河南煙葉化學成分與感官質量的相關性分析

武廣鵬，李許濤，李欽奎，張艷玲，李彥周，位輝琴，王鵬澤*，梁太波*

（1.河南省煙草公司，河南 鄭州 450046；2.中國煙草河南進出口有限責任公司，河南 鄭州 450046；3.中國煙草總公司 鄭州煙草研究院，河南 鄭州 450001；4.天昌國際煙草有限公司，河南 許昌 461000）

煙葉化學成分是影響煙葉質量與風格的物質基礎，其含量與組成直接影響煙草的感官質量［1-2］。因此，對河南主產煙區煙葉化學成分與感官評吸質量之間的相關性進行研究具有重要的現實意義。常愛霞等［3］分析了國內外煙葉感官品質與主要化學成分的關系，得出兩糖差值與煙葉感官品質密切相關。杜堅等［4］分析了西南地區煙草的感官風格與其理化性質的關系，得出總糖、還原糖、總氮含量與煙草香氣特性關系密切。徐澤桐等［5］研究表明，陜西煙葉的鉀氯比、糖堿比、總植物堿含量對煙葉感官品質有較大影響。夏玉珍等［6］研究表明，在云南清香型煙葉香氣的生成過程中，氯堿比對香氣的貢獻最大。

以上研究得出不同產區的煙葉化學成分對感官質量的影響不同，這表明不同生態環境對煙葉內在質量和感官質量的影響明顯，但當前對河南煙葉化學成分和感官評吸質量的相關性研究較少。本文測定了河南煙葉化學指標和感官質量指標，運用相關分析、典型相關分析等統計方法，系統地分析了烤煙化學成分與感官質量的相關性，以期為河南煙葉化學成分與感官質量的相關性研究和重要指標的篩選提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用原料為2021年度河南9個產煙市的198份典型煙葉樣品，其中，濟源、信陽、南陽、駐馬店、許昌、平頂山、漯河、洛陽、三門峽的樣本數分別為6、12、48、12、18、24、18、36、24份。品種為當地主栽品種，煙葉樣品的等級為C3F。

1.2 測定方法

1.2.1 煙葉化學成分指標及檢測 檢測的化學成分指標共9項：煙堿、總氮、總糖、還原糖、鉀、氯、糖堿比、鉀氯比、氮堿比。化學成分含量的測定均參照行業標準的檢測方法，其中，煙堿：參照YC/T 160—2002［7］；總糖、還原糖：參照YC/T 159—2019［8］；總氮：參照YC/T 161—2002［9］；鉀：參照YC/T 217—2007［10］；氯：參照YC/T 162—2002［11］。

1.2.2 感官評吸質量指標及鑒定方法 煙葉感官質量鑒定的主要依據是評吸指標。本試驗用原煙去梗后切絲，充分混勻后卷制成煙支，置于恒溫、恒濕箱中，在溫度（22±1）℃、空氣濕度（60±3）%下平衡48 h。評吸質量指標及評分標準：參照YC/T 138—1998［12］，確定烤煙感官評價基礎賦值方法和感官質量指標的權重。組織鄭州煙草研究院、河南農業大學、云南中煙、浙江中煙等單位共15位專業評吸人員，對卷煙樣品采用暗評的方式進行評吸評價。感官評吸指標有10項：煙葉風格、香氣質、香氣量、濃度、雜氣、勁頭、刺激性、余味、燃燒性和灰分，各項指標的滿分均為9分。

1.3 數據分析

使用Excel 2019、SPSS 26.0軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 煙葉化學成分與感官評吸指標間的描述性統計

運用描述性統計方法對化學成分和感官評吸質量指標進行分析得出（表1）：在煙草化學成分指標中，總糖含量最高，其次是還原糖，氯含量最低；在感官評吸質量指標中，燃燒性最高，其次是灰分，余味最小。

表1 煙味化學成分與感官評吸質量指標的描述性統計結果

標準差能夠表示數據集的離散程度。在化學成分指標中，糖堿比的標準差最大，為6.98，說明糖堿比的離散程度高，這可能與豫中、豫西和豫南的生態環境差異較大有關；氮堿比的標準差最小，為0.21，說明其數據集的離散程度小；在感官評吸質量指標中，各項指標的標準差都偏小，說明離散程度小。

偏度能表示數據分布的對稱程度。在化學成分指標中，氯、糖堿比、鉀氯比和氮堿比的偏移程度大；在感官評吸質量指標中，各項指標的偏移程度小。

變異系數能表示觀測值的變異程度，變異系數越大，則變異程度越大，反之越小。在化學成分指標中，變異系數在15.26%~57.83%之間，說明烤煙常規化學成分含量之間存在廣泛的差異；但在感官質量評價指標中，變異系數在3.00%~5.44%之間，變異程度均偏小。

峰度能判定數據分布相對于正態分布的陡緩程度，峰度越大陡峭程度越高；正態分布的峰度為3，若峰度大于3，說明該數據分布曲線比正態分布高，反之該數據分布曲線比正態分布低。在各化學成分指標中，只有鉀氯比的峰度大于3，為3.05，說明鉀氯比的數據分布曲線比正態分布高，且陡峭程度最高，糖堿比、氮堿比、鉀含量的陡峭程度較高，還原糖的峰度最小；在感官評吸質量指標中，各項指標的峰度均小于3，說明其分布曲線都比正態分布低，其中，燃燒性的峰度最大，為1.92，說明其陡峭程度最高，其次是灰分，刺激性最小。

