江西烤煙化學成分與感官評吸指標的相關性

張正楊，羅昭標，張福群

(1.江西省煙草公司， 江西 南昌 330025；2.江西省煙草公司 撫州市公司， 江西 撫州 344000)

煙葉中總糖、還原糖、總氮、蛋白質、淀粉、煙堿、揮發酸、揮發堿、鉀、氯和多酚等化學成分是煙葉質量和風格特色形成的物質基礎。煙葉的評吸質量是煙葉通過燃燒所產生煙氣的香氣類型、香氣質、香氣量、濃度、勁頭、刺激性、雜氣和余味等指標決定的，主要通過人的感官進行評價，是人為的主觀感受，也是煙葉質量的最終評價。江西省近年來烤煙發展迅速，受到越來越多卷煙工業企業青睞。關于煙葉化學成分與評吸指標之間的相互關系，近年來一直備受國內外研究者的關注[1-7]。不同產地煙葉的化學成分差異較大，鮮見關于針對江西煙葉的研究報道。為此，采用多元統計學方法研究江西烤煙化學成分與感官評吸指標的關系，旨在弄清影響江西省煙葉感官評吸指標的主要化學成分，以期為烤煙生產技術措施的改進提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

煙葉樣品共計24個，選自江西省2017年烤煙綜合示范區(安福、廣昌、瑞金、信豐)田間長勢長相分別為好、中、差的C3F和B2F等級初烤煙葉，烤煙品種為NC297。

1.2 方法

1.2.1 常規化學成分測定 按照中華人民共和國煙草行業標準測定煙葉中煙堿、總糖、還原糖、淀粉、總氮、磷、鉀和氯的含量。

1.2.2 煙葉感官評吸質量 選取初烤煙葉樣品，制成煙絲并調節含水率在11.5%左右，卷制成卷煙，卷煙在(22±1)℃和相對濕度(60±2)%下平衡水分48 h。感官評吸質量由江西中煙工業有限責任公司組織評吸專家按 煙草及煙草制品 感官評價方法(YC/T 138-1998)進行評價打分，選取的評價指標包括煙氣的香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味等。

1.2.3 相關性分析

1) 簡單相關。簡單相關是多元相關分析的基礎，是描述2個變量間線性關系程度和方向的統計方法。對香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味感官評吸指標與常規化學成分指標間的相關性進行簡單相關分析，計算其相關系數。

2) 典型相關。典型相關分析可從總體上把握兩組指標之間的相關關系，分別在兩組變量中提取有代表性的2個綜合變量U1和V1(分別為兩個變量組中各變量的線性組合)，利用2個綜合變量之間的相關關系來反映兩組指標之間的整體相關性。將煙氣的香氣質(X1)、香氣量(X2)、濃度(X3)、勁頭(X4)、雜氣(X5)、刺激性(X6)和余味(X7)等感官評吸指標與煙堿(Y1)、總糖(Y2)、還原糖(Y3)、淀粉(Y4)、總氮(Y5)、磷(Y6)、鉀(Y7)和氯(Y8)等常規化學成分進行典型相關分析。

3) 多元逐步回歸。多元逐步回歸分析是在相關變量中將1個變量視為因變量，將另1個或多個變量視為自變量，建立多個變量之間線性或非線性數學模型數量關系式并利用樣本數據進行分析的統計分析方法。將感官評吸指標分別設為自變量，與煙葉化學成分指標進行多元逐步回歸分析，按步進準則概率F≤0.05進入方程，概率F≥0.1剔除方程的逐步回歸方法。

1.3 數據處理

采用Excel 2010和SPSS 19.0對相關數據進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 煙葉化學成分的含量及其感官評吸質量

從表1可知，煙葉化學成分的含量及變異大小的差異。化學成分平均含量：總糖最高，為26.73%；還原糖其次，為23.68%；氯含量最低，為0.17%；其余指標含量為0.31%～8.20%。變異系數：淀粉最大，為32.00%；氯其次，為28.00%；總氮最小，為14.00%；其余指標為17.00%～26.00%。標準差：總糖和還原糖相對較大，分別為4.71和4.61；淀粉其次，為2.62；磷和氯相對較小，分別為0.07和0.05。從表2看出，感官評吸指標的得分差異較小，均為6.5分左右；以濃度得分最高，為6.62分；勁頭得分最低，為6.10分。變異系數：樣本間不同指標的變幅較小，僅香氣量的變異系數為3%，其余指標變異系數均為5%。標準差：除香氣量為0.18外，其余各煙氣指標間較為接近，為0.30～0.36。

偏度系數的正負表明樣本數據的右偏或左偏，感官評吸指標除勁頭外，其余指標均為左偏型；除鉀、氯含量的偏度系數大于1外，其余各項指標的峰度和偏度均處于-1～l，說明化學成分含量及感官評吸質量結果接近正態分布。

