 18.87 8.10

偏度系數 -0.910 -0.608 -0.209 0.606 0.046 1.701 -3.997 -3.155 -1.110 -1.476 1.594 -2.401

峰度系數 4.013 1.670 3.288 0.699 0.449 3.001 16.833 9.140 -0.472 0.828 1.244 6.348

分看作一組變量，外觀質量指標看作另一組變量，進行典型相關分析［12］。由表2可知，化學成分含量與外觀質量的前3對典型變量顯著性檢驗玃值都小于0.01，相關系數分別為0.532 4** 、0.414 2**和0.383 6**，3對典型變量都達到了極顯著水平，而4~9對典型變量沒有達到顯著水平，故對前3對典型變量進行重點分析。

由于各原始變量間單位和數量級不同，故先將原始數據進行標準化后再進行典型相關分析，并求出典型變量系數以及原始變量與典型變量的相關系數，并最終求出化學成分含量與外觀質量的典型變量表達式。由表2可知，化學成分含量與外觀質量的第1對典型變量的構成如式(1)~(2)。

玌1=-0.281X1+0.282 1X2+0.125 2X3-0.472 6X4-0.476 2猉5+0.705 8X6

(1)

V1=-0.304 7Y1-0.385 2Y2+0.336 3Y3+0.429 7Y4-0.024 9Y5+0.309 1Y6-0.487 4Y7-0.158Y8+0.002 6Y9

(2)

式(1)~(2)中，U1 和V1表示化學成分和外觀質量組成的一對典型變量，其中U1為外觀質量指標組成的典型變量，V1為化學成分組成的典型變量，X1、X2、X3、X4、X5、X6分別表示成熟度、顏色、身份、油分、色度、結構的標準化典型系數，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9分別表示總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯、鉀氯比、糖堿比、氮堿比的標準化典型系數，在第1對典型變量的線性表達式中(U1,V1)，煙堿、鉀、氯、刺激性和灰色的標準化典型系數較大，反映了刺激性與煙堿和鉀的負相關，與氯的正相關，灰色與煙堿和鉀的正相關、與氯的負相關。

化學成分含量與外觀質量的第2對典型變量構成如式(3)~(4)。

U2=-0.499 3X1+0.215 2X2+0.566 5X3-0.365X4-0.882 1X5-0.401 2X6

(3)

V2=-0.682 1Y1-0.149 0Y2-0.173 2Y3+0.679 5Y4+0.312 1Y5-0.050 5Y6+0.604 8Y7+0.046 5Y8+0.528 4Y9

(4)

式(3)~(4)中，U2和V2 同樣表示化學成分和外觀質量組成的一對典型變量，在第2對典型變量的線性表達式中(U2,V2)，總氮、鉀、香氣質、刺激性和灰色的標準化典型系數較大，反映了總氮與香氣質的負相關、與刺激性和灰色的正相關，鉀與香氣質的正相關、與刺激性和灰色的負相關。

化學成分含量與外觀質量的第3對典型變量構成如式(5)~(6)。

U3=0.187 3X1-0.685 4X2+0.168 8X3+0.428 4X4+0.087X5+0.669 9X6

(5)

V3=0.025 4Y1-0.010 3Y2-0.288 6Y3+0.086 3Y4-0.51Y5+0.17Y6-0.382 1Y7-0.241 7Y8+0.576 8Y9

(6)

式(5)~(6)中，U3和V3同樣表示化學成分和外觀質量組成

的一對典型變量，在第2對典型變量的線性表達式中(U3,V3)，還原糖、氯、余味和勁頭的標準化典型系數較大，反映了還原糖與余味的正相關、與勁頭的負相關，氯與余味的負相關、與勁頭的正相關。

表2 曲靖煙葉化學成分含量與外觀質量的典型相關分析

變量組1變量組2 典型相關系數 玃值 典型變量構成

化學成分 評吸質量 0.532 4** 0.000 1 玌1=-0.281X1+0.282 1X2+0.125 2X3-0.472 6X4-0.476 2X5+0.705 8X6

V1=-0.304 7Y1-0.385 2Y2+0.336 3Y3+0.429 7Y4-0.024 9Y5+0.309 1Y6 -0.487 4Y7-0.158猋8+0.002 6Y9

0.414 2** 0.000 1 U2=-0.499 3X1+0.215 2X2+0.566 5X3-0.365X4-0.882 1X5-0.401 2X6

V2=-0.682 1Y1-0.149 0Y2-0.173 2Y3+0.679 5Y4+0.312 1Y5-0.050 5Y6+0.604 8Y7+0.046 5猋8+0.528 4Y9

0.383 6** 0.000 1 U3=0.187 3X1-0.685 4X2+0.168 8X3+0.428 4X4+0.087X5+0.669 9X6

V3=0.025 4Y1-0.010 3Y2-0.288 6Y3+0.086 3Y4-0.51Y5+0.17Y6-0.382 1Y7-0.241 7Y8+0.576 8Y9

0.251 1 0.761 7

0.340 8 0.885 9

0.358 0 0.922 2

0.236 5 0.453 2

0.325 4 0.513 6

0.231 6 0.554 2

注：*表示在0.05水平顯著，**表示在0.01水平極顯著。

3 結論與討論

表1煙葉化學成分含量與外觀質量的描述統計分析結果表明，煙葉總糖和還原糖含量偏高，總氮、煙堿和氯含量適中，鉀含量稍低；成熟度、顏色和結構分布較集中，變異系數較小，氯含量受環境條件影響較大，含量分布極不穩定，變異系數>90%。因此，應注意控制氯源肥料的平衡，避免在山地煙生產中因雨水沖刷而出現低洼地勢土壤中氯元素富集而高地勢土壤中氯元素缺乏的現象。

表2煙葉質量評價指標的典型相關分析表明，2組煙葉質量指標間相互關聯，不同程度直接或間接地影響煙葉質量。煙葉化學成分總糖、還原糖和總氮與外觀質量關系最為密切，主要影響了烤煙外觀質量評價指標的色度、結構、身份、油分和成熟度，其中總糖與油分關系最為密切，相關系數為0.25*，這與楊應明等的研究結果一致［13］，表明烤煙外觀質量指標組合基本能夠反映其化學成分的協調性。

不同產區煙葉品質各異，在特色優質煙葉生產或烤煙品質區劃時，運用典型相關分析可以從眾多的煙葉質量評價指標中挖掘出能夠反映該產區煙葉品質特征的部分指標，從而減少煙葉質量評價工作量，提高煙葉質量評價工作效率。典型相關分析結果表明，化學品質中的還原糖、總氮、氯和煙堿，外觀質量中的成熟度、結構、身份和油分對曲靖煙區烤煙質量評價起主導作用。因此，在曲靖煙葉質量評價和特色煙葉開發時，應重點研究這些煙葉質量評價指標。然而煙葉品質受生態環境、品種、栽培技術等的綜合影響［14］，不同產區烤煙質量評價指標各異，評價指標間的相互關系也具有區域性，該研究中筆者對曲靖煙區清香型烤煙的質量評價指標進行了初步探討，其研究結果僅對清香型煙區烤煙的生產工作起指導作用，然而濃香型和中間香型煙葉質量評價指標間的相互關系以及它們對煙葉質量評價的貢獻規律還有待進一步研究。

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