阿根廷不同基因型煙葉品質(zhì)特征及工業(yè)適用性評價(jià)

范幸龍，付金存，張 莉，潘高偉，毛文龍，賀 彪，李俊龍，焦醒亞，杜 航，邢亞偉，徐如彥*

(1江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江蘇南京 210019；2云南省煙草公司 麗江市公司，云南麗江 674100)

0 引言

【研究意義】煙葉原料是中式卷煙的核心和基礎(chǔ)[1]，而烤煙品種是決定煙葉質(zhì)量關(guān)鍵因素之一[2]，直接影響煙葉工業(yè)可用性。目前全世界有超過40個(gè)國家和地區(qū)從阿根廷進(jìn)口煙葉[3]，阿根廷是南美洲重要的煙草產(chǎn)地，烤煙年產(chǎn)量居世界第6位，種植區(qū)域主要集中在胡胡伊(Jujuy)和薩爾塔(Salta)2個(gè)省。近幾年我國卷煙工業(yè)從阿根廷進(jìn)口煙葉的數(shù)量日益增加，但是前人對阿根廷主栽烤煙品種煙葉風(fēng)格及工業(yè)可用性的相關(guān)研究鮮見報(bào)道，因此，科學(xué)評價(jià)阿根廷烤煙煙葉綜合質(zhì)量及工業(yè)適用性對我國烤煙加工業(yè)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】對于烤煙綜合質(zhì)量評價(jià)前人開展了較多研究，蔣佳磊等[4]通過隸屬度函數(shù)和層次分析法構(gòu)建煙葉化學(xué)成分可用性指數(shù)(CCUI)對我國主要產(chǎn)區(qū)煙葉可用性進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)。張勇剛等[5]將改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)度分析法應(yīng)用于煙葉主要化學(xué)成分的綜合評價(jià)。魯紹坤等[6]采用PCA方法建立煙葉質(zhì)量評價(jià)模型，同時(shí)考慮到當(dāng)前工業(yè)使用實(shí)際，在模型中加入卷煙配方專家評分，以提高模型可用性。葉協(xié)峰等[7]則采用外觀質(zhì)量評價(jià)與常規(guī)化學(xué)成分評價(jià)相結(jié)合，建立基于主成分分析和聚類分析的Fisher判別函數(shù)的煙葉質(zhì)量評價(jià)模型。【研究切入點(diǎn)】層次分析法(Analyticalhierarchy process，AHP)是定性分析和定量分析相結(jié)合的權(quán)重分配方法，廣泛應(yīng)用于品種綜合評價(jià)等權(quán)重分析中[8]。逼近理想解排序法(Dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution，DTOPSIS)可用來解決多指標(biāo)的評價(jià)與排序問題，是近年來被廣泛應(yīng)用于作物品種的一種綜合評價(jià)方法[9]。代順東等[8，10]最新研究已將AHP法與DTOPSIS法相結(jié)合應(yīng)用于我國不同烤煙新品種區(qū)試綜合評價(jià)中，但是在上述研究中的指標(biāo)多偏重于烤煙品種大田農(nóng)藝性狀、產(chǎn)值產(chǎn)量和抗病性，未能體現(xiàn)各品種煙葉的工業(yè)可用性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，通過咨詢行業(yè)專家，選用當(dāng)前卷煙工業(yè)品牌配方對原料煙葉使用關(guān)注度高的10個(gè)品質(zhì)指標(biāo)，采用優(yōu)化組合評價(jià)方法對從阿根廷Jujuy省和Salta省連續(xù)2年采集的不同烤煙品種進(jìn)行綜合評價(jià)，旨在進(jìn)一步了解國外主產(chǎn)煙區(qū)烤煙品種資源，同時(shí)豐富我國煙葉工業(yè)評價(jià)體系，為更加科學(xué)合理評價(jià)阿根廷主栽烤煙品種工業(yè)可用性提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用2018年和2019年從阿根廷烤煙主產(chǎn)煙區(qū)Jujuy省和Salta省采集的當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩NB1O等級的煙葉數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其中，Jujuy省的主栽烤煙品種為CJ112、K394和MB59，Salta省的主栽烤煙品種為K326、K394和MB59，2018年和2019年均對每個(gè)品種采集6個(gè)樣品，每個(gè)樣品2.0 kg。B1O等級為當(dāng)前我國卷煙工業(yè)從阿根廷調(diào)撥煙葉的主導(dǎo)等級，該等級葉片著生部位和品質(zhì)與我國的C3F等級煙葉相似。阿根廷煙葉等級標(biāo)識(shí)中，數(shù)字“1”表示一級煙葉，字母“O”表示煙葉外觀顏色橘色稍偏淺。

