江西烤煙化學成分與感官評吸指標的相關性

張正楊，羅昭標，張福群

(1.江西省煙草公司， 江西 南昌 330025；2.江西省煙草公司 撫州市公司， 江西 撫州 344000)

煙葉中總糖、還原糖、總氮、蛋白質(zhì)、淀粉、煙堿、揮發(fā)酸、揮發(fā)堿、鉀、氯和多酚等化學成分是煙葉質(zhì)量和風格特色形成的物質(zhì)基礎。煙葉的評吸質(zhì)量是煙葉通過燃燒所產(chǎn)生煙氣的香氣類型、香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、刺激性、雜氣和余味等指標決定的，主要通過人的感官進行評價，是人為的主觀感受，也是煙葉質(zhì)量的最終評價。江西省近年來烤煙發(fā)展迅速，受到越來越多卷煙工業(yè)企業(yè)青睞。關于煙葉化學成分與評吸指標之間的相互關系，近年來一直備受國內(nèi)外研究者的關注[1-7]。不同產(chǎn)地煙葉的化學成分差異較大，鮮見關于針對江西煙葉的研究報道。為此，采用多元統(tǒng)計學方法研究江西烤煙化學成分與感官評吸指標的關系，旨在弄清影響江西省煙葉感官評吸指標的主要化學成分，以期為烤煙生產(chǎn)技術措施的改進提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

煙葉樣品共計24個，選自江西省2017年烤煙綜合示范區(qū)(安福、廣昌、瑞金、信豐)田間長勢長相分別為好、中、差的C3F和B2F等級初烤煙葉，烤煙品種為NC297。

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)化學成分測定 按照中華人民共和國煙草行業(yè)標準測定煙葉中煙堿、總糖、還原糖、淀粉、總氮、磷、鉀和氯的含量。

1.2.2 煙葉感官評吸質(zhì)量 選取初烤煙葉樣品，制成煙絲并調(diào)節(jié)含水率在11.5%左右，卷制成卷煙，卷煙在(22±1)℃和相對濕度(60±2)%下平衡水分48 h。感官評吸質(zhì)量由江西中煙工業(yè)有限責任公司組織評吸專家按 煙草及煙草制品 感官評價方法(YC/T 138-1998)進行評價打分，選取的評價指標包括煙氣的香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味等。

1.2.3 相關性分析

1) 簡單相關。簡單相關是多元相關分析的基礎，是描述2個變量間線性關系程度和方向的統(tǒng)計方法。對香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性和余味感官評吸指標與常規(guī)化學成分指標間的相關性進行簡單相關分析，計算其相關系數(shù)。

2) 典型相關。典型相關分析可從總體上把握兩組指標之間的相關關系，分別在兩組變量中提取有代表性的2個綜合變量U1和V1(分別為兩個變量組中各變量的線性組合)，利用2個綜合變量之間的相關關系來反映兩組指標之間的整體相關性。將煙氣的香氣質(zhì)(X1)、香氣量(X2)、濃度(X3)、勁頭(X4)、雜氣(X5)、刺激性(X6)和余味(X7)等感官評吸指標與煙堿(Y1)、總糖(Y2)、還原糖(Y3)、淀粉(Y4)、總氮(Y5)、磷(Y6)、鉀(Y7)和氯(Y8)等常規(guī)化學成分進行典型相關分析。

3) 多元逐步回歸。多元逐步回歸分析是在相關變量中將1個變量視為因變量，將另1個或多個變量視為自變量，建立多個變量之間線性或非線性數(shù)學模型數(shù)量關系式并利用樣本數(shù)據(jù)進行分析的統(tǒng)計分析方法。將感官評吸指標分別設為自變量，與煙葉化學成分指標進行多元逐步回歸分析，按步進準則概率F≤0.05進入方程，概率F≥0.1剔除方程的逐步回歸方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 19.0對相關數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉化學成分的含量及其感官評吸質(zhì)量

