烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的相關(guān)分析

劉大雙，肖振杰，解彩軍，周艷賓，關(guān) 輝，馮 喆

(河北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050051)

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烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的相關(guān)分析

劉大雙，肖振杰，解彩軍，周艷賓，關(guān) 輝，馮 喆

(河北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050051)

為進(jìn)一步完善烤煙質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，利用簡(jiǎn)單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析對(duì)河北中煙公司15個(gè)烤煙基地的上、中、下部位代表等級(jí)共計(jì)105個(gè)樣本的分級(jí)因素和常規(guī)化學(xué)成分的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果表明，葉片結(jié)構(gòu)、色度、油分和身份與煙葉常規(guī)化學(xué)成分關(guān)系密切。葉片結(jié)構(gòu)與糖堿比和鉀呈極顯著正相關(guān)，與總糖和還原糖呈顯著正相關(guān),與煙堿和總氮呈極顯著負(fù)相關(guān)。色度與煙堿呈極顯著正相關(guān)，與總氮呈顯著正相關(guān)，與糖堿比呈極顯著負(fù)相關(guān)，與氯和鉀呈顯著負(fù)相關(guān)。在一定范圍內(nèi)，隨著色度和油分品質(zhì)的提高及葉片結(jié)構(gòu)品質(zhì)的降低，煙堿和總氮有增加的趨勢(shì)，糖堿比有減少的趨勢(shì)；隨著身份、油分品質(zhì)的降低，還原糖、總糖含量有減少的趨勢(shì)，總氮含量有增加的趨勢(shì)；鉀含量隨著成熟度品質(zhì)的降低和身份品質(zhì)的提高有減少的趨勢(shì)。為卷煙工業(yè)企業(yè)煙葉精選和不同地區(qū)配方模塊加工提供參考。

烤煙；分級(jí)因素；常規(guī)化學(xué)成分；典型相關(guān)分析

隨著全國(guó)烤煙主產(chǎn)區(qū)優(yōu)化煙葉結(jié)構(gòu)工作的推進(jìn)，煙葉收購(gòu)等級(jí)狀況發(fā)生了較大變化，而卷煙企業(yè)精細(xì)化加工工藝要求煙葉等級(jí)質(zhì)量具有一致性和穩(wěn)定性。因此，深入研究煙葉外觀質(zhì)量與化學(xué)成分的量化關(guān)系，探究烤煙外觀質(zhì)量對(duì)化學(xué)成分的外在表征，對(duì)工業(yè)企業(yè)煙葉原料選擇、卷煙配方模塊加工具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義[1]。彭漫江[1]、孫平[2]、陳黎[3]等選取一個(gè)地區(qū)一個(gè)品種一個(gè)等級(jí)煙葉進(jìn)行相關(guān)分析，陳慶園等[4]研究了畢節(jié)地區(qū)多個(gè)等級(jí)煙葉的外觀質(zhì)量與化學(xué)成分的關(guān)系。然而，多數(shù)研究?jī)H局限于某個(gè)區(qū)域，多個(gè)產(chǎn)區(qū)的綜合研究鮮有報(bào)道。本研究選取河北中煙公司在云南、貴州、湖南、福建、重慶、山東等主產(chǎn)區(qū)調(diào)撥的15個(gè)烤煙品種上、中、下部位的代表等級(jí)進(jìn)行比較分析，探索烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的關(guān)系，為不同地區(qū)煙葉配方模塊加工，完善烤煙質(zhì)量評(píng)價(jià)體系提供參考。