1.2 測定項(xiàng)目及方法

所有煙葉樣品均由江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司組織專業(yè)技術(shù)人員統(tǒng)一進(jìn)行初烤煙葉的外觀質(zhì)量評價(jià)、理化檢測和感官評吸。其中，煙葉外觀質(zhì)量3項(xiàng)指標(biāo)(成熟度、身份、油分)采用GB 2635—1992烤煙分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化評定，常規(guī)化學(xué)成分煙堿、總糖和鉀含量則采用近紅外光譜法[11]進(jìn)行檢測，香氣質(zhì)、香氣量、刺激性和余味4項(xiàng)煙葉品質(zhì)特征指標(biāo)以及9項(xiàng)煙葉風(fēng)格特征指標(biāo)(清香型、干草香、清甜香、青香、木香、辛香、飄逸、濃度和勁頭)由7名煙葉感官評吸專家按照《烤煙煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色感官評價(jià)方法》(YC/T 530—2015)進(jìn)行感官評吸，采用5分制標(biāo)度評分法進(jìn)行打分并取其平均值，具體評分標(biāo)度見表1。

1.3 DTOPSIS 評價(jià)法

1.3.1 評價(jià)步驟 采用層次分析法(AHP)確定10個(gè)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重；將從阿根廷Jujuy省和Salta省采集的主栽品種各指標(biāo)數(shù)據(jù)取平均值，構(gòu)建評價(jià)矩陣B；利用逼近理想解排序法(DTOPSIS法)正向指標(biāo)模型無量綱化處理成熟度、油分、身份、香氣質(zhì)、香氣量和余味指標(biāo)，利用DTOPSIS法負(fù)向指標(biāo)模型無量綱化處理刺激性，再用拋物線型隸屬函數(shù)無量綱化處理總糖和煙堿含量，用S型隸屬函數(shù)無量綱化處理鉀含量，得規(guī)范化矩陣Z；根據(jù)AHP法確定權(quán)重，計(jì)算決策矩陣R；分種植區(qū)計(jì)算“理想解”和“負(fù)理想解”，利用歐基里德范數(shù)分別計(jì)算阿根廷Jujuy省和Salta省不同年份下各品種與“理想解”和“負(fù)理想解”的距離；計(jì)算各品種與“理想解”的近似度Ci，Ci大小表示不同品種煙葉工業(yè)可用性相對優(yōu)劣。

1.3.2 指標(biāo)選擇及權(quán)重確定 DTOPSIS綜合評價(jià)法指標(biāo)選擇及權(quán)重分配是在充分征求行業(yè)專家意見的基礎(chǔ)上，參考中國煙草總公司發(fā)布的《烤煙新品種工業(yè)評價(jià)方法》(YQ-YS/T 1-2018)，同時(shí)結(jié)合江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《初烤煙質(zhì)量評價(jià)規(guī)程》，選用油分、成熟度、身份、煙堿含量、總糖含量、鉀含量、香氣質(zhì)、香氣量、余味和刺激性10項(xiàng)核心原料品質(zhì)指標(biāo)作為綜合評價(jià)不同烤煙品種煙葉工業(yè)可用性優(yōu)劣的指標(biāo)。采用T·L·Satty提出的1～9標(biāo)度比較尺度法理論，根據(jù)各指標(biāo)對煙葉工業(yè)可用性影響程度相對重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣A(表2)。

