云產(chǎn)“清香型”煙葉主要揮發(fā)性致香成分含量的逐步判別分析

夏鶯鶯 張奇 樊杰

摘 要：采用逐步判別多元統(tǒng)計(jì)法以揮發(fā)性致香成分含量成分為已知類別的樣本對不同品種煙葉進(jìn)行判別分析，構(gòu)建判別模型，并對判別模型的結(jié)果預(yù)測進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明，3—甲基—2—丁烯醛、2—戊基呋喃、2—甲氧基—4—乙烯基苯酚、茄酮、香葉基丙酮、巨豆三烯酮C等6個(gè)變量進(jìn)入判別函數(shù)。由判別方程結(jié)果的方差分析可知，判別方程具有顯著性;用自身驗(yàn)證法和交互校準(zhǔn)檢測法對原樣品進(jìn)行復(fù)判，復(fù)判準(zhǔn)確率均為87.0%，新樣本的判別準(zhǔn)確率為80.5%?；谠飘a(chǎn)煙葉原料的主要致香成分含量的判別分析函數(shù)具有較高的穩(wěn)定性，可用于烤煙風(fēng)格特征的判斷。

關(guān)鍵詞：烤煙;致香成分;逐步判別分析

中圖分類號：S57;TS4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1674-1064（2021）06-077-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.038

烤煙的品種是形成煙葉香氣風(fēng)格特征的物質(zhì)基礎(chǔ)，煙葉的香氣品質(zhì)很大程度受由品種和區(qū)域生態(tài)條件影響或決定[1]。

判別分析是根據(jù)研究對象的各種特征的變量值，判別其類別歸屬問題的一種多變量統(tǒng)計(jì)學(xué)多元分析方法[2]，在地質(zhì)學(xué)、醫(yī)學(xué)、財(cái)經(jīng)、生物種類鑒別等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[3]。但判別分析烤煙的揮發(fā)性致香物質(zhì)的研究尚未見報(bào)道，文章從云產(chǎn)“清香型”煙葉主要揮發(fā)性致香成分含量出發(fā)，采用了逐步判別分析方法，將不同烤煙樣品的揮發(fā)性致香成分建立函數(shù)模型，為烤煙風(fēng)格特征的判斷和構(gòu)造“云煙”品牌特定需求的“清香型”煙葉模塊提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

供試的煙葉樣品于2018年在山西昆明煙草有限責(zé)任公司物流中心煙葉原料采集。供試品種包括紅大、K326、云87、云85，共采集77個(gè)煙葉樣品（C3F），其中紅大取30個(gè)樣本、K326取24個(gè)樣本、云85取10個(gè)樣本、云87取13個(gè)樣本。煙樣由專業(yè)煙葉分級技師按照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 烤煙》（GB 2635-92）挑選。每個(gè)煙樣3kg，烘干、粉碎、過65目篩后裝玻璃密封瓶備檢測分析用。

1.2 主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)分析

將烤煙樣品粉碎，過40目篩子，在恒溫恒濕箱中于溫度（22±1）℃、相對濕度（60±2）%條件下平衡24h，準(zhǔn)確稱取平衡后的煙末樣品25.0g，置入同時(shí)蒸餾萃取裝置中，并加入固定量的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)乙酸苯甲酯，采用二氯甲烷作為溶劑對煙末進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)萃取2h，所得精餾物經(jīng)干燥后濃縮定容至1.0mL。

濃縮液采用Agilent 6890N/5975氣質(zhì)聯(lián)用分析儀進(jìn)行分析，所得質(zhì)譜圖經(jīng)安捷倫譜庫（NIST05，Wiley275）檢索。

1.3 GC/MS的分析條件

毛細(xì)管柱：HP-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）;進(jìn)樣口溫度：240℃;載氣：He，1mL/min;程序升溫：50℃（1min）—8℃/min—160℃（2min）—8℃/min—260℃（15min）;進(jìn)樣量：0.5μL;分流比：25：1;傳輸線溫度：280℃;電離方式：EI;電離能量：70eV;離子源溫度：230℃;四級桿溫度：160℃;質(zhì)量范圍35aum～455aum。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)程序軟件（SPSS），按統(tǒng)計(jì)量Wilks λ最小值原則選擇變量，進(jìn)行逐步判斷分析，建立判別函數(shù)。然后進(jìn)行訓(xùn)練樣本的回代判別，計(jì)算回代錯(cuò)判率，并將每一樣本從訓(xùn)練集中去掉，再按同樣方法判別分析，進(jìn)行內(nèi)部交叉驗(yàn)證分析，驗(yàn)證建立函數(shù)的穩(wěn)定性。最后采用外部驗(yàn)證樣本驗(yàn)證判別方程的判別精準(zhǔn)性。

