阿根廷不同基因型煙葉品質特征及工業適用性評價

范幸龍，付金存，張 莉，潘高偉，毛文龍，賀 彪，李俊龍，焦醒亞，杜 航，邢亞偉，徐如彥*

(1江蘇中煙工業有限責任公司，江蘇南京 210019；2云南省煙草公司 麗江市公司，云南麗江 674100)

0 引言

【研究意義】煙葉原料是中式卷煙的核心和基礎[1]，而烤煙品種是決定煙葉質量關鍵因素之一[2]，直接影響煙葉工業可用性。目前全世界有超過40個國家和地區從阿根廷進口煙葉[3]，阿根廷是南美洲重要的煙草產地，烤煙年產量居世界第6位，種植區域主要集中在胡胡伊(Jujuy)和薩爾塔(Salta)2個省。近幾年我國卷煙工業從阿根廷進口煙葉的數量日益增加，但是前人對阿根廷主栽烤煙品種煙葉風格及工業可用性的相關研究鮮見報道，因此，科學評價阿根廷烤煙煙葉綜合質量及工業適用性對我國烤煙加工業具有重要意義。【前人研究進展】對于烤煙綜合質量評價前人開展了較多研究，蔣佳磊等[4]通過隸屬度函數和層次分析法構建煙葉化學成分可用性指數(CCUI)對我國主要產區煙葉可用性進行系統評價。張勇剛等[5]將改進的灰色關聯度分析法應用于煙葉主要化學成分的綜合評價。魯紹坤等[6]采用PCA方法建立煙葉質量評價模型，同時考慮到當前工業使用實際，在模型中加入卷煙配方專家評分，以提高模型可用性。葉協峰等[7]則采用外觀質量評價與常規化學成分評價相結合，建立基于主成分分析和聚類分析的Fisher判別函數的煙葉質量評價模型。【研究切入點】層次分析法(Analyticalhierarchy process，AHP)是定性分析和定量分析相結合的權重分配方法，廣泛應用于品種綜合評價等權重分析中[8]。逼近理想解排序法(Dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution，DTOPSIS)可用來解決多指標的評價與排序問題，是近年來被廣泛應用于作物品種的一種綜合評價方法[9]。代順東等[8，10]最新研究已將AHP法與DTOPSIS法相結合應用于我國不同烤煙新品種區試綜合評價中，但是在上述研究中的指標多偏重于烤煙品種大田農藝性狀、產值產量和抗病性，未能體現各品種煙葉的工業可用性。【擬解決的關鍵問題】在借鑒前人研究的基礎上，通過咨詢行業專家，選用當前卷煙工業品牌配方對原料煙葉使用關注度高的10個品質指標，采用優化組合評價方法對從阿根廷Jujuy省和Salta省連續2年采集的不同烤煙品種進行綜合評價，旨在進一步了解國外主產煙區烤煙品種資源，同時豐富我國煙葉工業評價體系，為更加科學合理評價阿根廷主栽烤煙品種工業可用性提供可靠依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用2018年和2019年從阿根廷烤煙主產煙區Jujuy省和Salta省采集的當地主栽烤煙品種B1O等級的煙葉數據進行統計分析。其中，Jujuy省的主栽烤煙品種為CJ112、K394和MB59，Salta省的主栽烤煙品種為K326、K394和MB59，2018年和2019年均對每個品種采集6個樣品，每個樣品2.0 kg。B1O等級為當前我國卷煙工業從阿根廷調撥煙葉的主導等級，該等級葉片著生部位和品質與我國的C3F等級煙葉相似。阿根廷煙葉等級標識中，數字“1”表示一級煙葉，字母“O”表示煙葉外觀顏色橘色稍偏淺。

