烤煙化學成分與煙氣濃度的變化規律及相關關系

李瑞麗　陳永建　王建民　張保林　杜閱光　李永正

摘要：為探索烤煙化學成分與煙氣濃度的變化規律及相關關系，檢測河南省95個烤煙樣品的7種常規化學成分含量和煙氣濃度，并進行方差分析、多重比較、簡單相關和通徑分析。結果表明：7種常規化學成分中氯含量的變異系數最大，其他依次為淀粉含量、總植物堿含量、鉀含量、總糖含量、還原糖含量、總氮含量，且均在10%～100%之間；不同部位間的總植物堿含量、總糖含量、還原糖含量、總氮含量差異顯著；煙氣濃度得分95%集中分布在6.135～6312 分之間，變異系數小于10%，不同部位的煙氣濃度得分差異顯著或極顯著。影響煙氣濃度的常規化學成分主要是總植物堿含量和總氮含量。

關鍵詞：烤煙；化學成分；煙氣濃度；相關分析；變異系數；煙葉質量；客觀評價

中圖分類號： S572.01；TS41+1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0142-03

河南烤煙是許多卷煙制造企業的重要原料來源，是濃香型卷煙的重要基礎原料，評價煙葉質量的因素雖然很多，但基于化學成分含量及比例的評價客觀性相對較強，這也是近年來煙葉及煙草制品質量評價時不但依據感官評吸質量而且基于化學成分的主要原因之一，對于烤煙主要化學成分的分析研究較多，閆洪洋等從河南6個植煙縣（市、區）選取37個樣品，檢測并分析14項化學成分及衍生指標在地區、部位、顏色間的差異[1]；程向紅等分析了豫中平頂山、許昌市2地烤煙的化學成分[2]；陳彥春等對三門峽煙區烤煙的主要化學成分、感官質量進行變異分析[3-4]；賀帆等對我國安徽皖南、廣東南雄、河南許昌、漯河、南陽、湖南瀏陽、郴州、山東濰坊8個典型濃香型煙葉產區的主要化學成分及衍生指標進行分析評價[5]；許淑紅等采用對比分析、相似性分析研究攀西17個縣（市、區）烤煙的主要化學成分[6]。通過多種方法探索烤煙化學成分與評吸質量的關系，丁曼旎等對河南烤煙常規化學成分和感官質量進行灰色關聯分析[7]，嚴錦申等采用灰色關聯度法分析河南平頂山煙葉主要化學成分與香氣質量[8]，趙華武等分析了我國K326烤煙化學成分與主體香味成分的關系[9]，常愛霞等采用簡單相關分析法分析了我國15個省（市、區）及部分進口煙葉主要化學成分及衍生指標與感官質量的關系[10]，于建軍等用因子分析從烤煙主要化學成分中提取了主要影響因子，并與評吸質量進行灰色關聯度分析、相關和回歸分析[11-12]。選取河南不同生態條件多個植煙縣（市、區，包括豫東、豫西、豫中、豫南）的烤煙作為原料，分析河南烤煙主要化學成分及煙氣濃度的分布變化規律，并探索主要化學成分與煙氣濃度的相關關系及化學成分影響煙氣濃度的作用途徑，為基于化學成分客觀評價煙葉質量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

以2012年河南省11個縣（市、區）32個植煙縣的95種烤煙煙葉作為供試樣品，其中B2F樣品32個、C3F樣品32個、X2F樣品31個，包括羅山、遂平、泌陽、確山、社旗、鄧州、宜陽、汝陽、洛寧、伊川、嵩縣、盧氏、靈寶、陜縣、澠池、汝州、寶豐、郟縣、葉縣、舞陽、郾城、臨潁、禹州、許昌、襄縣、商水、鄲城、鹿邑、柘城、虞城、睢陽、登封等。

儀器主要有AA3連續流動分析儀、電熱鼓風干燥箱等。

1.2 方法

采用AA3連續流動分析儀測定7項常規化學成分，由天昌（國際）煙草有限公司組織相關專家通過感官評吸評定煙氣濃度，按9分制以分值計，數據處理在SPSS 21.0環境下完成。

2 結果與分析

2.1 河南烤煙常規化學成分和煙氣濃度的統計概況

對河南95個烤煙樣品的總植物堿含量、總糖含量、還原糖含量、總氮含量、鉀含量、氯含量、淀粉含量及煙氣濃度進行統計分析，結果見表1，河南烤煙總植物堿含量分布在0.97%～4.58%，平均2.615%；總糖含量分布在20.00%～4370%，平均30.801%；還原糖含量分布在17.20%～3450%，平均25.478%；總氮含量分布在1.13%～240%，平均1.874%；鉀含量分布在0.49%～2.47%，平均1.421%；氯含量分布在0.10%～3.01%，平均0828%；淀粉含量分布在2.16%～12.73%，平均6103%；煙氣濃度得分集中在538～7.13，平均6.224。從變異系數來看，氯含量最大，其他依次為淀粉、總植物堿、鉀、總糖、還原糖、總氮的含量，這些化學成分的變異系數雖然相差較大，但都屬中等程度的變異，煙氣濃度變異最小，小于10%，屬于弱變異，即煙氣濃度分值之間相差很小，這也是當前評吸過程中存在的較為突出的問題，以煙氣濃度來說，有大小之分，也有抱團與分散的差異，但最后反映在得分上的是煙氣濃度的綜合狀況，往往相差較小。

