云南主產(chǎn)煙區(qū)煙葉水溶性糖與感官質(zhì)量相關(guān)及通徑分析

陳劍明，楊式華，馮洪濤，劉 靜，孔蘭芬*

(1. 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，云南 昆明 650202；2. 云南同創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)股份有限公司，云南 昆明 650106)

云南主產(chǎn)煙區(qū)煙葉水溶性糖與感官質(zhì)量相關(guān)及通徑分析

陳劍明1，楊式華2，馮洪濤1，劉 靜2，孔蘭芬2*

(1. 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，云南 昆明 650202；2. 云南同創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)股份有限公司，云南 昆明 650106)

【目的】研究云南主產(chǎn)煙區(qū)煙葉中水溶性糖對(duì)感官質(zhì)量的影響。【方法】以云南主產(chǎn)煙區(qū)的主栽烤煙品種煙葉為對(duì)象，運(yùn)用相關(guān)性分析及通徑分析相結(jié)合的方法進(jìn)行研究?！窘Y(jié)果】相關(guān)性分析表明，果糖與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)；葡萄糖和水溶性糖總量與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關(guān)，與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)；麥芽糖與細(xì)膩度、柔和性呈顯著的正相關(guān)。通徑分析結(jié)果表明，水溶性糖對(duì)感官質(zhì)量，特別是對(duì)勁頭、刺激性、濃度和柔和性影響較為明顯。增加水溶性糖各指標(biāo)含量有利于柔和性的提升和勁頭的降低，果糖、葡萄糖含量的增加會(huì)使煙氣濃度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，適當(dāng)增加麥芽糖含量則有利于煙氣濃度的提升?！窘Y(jié)論】所以，煙葉水溶性糖含量對(duì)感官質(zhì)量有著不同程度的影響，是評(píng)價(jià)其感官質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一，但煙草配方使用實(shí)際過(guò)程中需合理調(diào)整各指標(biāo)含量以提高感官品質(zhì)。

水溶性糖；感官質(zhì)量；相關(guān)性分析；通徑分析

【研究意義】水溶性糖與煙草品質(zhì)關(guān)系密切[1]，一方面燃吸時(shí)它們能產(chǎn)生酸性物質(zhì)，抑止煙氣中的堿性物質(zhì)，使煙氣的酸堿平衡適度，降低刺激性；另一方面還可以與氨基酸進(jìn)行美拉德反應(yīng)，形成多種香氣物質(zhì)，如吡咯、吡啶、吡嗪及其烷基衍生物等，產(chǎn)生令人愉快的香氣[2]。此外，水溶性糖能使煙葉柔軟，富有彈性，色澤鮮亮。但是，如果煙葉中含糖量過(guò)高，會(huì)使煙氣吃味平淡，濃度和香氣不足，勁頭和強(qiáng)度減弱，同時(shí)還影響煙葉的燃燒性，使陰燃變差，燃燒不完全。因而有必要詳盡系統(tǒng)地分析研究不同水溶性糖對(duì)感官質(zhì)量的直接和間接影響的程度。【前人研究進(jìn)展】前期針對(duì)煙葉中水溶性糖的研究主要集中在方法學(xué)方面，如運(yùn)用連續(xù)流動(dòng)法[3]、比色法[4]、高效液相色譜法[5～7]、FT-NIR法[8]、氣相色譜法[9]、離子色譜法[10-11]等方法對(duì)煙草中水溶性糖進(jìn)行測(cè)定?！颈狙芯康那腥朦c(diǎn)】而通過(guò)運(yùn)用相關(guān)性及通徑分析相結(jié)合的方法研究不同水溶性糖指標(biāo)對(duì)感官質(zhì)量的直接和間接的影響程度方面未見報(bào)道。通徑分析(path analysis)方法[12-14]由Wright于1921年首次提出，其實(shí)質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)化的多元線性回歸分析，能夠克服簡(jiǎn)單相關(guān)分析與回歸分析的不足，真實(shí)地反映各自變量與因變量之間的關(guān)系，從而使得自變量對(duì)因變量的作用效應(yīng)能直接進(jìn)行比較同時(shí)，通過(guò)分析找出自變量對(duì)因變量影響的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，全面反映自變量對(duì)因變量的相對(duì)重要性。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本文整理了云南主產(chǎn)煙區(qū)昆明、曲靖、紅河、大理地區(qū)的紅大、K326、云87、云85、NC297等五個(gè)主栽烤煙品種樣品的水溶性糖的檢測(cè)數(shù)據(jù)及感官評(píng)吸結(jié)果，采用相關(guān)性及通徑分析相結(jié)合的方法研究水溶性糖對(duì)感官質(zhì)量的不同影響程度，旨在為全面掌握煙葉原料的品質(zhì)信息提供理論及試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

