云南主產煙區煙葉水溶性糖與感官質量相關及通徑分析

陳劍明，楊式華，馮洪濤，劉 靜，孔蘭芬*

(1. 云南中煙工業有限責任公司，云南 昆明 650202；2. 云南同創檢測技術股份有限公司，云南 昆明 650106)

云南主產煙區煙葉水溶性糖與感官質量相關及通徑分析

陳劍明1，楊式華2，馮洪濤1，劉 靜2，孔蘭芬2*

(1. 云南中煙工業有限責任公司，云南 昆明 650202；2. 云南同創檢測技術股份有限公司，云南 昆明 650106)

【目的】研究云南主產煙區煙葉中水溶性糖對感官質量的影響?！痉椒ā恳栽颇现鳟a煙區的主栽烤煙品種煙葉為對象，運用相關性分析及通徑分析相結合的方法進行研究。【結果】相關性分析表明，果糖與濃度、勁頭呈極顯著的負相關；葡萄糖和水溶性糖總量與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關，與濃度、勁頭呈極顯著的負相關；麥芽糖與細膩度、柔和性呈顯著的正相關。通徑分析結果表明，水溶性糖對感官質量，特別是對勁頭、刺激性、濃度和柔和性影響較為明顯。增加水溶性糖各指標含量有利于柔和性的提升和勁頭的降低，果糖、葡萄糖含量的增加會使煙氣濃度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，適當增加麥芽糖含量則有利于煙氣濃度的提升。【結論】所以，煙葉水溶性糖含量對感官質量有著不同程度的影響，是評價其感官質量好壞的重要指標之一，但煙草配方使用實際過程中需合理調整各指標含量以提高感官品質。

水溶性糖；感官質量；相關性分析；通徑分析

【研究意義】水溶性糖與煙草品質關系密切[1]，一方面燃吸時它們能產生酸性物質，抑止煙氣中的堿性物質，使煙氣的酸堿平衡適度，降低刺激性；另一方面還可以與氨基酸進行美拉德反應，形成多種香氣物質，如吡咯、吡啶、吡嗪及其烷基衍生物等，產生令人愉快的香氣[2]。此外，水溶性糖能使煙葉柔軟，富有彈性，色澤鮮亮。但是，如果煙葉中含糖量過高，會使煙氣吃味平淡，濃度和香氣不足，勁頭和強度減弱，同時還影響煙葉的燃燒性，使陰燃變差，燃燒不完全。因而有必要詳盡系統地分析研究不同水溶性糖對感官質量的直接和間接影響的程度?！厩叭搜芯窟M展】前期針對煙葉中水溶性糖的研究主要集中在方法學方面，如運用連續流動法[3]、比色法[4]、高效液相色譜法[5～7]、FT-NIR法[8]、氣相色譜法[9]、離子色譜法[10-11]等方法對煙草中水溶性糖進行測定?！颈狙芯康那腥朦c】而通過運用相關性及通徑分析相結合的方法研究不同水溶性糖指標對感官質量的直接和間接的影響程度方面未見報道。通徑分析(path analysis)方法[12-14]由Wright于1921年首次提出，其實質是標準化的多元線性回歸分析，能夠克服簡單相關分析與回歸分析的不足，真實地反映各自變量與因變量之間的關系，從而使得自變量對因變量的作用效應能直接進行比較同時，通過分析找出自變量對因變量影響的直接效應和間接效應，全面反映自變量對因變量的相對重要性?！緮M解決的關鍵問題】本文整理了云南主產煙區昆明、曲靖、紅河、大理地區的紅大、K326、云87、云85、NC297等五個主栽烤煙品種樣品的水溶性糖的檢測數據及感官評吸結果，采用相關性及通徑分析相結合的方法研究水溶性糖對感官質量的不同影響程度，旨在為全面掌握煙葉原料的品質信息提供理論及試驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料

檢測樣品為云南主產煙區(昆明、曲靖、紅河、大理等)2006-2010年的復烤片煙，包括：紅大、K326、云87、云85、NC297等5個品種共50個煙葉樣品。

標準品為果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖 (DIMA 公司，質量分數 gt; 99.0 %)；乙腈：色譜純 (DIMA公司),三乙胺：分析純(天津市化學試劑一廠，質量分數為99.5 %～100.5 %),乙醇：優級純(西隴化工股份有限公司，質量分數 ≥ 99.8 %)。固相萃取柱：Waters Sep-Pak C18固相萃取小柱(30 × 6 mL，500 mg)。