1.2 測定項目及方法

所有煙葉樣品均由江蘇中煙工業有限責任公司組織專業技術人員統一進行初烤煙葉的外觀質量評價、理化檢測和感官評吸。其中，煙葉外觀質量3項指標(成熟度、身份、油分)采用GB 2635—1992烤煙分級標準進行量化評定，常規化學成分煙堿、總糖和鉀含量則采用近紅外光譜法[11]進行檢測，香氣質、香氣量、刺激性和余味4項煙葉品質特征指標以及9項煙葉風格特征指標(清香型、干草香、清甜香、青香、木香、辛香、飄逸、濃度和勁頭)由7名煙葉感官評吸專家按照《烤煙煙葉質量風格特色感官評價方法》(YC/T 530—2015)進行感官評吸，采用5分制標度評分法進行打分并取其平均值，具體評分標度見表1。

1.3 DTOPSIS 評價法

1.3.1 評價步驟 采用層次分析法(AHP)確定10個評價指標權重；將從阿根廷Jujuy省和Salta省采集的主栽品種各指標數據取平均值，構建評價矩陣B；利用逼近理想解排序法(DTOPSIS法)正向指標模型無量綱化處理成熟度、油分、身份、香氣質、香氣量和余味指標，利用DTOPSIS法負向指標模型無量綱化處理刺激性，再用拋物線型隸屬函數無量綱化處理總糖和煙堿含量，用S型隸屬函數無量綱化處理鉀含量，得規范化矩陣Z；根據AHP法確定權重，計算決策矩陣R；分種植區計算“理想解”和“負理想解”，利用歐基里德范數分別計算阿根廷Jujuy省和Salta省不同年份下各品種與“理想解”和“負理想解”的距離；計算各品種與“理想解”的近似度Ci，Ci大小表示不同品種煙葉工業可用性相對優劣。

1.3.2 指標選擇及權重確定 DTOPSIS綜合評價法指標選擇及權重分配是在充分征求行業專家意見的基礎上，參考中國煙草總公司發布的《烤煙新品種工業評價方法》(YQ-YS/T 1-2018)，同時結合江蘇中煙工業有限責任公司企業標準《初烤煙質量評價規程》，選用油分、成熟度、身份、煙堿含量、總糖含量、鉀含量、香氣質、香氣量、余味和刺激性10項核心原料品質指標作為綜合評價不同烤煙品種煙葉工業可用性優劣的指標。采用T·L·Satty提出的1～9標度比較尺度法理論，根據各指標對煙葉工業可用性影響程度相對重要性進行兩兩比較，構建判斷矩陣A(表2)。

表2 判斷矩陣ATable 2 Judgment matrix A

表3 權向量計算相關數據Table 3 Related data for calculation of weight vector

1.3.5 構建評價矩陣 將從阿根廷主產煙區Jujuy省和Salta省2018年和2019年采集的主栽品種各指標檢測數據取平均值，構建評價矩陣B(表4)。

表4 評價矩陣BTable 4 Evaluation matrix B

表5 規范化矩陣Z Table 5 Normalized matrix Z

1.3.7 計算決策矩陣、“理想解”及“負理想解” 各指標權重值Wi(表3)與規范化矩陣Z中j列相乘得到決策矩陣R(表6)。根據公式M+=(maxri1+maxri2……maxrij)計算構成阿根廷煙區原料煙葉“理想解”矩陣M+；再根據公式M-=(minri1+minri2……minrij)計算構成阿根廷原料煙葉“負理想解”矩陣M-。其中，Mi+={0.032 1,0.028 5,0.019 4,0.088 7,0.095 1,0.037 7,0.230 7,0.230 7,0.139 2,0.085 2}，Mi-={0.030 2,0.013 4,0.011 9,0.049 7,0.009 5,0.016 8,0.186 4,0.178 0,0.112 7,0.070 1}。

表6 決策矩陣RTable 6 Decision matrix R

1.3.8 各品種與“理想解”相對近似度計算 將Mi+和Mi-與Rij分別利用歐基里德范數(Euclidnorm)作為距離的測度，得到各品種與“理想解”的距離(Si+)及品種與“負理想解”的距離(Si-)，按公式計算各品種與“理想解”的近似度(Ci)的值。最后根據Ci大小評價不同品種煙葉工業可用性的相對優劣。