檢測(cè)樣品為云南主產(chǎn)煙區(qū)(昆明、曲靖、紅河、大理等)2006-2010年的復(fù)烤片煙，包括：紅大、K326、云87、云85、NC297等5個(gè)品種共50個(gè)煙葉樣品。

標(biāo)準(zhǔn)品為果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖 (DIMA 公司，質(zhì)量分?jǐn)?shù) gt; 99.0 %)；乙腈：色譜純 (DIMA公司),三乙胺：分析純(天津市化學(xué)試劑一廠，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5 %～100.5 %),乙醇：優(yōu)級(jí)純(西隴化工股份有限公司，質(zhì)量分?jǐn)?shù) ≥ 99.8 %)。固相萃取柱：Waters Sep-Pak C18固相萃取小柱(30 × 6 mL，500 mg)。

1.2 方法

1.2.1 色譜條件 ACQUITY UPLC 超高效液相色譜系統(tǒng)，配ACQUITY ELSD蒸發(fā)光檢測(cè)器，Empower 色譜工作站(Waters 公司)；色譜柱: ACQUITY UPLC BEH Amide (2.1 mm × 50 mm，1.7 μm) 分析柱； 柱溫：45.0 ℃；分析時(shí)間：6.5 min；進(jìn)樣量：1.0 μl；流動(dòng)相：A: 0.2 %三乙胺乙腈溶液，B: 0.2 % 三乙胺水溶液，等度洗脫；流速：0.15 mL /min； ELSD 條件：載氣: 氮?dú)?；增益?.0～3.0 min時(shí)，100，3.0～6.5 min 時(shí)，300；噴霧器模式：冷卻；漂移管溫度：55.0 ℃；氣體壓力：35.0 Pa。

1.2.2 樣品處理 將煙草樣品粉碎后，過(guò)0.25～0.42 mm(60～40 目)篩，稱取煙草樣品0.25 g，準(zhǔn)確至0.0001 g，加入25 mL 5 %的乙醇水溶液，在40～50 ℃超聲波作用下浸提30 min，取5 mL 通過(guò)預(yù)活化好的Sep-Pak C18固相萃取小柱(小柱活化方式： 用5 mL甲醇沖洗，再用5 mL 水沖洗)，棄去最初的2 mL，收集后面3 mL，再用0.22 μm 水系濾膜過(guò)濾，取約1.5 mL 進(jìn)樣分析。

1.2.3 評(píng)吸方法 將煙葉樣品去梗切絲卷制成單料煙，由紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司組織評(píng)吸專家根據(jù)其內(nèi)部單料煙評(píng)吸方法進(jìn)行評(píng)吸，此方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)：香型、愉悅性、豐富性、透發(fā)性、香氣量、細(xì)膩度、甜度、綿延性、成團(tuán)性、柔和性、濃度、雜氣、刺激性、余味、勁頭等15項(xiàng)，除香型由文字描述外，其余各單項(xiàng)滿分10分。評(píng)吸總分為以上各項(xiàng)感官質(zhì)量的評(píng)吸打分之和，評(píng)吸總分得分越高，則煙葉質(zhì)量越好。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法 采用了SPSS 19.0軟件對(duì)水溶性糖數(shù)據(jù)與感官評(píng)吸數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析、正態(tài)性檢驗(yàn)及線性回歸分析，最后通過(guò)把相關(guān)性分析結(jié)果與線性回歸分析結(jié)果相結(jié)合進(jìn)行了通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水溶性糖與感官質(zhì)量相關(guān)性分析