1.2 方法

1.2.1 色譜條件 ACQUITY UPLC 超高效液相色譜系統，配ACQUITY ELSD蒸發光檢測器，Empower 色譜工作站(Waters 公司)；色譜柱: ACQUITY UPLC BEH Amide (2.1 mm × 50 mm，1.7 μm) 分析柱； 柱溫：45.0 ℃；分析時間：6.5 min；進樣量：1.0 μl；流動相：A: 0.2 %三乙胺乙腈溶液，B: 0.2 % 三乙胺水溶液，等度洗脫；流速：0.15 mL /min； ELSD 條件：載氣: 氮氣；增益：1.0～3.0 min時，100，3.0～6.5 min 時，300；噴霧器模式：冷卻；漂移管溫度：55.0 ℃；氣體壓力：35.0 Pa。

1.2.2 樣品處理 將煙草樣品粉碎后，過0.25～0.42 mm(60～40 目)篩，稱取煙草樣品0.25 g，準確至0.0001 g，加入25 mL 5 %的乙醇水溶液，在40～50 ℃超聲波作用下浸提30 min，取5 mL 通過預活化好的Sep-Pak C18固相萃取小柱(小柱活化方式： 用5 mL甲醇沖洗，再用5 mL 水沖洗)，棄去最初的2 mL，收集后面3 mL，再用0.22 μm 水系濾膜過濾，取約1.5 mL 進樣分析。

1.2.3 評吸方法 將煙葉樣品去梗切絲卷制成單料煙，由紅云紅河煙草(集團)有限責任公司組織評吸專家根據其內部單料煙評吸方法進行評吸，此方法的評價指標：香型、愉悅性、豐富性、透發性、香氣量、細膩度、甜度、綿延性、成團性、柔和性、濃度、雜氣、刺激性、余味、勁頭等15項，除香型由文字描述外，其余各單項滿分10分。評吸總分為以上各項感官質量的評吸打分之和，評吸總分得分越高，則煙葉質量越好。

1.2.4 數據處理方法 采用了SPSS 19.0軟件對水溶性糖數據與感官評吸數據進行了相關性分析、正態性檢驗及線性回歸分析，最后通過把相關性分析結果與線性回歸分析結果相結合進行了通徑分析。

2 結果與分析

2.1 水溶性糖與感官質量相關性分析

將煙葉樣品進行水溶性糖含量的測定，并同時對這些樣品進行感官質量評價，最后將得到的水溶性糖及感官質量評價結果進行相關性分析，結果見表1。整體上看，果糖和葡萄糖對感官質量的影響較廣，相關性也最強，特別是葡萄糖的相關性更明顯。果糖與柔和性、刺激性呈顯著的正相關，與濃度、勁頭呈極顯著的負相關；葡萄糖與雜氣、余味呈顯著的正相關，與香氣量、成團性呈顯著的負相關，與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關，與濃度、勁頭呈極顯著的負相關；蔗糖對感官質量影響不顯著；麥芽糖與細膩度、柔和性呈顯著的正相關；水溶性糖總量與雜氣呈顯著的正相關，與香氣量、成團性呈顯著負相關，與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關，與濃度、勁頭呈極顯著的負相關。

2.2 煙葉水溶性糖與感官質量通徑分析

2.2.1 正態性檢驗 在SPSS中，多元回歸分析使用配伍格式數據文件，因變量必須服從正態分布[15]。所以首先對各指標的數據進行正態性檢驗。

將50個樣品的水溶性糖含量數據(包括各個樣品的水溶性糖總量)及感官評吸數據進行描述性分析，得出各指標的偏度系數及峰度系數，具體見表2。所有指標中，除蔗糖的偏度系數及峰度系數均大于1外，其余指標的偏度系數及峰度系數均小于1，可認為除蔗糖外其余各指標的數據近似于正態分布。

注：**表示在0.01水平(雙側)上顯著相關；*表示在0.05水平(雙側)上顯著相關。下同。

Notes: * * meant significant correlation at 0.01 level (double side), * meant significant correlation at 0.05 level (double side).The same as below.