表2 判斷矩陣ATable 2 Judgment matrix A

表3 權(quán)向量計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)Table 3 Related data for calculation of weight vector

1.3.5 構(gòu)建評價(jià)矩陣 將從阿根廷主產(chǎn)煙區(qū)Jujuy省和Salta省2018年和2019年采集的主栽品種各指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)取平均值，構(gòu)建評價(jià)矩陣B(表4)。

表4 評價(jià)矩陣BTable 4 Evaluation matrix B

表5 規(guī)范化矩陣Z Table 5 Normalized matrix Z

1.3.7 計(jì)算決策矩陣、“理想解”及“負(fù)理想解” 各指標(biāo)權(quán)重值Wi(表3)與規(guī)范化矩陣Z中j列相乘得到?jīng)Q策矩陣R(表6)。根據(jù)公式M+=(maxri1+maxri2……maxrij)計(jì)算構(gòu)成阿根廷煙區(qū)原料煙葉“理想解”矩陣M+；再根據(jù)公式M-=(minri1+minri2……minrij)計(jì)算構(gòu)成阿根廷原料煙葉“負(fù)理想解”矩陣M-。其中，Mi+={0.032 1,0.028 5,0.019 4,0.088 7,0.095 1,0.037 7,0.230 7,0.230 7,0.139 2,0.085 2}，Mi-={0.030 2,0.013 4,0.011 9,0.049 7,0.009 5,0.016 8,0.186 4,0.178 0,0.112 7,0.070 1}。

表6 決策矩陣RTable 6 Decision matrix R

1.3.8 各品種與“理想解”相對近似度計(jì)算 將Mi+和Mi-與Rij分別利用歐基里德范數(shù)(Euclidnorm)作為距離的測度，得到各品種與“理想解”的距離(Si+)及品種與“負(fù)理想解”的距離(Si-)，按公式計(jì)算各品種與“理想解”的近似度(Ci)的值。最后根據(jù)Ci大小評價(jià)不同品種煙葉工業(yè)可用性的相對優(yōu)劣。

2 結(jié)果與分析

2.1 阿根廷主栽烤煙品種風(fēng)格特征

由表7可知，阿根廷Jujuy和Salta 2個(gè)省主栽不同基因型煙葉的香型均為濃香型，香韻均以干草香、焦甜香和焦香3種為主，香氣狀態(tài)均表現(xiàn)為沉溢。其中，Jujuy省主栽品種煙葉干草香和濃度指標(biāo)得分總體顯著高于Salta省，煙葉勁頭得分則總體極顯著高于Salta省。不同基因型品種間差異表現(xiàn)為Jujuy省K394煙葉濃香型和干草香指標(biāo)得分最高，CJ112煙葉勁頭最大，MB59煙葉焦甜香、焦香、沉溢和濃度4項(xiàng)得分均最高。Salta省K394煙葉在濃香型、干草香、沉溢和濃度4項(xiàng)得分均最高，K326煙葉焦甜香韻得分最高，MB59煙葉焦香香韻得分最高、勁頭最大。

表7 阿根廷主栽品種B1O等級煙葉風(fēng)格特征評分Table 7 Characteristics score of B1O grade to main tobacco variety in Argentina 分

2.2 阿根廷主栽烤煙品種工業(yè)可用性綜合評價(jià)