2 結果與分析

2.1 阿根廷主栽烤煙品種風格特征

由表7可知，阿根廷Jujuy和Salta 2個省主栽不同基因型煙葉的香型均為濃香型，香韻均以干草香、焦甜香和焦香3種為主，香氣狀態均表現為沉溢。其中，Jujuy省主栽品種煙葉干草香和濃度指標得分總體顯著高于Salta省，煙葉勁頭得分則總體極顯著高于Salta省。不同基因型品種間差異表現為Jujuy省K394煙葉濃香型和干草香指標得分最高，CJ112煙葉勁頭最大，MB59煙葉焦甜香、焦香、沉溢和濃度4項得分均最高。Salta省K394煙葉在濃香型、干草香、沉溢和濃度4項得分均最高，K326煙葉焦甜香韻得分最高，MB59煙葉焦香香韻得分最高、勁頭最大。

表7 阿根廷主栽品種B1O等級煙葉風格特征評分Table 7 Characteristics score of B1O grade to main tobacco variety in Argentina 分

2.2 阿根廷主栽烤煙品種工業可用性綜合評價

按照各品種與“理想解”的近似度(Ci)大小排序，最大者即為煙葉綜合質量及工業適用性評價最優品種。從表8可知，根據連續2年的排序結果，阿根廷Jujuy省主栽烤煙品種B1O等級煙葉工業可用性綜合評價排序一致表現為K394>MB59>CJ112，說明Jujuy省主栽品種K394煙葉綜合質量和年度穩定性最優，煙葉工業可用性高，因此適合作為我國卷煙工業Jujuy省采購煙葉原料的首選品種。而Salta省K326品種的B1O等級煙葉綜合質量和年度穩定性總體好于K394和MB59，煙葉工業適用性高，因此適合作為我國卷煙工業Salta省煙葉原料采購的首選品種。

表8 基于DTOPSIS法的阿根廷主要烤煙品種煙葉工業可用性綜合評價排序Table 8 Ranking about comprehensive applicability evaluation of main flue-cured tobacco varieties in Argentina based on DTOPSIS method

3 討論

目前卷煙工業煙葉質量綜合評價中，主要考慮的兩大指標是煙葉化學成分特征和感官評吸特征。因此，前人對原料煙葉建立的工業可用性評價方法多集中在煙葉品質的某一方面[4-7]。而本研究為進一步提高對煙葉原料可用性評價的科學性，首先在模型評價指標的選擇上同時涵蓋了煙葉的外觀質量、化學成分和感官質量三大類核心指標。其次在各指標權重分配上，選用AHP法為DTOPSIS 法中各指標提供權重并進行權重合理性檢驗，AHP法較其他指標權重確定方法如主成分分析法、專家打分法、類間標準差法等[12]的最大優勢在于其是根據統一尺度，并運用各性狀間兩兩比較的方法分層確定權重，以組合權重計算綜合指數，使各指標權重的賦值減少了不同研究者根據自己的經驗主觀定權存在的偏差，從而影響評價結果的科學性；同時在DTOPSIS 法無量綱化處理環節，為進一步提高評價結果的準確性，本模型對煙葉總糖、煙堿和鉀含量3項中性指標分別引入拋物線和S型隸屬度函數進行處理，使指標在最優范圍內的評價結果相同，進一步提高評價結果的科學性和可靠性。本研究將AHP法和DTOPSIS 法相結合并首次應用于阿根廷不同烤煙品種煙葉工業可用性評價中，但是其在典型指標的選擇、各指標的權重分配及普適性方面還有待進一步驗證。

4 結論

阿根廷煙區主栽烤煙品種煙葉風格均為濃香型煙葉，且以干草香、焦甜香和焦香為主體香韻，香氣沉溢。Jujuy省煙葉干草香和濃度得分顯著高于Salta省，勁頭得分極顯著高于Salta省。通過ANP法、DTOPSIS法與隸屬函數法組合建立的煙葉綜合質量評價模型連續2年的排序結果看，阿根廷Jujuy省主栽烤煙品種煙葉工業適用性排序為K394>MB59>CJ112；Salta省K326品種的B1O等級煙葉綜合質量和年度穩定性總體好于K394和MB59。因此，我國卷煙工業在阿根廷進行原料采購時，K394和K326可分別作為阿根廷Jujuy省和Salta省的首選品種。