2.2.2 通徑分析 從表1可以看出，水溶性糖各指標并不是與每一個感官指標都有顯著的相關性，所以下面的通徑分析中僅抽出在0.05和0.01水平上顯著相關的各感官指標進行分析，并且，結合正態檢驗分析結果，蔗糖的數據不服從正態分布，所以將蔗糖指標剔除。最后，水溶性糖指標中挑出果糖(X1)、葡萄糖(X2)、麥芽糖(X3)及水溶性糖總量(X4)，感官指標中挑出香氣量(Y1)、成團性(Y2)、柔和性(Y3)、濃度(Y4)、雜氣(Y5)、刺激性(Y6)、余味(Y7)、勁頭(Y8)等指標進行通徑分析，以確定不同水溶性糖指標對感官質量的直接和間接影響程度。

以果糖(X1)、葡萄糖(X2)、麥芽糖(X3)及水溶性糖總量(X4)為自變量，感官質量各指標為因變量，分別運用向前引入法，且F的概率值小于等于0.05被引入進行多元線性回歸分析，最終得到最佳的回歸方程及回歸系數見表3。

從表3可知，勁頭、刺激性、濃度和柔和性的相關系數均大于0.2，且較其它指標的高，說明果糖、葡萄糖、麥芽糖及水溶性糖總量影響勁頭、刺激性、濃度和柔和性較為明顯。以下將各水溶性糖指標分別對勁頭、刺激性、濃度和柔和性的影響程度進行具體分析。

從表4可以看出，水溶性糖各指標對柔和性的作用是不均等的，大小順序為葡萄糖gt;麥芽糖gt;果糖gt;水溶性糖總量，而間接作用表現恰好相反。其中，葡萄糖對柔和性的直接通徑系數為正值且最大，雖葡萄糖對柔和性有負向間接效應，但最終以正向直接作用為主，且葡萄糖與柔和性的相關系數表現為極顯著正相關；果糖、水溶性糖總量對柔和性的影響表現出負向直接作用小于正向間接作用，相關系數表現為顯著和極顯著正相關；麥芽糖對柔和性的影響表現為正向直接和間接作用，相關系數表現為顯著正相關。因此，適當增加水溶性糖各指標含量有利于柔和性的提升。

從表5可以看出，水溶性糖各指標對濃度的作用是不均等的，大小順序為麥芽糖gt;水溶性糖總量gt;果糖gt;葡萄糖，而間接作用表現為葡萄糖gt;麥芽糖gt;果糖gt;水溶性糖總量。其中，麥芽糖對濃度的直接通徑系數為正值且最大，雖麥芽糖對濃度有負向間接效應，但最終以正向直接作用為主，且麥芽糖與濃度的相關系數表現為正相關；果糖對濃度的影響表現出負向直接和間接作用，相關系數表現為極顯著負相關；葡萄糖對濃度的影響表現為負向直接作用大于正向間接作用，相關系數表現為極顯著負相關；水溶性糖總量對濃度的影響表現出正向直接作用小于負向間接作用，相關系數表現為極顯著負相關。因此，果糖、葡萄糖含量的增加會使煙氣濃度降低，吃味平淡，而適當增加麥芽糖含量有利于煙氣濃度的提升，改善吃味。

表2 正態性檢驗輸出結果

表3 水溶性糖指標與感官質量指標的回歸方程及相關系數

從表6可以看出，水溶性糖各指標對刺激性的作用是不均等的，大小順序為葡萄糖gt;麥芽糖gt;水溶性糖總量gt;果糖，而間接作用表現為水溶性糖總量gt;果糖gt;麥芽糖gt;葡萄糖。其中，葡萄糖對刺激性的直接通徑系數為正值且最大，雖葡萄糖對刺激性有負向間接效應，但最終以正向直接作用為主，且葡萄糖與刺激性的相關系數表現為極顯著正相關；果糖對刺激性的影響表現出負向直接作用大于正向間接作用，相關系數表現為顯著正相關；麥芽糖對刺激性的影響表現為正向直接和間接作用，相關系數表現為正相關；水溶性糖總量對刺激性的影響表現出負向直接作用小于正向間接作用，相關系數表現為極顯著正相關。因此，適當增加果糖含量有利于刺激性的降低。

