單料烤煙煙氣粒相物與質(zhì)量評價指標(biāo)間的相關(guān)性研究

鄧小華，周冀衡，趙松義，李曉忠

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草工程技術(shù)研究中心，長沙 410128；3.湖南省煙草公司，長沙 410007）

煙氣是煙絲在燃燒過程中通過蒸發(fā)熱解、聚合等一系列物理與化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的一種氣、液、固并存的復(fù)雜多相氣溶膠，其粒相物包括水分、煙堿和焦油，而煙氣煙堿和焦油量是目前國際上用來評價卷煙安全性的主要指標(biāo)[1-3]。煙葉原料是卷煙質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，是卷煙有害成分的決定因素。研究影響煙葉安全性的各種因素，有利于農(nóng)業(yè)措施減害降焦，提高卷煙安全性。有關(guān)煙葉理化特性與煙氣粒相物組分的關(guān)系一直備受關(guān)注[4-10]，但利用同批樣本全面系統(tǒng)地研究煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)與煙氣粒相物組分的關(guān)系鮮見報道。鑒此，本文以湖南主產(chǎn)煙區(qū)初烤煙葉樣本為材料，通過對外觀質(zhì)量、物理性狀、化學(xué)成分、評吸質(zhì)量與煙氣粒相物組分的相關(guān)性分析，探討煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)與煙氣粒相物組分的相互關(guān)系，旨在為煙草行業(yè)正在實(shí)施的減害降焦提香戰(zhàn)略提供參考，為提高煙葉安全性和減少吸煙危害提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

為保證分析結(jié)果的代表性和相關(guān)分析的可靠性，于湖南省35個主產(chǎn)烤煙縣(市或區(qū))的72個烤煙主產(chǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)收集在上、中、下部位具有代表性的B2F、C3F、X2F 3個等級的2001－2003、2005年初烤煙葉樣品757個[11-17]。選取當(dāng)?shù)乜緹熤髟云贩N，采用定農(nóng)戶、定等級、定葉位取樣法，等級由專職評級人員按照GB2635-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[18]。采集的煙葉原料統(tǒng)一加工，統(tǒng)一編碼，單一原料卷制，不加香加料。為消除不同年份樣本數(shù)據(jù)誤差，在樣本質(zhì)量評定和檢測中，盡量保持分析儀器、分析人員的穩(wěn)定，增加分析次數(shù)。

1.2 煙氣粒相物測定指標(biāo)與方法

主要測定總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿和焦油。利用自動吸煙機(jī)，按YC/T29-1996標(biāo)準(zhǔn)抽吸卷煙和測定卷煙主流煙氣總粒相物和焦油[19]，按YC/T8-1993標(biāo)準(zhǔn)測定卷煙主流煙氣煙堿和水分[20]，單位為mg/支。

1.3 烤煙質(zhì)量評價指標(biāo)與分析方法

物理性狀測定主要指標(biāo)有：開片度、厚度、單葉重、含梗率、葉質(zhì)重、平衡水分(吸濕性)；化學(xué)成分測定主要指標(biāo)有總糖、還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯、硫、糖堿比、氮堿比、鉀氯比、有效鉀指數(shù)；外觀質(zhì)量量化評價主要指標(biāo)有：成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度、發(fā)育狀況、葉面狀況；評吸質(zhì)量評價主要指標(biāo)有：香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性、灰色、評吸總分。以上指標(biāo)的分析方法詳見參考文獻(xiàn)[11-17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)處理借助SPSS120 (Statistics Package for Social Science)統(tǒng)計分析軟件，首先應(yīng)用基本統(tǒng)計分析模塊(Descriptive Statistics)對數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性分析(Explore)，清除極端值和異常值；然后應(yīng)用相關(guān)分析模塊(Correlate)在評價指標(biāo)間進(jìn)行雙變量相關(guān)分析(Bivariate)。雙尾檢測，“*”表示顯著水平為5%，“**”表示顯著水平為1%。相關(guān)系數(shù)∣r∣≥0.8，視為高度相關(guān)；0.5≤∣r∣＜0.8，視為中度相關(guān)；0.5＜∣r∣＜0.3，視為弱相關(guān)[21]。

2 結(jié)果與討論

2.1 煙氣粒相物組分和煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)的描述

由表1可知，除氯、氮堿比、勁頭、燃燒性、灰色的偏度較大外，其余評價指標(biāo)的偏度值都較小，基本上符合正態(tài)分布。氯含量、氮堿比向左偏離，且氯含量偏離中心較遠(yuǎn)(偏度值大于 2[20])，是偏狹峰(峰度值大于 3[20])。勁頭、燃燒性、灰色分值是向右偏離中心，是偏狹峰，但變異系數(shù)較小，分布較集中?？偟?、硫含量的變異系數(shù)在90%以上，有較強(qiáng)的變異度，表明氮、硫含量在煙葉中的穩(wěn)定性差，易受生態(tài)環(huán)境條件的影響。

2.2 物理性狀與煙氣粒相物組分的相關(guān)性

總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油分別與開片度、含梗率呈極顯著的負(fù)相關(guān)，分別與單葉重、厚度、葉質(zhì)重分呈極顯著的正相關(guān)(表2)。平衡水分與總粒相物、煙氣煙堿、焦油呈負(fù)相關(guān)，與煙氣水分呈正相關(guān)，但都不顯著。單葉重、厚度、葉質(zhì)重分別與總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油達(dá)到了中度相關(guān)[21]。閆克玉等[9]研究認(rèn)為平衡水分與焦油呈顯著正相關(guān)(r= 0.386），與煙氣煙堿呈正相關(guān)（r= 0.152），跟本研究結(jié)果不一致，但具有的共同點(diǎn)就是相關(guān)系數(shù)都較少，可以初步認(rèn)為平衡水分與總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油的不存在線性關(guān)系。煙葉開片度是反映煙葉生長發(fā)育狀況的物理性指標(biāo)，生長發(fā)育好的煙葉開片度好，煙氣煙堿和焦油含量低，因而提高煙葉開片度對降焦減害有促進(jìn)作用。含梗率高的煙葉(特別是下部葉)，煙堿含量低，葉片疏松，燃燒性好，雖然煙氣煙堿和焦油含量低，但煙葉利用率低，應(yīng)保持在合理范圍內(nèi)。