將煙葉樣品進(jìn)行水溶性糖含量的測(cè)定，并同時(shí)對(duì)這些樣品進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，最后將得到的水溶性糖及感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表1。整體上看，果糖和葡萄糖對(duì)感官質(zhì)量的影響較廣，相關(guān)性也最強(qiáng)，特別是葡萄糖的相關(guān)性更明顯。果糖與柔和性、刺激性呈顯著的正相關(guān)，與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)；葡萄糖與雜氣、余味呈顯著的正相關(guān)，與香氣量、成團(tuán)性呈顯著的負(fù)相關(guān)，與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關(guān)，與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)；蔗糖對(duì)感官質(zhì)量影響不顯著；麥芽糖與細(xì)膩度、柔和性呈顯著的正相關(guān)；水溶性糖總量與雜氣呈顯著的正相關(guān)，與香氣量、成團(tuán)性呈顯著負(fù)相關(guān)，與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關(guān)，與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)。

2.2 煙葉水溶性糖與感官質(zhì)量通徑分析

2.2.1 正態(tài)性檢驗(yàn) 在SPSS中，多元回歸分析使用配伍格式數(shù)據(jù)文件，因變量必須服從正態(tài)分布[15]。所以首先對(duì)各指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。

將50個(gè)樣品的水溶性糖含量數(shù)據(jù)(包括各個(gè)樣品的水溶性糖總量)及感官評(píng)吸數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析，得出各指標(biāo)的偏度系數(shù)及峰度系數(shù)，具體見表2。所有指標(biāo)中，除蔗糖的偏度系數(shù)及峰度系數(shù)均大于1外，其余指標(biāo)的偏度系數(shù)及峰度系數(shù)均小于1，可認(rèn)為除蔗糖外其余各指標(biāo)的數(shù)據(jù)近似于正態(tài)分布。

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。下同。

Notes: * * meant significant correlation at 0.01 level (double side), * meant significant correlation at 0.05 level (double side).The same as below.

2.2.2 通徑分析 從表1可以看出，水溶性糖各指標(biāo)并不是與每一個(gè)感官指標(biāo)都有顯著的相關(guān)性，所以下面的通徑分析中僅抽出在0.05和0.01水平上顯著相關(guān)的各感官指標(biāo)進(jìn)行分析，并且，結(jié)合正態(tài)檢驗(yàn)分析結(jié)果，蔗糖的數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，所以將蔗糖指標(biāo)剔除。最后，水溶性糖指標(biāo)中挑出果糖(X1)、葡萄糖(X2)、麥芽糖(X3)及水溶性糖總量(X4)，感官指標(biāo)中挑出香氣量(Y1)、成團(tuán)性(Y2)、柔和性(Y3)、濃度(Y4)、雜氣(Y5)、刺激性(Y6)、余味(Y7)、勁頭(Y8)等指標(biāo)進(jìn)行通徑分析，以確定不同水溶性糖指標(biāo)對(duì)感官質(zhì)量的直接和間接影響程度。

以果糖(X1)、葡萄糖(X2)、麥芽糖(X3)及水溶性糖總量(X4)為自變量，感官質(zhì)量各指標(biāo)為因變量，分別運(yùn)用向前引入法，且F的概率值小于等于0.05被引入進(jìn)行多元線性回歸分析，最終得到最佳的回歸方程及回歸系數(shù)見表3。

從表3可知，勁頭、刺激性、濃度和柔和性的相關(guān)系數(shù)均大于0.2，且較其它指標(biāo)的高，說(shuō)明果糖、葡萄糖、麥芽糖及水溶性糖總量影響勁頭、刺激性、濃度和柔和性較為明顯。以下將各水溶性糖指標(biāo)分別對(duì)勁頭、刺激性、濃度和柔和性的影響程度進(jìn)行具體分析。

從表4可以看出，水溶性糖各指標(biāo)對(duì)柔和性的作用是不均等的，大小順序?yàn)槠咸烟莋t;麥芽糖gt;果糖gt;水溶性糖總量，而間接作用表現(xiàn)恰好相反。其中，葡萄糖對(duì)柔和性的直接通徑系數(shù)為正值且最大，雖葡萄糖對(duì)柔和性有負(fù)向間接效應(yīng)，但最終以正向直接作用為主，且葡萄糖與柔和性的相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)；果糖、水溶性糖總量對(duì)柔和性的影響表現(xiàn)出負(fù)向直接作用小于正向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為顯著和極顯著正相關(guān)；麥芽糖對(duì)柔和性的影響表現(xiàn)為正向直接和間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為顯著正相關(guān)。因此，適當(dāng)增加水溶性糖各指標(biāo)含量有利于柔和性的提升。

