云南4个烤烟品种物理和烟气指标的相关性分析

王浩雅 王理珉 和智君 田丽梅 任一鹏 石凤学

摘要：选择云南省１１个烟区４个烤烟品种３个部位的烟叶，进行了１２个物理指标与７个烟气指标的检测和相关性分析。结果表明，物理指标中ＣＶ较大的占４１．６７％，烟气指标中ＣＶ较大的占28．57％，说明物理指标相对于烟气指标波动大，稳定性较差。高度正相关的指标有总粒相物与烟气水分、总粒相物与烟气烟碱量、总粒相物与焦油量、烟气烟碱量与焦油量、烟气烟碱量与烟气ｐＨ、拉力与抗张强度；中度正相关的指标有总粒相物与叶片厚度、烟气水分与焦油量、烟气烟碱量与抽吸口数、烟气烟碱量与叶片厚度、含梗率与填充值、拉力与叶质重、叶片厚度与耐破度；中度负相关的指标有焦油量与长宽比、一氧化碳与长宽比、叶质重与填充值。说明各烟气指标间、各物理指标间相关性较大，物理指标与烟气指标间也存在一定的相关性。

关键词：烤烟；物理指标；烟气指标；相关性分析；ｔ测验

中图分类号：Ｓ５７２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）03－0525-04

The Correlation Analysis of Physical Indicators and Smoke Components of

Four Flue-cured Tobacco Varieties in Yunnan

ＷＡＮＧ Ｈａｏ－ｙａ，ＷＡＮＧ Ｌｉ－ｍｉｎ，ＨＥ Ｚｈｉ－ｊｕｎ，ＴＩＡＮ Ｌｉ－ｍｅｉ，ＲＥＮ Ｙｉ－ｐｅｎｇ，ＳＨＩ Ｆｅｎｇ－ｘｕｅ

（Ｙｕｎｎａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０１０６， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： １２ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｎｄ ７ ｓｍｏｋｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ３ ｓｔａｌｋ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｌｅａｖｅｓ ａｍｏｎｇ ４ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｆｌｕｅ－ｃｕｒｅｄ ｔｏｂａｃｃｏ ｉｎ １１ ｔｏｂａｃｃｏ ａｒｅａｓ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ４１．６７％ ａｎｄ 28．57％ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｅｄ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍｏｋｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ． Ｈｉｇｈ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ＴＰＭ ａｎｄ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｏｆ ｓｍｏｋｅ， ＴＰＭ ａｎｄ ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｍｏｋｅ， ＴＰＭ ａｎｄ ｔａｒ ｏｆ ｓｍｏｋｅ， ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ａｎｄ ｔａｒ ｏｆ ｓｍｏｋｅ， ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ａｎｄ ｐＨ ｏｆ ｓｍｏｋｅ， ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ． Ｍｏｄｅｒａｔｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ＴＰＭ ａｎｄ ｌｅａｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ， ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ａｎｄ ｔａｒ ｏｆ ｓｍｏｋｅ， ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ａｎｄ ｐｕｆｆ ｎｕｍｂｅｒ， ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ａｎｄ ｌｅａｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ， ｓｔｅｍ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ａｎｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｖａｌｕｅ， ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｌｅａｆ， ｌｅａｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｂｕｒｓｔｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ． Ｍｏｄｅｒａｔｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｔａｒ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ａｎｄ ｌｅｎｇｔｈ ｔｏ ｗｉｄｔｈ ｒａｔｉｏ， ＣＯ ａｎｄ ｌｅｎｇｔｈ ｔｏ ｗｉｄｔｈ ｒａｔｉｏ， ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｌｅａｆ ａｎｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｖａｌｕｅ． It was ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｓｍｏｋｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ． Ａｎｄ ａｌｓｏ tｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｏｍｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ． Ｔｈｅｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ would ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ and ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｌｕｅ－ｃｕｒｅｄ ｔｏｂａｃｏｏ； ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ； ｓｍｏｋｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ； ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｔ ｔｅｓｔ

