中间香型烟叶特色彰显度与主要化学成分的相关及通径分析

吴 春，王 轶，蒲文宣，王 毅，戴秀梅，孙 渭，李恒全，张玉芹，赵杰宏*

（1.贵州省烟草科学研究所，贵阳 550081；2.湖南中烟有限责任公司，长沙 410007；3.湖北省烟草科研所，武汉 430030；4.重庆市烟草科学研究所，重庆 400715；5.陕西省烟草研究所，西安 710061；6.黑龙江省烟草科学研究所，黑龙江 牡丹江 157011；7.山东省烟草公司，济南 250100）

烤烟的香型特色是中式卷烟风格的重要构成因素，是烟叶风格特色的重要表征，是进行烟叶品质区域划分的重要依据[1]。老一辈科学家早在上世纪 50年代对烤烟三大香型特色作了解释，丁瑞康等[2]在《卷烟工艺学》一书和黄振勋等[3]在《科学技术名词解释——糖烟酒部分》一书中提出：浓香型特色烤烟具有浓郁的香气，但不突出，普通而微弱，河南许昌、安徽凤阳等地属于这一类型；清香型特色烤烟具有突出的清香芬芳气味，使人感到愉快优美，昆明、永定等地属于这一类型；中间香型特色烤烟具有清香气味，同时也具有浓郁的香气，贵定、青州等地属于这一类型。1962年雷嘉栋等[4]在《烟叶商品学》一书中，专门对三大香型特色也作了解释，并对各香型特色中的各产地烟叶分别进行了介绍，对三大香型特色的解释与前面的基本一致。因此，除清香型特色和浓香型特色外，其他过渡类型，浓偏中、中偏浓、清偏中、中偏清都符合中间香型特色的构成特征，都应该是中间香型特色。所以，中间香型特色实际成了容纳非清非浓的一个大篮子，产区包括了从西南的贵州高原到东北的长白山麓，生态条件相差十分悬殊，跨度很大[1,3,5]。如何进一步彰显中间香型各产区烟叶的中间香型特色，对中式卷烟原料开发具有重大意义。

烟叶化学成分是烟叶品质鉴定的重要指标，是决定烟叶质量和烤烟香型特色风格特色的物质基础。近年来，烟草科技工作者在揭示烤烟香型特色风格特色的化学基础方面开展了诸多研究。张崇范[6]认为，糖碱比可以作为云南清香型特色烟叶的指标，10～l5为适宜区间，清香型特色烟叶以“烟碱2%左右、总糖25%左右”为宜。窦玉青等[7]发现，烟叶香型特色风格越偏向清香型特色，pH越高，烟碱和总氮含量都较低，清香型特色和清偏中型烟叶的两糖含量都相对较高，但两糖比却显著低于其他香型特色烟叶。李章海等[8]建立了烟叶香型特色指数，采用香型特色指数的大小进行量化判别不同烤烟的香型特色风格。毕淑峰等[9]提出以化学成分为自变量对不同香型特色烤烟进行逐步判别分析，构建不同香型特色烤烟判别函数。然而有关烟叶化学成分与中间香型特色彰显度的关系研究很少，另外中间香型特色概念不明确，容纳着“非清非浓即是中”的大范畴导致中间香型特色彰显程度变化较大。因此，本研究对中间香型特色彰显度与烟叶主要化学成分的关系进行深入分析，以期获得中间香型烟叶特色的化学成分表征规律，为烟叶生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

于 2011年选取贵州贵定和遵义、重庆武隆、湖南桑植、湖北咸丰、陕西旬阳、山东蒙阴和黑龙江宁安的C3F等级烟叶（共56个样品），参试品种（系）为贵烟1号、毕纳1号、中烟203、湘烟2号、湘烟3号、秦烟98、HB032和K326。烟叶样品进行主要化学成分测定和感官质量评吸。

1.2 烟叶化学成分测定

烟叶主要化学成分按烟草行业标准进行检测：YC/T159—2002（水溶性总糖）、YC/T159—2002（还原糖）、YC/T160—2002（烟碱）、YC/T161—2002（总氮）、YC/T161—2002（蛋白质）、YC/T162—2002（氯）、YC/T217—2007（钾）。所测化学成分含量换算成百分率。主要化学成分派生值糖碱比为还原糖与烟碱比值，钾氯比为钾与氯比值，两糖比为还原糖与总糖比值，氮碱比为总氮与烟碱比值。

1.3 中间香型特色彰显度感官评价

由湖南中烟工业公司组织评吸专家对各地各品种单料烟参照 YC/T138—1998进行中间香型特色彰显度评吸。采用9分制对中间香型特色彰显度打分，打分标准为：很典型为9分；较典型为7～8分；中为5～6分；较差为3～4分；差为1～2分。中间香型特色彰显度的分值仅代表样品彰显中间香型特色风格的大小，数值越大表示中间香型特色风格越明显，不表示样品评吸质量好坏。