1　材料與方法

1.1材料

選取2013年河北中煙15個(gè)烤煙基地的煙樣，其中紅河和楚雄的烤煙品種為紅花大金元、云煙87，保山騰沖和隆陽(yáng)的烤煙品種為云煙87、K326，曲靖的烤煙品種為云煙87、云煙97、云煙100、云煙105、云煙116、云煙117、云煙119，昭通的烤煙品種為云煙97、K326，安順的烤煙品種為云煙85、云煙97、南江3號(hào)，黔南的烤煙品種為云煙85、畢納1號(hào)、貴煙2號(hào)，遵義的烤煙品種為南江3號(hào)，永州的烤煙品種為云煙87、K326、湘煙3號(hào)，濰坊的烤煙品種為NC55、中煙100，重慶的烤煙品種為云煙87、云煙97、K326，龍巖和南平的烤煙品種為云煙87。貴州安順云煙85為2套樣品，其余每個(gè)地方的每個(gè)品種各取1套樣品，均包括下部葉的X2F、中部葉的C3F和上部葉的B2F3個(gè)等級(jí)，共計(jì)取35套105個(gè)煙葉樣品，每個(gè)等級(jí)均取3kg。

1.2測(cè)定指標(biāo)及方法

煙葉樣品由河北中煙原料部5位國(guó)家認(rèn)定的分級(jí)技師進(jìn)行外觀質(zhì)量鑒定，評(píng)定指標(biāo)為成熟度、顏色、身份、油分、色度和葉片結(jié)構(gòu)，評(píng)定方法見表1[5]。主要化學(xué)成分測(cè)定采用連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)，具體指標(biāo)為總糖、還原糖、煙堿、氯、鉀和總氮[6-10]。糖堿比、鉀氯比依據(jù)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

表1　外觀質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3數(shù)據(jù)分析

利用SPSS15.0軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析和典型相關(guān)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1烤煙外觀質(zhì)量部位間的差異

根據(jù)105個(gè)樣品各自的外觀質(zhì)量性狀，對(duì)照表1分別給分級(jí)因素賦予分值，然后統(tǒng)計(jì)各部位代表等級(jí)的分級(jí)因素得分平均值和變異系數(shù)。從表2可見，15個(gè)烤煙基地的煙葉顏色均較好，平均值均在8.0分以上；上部葉和下部葉顏色平均值稍高于中部葉，但兩者變異系數(shù)較大。上部葉成熟度得分的平均值較低，但變異系數(shù)最大；下部葉成熟度得分較高，并且變異系數(shù)也較??；中部葉介于兩者之間?？傮w上來(lái)看，上部葉的顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)、身份得分的變異系數(shù)最大，中部葉的油分和色度得分的變異系數(shù)最大。表明不同地區(qū)之間，上部葉的顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)、身份的差異最大，中部葉的油分和色度的差異最大。

2.2烤煙主要化學(xué)成分部位間的差異

對(duì)105個(gè)樣品的常規(guī)化學(xué)成分含量進(jìn)行了檢測(cè)，然后統(tǒng)計(jì)各部位代表等級(jí)的主要化學(xué)成分含量的平均值和變異系數(shù)。從表3可見，中部葉的總糖、還原糖含量最高，其變異系數(shù)較小；下部葉總糖、還原糖含量次高，但變異系數(shù)最大，變異系數(shù)是中部葉的2倍；上部葉總糖、還原糖含量最低，其變異系數(shù)僅次于下部葉。3個(gè)部位煙葉鉀含量的變異系數(shù)都較大，且以下部葉最大，上部葉次之，中部相對(duì)較小；隨著葉片部位的升高，煙葉鉀含量降低。3個(gè)部位煙葉煙堿含量變化趨勢(shì)與鉀相反，但均在適宜范圍內(nèi)；煙堿變異系數(shù)表現(xiàn)為下部葉最高，其次為上部葉，中部葉最低。3個(gè)部位的氯含量均在適宜范圍內(nèi)，下部葉的氯含量較高，其次為上部葉，中部葉的氯含量偏低；3個(gè)部位氯的變異系數(shù)都非常大，均在91.89%以上，下部葉最大、中部葉最小。下部葉與中部葉總氮含量的差異不大，上部葉較高；中下部葉總氮變異系數(shù)差異不大，但均明顯高于上部葉。3個(gè)部位的氯離子和鉀氯比變異系數(shù)都很大，均在74.77%以上，表明不同產(chǎn)地?zé)熑~中的氯離子含量的差異很大。還原糖與煙堿的比值(糖堿比)隨著葉片部位的升高而降低，下部葉偏高，中部葉適宜，上部葉稍偏低；糖堿比的變異系數(shù)均較大，以上部葉最大，中部葉次之。鉀氯比均值由大到小依次為中部葉>下部葉>上部葉，且均在適宜范圍之內(nèi)，這主要是因?yàn)椴糠謽悠返穆群枯^低僅為0.03%，鉀氯比較高，且絕大部分樣品的鉀氯比均在適宜范圍之內(nèi)。