烟叶的物理性状不仅与烟叶内在质量密切相关，部分指标如含梗率、填充值、平衡含水率等还是体现烟叶加工性能的重要指标［１］，直接影响烟叶品质和卷烟制造过程中的产品风格、成本及其他经济指标［２－5］。烟叶的物理特性与烟草的类型、品种、等级、烟叶加工和贮存工艺密切相关，因此烟叶物理特性成为近年来烟叶质量评价的重要研究内容［４，６］。卷烟（烟叶）的物理、化学指标与其主流烟气指标间存在着不同程度的相关性［７－９］，而烟叶原料是决定成品卷烟一氧化碳、焦油等烟气组分产生量的主要因素［１０，１１］。

以往研究中较少有人研究烟叶的物理指标与烟气成分的关系，并且所研究的物理指标也甚少，汤朝起等［１２］只测定了４个物理指标研究烤烟物理特性和化学成分与烟气组分的关系。试验对云南４个烤烟品种的１２个物理指标和7个烟气指标进行了相关性分析，为云南烤烟栽培、烟叶物理质量评价、卷烟原料的选择提供一定的参考。

１材料与方法

１．１试验材料

２０１０年在云南烟草科学研究院进行试验，试验的烤烟烟叶来自云南省１１个地区的４个烤烟品种，等级为C3F，具体见表１。

１．２试验仪器

分析天平（感量０．０００ １ ｇ）；打孔器（１８ ｍｍ）；电子拉力机（济南德瑞克，型号ＤＲＫ１００Ｂ）；厚度仪（德国ＫＡＲＬ）；耐破度仪（四川长江造纸仪器有限责任公司，型号ＢＰＷ－２）；定量冲样器（四川长江造纸仪器有限责任公司，型号ＢＴＱ－１）； 烟丝填充值测定仪（德国ＢＯＲＧＷＡＬＴ公司）；恒温恒湿箱（德国Ｂｉｎｄｅｒ ＫＢＦ７２０）；烘箱（德国Ｂｉｎｄｅｒ ＦＤ２４０）。

１．３测定指标

１２个物理特性指标：单叶重、含梗率、平衡含水率、拉力、抗张强度、延伸率、长宽比、叶质重、阴燃时间、叶片厚度、耐破度、填充值；７个烟气成分：总粒相物、烟气水分、烟气烟碱量、焦油量、一氧化碳量、抽吸口数、烟气ｐＨ。

１．４测定方法

１．４．１试样的制备将烟叶样品放在（２２±1）℃、湿度（６０±3）％的恒温恒湿箱中平衡４８ ｈ后制备样品。

１．４．２测定方法①烟气成分分析按照文献［１３-16］规定的方法进行。②单叶重、含梗率、叶长和叶宽（计算长宽比）、叶质重、阴燃时间采用吉文书等［１０］的方法测定。③平衡含水率采用文献［１7］的方法测定。④拉力、抗张强度、延伸率采用恒速拉伸法测定，取３片烟叶，需要在烟叶中部的两侧中间位置，避开主脉和支脉，将烟叶剪成１０ ｍｍ×４０ ｍｍ的长条。仪器采用电子拉力机，调整仪器的拉伸速率至（１００±５）ｍｍ／ｍｉｎ。将夹头调整到（３０±１）ｍｍ，输入样品的长度、宽度和厚度，将试样夹在夹头上，注意不要用手接触试验区域，建议在处理试样时佩戴一次性或轻质棉手套，夹紧试样，不留任何可觉察的松弛，并且不产生明显的应变，进行力清零和位移清零。保证试样平行于所施加的张力方向，开始试验直至试样断裂，记录所施加的最大拉力。记录断裂时的伸长，从仪器直接读出裂断时的延伸率；从仪器直接读出裂断时的抗张强度。⑤叶片厚度采用层积厚度法测定，取１０片烟叶，用打孔器对每片烟叶沿着主脉均匀地在左右两侧各打３个孔，每片烟叶共打６个孔，每个圆片均不应有洞眼或破损，并避开主脉和支脉，左右两边的３个圆片均正面朝上分别层叠起来，用厚度仪测定层叠起来的圆片厚度值，每片烟叶是一个重复，共１０个重复。抬起厚度仪测量头，在测量头和铁台间插入烟叶圆片，轻轻控制速率，放倒测量头至圆片表面，２ min后记录厚度值，精确至０．００１ ｍｍ。重复测定其余烟叶，在２个或者多个试样的连续读数期间应保证工作台处于无尘状态。⑥填充值参考文献［１8］的方法测定。