按照各品種與“理想解”的近似度(Ci)大小排序，最大者即為煙葉綜合質(zhì)量及工業(yè)適用性評價(jià)最優(yōu)品種。從表8可知，根據(jù)連續(xù)2年的排序結(jié)果，阿根廷Jujuy省主栽烤煙品種B1O等級煙葉工業(yè)可用性綜合評價(jià)排序一致表現(xiàn)為K394>MB59>CJ112，說明Jujuy省主栽品種K394煙葉綜合質(zhì)量和年度穩(wěn)定性最優(yōu)，煙葉工業(yè)可用性高，因此適合作為我國卷煙工業(yè)Jujuy省采購煙葉原料的首選品種。而Salta省K326品種的B1O等級煙葉綜合質(zhì)量和年度穩(wěn)定性總體好于K394和MB59，煙葉工業(yè)適用性高，因此適合作為我國卷煙工業(yè)Salta省煙葉原料采購的首選品種。

表8 基于DTOPSIS法的阿根廷主要烤煙品種煙葉工業(yè)可用性綜合評價(jià)排序Table 8 Ranking about comprehensive applicability evaluation of main flue-cured tobacco varieties in Argentina based on DTOPSIS method

3 討論

目前卷煙工業(yè)煙葉質(zhì)量綜合評價(jià)中，主要考慮的兩大指標(biāo)是煙葉化學(xué)成分特征和感官評吸特征。因此，前人對原料煙葉建立的工業(yè)可用性評價(jià)方法多集中在煙葉品質(zhì)的某一方面[4-7]。而本研究為進(jìn)一步提高對煙葉原料可用性評價(jià)的科學(xué)性，首先在模型評價(jià)指標(biāo)的選擇上同時(shí)涵蓋了煙葉的外觀質(zhì)量、化學(xué)成分和感官質(zhì)量三大類核心指標(biāo)。其次在各指標(biāo)權(quán)重分配上，選用AHP法為DTOPSIS 法中各指標(biāo)提供權(quán)重并進(jìn)行權(quán)重合理性檢驗(yàn)，AHP法較其他指標(biāo)權(quán)重確定方法如主成分分析法、專家打分法、類間標(biāo)準(zhǔn)差法等[12]的最大優(yōu)勢在于其是根據(jù)統(tǒng)一尺度，并運(yùn)用各性狀間兩兩比較的方法分層確定權(quán)重，以組合權(quán)重計(jì)算綜合指數(shù)，使各指標(biāo)權(quán)重的賦值減少了不同研究者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)主觀定權(quán)存在的偏差，從而影響評價(jià)結(jié)果的科學(xué)性；同時(shí)在DTOPSIS 法無量綱化處理環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步提高評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，本模型對煙葉總糖、煙堿和鉀含量3項(xiàng)中性指標(biāo)分別引入拋物線和S型隸屬度函數(shù)進(jìn)行處理，使指標(biāo)在最優(yōu)范圍內(nèi)的評價(jià)結(jié)果相同，進(jìn)一步提高評價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。本研究將AHP法和DTOPSIS 法相結(jié)合并首次應(yīng)用于阿根廷不同烤煙品種煙葉工業(yè)可用性評價(jià)中，但是其在典型指標(biāo)的選擇、各指標(biāo)的權(quán)重分配及普適性方面還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

阿根廷煙區(qū)主栽烤煙品種煙葉風(fēng)格均為濃香型煙葉，且以干草香、焦甜香和焦香為主體香韻，香氣沉溢。Jujuy省煙葉干草香和濃度得分顯著高于Salta省，勁頭得分極顯著高于Salta省。通過ANP法、DTOPSIS法與隸屬函數(shù)法組合建立的煙葉綜合質(zhì)量評價(jià)模型連續(xù)2年的排序結(jié)果看，阿根廷Jujuy省主栽烤煙品種煙葉工業(yè)適用性排序?yàn)镵394>MB59>CJ112；Salta省K326品種的B1O等級煙葉綜合質(zhì)量和年度穩(wěn)定性總體好于K394和MB59。因此，我國卷煙工業(yè)在阿根廷進(jìn)行原料采購時(shí)，K394和K326可分別作為阿根廷Jujuy省和Salta省的首選品種。