從表1可知，煙葉化學成分的含量及變異大小的差異?；瘜W成分平均含量：總糖最高，為26.73%；還原糖其次，為23.68%；氯含量最低，為0.17%；其余指標含量為0.31%～8.20%。變異系數(shù)：淀粉最大，為32.00%；氯其次，為28.00%；總氮最小，為14.00%；其余指標為17.00%～26.00%。標準差：總糖和還原糖相對較大，分別為4.71和4.61；淀粉其次，為2.62；磷和氯相對較小，分別為0.07和0.05。從表2看出，感官評吸指標的得分差異較小，均為6.5分左右；以濃度得分最高，為6.62分；勁頭得分最低，為6.10分。變異系數(shù)：樣本間不同指標的變幅較小，僅香氣量的變異系數(shù)為3%，其余指標變異系數(shù)均為5%。標準差：除香氣量為0.18外，其余各煙氣指標間較為接近，為0.30～0.36。

偏度系數(shù)的正負表明樣本數(shù)據(jù)的右偏或左偏，感官評吸指標除勁頭外，其余指標均為左偏型；除鉀、氯含量的偏度系數(shù)大于1外，其余各項指標的峰度和偏度均處于-1～l，說明化學成分含量及感官評吸質(zhì)量結(jié)果接近正態(tài)分布。

表1 煙葉化學成分的含量及其變異情況

表2 煙葉煙氣的感官評吸質(zhì)量及其變異情況

2.2 煙葉化學成分與感官評吸指標的相關性

2.2.1 簡單相關 從表3可知，不同化學成分含量與感官評吸指標間的簡單相關關系。煙堿含量：與香氣質(zhì)、勁頭、雜氣、刺激性和余味均呈極顯著負相關，與濃度呈極顯著正相關；總糖含量：與勁頭、雜氣、刺激性和余味均呈極顯著正相關，與香氣質(zhì)呈顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關；還原糖含量：與勁頭、雜氣、刺激性和余味呈極顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關，與香氣質(zhì)呈顯著正相關；淀粉含量：與香氣質(zhì)、濃度、勁頭、刺激性和余味呈負相關，與其余指標呈正相關；總氮含量：與濃度呈極顯著正相關，與刺激性呈極顯著負相關，與勁頭、雜氣和余味呈顯著負相關；磷含量：與香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭和雜氣呈負相關，與刺激性和余味呈正相關；鉀含量：與刺激性和余味呈極顯著正相關，與濃度呈極顯著負相關；氯含量：與濃度呈極顯著正相關，與余味呈極顯著負相關，與香氣質(zhì)、勁頭、雜氣和刺激性呈顯著負相關。

表3 煙葉化學成分含量與感官評吸指標間的簡單相關分析

注：*表示差異顯著(P<0.05)，**表示差異極顯著(P<0.01)，下同。

Note: * represents 0.05 significant level, * * represents 0.01 significant level. The same below.

2.2.2 典型相關 從表4和表5可知，在煙葉化學成分與感官評吸指標典型相關系數(shù)中，第1個典型相關系數(shù)達顯著水平，說明煙葉化學成分與感官評吸質(zhì)量存在顯著典型相關；其余6個典型相關系數(shù)均不顯著，不具有統(tǒng)計學意義，因此，選擇第1組典型變量進行詳細分析。由于煙葉化學成分與感官評吸指標的計量單位不同，因此，采用標準化的典型系數(shù)給出典型相關模型系數(shù)M和L，并計算原始變量與典型變量之間的相關系數(shù)(R)，并由此構(gòu)建第1個典型和第2個典型變量模型：U1=0.55X1-0.178X2+0.731X3-0.025X4+0.414X5-0.531X6-0.487X7，V1=0.384Y1+0.641Y2-0.521Y3+0.1Y4+0.769Y5-0.523Y6-0.205Y7-0.194Y8。從典型系數(shù)和相關系數(shù)看，U1與濃度存在較高的正相關，相關系數(shù)為0.850，與刺激性和余味存在較高的負相關，相關系數(shù)分別為-0.706和-0.692。因此，U1為主要描述煙氣口腔感受的綜合性狀。V1與總糖、還原糖和鉀存在較高的負相關，與煙堿和總氮存在較高的正相關。因此，V1為描述煙葉碳、氮含量的綜合性狀，表明煙葉煙氣口腔感受與煙葉碳氮比關系密切。