１．５统计分析

试验数据采用ＳＰＳＳ １８．０软件和Ｅｘｃｅｌ ２００３进行分析。

２结果与分析

２．１烟气与物理指标统计结果

从表２可以看出，烟气指标与烟叶物理指标的基本统计量，ＣＶ较大的指标有阴燃时间、烟气烟碱量、抗张强度、抽吸口数、拉力、单叶重、耐破度，ＣＶ中等的指标有烟气水分、叶质重、延伸率、叶片厚度、总粒相物、长宽比、含梗率、焦油量，ＣＶ较小的指标有一氧化碳量、填充值、平衡含水率、烟气ｐＨ。总体上看，物理指标中ＣＶ较大的占４１．６７％，烟气指标中ＣＶ较大的占28．57％，说明物理指标相对于烟气指标波动大，稳定性较差。

２．２烟气指标与物理指标间的相关性

２．２．１各指标相关显著性比较从表３可以看出，达到极显著正相关的指标有总粒相物与烟气水分、总粒相物与烟气烟碱量、总粒相物与焦油量、烟气水分与焦油量、烟气烟碱量与焦油量、烟气烟碱量与烟气ｐＨ、拉力与抗张强度；达到显著正相关的指标有总粒相物与叶片厚度、烟气烟碱量与抽吸口数、烟气烟碱量与叶片厚度、焦油量与一氧化碳量、焦油量与叶片厚度、抽吸口数与烟气ｐＨ、含梗率与填充值、拉力与延伸率、拉力与叶质重、抗张强度与延伸率、叶片厚度与耐破度；达到极显著负相关的指标有一氧化碳量与长宽比、叶质重与填充值；达到显著负相关的指标有总粒相物与长宽比、烟气水分与长宽比、焦油量与长宽比、抽吸口数与填充值、一氧化碳量与单叶重、一氧化碳量与延伸率。

２．２．２各指标相关的程度比较把所有达到显著、极显著的相关系数，按照线性相关程度分为３个等级：简单相关系数｜ｒ｜＜０．５为低度相关，０．５＜｜ｒ｜＜０．６５为中度相关，｜ｒ｜＞０．６５为高度相关，对３组相关系数分别进行ρ＝０．５，ρ＝０．５并ρ＝０．６５，ρ＝０．６５的总体假设ｔ检验（表４），结果显示，４次总体假设ｔ检验结果都是Ｐ＜０．０５，说明划分的３个相关程度等级是有效的。

２．２．３烟气指标与物理指标间的简单相关性分析从表３可以看出，达到高度正相关的指标有：总粒相物与烟气水分、总粒相物与烟气烟碱量、总粒相物与焦油量、烟气烟碱量与焦油量、烟气烟碱量与烟气ｐＨ、拉力与抗张强度；达到中度正相关的指标有：总粒相物与叶片厚度、烟气水分与焦油量、烟气烟碱量与抽吸口数、烟气烟碱量与叶片厚度、含梗率与填充值、拉力与叶质重、叶片厚度与耐破度；达到中度负相关的指标有：焦油量与长宽比、一氧化碳量与长宽比、叶质重与填充值。

３小结与讨论

试验结果表明，物理指标中ＣＶ较大的占４１．６７％，烟气指标中ＣＶ较大的占28．57％，说明物理指标相对于烟气指标波动较大，稳定性较差。ＣＶ较大的指标说明同一部位所测定的指标波动较大，稳定性较差，如抗张强度、阴燃时间等。ＣＶ较小的指标说明同一部位所测定的指标波动较小，稳定性较好，如填充值、烟气ｐＨ等。

通过１２个物理指标与７个烟气指标的简单相关性分析看，各烟气指标间、各物理指标间相关性较大，某些物理指标与烟气指标间也存在一定的相关性，如总粒相物与叶片厚度达到中度正相关等。

试验较详尽地说明了物理指标的检测方法，其中一部分指标的检测方法在传统方法的基础上有所改进和创新，并且物理指标检测的数量较多、较全面。从统计方法上看，通过研究１２个物理指标与７个烟气指标的相关性，找出了与烟气指标相关性较大的物理指标，同时利用ｔ检验对划分高度、中度、低度相关的刻度进行了论证，表明了所划刻度的合理性和可行性。利用这种统计方法可为相关研究提供一定的参考。从结果看，也可以为烟叶物理质量评价、卷烟原料的选择、通过烟叶原料的选择达到卷烟降焦减害的目的提供一定的依据。