表1 煙葉化學成分的含量及其變異情況

表2 煙葉煙氣的感官評吸質量及其變異情況

2.2 煙葉化學成分與感官評吸指標的相關性

2.2.1 簡單相關 從表3可知，不同化學成分含量與感官評吸指標間的簡單相關關系。煙堿含量：與香氣質、勁頭、雜氣、刺激性和余味均呈極顯著負相關，與濃度呈極顯著正相關；總糖含量：與勁頭、雜氣、刺激性和余味均呈極顯著正相關，與香氣質呈顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關；還原糖含量：與勁頭、雜氣、刺激性和余味呈極顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關，與香氣質呈顯著正相關；淀粉含量：與香氣質、濃度、勁頭、刺激性和余味呈負相關，與其余指標呈正相關；總氮含量：與濃度呈極顯著正相關，與刺激性呈極顯著負相關，與勁頭、雜氣和余味呈顯著負相關；磷含量：與香氣質、香氣量、濃度、勁頭和雜氣呈負相關，與刺激性和余味呈正相關；鉀含量：與刺激性和余味呈極顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關；氯含量：與濃度呈極顯著正相關，與余味呈極顯著負相關，與香氣質、勁頭、雜氣和刺激性呈顯著負相關。

表3 煙葉化學成分含量與感官評吸指標間的簡單相關分析

注：*表示差異顯著(P<0.05)，**表示差異極顯著(P<0.01)，下同。

Note: * represents 0.05 significant level, * * represents 0.01 significant level. The same below.

2.2.2 典型相關 從表4和表5可知，在煙葉化學成分與感官評吸指標典型相關系數中，第1個典型相關系數達顯著水平，說明煙葉化學成分與感官評吸質量存在顯著典型相關；其余6個典型相關系數均不顯著，不具有統計學意義，因此，選擇第1組典型變量進行詳細分析。由于煙葉化學成分與感官評吸指標的計量單位不同，因此，采用標準化的典型系數給出典型相關模型系數M和L，并計算原始變量與典型變量之間的相關系數(R)，并由此構建第1個典型和第2個典型變量模型：U1=0.55X1-0.178X2+0.731X3-0.025X4+0.414X5-0.531X6-0.487X7，V1=0.384Y1+0.641Y2-0.521Y3+0.1Y4+0.769Y5-0.523Y6-0.205Y7-0.194Y8。從典型系數和相關系數看，U1與濃度存在較高的正相關，相關系數為0.850，與刺激性和余味存在較高的負相關，相關系數分別為-0.706和-0.692。因此，U1為主要描述煙氣口腔感受的綜合性狀。V1與總糖、還原糖和鉀存在較高的負相關，與煙堿和總氮存在較高的正相關。因此，V1為描述煙葉碳、氮含量的綜合性狀，表明煙葉煙氣口腔感受與煙葉碳氮比關系密切。

表4 煙葉化學成分與感官評吸指標間的典型相關分析

Table 4 Canonical correlation analysis between chemical compositions and sensory evaluation indexes of tobacco leaves

典型相關系數Canonical correlation coefficient卡方值Chi-square value自由度dfP值P value0.924?75.361560.0430.82046.510420.2920.73529.758300.4780.68918.120200.5800.5358.463120.7480.3973.39660.7580.2310.82420.662

表5 煙葉化學成分與感官評吸指標間的典型相關系數

2.2.3 逐步回歸 經逐步回歸分析發現，除香氣量與煙葉化學物質未建立回歸方程外，其余感官評吸指標與煙葉化學成分均有顯著的回歸方程關系，且香氣質、勁頭、雜氣、刺激性和余味經逐步回歸引入的自變量均為煙堿，說明煙堿對煙葉感官評吸質量具有重要的影響。濃度與其余感官評吸指標不同，其引入的自變量為總糖和鉀，說明總糖和鉀與煙葉煙氣的濃度關系密切。決定系數(R2)反應的是回歸方程的擬合程度，決定系數越大，說明回歸方程擬合程度越好，自變量對應變量的解釋程度越高。在當前擬合模型條件下，煙堿能夠解釋香氣質、勁頭、雜氣、刺激性和余味的變化比例分別為28.7%、38.9%、48.9%、52.6%和53.2%，總糖和鉀能夠解釋濃度的變化比例為66.7%。

3 結論與討論

試驗結果表明，煙葉化學成分的含量在樣本間變異系數較大，說明各樣本間的化學成分含量差異較大，這可能是將B2F和C3F進行混合統計及各樣本所處的生態環境、生產措施不一致等因素引起。經簡單相關分析，煙葉含氮化合物(煙堿、總氮)及氯與煙氣濃度呈極顯著正相關，說明提升該類物質含量，有利于提升煙葉煙氣濃度，但同時也對香氣質、勁頭、雜氣、刺激性和余味產生不利影響；含碳化合物(總糖、還原糖)以及總鉀對煙葉勁頭、雜氣、刺激性、余味和香氣質具有正向作用，同時也會在一定程度上降低煙葉的煙氣濃度。香氣量與化學成分的相關性均不顯著。與薛超群等[8]的研究結果相近，說明香氣量受煙葉常規化學成分的影響較小。

經典型相關分析，U1與濃度呈正相關，與刺激性和余味呈負相關，V1與總糖、還原糖和鉀呈負相關，與煙堿和總氮呈正相關。表明，提高煙葉碳氮比可一定程度上降低煙氣濃度，改善刺激性和余味。與簡單相關分析結果基本吻合。經逐步回歸分析，香氣質、勁頭、雜氣、刺激性和余味與煙堿存在極顯著線性關系，濃度與總糖和鉀存在極顯著線性關系。表明，一定程度上可用煙堿、總糖和鉀來表征煙葉的感官評吸質量。

綜合來看，江西烤煙感官評吸質量主要受煙葉碳、氮、鉀和氯等的影響。此外，香氣量與煙葉化學成分的相關性不強，其具體影響因素還有待進一步深入研究。