2.2 煙葉化學成分與感官評吸質量指標之間的關系

2.2.1 煙葉化學成分與感官評吸質量指標的簡單相關性分析 通過簡單相關分析可知（表2）：煙葉化學成分指標中的煙堿與除雜氣、燃燒性、灰分以外的感官指標呈極顯著正相關；總糖與風格呈顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關，與除風格、濃度之外的其他感官指標無顯著相關性；還原糖與刺激性和余味呈顯著負相關，與風格、濃度、勁頭呈極顯著負相關，與其他感官指標無顯著相關性；總氮與風格呈顯著正相關，與燃燒性呈顯著負相關，與香氣質、雜氣、灰分無顯著相關性，與其他感官指標呈極顯著正相關；鉀含量與刺激性和余味呈顯著負相關，與香氣質、香氣量呈極顯著負相關，與其他感官指標無顯著相關性；氯含量與風格、濃度和勁頭呈顯著正相關，與其他感官指標無顯著相關性；糖堿比與香氣質呈顯著負相關，與雜氣、燃燒性和灰分無顯著相關性，與其余指標呈極顯著負相關；鉀氯比與香氣質呈顯著負相關，與風格、香氣量、濃度、勁頭呈極顯著負相關，與其他指標無顯著相關性；氮堿比與雜氣呈顯著負相關，與燃燒性和灰分無顯著相關性，與其余感官指標均呈極顯著負相關。綜合分析各化學指標與感官質量的相關性，對感官質量影響較大的因素有4個， 分別是煙堿、總氮、糖堿比和氮堿比。

表2 煙葉化學成分與感官評吸質量間的相關系數

2.2.2 煙葉化學成分感官評吸質量的典型相關分析 以主要化學成分中的煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯、糖堿比、鉀氯比和氮堿比為第1組變量，記為x1~x9。以感官質量中的10個指標為第2組變量，記為y1~y10。對上述2組變量進行典型相關分析，結果見表3。第1組典型變量達到了極顯著水平（P＜0.01），其余7組均不顯著。因此，筆者對第1組典型變量進行進一步分析，結果見表4、表5。在表5中，第1組典型變量u1可對自身43.4%的變異進行解釋，并能解釋另一組29.8%的變異；典型變量v1可以解釋自身24.3%的變異，并能解釋另一組16.7%的變異；因此，通過對第1組典型變量的相關系數進行分析，可獲得煙葉化學成分指標與感官評吸質量指標之間相關的大多數信息。其中，u1與v1是根據相關系數，按照從大到小的原則成對選取，直至2組變量的相關性被全部分解完畢為止。

表3 煙葉化學成分與感官評吸質量指標間的典型相關分析

表4 典型變量及其有關性狀間的相關系數

表5 已解釋的方差比例

由各組性狀間相關顯著的典型相關系數所對應的各對典型變量組成及其分析結果可以得出1對典型變量表達式：

從標準化典型權重來看，在煙葉化學成分的9項指標中，由于x4（總氮）的絕對值最大，為1.205，其次是糖堿比和氮堿比，分別為0.883和0.703，因此，反映u1的典型變量主要由總氮、糖堿比和氮堿比決定。在感官評吸質量指標中，由于y4（濃度）的絕對值最大，為0.658，其次是刺激性，為0.409。因此，反映v1的典型變量主要由濃度和刺激性決定。

從典型載荷系數來看，在煙葉化學成分指標中，對u1的相對作用由大到小依次為煙堿、總氮、氮堿比、糖堿比、還原糖、總糖、鉀氯比、鉀、氯。u1與還原糖、鉀含量、氮堿比呈正相關，與其余指標均呈負相關。在感官評吸質量指標中，對v1的相對作用由大到小依次為濃度、勁頭、香氣量、刺激性、余味、風格、香氣質、燃燒性、灰分、雜氣。v1與燃燒性、灰分呈正相關，與其余指標均呈負相關。

綜合來看，u1可以理解為一個主要描述煙堿、總氮、氮堿比、糖堿比的綜合指標；v1可以理解為一個主要描述濃度、勁頭、香氣量、刺激性的綜合指標。u1與v1之間的相關性為82.9%，達到了極顯著水平（P＜0.01），表明煙葉化學成分中的煙堿、總氮、氮堿比、糖堿比是感官評吸質量的重要影響因素，尤其對濃度、勁頭、香氣量、刺激性有顯著的影響。

3 討論

本研究以河南主產煙區煙葉為代表，研究了其化學成分與感官評吸質量的關系，從簡單相關分析結果得出，煙葉化學成分中的煙堿、總氮、氮堿比、糖堿比與感官評吸質量中的風格、香氣量、濃度、勁頭、刺激性、余味之間呈現顯著相關，其中煙堿與總氮呈正相關，糖堿比與氮堿比呈負相關。化學成分中的煙堿、總氮與感官質量中的香氣量、濃度的關系最為密切；而還原糖主要影響煙葉的香氣質、余味、雜氣；總糖、蛋白質與勁頭關系最為密切。朱保昆等［13］研究全國主產煙區烤煙后發現，煙堿、糖堿比是對感官質量影響最大的常規化學成分變量，這與本文的研究結果基本一致。典型相關分析結果表明，第1對典型相關性分析結果與簡單相關分析的結果基本吻合，煙葉的化學成分指標中的煙堿、總氮、氮堿比、糖堿比與感官評吸質量的濃度、勁頭、香氣量、刺激性之間存在極顯著的相關性。本文提出的2個典型變量具有代表性變量間的內在關系，可以用來描述化學成分與感官評吸質量之間的關系。

4 結論

煙葉化學成分和感官評吸質量之間呈現顯著相關性，在一定程度上可以通過化學成分去預判其感官評吸質量。在河南省主產煙區中，煙堿、總氮、氮堿比、糖堿比是主要參考指標。