2 數(shù)據(jù)分析

將煙葉原料的致香成分?jǐn)?shù)據(jù)與感官評價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行分析，對評吸結(jié)果中歸為高檔的原料進(jìn)行研究，通過逐步判別分析得到了表征四個(gè)品種的判別模型。從構(gòu)成模型的兩個(gè)主成分函數(shù)來看，品種之間具有較為顯著的差異，通過模型驗(yàn)證結(jié)果來看，分析結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性?？紤]到煙葉的致香成分在煙葉生長、烘烤、陳化過程中具有極其重要的代表性，對煙葉香氣風(fēng)格具有直接的作用，故采用致香成分對煙葉進(jìn)行表征具有重要作用。

2.1 不同品種烤煙揮發(fā)性致香物質(zhì)的數(shù)量特征

各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的基本統(tǒng)計(jì)特征值如表1所示，從表中可以看出四個(gè)品種煙葉主要揮發(fā)性致香物質(zhì)的變異系數(shù)都較大，說明煙葉樣本間的差異較大。

2.2 不同品種烤煙揮發(fā)性致香物質(zhì)的數(shù)量特征

建立判斷函數(shù)。對烤煙主要的83種性致香成分進(jìn)行逐步判別，從表2可以看出，用于判別分析的樣本特征變量并不完全是數(shù)據(jù)量大為好，變量因素過多，不僅會(huì)增大模型解析計(jì)算量，還可能會(huì)使判別模型議程價(jià)數(shù)增加，導(dǎo)致精確性降低，所以建立判別效果良好的判別模型，必須從眾多自變量中挑選出對函數(shù)起顯著作用的變量[4]。最終有6個(gè)變量引入判別函數(shù)，剔除了77個(gè)變量。這6個(gè)變量依次為3—甲基—2—丁烯醛（X1）、2—戊基呋喃（X2）、2—甲氧基—4—乙烯基苯酚（X3）、茄酮（X4）、香葉基丙酮（X5）、巨豆三烯酮C（X6）。最終得到4個(gè)品種烤煙的典型判別函數(shù)分別為：

判別函數(shù)F1、F2、F3、F4特征值分別為25.2732、11.94、12.5538和12.67，典型相關(guān)系數(shù)分別為0.9807、0.9757、0.9631、0.9871。對判別函數(shù)進(jìn)行方差分析表明，得知P<0.0005，說明以篩選的6個(gè)變量組成的判別函數(shù)，對區(qū)分四個(gè)品種的差異效果顯著。作判別時(shí)，將樣本的各揮發(fā)性成分指標(biāo)代入4個(gè)判別函數(shù)計(jì)算函數(shù)值，哪個(gè)函數(shù)值最大，就說明試樣可能屬于哪個(gè)品種。

紅大與其他類別的差異較為明顯，且主要是函數(shù)1上的區(qū)別;K326與紅大的差別主要體現(xiàn)在函數(shù)1上，與云85與云87的差別主要體現(xiàn)在函數(shù)2上;云85與云87較為接近。

2.3 判別效果檢驗(yàn)

對于判別分析，所建立的判別函數(shù)用來判別時(shí)的準(zhǔn)確率是至關(guān)重要的，用自身驗(yàn)證法和交互驗(yàn)證法對原樣品進(jìn)行回判。自身驗(yàn)證的正確率為87.0%，交互驗(yàn)證的正確率為80.5%，說明該分類有一定的準(zhǔn)確性，判別分析的預(yù)測結(jié)果較好，可以用于實(shí)際情況。

3 結(jié)論與探討

判別分析對判定未知樣品的特性，是將數(shù)量化模型用于烤煙樣品揮發(fā)性致香成分含量判斷的一種新探索，方差分析表明，判別函數(shù)對區(qū)分不同品種的致香成分含量差異性具有重要意義。且分析結(jié)果也揭示了3—甲基—2—丁烯醛、2—戊基呋喃、茄酮、香葉基丙酮等6種致香成分含量對卷煙內(nèi)在品質(zhì)和清香風(fēng)格特征具有重要影響，而不同品種又有各自的顯著特征。

參考文獻(xiàn)

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