2.3 化學(xué)成分與煙氣粒相物組分的相關(guān)性

由表3可知，總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油分別與總糖、還原糖、鉀、糖堿比、氮堿比、鉀氯比、有效鉀指數(shù)呈極顯著的負(fù)相關(guān)，分別與煙堿、總氮、氯、硫呈極顯著的正相關(guān)。煙堿、糖堿比、氮堿比、有效鉀指數(shù)分別與總粒相物、煙氣煙堿、焦油的相關(guān)系數(shù)，總糖、還原糖、總氮與煙氣煙堿的相關(guān)系數(shù)，有效鉀指數(shù)與總粒相物、煙氣煙堿、焦油的相關(guān)系數(shù)，達(dá)到了中度相關(guān)[21]。鉀、硫分別與焦油、煙氣煙堿的關(guān)系與李國棟等[7]、于建軍等[8]的研究結(jié)果一致，但與閆克玉等[9]研究結(jié)果不一致。總糖、還原糖與焦油的關(guān)系與厲昌坤等[6]、李國棟等[7]、于建軍等[8]研究結(jié)果一致，但與閆克

玉等[9]研究結(jié)果不一致，有可能是閆克玉等[9]研究材料中煙葉含糖量較低的緣故，因而煙葉含糖量與焦油的關(guān)系不能簡單地用線性來表示，有可能存在復(fù)雜的關(guān)系，這有待今后進(jìn)一步研究。由本研究結(jié)果可知，降低煙葉煙堿、總氮、氯、硫含量，提高煙葉鉀含量和糖堿比、氮堿比、鉀氯比、有效鉀指數(shù)，對減害降焦有促進(jìn)作用。

表1 煙氣粒相物組分和煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)的基本統(tǒng)計特征Table 1 Basic statistical characteristics of constituents of smoke particulate matter and evaluation on quality of tobacco leaves

表2 物理性狀與煙氣粒相物組分的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlations between physical characters and constituents of smoke particulate matter

表3 化學(xué)成分與煙氣粒相物組分的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlations between chemical components and constituents of smoke particulate matter

2.4 外觀質(zhì)量與煙氣粒相物組分的相關(guān)性

由表4可知，外觀質(zhì)量評價指標(biāo)分別與總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油呈極顯著的正相關(guān)。其中，身份與總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油的相關(guān)系數(shù)，油分與總粒相物的相關(guān)系數(shù)，達(dá)到了中度相關(guān)[21]。據(jù)鄧小華等[11]研究認(rèn)為，隨著烤煙外觀質(zhì)量分值的提高，煙葉煙堿含量增高，煙葉鉀含量降低。由表3可知，總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油與煙葉煙堿呈極顯著的正相關(guān)，與煙葉鉀含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)。因此，隨著煙葉外觀質(zhì)量分值的提高，總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿、焦油含量增高。

表4 外觀質(zhì)量與煙氣粒相物組分的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlations between appearance quality and constituents of smoke particulat matter

2.5 評吸質(zhì)量與煙氣粒相物組分的相關(guān)性

由表5可知，總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿和焦油分別與雜氣、刺激性、燃燒性、灰色分值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與香氣量、濃度分值呈極顯著的正相關(guān)；香氣質(zhì)分值與總粒相物、煙氣水分和焦油呈極顯著正相關(guān)，與煙氣煙堿呈負(fù)相關(guān)但不顯著；勁頭、余味分值分別與總粒相物和焦油呈正相關(guān)但不顯著，與煙氣水分呈顯著正相關(guān)，與煙氣煙堿呈顯著負(fù)相關(guān)；評吸總分與總粒相物、煙氣水分和焦油呈極顯著正相關(guān)，與煙氣煙堿呈正相關(guān)但不顯著。總粒相物、煙氣水分、煙氣煙堿和焦油與香氣量、雜氣、濃度、刺激性分值的相關(guān)系數(shù)相對較大，其中總粒相物與香氣量、濃度分值，煙氣煙堿與香氣量、濃度、刺激性分值，焦油與香氣量分值達(dá)到了中度相關(guān)[21]。以上分析表明隨著煙氣中總粒相物、水分、煙堿、焦油等粒相成分的增加，煙氣中雜氣和刺激性增加，燃燒性變差，灰色加深，但香氣量和濃度會增加。煙氣煙堿、焦油與香氣量、濃度、勁頭、評吸總分值的關(guān)系跟閆克玉等[10]的研究結(jié)果是一致的，與雜氣、刺激性、余味分值的關(guān)系跟閆克玉等[10]的研究結(jié)果不一致。

表5 評吸質(zhì)量與煙氣粒相物組分的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlations between sensory quality and constituents of smoke particulat matter

3 小 結(jié)

本研究分析了煙氣粒相組分與 34個單項(xiàng)煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)的相互關(guān)系，分析結(jié)果驗(yàn)證了關(guān)于煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)對煙氣粒相物組分影響的一些定性描述。不同的研究者由于樣本來源、評價方法的不同，研究結(jié)果存在差異，表明煙葉質(zhì)量評價指標(biāo)與煙氣粒相組分的相互關(guān)系具有區(qū)域特征。

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