表4 煙葉化學成分與感官評吸指標間的典型相關分析

Table 4 Canonical correlation analysis between chemical compositions and sensory evaluation indexes of tobacco leaves

典型相關系數(shù)Canonical correlation coefficient卡方值Chi-square value自由度dfP值P value0.924?75.361560.0430.82046.510420.2920.73529.758300.4780.68918.120200.5800.5358.463120.7480.3973.39660.7580.2310.82420.662

表5 煙葉化學成分與感官評吸指標間的典型相關系數(shù)

2.2.3 逐步回歸 經(jīng)逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)，除香氣量與煙葉化學物質(zhì)未建立回歸方程外，其余感官評吸指標與煙葉化學成分均有顯著的回歸方程關系，且香氣質(zhì)、勁頭、雜氣、刺激性和余味經(jīng)逐步回歸引入的自變量均為煙堿，說明煙堿對煙葉感官評吸質(zhì)量具有重要的影響。濃度與其余感官評吸指標不同，其引入的自變量為總糖和鉀，說明總糖和鉀與煙葉煙氣的濃度關系密切。決定系數(shù)(R2)反應的是回歸方程的擬合程度，決定系數(shù)越大，說明回歸方程擬合程度越好，自變量對應變量的解釋程度越高。在當前擬合模型條件下，煙堿能夠解釋香氣質(zhì)、勁頭、雜氣、刺激性和余味的變化比例分別為28.7%、38.9%、48.9%、52.6%和53.2%，總糖和鉀能夠解釋濃度的變化比例為66.7%。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，煙葉化學成分的含量在樣本間變異系數(shù)較大，說明各樣本間的化學成分含量差異較大，這可能是將B2F和C3F進行混合統(tǒng)計及各樣本所處的生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)措施不一致等因素引起。經(jīng)簡單相關分析，煙葉含氮化合物(煙堿、總氮)及氯與煙氣濃度呈極顯著正相關，說明提升該類物質(zhì)含量，有利于提升煙葉煙氣濃度，但同時也對香氣質(zhì)、勁頭、雜氣、刺激性和余味產(chǎn)生不利影響；含碳化合物(總糖、還原糖)以及總鉀對煙葉勁頭、雜氣、刺激性、余味和香氣質(zhì)具有正向作用，同時也會在一定程度上降低煙葉的煙氣濃度。香氣量與化學成分的相關性均不顯著。與薛超群等[8]的研究結(jié)果相近，說明香氣量受煙葉常規(guī)化學成分的影響較小。

經(jīng)典型相關分析，U1與濃度呈正相關，與刺激性和余味呈負相關，V1與總糖、還原糖和鉀呈負相關，與煙堿和總氮呈正相關。表明，提高煙葉碳氮比可一定程度上降低煙氣濃度，改善刺激性和余味。與簡單相關分析結(jié)果基本吻合。經(jīng)逐步回歸分析，香氣質(zhì)、勁頭、雜氣、刺激性和余味與煙堿存在極顯著線性關系，濃度與總糖和鉀存在極顯著線性關系。表明，一定程度上可用煙堿、總糖和鉀來表征煙葉的感官評吸質(zhì)量。

綜合來看，江西烤煙感官評吸質(zhì)量主要受煙葉碳、氮、鉀和氯等的影響。此外，香氣量與煙葉化學成分的相關性不強，其具體影響因素還有待進一步深入研究。