楊立均根據烤煙內在質量及國內外用戶評價結果將河南省劃分為豫中、豫南、豫西、豫東4個煙區[13]。在雙因素方差分析的基礎上，對不同產區、不同部位的烤煙常規化學成分和煙氣濃度進行統計描述和LSD多重比較，結果見表2、表3。

由表2可以看出，總植物堿含量在產區間的變化趨勢表現為豫南>豫中>豫東>豫西，且豫南與豫東、豫西間差異顯著，豫西和豫中、豫南間差異極顯著，與豫東差異顯著；總糖、還原糖的含量在產區間的變化趨勢表現為：豫西烤煙糖含量偏高，其他3個地區較接近，豫西的總糖含量與其他3個地區間均差異極顯著，豫西的還原糖含量與豫中、豫東間均差異極顯著；豫西烤煙總氮含量偏低，其他3個地區較接近，豫西的總氮含量與其他3個地區間均差異極顯著；4個地區的鉀含量較接近，但氯含量差異較大，且氯含量的變化趨勢表現為豫東>豫南>豫中>豫西，除了豫南和豫東間氯含量差異顯著外，其他任2個地區間差異均極顯著；淀粉含量在產區間的變化趨勢表現為豫中>豫西>豫東>豫南，豫中和豫南、豫東間均差異極顯著，豫西和豫南之間差異也極顯著，豫中和豫西間差異顯著；煙氣濃度得分表現為豫南>豫中>豫西>豫東，且4個地區煙氣濃度的分值較接近，各地區間差異均不顯著。

由表3可以看出，總植物堿含量在各部位間的變化趨勢表現為上部煙>中部煙>下部煙，且各部位間差異均極顯著；總糖和還原糖含量在各部位間的變化趨勢表現為：中部煙和下部煙比較接近，且大于上部煙，上部煙和其他2個部位煙差異極顯著；上部煙總氮含量與下部煙之間差異顯著，與中部煙之間差異極顯著；鉀含量的變化趨勢為下部煙>中部煙>上部煙，氯含量的變化趨勢與鉀含量正好相反；煙氣濃度得分表現為上部煙>中部煙>下部煙，且各部位間差異顯著，下部煙與其他2個部位間差異極顯著。

2.2 烤煙煙氣濃度與常規化學成分的相關關系

對煙氣濃度和常規化學成分進行簡單相關分析，結果見表4，煙氣濃度與總植物堿含量呈極顯著正相關，與總糖含量呈極顯著負相關，與還原糖含量、鉀含量呈顯著負相關，與總氮含量、氯含量和淀粉含量相無顯著相關關系。

由簡單相關分析結果可知，各常規化學成分之間多存在極顯著或顯著相關關系，化學成分與煙氣濃度之間所表現出來的相關關系，除了化學成分本身對煙氣濃度的影響外，還有該化學成分通過其他化學成分對煙氣濃度起的間接作用，因此，就總植物堿含量（x1）、總糖含量（x2）、還原糖含量（x3）、總氮含量（x4）、鉀含量（x5）、氯含量（x6）、淀粉含量（x7）幾項常規化學成分和煙氣濃度進一步做通徑分析，結果見表5。

從直接通徑系數來看，對煙氣濃度直接作用最大的是總植物堿含量，其次是總氮含量，其他化學成分的直接作用相對較小，且依次為淀粉、總糖、氯、還原糖、鉀的含量，其中總植物堿、鉀、淀粉的含量對煙氣濃度得分均為直接正作用，總糖、還原糖、總氮、氯的含量對煙氣濃度得分均為直接負作用。

從間接作用的總和來看，間接作用最大的是總氮含量，其他依次為總植物堿、鉀、還原糖、總糖、淀粉、氯的含量，其中總植物堿和總氮含量的間接作用為正作用，總糖、還原糖、鉀、氯、淀粉含量的間接作用為負作用。

綜合來看，總植物堿含量主要通過直接作用影響煙氣濃度得分，其直接作用是間接作用總和的3倍多，主要通過總氮含量起間接作用，總氮含量的間接作用稍大直接作用，且正負相反，總氮含量主要通過總植物堿含量起間接作用，總糖、還原糖、鉀含量的間接作用均遠大于其直接作用，氯和淀粉含量的直接作用和間接作用相對小得多，且總糖、還原糖、鉀、氯和淀粉的含量均主要是通過總植物堿和總氮含量起間接負作用。

對煙氣濃度得分的直接作用相對小得多的總糖含量、還原糖含量和鉀含量在簡單相關分析中與煙氣濃度得分呈顯著或極顯著相關，而對煙氣濃度得分直接作用較大的總氮含量在簡單相關分析中卻與煙氣濃度得分無顯著相關關系，原因在于總糖、還原糖和鉀含量通過總植物堿和總氮含量對煙氣濃度得分所起的間接負作用較大，而總氮含量對煙氣濃度得分的直接作用和主要通過總植物堿含量所起的間接作用正負相反，但相差不大。

3 結論

河南烤煙總糖、還原糖含量較高，總氮、總植物堿的含量較適中，氯含量的變異系數最大，含量分布較分散，其他依次為淀粉、總植物堿、鉀、總糖、還原糖、總氮含量，且均在10%～100%之間，屬中等程度的變異。煙氣濃度得分分布在5.38～7.13之間，變異系數小于10%，屬于弱變異。總植物堿、總糖、還原糖、總氮含量在地區間和在各部位間均差異顯著；煙氣濃度得分在各部位間差異顯著，但在產區間差異不顯著。影響煙氣濃度的主要化學成分是總植物堿和總氮含量。

參考文獻：

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