從表5可以看出，水溶性糖各指標(biāo)對(duì)濃度的作用是不均等的，大小順序?yàn)辂溠刻莋t;水溶性糖總量gt;果糖gt;葡萄糖，而間接作用表現(xiàn)為葡萄糖gt;麥芽糖gt;果糖gt;水溶性糖總量。其中，麥芽糖對(duì)濃度的直接通徑系數(shù)為正值且最大，雖麥芽糖對(duì)濃度有負(fù)向間接效應(yīng)，但最終以正向直接作用為主，且麥芽糖與濃度的相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為正相關(guān)；果糖對(duì)濃度的影響表現(xiàn)出負(fù)向直接和間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)；葡萄糖對(duì)濃度的影響表現(xiàn)為負(fù)向直接作用大于正向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)；水溶性糖總量對(duì)濃度的影響表現(xiàn)出正向直接作用小于負(fù)向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)。因此，果糖、葡萄糖含量的增加會(huì)使煙氣濃度降低，吃味平淡，而適當(dāng)增加麥芽糖含量有利于煙氣濃度的提升，改善吃味。

表2 正態(tài)性檢驗(yàn)輸出結(jié)果

表3 水溶性糖指標(biāo)與感官質(zhì)量指標(biāo)的回歸方程及相關(guān)系數(shù)

從表6可以看出，水溶性糖各指標(biāo)對(duì)刺激性的作用是不均等的，大小順序?yàn)槠咸烟莋t;麥芽糖gt;水溶性糖總量gt;果糖，而間接作用表現(xiàn)為水溶性糖總量gt;果糖gt;麥芽糖gt;葡萄糖。其中，葡萄糖對(duì)刺激性的直接通徑系數(shù)為正值且最大，雖葡萄糖對(duì)刺激性有負(fù)向間接效應(yīng)，但最終以正向直接作用為主，且葡萄糖與刺激性的相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)；果糖對(duì)刺激性的影響表現(xiàn)出負(fù)向直接作用大于正向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為顯著正相關(guān)；麥芽糖對(duì)刺激性的影響表現(xiàn)為正向直接和間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為正相關(guān)；水溶性糖總量對(duì)刺激性的影響表現(xiàn)出負(fù)向直接作用小于正向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)。因此，適當(dāng)增加果糖含量有利于刺激性的降低。

表4 水溶性糖各指標(biāo)對(duì)柔和性的直接和間接影響

表5 水溶性糖各指標(biāo)對(duì)濃度的直接和間接影響

表6 水溶性糖各指標(biāo)對(duì)刺激性的直接和間接影響

表7 水溶性糖各指標(biāo)對(duì)勁頭的直接和間接影響

從表7可以看出，水溶性糖各指標(biāo)對(duì)勁頭的作用是不均等的，大小順序?yàn)樗苄蕴强偭縢t;果糖gt;麥芽糖gt;葡萄糖，而間接作用表現(xiàn)恰好相反。其中，水溶性糖總量對(duì)勁頭的直接通徑系數(shù)為正值且最大，雖水溶性糖總量對(duì)勁頭有負(fù)向間接效應(yīng)，但最終以正向直接作用為主，水溶性糖總量與勁頭的相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)；果糖對(duì)勁頭的影響表現(xiàn)出正向直接作用小于負(fù)向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)；葡萄糖對(duì)勁頭的影響表現(xiàn)為負(fù)向直接作用大于正向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)；麥芽糖對(duì)勁頭的影響表現(xiàn)出正向直接作用小于負(fù)向間接作用，相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。因此，水溶性糖指標(biāo)含量較高不利于勁頭的提升。

3 討 論

杜娟等[16]研究認(rèn)為，對(duì)煙葉總體評(píng)吸質(zhì)量影響最顯著的化學(xué)指標(biāo)為氯、煙堿、還原糖。于建軍等[17]的研究結(jié)果也表明，對(duì)香氣質(zhì)正面影響較大的因素有還原糖含量、氯離子含量、鉀氯比。而本研究中，水溶性糖中的還原糖如，果糖和葡萄糖，對(duì)感官質(zhì)量的影響較廣，相關(guān)性也最強(qiáng)，特別是葡萄糖的相關(guān)性更明顯，而非還原糖的如蔗糖對(duì)感官質(zhì)量影響并不顯著。這也進(jìn)一步證實(shí)了煙草中的水溶性糖，特別是還原糖是影響煙草吸味的最重要化學(xué)成分之一[18]。吳春等[19]研究認(rèn)為糖類(總糖、還原糖)和糖堿比與感官評(píng)吸質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)(香氣質(zhì)、香氣量、吃味、雜氣、刺激性)呈極顯著正相關(guān)，而本研究中果糖與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)；葡萄糖和水溶性糖總量與柔和性、刺激性呈極顯著的正相關(guān)，與濃度、勁頭呈極顯著的負(fù)相關(guān)；麥芽糖與細(xì)膩度、柔和性呈顯著的正相關(guān)。