表2　烤煙分級(jí)因素部位間的差異比較

表3　烤煙常規(guī)化學(xué)成分部位間的差異比較

2.3烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的簡(jiǎn)單相關(guān)分析

將15個(gè)基地單元，共計(jì)105個(gè)烤煙樣本的分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析。從表4可見，顏色和成熟度與化學(xué)成分相關(guān)系數(shù)均未達(dá)到顯著水平?？緹熑~片結(jié)構(gòu)與總糖、還原糖含量呈顯著正相關(guān)，與鉀含量、糖堿比呈極顯著正相關(guān)，與煙堿、總氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)?？緹熑~片身份與總糖含量呈極顯著正相關(guān)，與還原糖含量呈顯著正相關(guān)，與總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)?？緹熑~片油分和色度與煙堿含量呈極顯著正相關(guān)，與總氮含量呈顯著正相關(guān)，與糖堿比呈極顯著負(fù)相關(guān)。烤煙葉片色度還與氯和鉀含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.4烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的典型相關(guān)分析

對(duì)烤煙分級(jí)因素顏色(x1)、成熟度(x2)、葉片結(jié)構(gòu)(x3)、身份(x4)、油分(x5)、色度(x6)和常規(guī)化學(xué)成分總糖(y1)、鉀(y2)、還原糖(y3)、煙堿(y4)、氯(y5)、總氮(y6)、糖堿比(y7)、鉀氯比(y8)進(jìn)行典型相關(guān)分析，得到6組典型變量，具體結(jié)果見表5。

由表5可知，只有第1組和第2組典型變量達(dá)到極顯著水平，第3組變量達(dá)到顯著水平，其余3組變量均未達(dá)到顯著水平。因此選擇前3組典型變量進(jìn)行分析。由于原始變量的計(jì)量單位不同，不宜進(jìn)行直接比較，這里主要采用標(biāo)準(zhǔn)化的典型相關(guān)系數(shù)模型mi和li，并計(jì)算原始變量與典型變量之間的相關(guān)系數(shù)rui，結(jié)果見表6。由表6可知，第Ⅰ組典型變量構(gòu)成如下：

u1=0.33x1+0.116x2-0.776x3+0.165x4+0.144x5+0.331x6

υ1=0.602y1-0.246y2+0.029y3+0.583y4-0.054y5+0.605y6-0.084y7+0.029y8

表4　烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的相關(guān)分析

注:*、**分別表示相關(guān)性達(dá)到5%、1%的顯著水平。

表5　烤煙分級(jí)因素與常規(guī)化學(xué)成分的典型相關(guān)分析

由u1與原始數(shù)據(jù)xi的相關(guān)系數(shù)可以看出，它與色度和油分呈較高的正相關(guān)，與葉片結(jié)構(gòu)呈較高的負(fù)相關(guān)，故u1可以理解為主要描述葉片結(jié)構(gòu)、色度和油分大小的綜合性狀；由υ1與原始數(shù)據(jù)yi的相關(guān)系數(shù)可以看出，它與煙堿、總氮呈較高的正相關(guān)，與糖堿比呈較高的負(fù)相關(guān)，故υ1可以理解為主要描述煙堿、總氮、糖堿比的綜合性狀。u1與υ1表明，烤煙的葉片結(jié)構(gòu)、色度和油分與煙堿、總氮、糖堿比關(guān)系密切。達(dá)到極顯著水平的第Ⅱ組典型變量構(gòu)成如下：