1.4 相关分析及通径分析

利用SPSS l3.0统计软件进行偏度和峰度系数、简单相关分析和通径分析。

2 结 果

2.1 数据特征

将中间香型特色彰显度、烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯、蛋白质、糖碱比、钾氯比、两糖比、氮碱比数据进行描述统计分析，结果见表1。

由表1可见，中间香型特色彰显度变异系数较小，评吸结果的稳定性较好。烤烟中部叶化学成分含量适宜，烟叶样品代表性强，其中氯、氮碱比、糖碱比和钾氯比变异系数较高，变异程度较大，较不稳定。两糖比、蛋白质和总氮变异系数较低，比较稳定。

由偏度系数可以看出，中间香型特色彰显度、还原糖、总氮、钾、氯、蛋白质、糖碱比、钾氯比、两糖比和氮碱比的偏度系数大于 0，为正偏态峰，其中氯和钾氯比的偏度系数较大，正向偏态较大；烟碱和总糖的偏度系数小于 0，为负偏态峰。由峰度系数可以看出，中间香型特色彰显度、钾、氯、糖碱比、钾氯比和氮碱比的峰度系数大于 0，为尖顶峰度，数据大多集中在平均值附近；烟碱、总糖、还原糖、总氮、蛋白质和两糖比的峰度系数小于0，为平顶峰度，数据比较分散。

2.2 主要化学成分含量及其派生值之间的相关性

从表2可知，烟碱与中间香型特色彰显度极显著正相关，相关系数为0.38；钾氯比与中间香型特色彰显度显著正相关，相关系数为0.27；而两糖比、蛋白质、氮碱比、氯和总氮与中间香型特色彰显度极显著负相关，相关系数分别为-0.77、-0.55、-0.54、-0.49和-0.36；糖碱比与中间香型特色彰显度显著负相关，相关系数为-0.32。即在一定范围内，控制蛋白质、总氮、氯和增加烟碱、钾有利于提高烟叶中间香型特色风格。

2.3 烤烟中间香型特色彰显度与主要化学成分含量及派生值通径分析

为了进一步明确主要化学成分含量及派生值对中间香型特色彰显度影响的相对重要性，在相关分析的基础上进行了通径分析，结果见表 3。从相关系数来看，烟碱、总氮、氯、糖碱比、氮碱比、蛋白质、两糖比和钾氯比等对中间香型特色彰显度影响力较大，按效应顺序为：两糖比＞蛋白质＞氮碱比＞氯＞烟碱＞总氮＞糖碱比＞钾氯比；从直接通径系数看，烟碱、总糖和氮碱比等对中间香型特色彰显度正向直接效应较大，按效应顺序为：总糖＞烟碱＞氮碱比。还原糖、总氮、氯和钾氯比等对中间香型特色彰显度负向直接效应较大，按效应顺序为：还原糖＞总氮＞氯＞钾氯比。

表1 中间香型特色彰显度及主要化学成分含量描述性统计Table1 The statistics of moderate aroma characteristic and main chemical component contents

表2 中间香型特色彰显度与主要化学成分含量的相关系数Table2 The correlation coefficient between contents of main chemical components and moderate aroma characteristic

综合认为，烟碱正向直接影响中间香型特色彰显度；总氮、氯、蛋白质和糖碱比负向直接影响中间香型特色彰显度；钾对中间香型特色彰显度直接影响和间接影响均较小；总糖正向直接影响中间香型特色彰显度较大，通过还原糖和烟碱负向间接影响中间香型特色彰显度，结果对中间香型特色彰显度影响不大；还原糖负向直接影响中间香型特色彰显度较大，通过总糖和总氮正向间接影响中间香型特色彰显度，结果对中间香型特色彰显度影响不大；氮碱比正向直接影响中间香型特色彰显度较大，而通过烟碱和还原糖对中间香型特色彰显度有很大的负向间接效应，结果氮碱比的直接正向作用平衡不了烟碱和还原糖对中间香型特色彰显度的负向作用，最终结果使其对中间香型特色彰显度的总影响为负值；钾氯比负向直接影响中间香型特色彰显度较大，而通过总糖、总氮和氯对中间香型特色彰显度有很大的正向间接效应，最终结果使其对中间香型特色彰显度的总影响为正值；两糖比主要通过烟碱、总糖和还原糖负向间接影响中间香型特色彰显度。