表4 水溶性糖各指標對柔和性的直接和間接影響

表5 水溶性糖各指標對濃度的直接和間接影響

表6 水溶性糖各指標對刺激性的直接和間接影響

表7 水溶性糖各指標對勁頭的直接和間接影響

從表7可以看出，水溶性糖各指標對勁頭的作用是不均等的，大小順序為水溶性糖總量gt;果糖gt;麥芽糖gt;葡萄糖，而間接作用表現恰好相反。其中，水溶性糖總量對勁頭的直接通徑系數為正值且最大，雖水溶性糖總量對勁頭有負向間接效應，但最終以正向直接作用為主，水溶性糖總量與勁頭的相關系數表現為極顯著負相關；果糖對勁頭的影響表現出正向直接作用小于負向間接作用，相關系數表現為極顯著負相關；葡萄糖對勁頭的影響表現為負向直接作用大于正向間接作用，相關系數表現為極顯著負相關；麥芽糖對勁頭的影響表現出正向直接作用小于負向間接作用，相關系數表現為負相關。因此，水溶性糖指標含量較高不利于勁頭的提升。

3 討 論

杜娟等[16]研究認為，對煙葉總體評吸質量影響最顯著的化學指標為氯、煙堿、還原糖。于建軍等[17]的研究結果也表明，對香氣質正面影響較大的因素有還原糖含量、氯離子含量、鉀氯比。而本研究中，水溶性糖中的還原糖如，果糖和葡萄糖，對感官質量的影響較廣，相關性也最強，特別是葡萄糖的相關性更明顯，而非還原糖的如蔗糖對感官質量影響并不顯著。這也進一步證實了煙草中的水溶性糖，特別是還原糖是影響煙草吸味的最重要化學成分之一[18]。吳春等[19]研究認為糖類(總糖、還原糖)和糖堿比與感官評吸質量各項指標(香氣質、香氣量、吃味、雜氣、刺激性)呈極顯著正相關，而本研究中果糖與濃度、勁頭呈極顯著的負相關；葡萄糖和水溶性糖總量與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關，與濃度、勁頭呈極顯著的負相關；麥芽糖與細膩度、柔和性呈顯著的正相關。

本研究中水溶性糖不同程度對感官質量有著直接或間接的影響，特別是對勁頭、刺激性、濃度和柔和性影響更為明顯。增加水溶性糖各指標含量有利于柔和性的提升，勁頭的降低，果糖、葡萄糖含量的增加會使煙氣濃度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，適當增加麥芽糖含量則有利于煙氣濃度的提升。王允白等[20]的研究表明，評吸質量好的樣品還原糖含量較高，總氮含量較低，煙堿含量適中，K2O含量較高，兩糖(總糖與還原糖) 差值小，蛋白質含量較低，糖堿比、鉀氯比、氮堿比均較高。于建軍等[17]認為適當提高還原糖氯和鉀氯比并適當降低糖堿比和煙堿有助于香氣質的提高。所以協調好各化學成分間比例關系對提高煙草感官質量的作用是行之有效的，但各化學成分間的比例關系有待進一步深入系統研究。

4 結 論

本研究通過利用相關性分析和通徑分析相結合的方式對煙草水溶性糖與感官質量的關系進行研究。研究結果表明，水溶性糖與濃度、勁頭、柔和性、刺激性、細膩度相關性較強。同時，增加水溶性糖各指標含量有利于柔和性的提升和勁頭的降低，果糖、葡萄糖含量的增加會使煙氣濃度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，適當增加麥芽糖含量則有利于煙氣濃度的提升。

[1]劉 君. 煙草中水溶性糖的高效液相色譜測定[J]. 黑龍江醫藥科學, 2006, 29(3): 64-65.

[2]謝笑天, 鄭 萍, 朱偉明, 等. 高效液相色譜法測定卷煙煙氣總粒相物中的煙堿[J]. 分析化學, 2000(9): 1085-1087.

[3]劉澤春, 謝 衛, 蔡國華, 等. 連續流動法測定煙草水溶性糖的影響因素[J]. 福建分析測試, 2004, 13(1): 1901-1904.

[4]尹建雄, 盧 紅, 謝 強, 等. 3,5-二硝基水楊酸比色法快速測定煙草水溶性總糖:還原糖及淀粉的討論[J]. 云南農業大學學報, 2007, 22(6): 829- 833,838.

[5]程 勇, 李慶廷, 李劍政, 等. Prevail糖柱-HPLC-ELSD法測定煙草中水溶性糖[J]. 煙草化學, 2010(3): 32- 37.

[6]湯建國, 袁大林, 喬丹娜. 超高效液相色譜法測定卷煙煙絲中7種水溶性糖含量[J]. 化學分析計量, 2012, 21(1): 17-19.

[7]李效寬, 楊會祥, 鄧園園, 等. HPLC-ELSD法測定煙草中單糖含量[J]. 中南民族大學學報(自然科學版), 2015, 34(2): 61-63.