u2=0.157x1-0.214x2-0.646x3+0.024x4-1.363x5+0.656x6

υ2=0.298y1-0.181y2-1.256y3-0.116y4-0.235y5+0.775y6+1.170y7-0.276y8

在第Ⅱ?qū)Φ湫妥兞?u2，υ2)中，由u2原始數(shù)據(jù)xi的相關(guān)系數(shù)可以看出，它與身份、油分呈較高的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.631、-0.623，故u2可以理解為主要描述身份和油分大小的綜合性狀；由υ2與原始數(shù)據(jù)yi的相關(guān)系數(shù)可以看出，它與還原糖、總糖呈較高的負(fù)相關(guān)，與總氮呈較高的正相關(guān)，故υ2可以理解為主要描述還原糖、總糖、總氮的綜合性狀。達(dá)到顯著水平第Ⅲ組典型變量構(gòu)成如下：

u3=0.163x1-0.491x2-0.607x3+1.191x4-0.502x5-0.285x6

υ3=-0.052y1-0.814y2+0.473y3-1.468y4-0.101y5-0.194y6-1.660y7+0.218y8

在第Ⅲ對(duì)典型變量(u3，υ3)中，由u3原始數(shù)據(jù)xi的相關(guān)系數(shù)可以看出，它與成熟度呈較高的負(fù)相關(guān)，與身份呈較高的正相關(guān)，故u3可以理解為主要描述成熟度、身份的綜合性狀；由υ3與原始數(shù)據(jù)yi的相關(guān)系數(shù)可以看出，它與鉀呈較高的負(fù)相關(guān)，故υ3可以理解為主要描述鉀的綜合性狀。

表6　典型變量和與典型變量有關(guān)性狀的相關(guān)系數(shù)

3　討論

烤煙分級(jí)因素與煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量之間關(guān)系密切。本研究結(jié)果表明：葉片結(jié)構(gòu)和色度與多個(gè)化學(xué)成分含量具有顯著相關(guān)性，與彭漫江等[1]的研究結(jié)果相同。但總糖、還原糖和鉀含量與成熟度的相關(guān)性，總氮、糖堿比與顏色的相關(guān)性與彭漫江等[1]的研究結(jié)果一致，不過(guò)未達(dá)到顯著水平，主要是因?yàn)闃颖具x取了3個(gè)代表部位的等級(jí)，十多個(gè)地區(qū)的煙葉，地區(qū)分布較廣，且都是成熟的橘黃色煙葉。因此，在評(píng)定桔黃色煙葉等級(jí)界限和精選煙葉時(shí)，應(yīng)充分考慮葉片結(jié)構(gòu)和色度。

典型相關(guān)分析可以綜合反映兩組變量間相關(guān)本質(zhì)，有助于在煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)中采用簡(jiǎn)便易行的方法，提高煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)的效率和準(zhǔn)確性[11-14]。從典型相關(guān)分析可知，第Ⅰ組典型變量(u1，υ1)反映出的信息與彭漫江等[1]研究結(jié)果相同，表明無(wú)論是一個(gè)地區(qū)還是不同地區(qū)、不同品種的烤煙，分級(jí)因素的顯著性指標(biāo)為色度、油分、葉片結(jié)構(gòu)，常規(guī)化學(xué)成分的顯著性指標(biāo)為煙堿、總氮、糖堿比。雖然煙葉成熟度是煙葉質(zhì)量的核心，但煙葉成熟度需要通過(guò)色度、油分、葉片結(jié)構(gòu)來(lái)表現(xiàn)，換句話說(shuō)，色度、油分、葉片結(jié)構(gòu)更容易通過(guò)感官識(shí)別判定。煙堿、總氮、糖堿比與煙葉等級(jí)因素關(guān)系密切。在感官評(píng)吸中，煙堿、糖堿比直接關(guān)系煙氣的刺激性和協(xié)調(diào)性，對(duì)煙葉內(nèi)在質(zhì)量影響較大，從另一個(gè)側(cè)面充分證明，煙葉分級(jí)因素可以反映煙葉內(nèi)在質(zhì)量的優(yōu)劣，同時(shí)工業(yè)企業(yè)配方人員在進(jìn)行不同地區(qū)、不同品種配方模塊打葉時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊煙葉的煙堿、總氮、糖堿比等常規(guī)化學(xué)指標(biāo)，及時(shí)改進(jìn)工藝措施，才能確保加工后煙葉質(zhì)量批次的穩(wěn)定。