2.4 主要化学成分含量及派生值对中间香型特色彰显度的决定系数分析

通径分析给出了各个性状的直接作用和间接作用，但是没有给出综合评价，根据决定系数的概念[10]，把各指标的直接决定系数和间接决定系数对中间香型特色彰显度进行综合评价。主要化学成分含量及派生值对中间香型特色彰显度的决定系数见表4。可以看出，主要化学成分含量及派生值对中间香型特色彰显度的决定系数大小排列为：氯＞蛋白质＞总氮＞糖碱比＞烟碱＞钾＞两糖比＞钾氯比＞总糖＞还原糖＞氮碱比，且两糖比、钾氯比、总糖、还原糖和氮碱比的决定系数小于零。故氯和蛋白质为主要决定变量，氮碱比、还原糖和总糖为主要限制变量。还原糖对中间香型特色彰显度的直接决定系数最大（1.613），其次为总糖（1.241），但又是中间香型特色彰显度的主要限制变量，其主要原因为还原糖通过总糖的间接决定系数为-2.487，使还原糖和总糖的决策系数分别为-1.191和-0.759。

表3 主要化学成分及派生值与中间香型特色彰显度的通径系数Table3 The direct and indirect path coefficient between chemical component and moderate aroma characteristic

表4 主要化学成分对中间香型特色彰显度的决定系数Table4 Determinant coefficients of main chemical components on moderate aroma characteristic

多因素回归模型结果显示，整个模型的决定系数R2=0.693，Durbim-Watson统计量为1.893。说明影响中间香型特色彰显度的主要化学成分已经找到，而其他影响因素在该样本中较小；数据模型结果具有较好的拟合优度，残差分布较好且无明显共线性存在，自相关性较小。

3 讨 论

众所周知，在进行相关分析之前，应先对试验数据进行正态性检验，要求变量，特别是因变量数据满足正态性或近似正态性。本研究通过偏度系数和峰度系数计算，除氯和钾氯比外，偏度系数均接近于 0，说明各组数据近似满足正态性要求，所进行的相关和通径分析结果可靠。因氯与钾氯比数据正向偏态较大，在涉及到上述二变量结果时，读者酌情考虑。

中间香型特色彰显度与主要化学成分含量相关性分析结果显示，与中间香型特色彰显度呈极显著或显著正相关的有烟碱和钾氯比等，在一定范围内，这些化学成分含量高时，可能有助于烟叶中间香型特色风格的凸显；与中间香型特色彰显度呈极显著或显著负相关的有两糖比、蛋白质、氮碱比、氯、总氮和糖碱比等指标，在一定范围内，这些化学成分含量高时，可能使烟叶偏离中间香型特色风格，更趋向于清偏中或浓偏中香型特色。

通过中间香型特色彰显度与主要化学成分通径分析，烟碱、总氮、氯、蛋白质和糖碱比直接影响中间香型特色彰显度，说明此变量的相关系数反映了其与中间香型特色彰显度的真实关系，通过这些性状进行直接选择效果较好；两糖比主要是间接影响中间香型特色彰显度，氮碱比和钾氯比对中间香型特色彰显度的影响间接效应大于直接效应，这样在考虑这些性状时还应考虑烟碱、还原糖和总糖等间接影响性状。

在本研究中，两糖比与中间香型特色彰显度相关性最高（r=-0.772**），而在所检测的其他化学成分中，氯又与两糖比的相关性最高（r=0.642**），并且氯与中间香型特色彰显度呈极显著负相关（r=-0.492**），钾氯比与中间香型特色彰显度也呈显著正相关（r=0.274*），因此氯可能是影响中间香型特色彰显度的重要化学成分之一。由于以往多关注氯对烟叶外观质量和燃烧性的影响，所以一些氯含量较高的烟区，降氯措施是否会影响产区烟叶香型特色风格尚值得探讨。王兵等[11]的研究表明，津巴布韦烟叶氯含量明显高于国内烟叶，其烟叶香型特色风格是否与氯含量高有关值得探讨。

4 结 论

（1）烟碱与中间香型特色彰显度呈极显著正相关；钾氯比与中间香型特色彰显度呈显著正相关；而两糖比、蛋白质、氮碱比、氯和总氮与中间香型特色彰显度呈极显著负相关；糖碱比与中间香型特色彰显度呈显著负相关。

（2）通径分析表明，烟碱正向直接影响中间香型特色彰显度；总氮、氯、蛋白质和糖碱比负向直接影响中间香型特色彰显度；钾对中间香型特色彰显度直接影响和间接影响均较小；总糖和还原糖直接影响与间接影响中间香型特色彰显度基本相抵，结果对中间香型特色彰显度影响不大；氮碱比和钾氯比间接影响中间香型特色彰显度较直接影响大；两糖比负向间接影响中间香型特色彰显度。

（3）主要化学成分对中间香型特色彰显度的决策系数大小排列为：氯＞蛋白质＞总氮＞糖碱比＞烟碱＞钾＞两糖比＞钾氯比＞总糖＞还原糖＞氮碱比，氯和蛋白质为主要决定变量，氮碱比、还原糖和总糖为主要限制变量。

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