[8]楊式華, 李曉亞, 李 偉, 等. FT-NIR法快速測定煙草中的水溶性糖[J]. 云南化工, 2011, 38(1): 36-38.

[9]蔡 凱, 何章敏, 張 婕, 等. 氣相色譜法同時測定初烤煙葉中的4種水溶性糖[J]. 分析試驗室, 2012, 31(1): 91-94.

[10]饒 巍, 徐堅強, 邱真武. 離子色譜法測煙草中的水溶性糖[J]. 安徽農學通報, 2013, 19(7): 117 - 119.

[11]姜振玲, 于衛松, 孫建宏, 等. 離子色譜法同時測定煙草中6種糖[J]. 理化檢測-化學分冊, 2015, 51: 39-42.

[12]明道緒. 通徑分析[M]. 雅安：四川農業大學出版社, 1990: 350-355.

[13]周桂霞, 鄔雨昕. 通徑系數法研究深松鏟關鍵參數與牽引阻力的關系[J]. 農機化研究, 2009, 31(5): 53-55.

[14]陳 燦，林秀芳，陳勤平，等.廣西不同產量水平普通玉米穗部性狀與其產量的相關與通徑分析[J].南方農業學報,2015,46(5):760-765.

[15]杜家菊，陳志偉. 使用SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J]. 生物學通報, 2010, 45(2): 4-6.

[16]杜 鵑, 張 楠, 許自成, 等. 烤煙不同部位煙葉主要化學成分與感官質量的關系[J]. 鄭州輕工業學院學報(自然科學版), 2011, 26(2): 16-20.

[17]于建軍, 龐天河, 劉國順, 等. 烤煙香氣質與化學成分的相關和通徑分析[J]. 中國農學通報, 2006, 22(1): 71-73.

[18]龔榮崗, 董 偉, 張育光, 等. 高效液相色譜法測定煙絲及煙氣中水溶性糖含量[J]. 食品工業, 2011(7): 95-97.

[19]吳 春, 王志紅. 烤煙評吸質量和主要化學成分相關及通徑分析[J]. 貴州農業科學, 2010, 38(11): 63-66.

[20]王允文, 王寶華, 郭承芳, 等. 影響烤煙評吸質量的主要化學成分研究[J]. 中國農業科學, 1998, 31(1): 89-91.

(責任編輯 王家銀)

CorrelationandPathAnalysisonWater-solubleSugarandSensoryQualityofTabaccoLeavesinYunnanMainTobaccoAreas

CHEN Jian-ming1, YANG Shi-hua2, FENG Hong-tao1, LIU Jing2, KONG Lan-fen2*

(1.China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Yunnan Kunming 650202, China;2. Yunnan Comtestor Co., Ltd., Yunnan Kunming 650106, China)

【Objective】The effect of water soluble sugar on sensory quality of tobacco leaves in main tobacco growing areas of Yunnan was studied. 【Method】The main flue-cured tobacco varieties of main tobacco growing areas in Yunnan were used as the object, the correlation analysis and path analysis were used to study. 【Result】The results of correlation analysis showed that fructose was significantly negatively correlated with the concentration and strength; glucose and water soluble total sugar were significantly positively correlated with soft and irritation, and significantly negatively correlated with concentration and strength; maltose was positively correlated with smoothness and softness. The results of path analysis showed that the effect of water-soluble sugar on sensory quality, especially the momentum, irritation, concentration and softness was obvious. Increasing the content of water-soluble sugar was beneficial to the improvement of softness and the decrease of the momentum. The increasement of fructose and glucose content reduced the flue gas concentration and the taste was flat, but the increasement of fructose content were beneficial to the decrease of irritation and increasing the maltose content was conducive to the improvement of flue gas concentration.【Conclusion】Therefore, the water-soluble sugar content of tobacco leaves had different effects on sensory quality, which was one of the important indexes to evaluate its sensory quality. However, the use of tobacco formula in the actual process needed to adjust the content of each index to improve the sensory quality.

Water-soluble sugar；Sensory quality；Correlation analysis； Path analysis

S572

A

1001-4829(2017)11-2506-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.019

2016-05-08

云南中煙工業有限責任公司科技項目“三類及以上卷煙產品原料平衡配置在配方中應用研究”(HYHH2012CP03)

陳劍明 (1976-)，男，云南建水人，本科，主要從事煙草原料研究，E-mail：406990883@qq.com，*為通訊作者：孔蘭芬，E-mail：konglanfen@reascend.com。