本研究中水溶性糖不同程度對(duì)感官質(zhì)量有著直接或間接的影響，特別是對(duì)勁頭、刺激性、濃度和柔和性影響更為明顯。增加水溶性糖各指標(biāo)含量有利于柔和性的提升，勁頭的降低，果糖、葡萄糖含量的增加會(huì)使煙氣濃度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，適當(dāng)增加麥芽糖含量則有利于煙氣濃度的提升。王允白等[20]的研究表明，評(píng)吸質(zhì)量好的樣品還原糖含量較高，總氮含量較低，煙堿含量適中，K2O含量較高，兩糖(總糖與還原糖) 差值小，蛋白質(zhì)含量較低，糖堿比、鉀氯比、氮堿比均較高。于建軍等[17]認(rèn)為適當(dāng)提高還原糖氯和鉀氯比并適當(dāng)降低糖堿比和煙堿有助于香氣質(zhì)的提高。所以協(xié)調(diào)好各化學(xué)成分間比例關(guān)系對(duì)提高煙草感官質(zhì)量的作用是行之有效的，但各化學(xué)成分間的比例關(guān)系有待進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究。

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)利用相關(guān)性分析和通徑分析相結(jié)合的方式對(duì)煙草水溶性糖與感官質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，水溶性糖與濃度、勁頭、柔和性、刺激性、細(xì)膩度相關(guān)性較強(qiáng)。同時(shí)，增加水溶性糖各指標(biāo)含量有利于柔和性的提升和勁頭的降低，果糖、葡萄糖含量的增加會(huì)使煙氣濃度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，適當(dāng)增加麥芽糖含量則有利于煙氣濃度的提升。

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(責(zé)任編輯 王家銀)

CorrelationandPathAnalysisonWater-solubleSugarandSensoryQualityofTabaccoLeavesinYunnanMainTobaccoAreas

CHEN Jian-ming1, YANG Shi-hua2, FENG Hong-tao1, LIU Jing2, KONG Lan-fen2*

(1.China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Yunnan Kunming 650202, China;2. Yunnan Comtestor Co., Ltd., Yunnan Kunming 650106, China)

【Objective】The effect of water soluble sugar on sensory quality of tobacco leaves in main tobacco growing areas of Yunnan was studied. 【Method】The main flue-cured tobacco varieties of main tobacco growing areas in Yunnan were used as the object, the correlation analysis and path analysis were used to study. 【Result】The results of correlation analysis showed that fructose was significantly negatively correlated with the concentration and strength; glucose and water soluble total sugar were significantly positively correlated with soft and irritation, and significantly negatively correlated with concentration and strength; maltose was positively correlated with smoothness and softness. The results of path analysis showed that the effect of water-soluble sugar on sensory quality, especially the momentum, irritation, concentration and softness was obvious. Increasing the content of water-soluble sugar was beneficial to the improvement of softness and the decrease of the momentum. The increasement of fructose and glucose content reduced the flue gas concentration and the taste was flat, but the increasement of fructose content were beneficial to the decrease of irritation and increasing the maltose content was conducive to the improvement of flue gas concentration.【Conclusion】Therefore, the water-soluble sugar content of tobacco leaves had different effects on sensory quality, which was one of the important indexes to evaluate its sensory quality. However, the use of tobacco formula in the actual process needed to adjust the content of each index to improve the sensory quality.

Water-soluble sugar；Sensory quality；Correlation analysis； Path analysis

S572

A

1001-4829(2017)11-2506-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.019

2016-05-08

云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目“三類及以上卷煙產(chǎn)品原料平衡配置在配方中應(yīng)用研究”(HYHH2012CP03)

陳劍明 (1976-)，男，云南建水人，本科，主要從事煙草原料研究，E-mail：406990883@qq.com，*為通訊作者：孔蘭芬，E-mail：konglanfen@reascend.com。