参考文献：

［１］ 孙建锋，宫长荣，许自成，等．河南烤烟主产区烟叶物理性状的分析评价［Ｊ］．河南农业科学，２００５（１２）：１７－２１．

［２］ 周冀衡，朱小平，王彦亭，等．烟草生理与生物化学［Ｍ］．合肥：中国科学技术大学出版社，１９９６．８９－１４５．

［３］ 闫克玉，袁志永，吴殿信，等．烤烟质量评价指标体系研究［Ｊ］．郑州轻工业学院学报（自然科学版），２００１，１６（１２）：５７－６１．

［４］ 尹启生，陈江华，王信民，等．２００２年度全国烟叶质量评价分析［Ｊ］．中国烟草学报，２００３（增刊）：５９－７０．

［５］ 王玉军，谢胜利，刑淑华，等． 烤烟叶片厚度与主要化学组成相关性研究［Ｊ］．中国烟草科学，１９９７（１）：１１－１３．

［６］ 刘国顺．国内外烟叶质量差距分析和提高烟叶质量技术途径探讨［Ｊ］．中国烟草学报，２００３（增刊）：５４－５８．

［７］ 于建军，章新军，毕庆文，等．烤烟烟叶理化特性对烟气烟碱、ＣＯ、焦油量的影响［Ｊ］．中国烟草科学，２００３（３）：５－８．

［８］ 倪克平，范铁桢，王涛． 卷烟硬度、吸阻与单支重相关性分析［Ｊ］． 烟草科技，２００２（３）：９－１３．

［９］ 朱大恒，李彩霞，张爱忠，等． 烟气有害成分与烟叶化学成分的关系［Ｊ］．烟草科技，１９９９（４）：２５－２７．

［１０］ 吉文书，腾兆波．烟草物理检测［Ｍ］．郑州：河南科学技术出版社，１９９７．１８８－２０９．

［１１］ 师建全，周桂园，陈剑明，等． 烟支重量与烟气成分相关性研究［Ｊ］．烟草科学研究，２００２（３）：３２－３５．

［１２］ 汤朝起，窦玉青，张俊．烤烟物理特性和化学成分与烟气组分的关系［Ｊ］．四川农业大学学报，２００９，２７（４）：４２７－４３２．

［１３］ ＧＢ／Ｔ １９６０９－２００４，卷烟 用常规分析用吸烟机测定 总粒相物和焦油［Ｓ］．

［１４］ ＧＢ／Ｔ ２３３５５－２００９，卷烟 总粒相物中烟碱的测定 气相色谱法［Ｓ］．

［１５］ ＧＢ／Ｔ ２３２０３．１－２００８，卷烟 总粒相物中水分的测定 第１部分：气相色谱法［Ｓ］．

［１６］ ＧＢ／Ｔ ２３３５６－２００９，卷烟 烟气气相中一氧化碳的测定 非散射红外法［Ｓ］．

［１7］ 蔡健荣，方如明，张世庆， 等．利用计算机视觉技术的烟叶质量分选系统研究［Ｊ］．农业工程学报，２０００，１６（３）：１１８－１２２．

［１8］ 张建平，吴守一，方如明，等． 农产品质量的计算机辅助检验与分级（第ＩＩ报）—烟叶自动分级模型的建立与训练［Ｊ］．农业工程学报，１９９７，１３（４）：１７９－１８３．

收稿日期：２０１１－０５－１９

基金项目：云南中烟工业有限责任公司科技项目（２０１０ＪＣ０２）

作者简介：王浩雅（１９８３－），女，黑龙江鸡西人，研究实习员，硕士，主要从事卷烟原料的研究，（电话）１３６２９６４１９１３（电子信箱）ｗａｎｇｈａｏｙａ１９８３＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ；

通讯作者，王理珉（１９６９－），女，高级工程师，硕士，主要从事卷烟原料的研究，（电话）１３７０８８７８４６３（电子信箱）ｗａｎｇｌｉｍｉｎｋｍ＠１６３．ｃｏｍ。