4　結(jié)論

葉片結(jié)構(gòu)與糖堿比、鉀呈極顯著正相關(guān)，與煙堿、總氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總糖、還原糖呈顯著正相關(guān)；色度與煙堿呈極顯著正相關(guān)，與糖堿比呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總氮呈顯著正相關(guān)，與氯、鉀呈顯著負(fù)相關(guān)。在一定范圍內(nèi)，隨著色度和油分品質(zhì)的升高和葉片結(jié)構(gòu)品質(zhì)的降低，煙堿和總氮有增加的趨勢(shì)，糖堿比有減少的趨勢(shì)；隨著身份、油分品質(zhì)的降低，還原糖、總糖含量有減少的趨勢(shì)，總氮含量有增加的趨勢(shì)；隨著成熟度品質(zhì)的降低，身份品質(zhì)的增加，鉀含量有減少的趨勢(shì)。

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(責(zé)任編輯:曾小軍)

AnalysisofCorrelationbetweenGradingFactorsandRoutineChemicalComponentsinFlue-curedTobaccoLeaves

LIUDa-shuang,XIAOZhen-jie,XIECai-jun,ZHOUYan-bin,GUANHui,FENGZhe

(ChinaTobaccoHebeiIndustrialCompanyLimited,Shijiazhuang050051,China)

Forthefurtherimprovementofflue-curedtobaccoqualityevaluationsystem, 105flue-curedtobaccosamples(includingupper,middleandlowerleaves)werecollectedfrom15differenttobaccobasesinHebeiprovince,andtherelationshipsbetweengradingfactorsandroutinechemicalcomponentsofthesesampleswerestatisticallyanalyzedbyusingsimpleandcanonicalcorrelationanalysis.Theresultsindicatedthattheroutinechemicalcomponentswerecloselyrelatedtothestructure,chroma,oilcontentandbodyofflue-curedtobaccoleaves.Leafstructurewassignificantlypositivelycorrelatedwithtotalsugarandreducingsugar,especiallywithsugar-nicotineratioandKcontent;however,itwasverysignificantlynegativelycorrelatedwithnicotineandtotalnitrogen.Thechromaofleaveshadahighlysignificantpositivecorrelationwithnicotine,asignificantpositivecorrelationwithtotalnitrogen,ahighlysignificantnegativecorrelationwithsugar-nicotineratio,andasignificantnegativecorrelationwiththecontentsofClandK.Thenicotineandtotalnitrogencontentswereincreasedandsugar-nicotineratiowasdecreasedwiththeimprovementofchromaandoilcontentqualityandthereductionofleafstructurequalitywithinacertainrange.Reducingsugarandtotalsugarcontentsweredecreasedandthetotalnitrogencontentwasincreasedwiththedeclineofbodyandoilcontentquality.TheKcontentrevealedadecreasingtrendwhenthematurityqualityreducedandthebodyqualityincreased.Theresultsofthisstudywillprovideareferencefortobaccoselectionandblendmoduleprocessingincigaretteindustrialenterprises.

Flue-curedtobacco;Gradingfactor;Routinechemicalcomponent;Canonicalcorrelationanalysis

2016-03-03

劉大雙(1981─)，農(nóng)藝師，碩士，主要從事煙草栽培生理及煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)研究。

S572

A

1001-8581(2016)08-0051-05