曲靖烟叶化学成分含量与外观质量的相关性分析

王稼良 邵建平 潘林 刘正坤 韩小渊 周建良 刘国辉 王学法 梁甫卫

（曲靖市烟草公司罗平分公司，云南罗平 655800）お

摘要

［目的］揭示不同烟叶质量评价指标的关联程度，缩减烟叶质量评价指标。［方法］运用描述统计和典型相关统计分析方法研究了曲靖烤烟外观质量和化学成分含量状况及其相互关系。［结果］分析表明，两大烤烟质量评价指标间存在显著的典型相关性，化学成分含量与外观质量存在密切的关联程度；不同烤烟质量评价指标的关联程度不一样，在烤烟质量组间关联上起主导作用的化学成分评价指标是还原糖、总氮、烟碱和氯，外观质量评价指标是成熟度、结构、身份和油分。［结论］研究可为曲靖乃至云南烟区清香型烤烟的生产工作提供理论指导。

关键词 烤烟；典型相关分析；化学成分；外观质量

中图分类号 SB572文献标识码 A文章编号 0517-6611（2014）19-06376-03

お

Correlation Analysis between Chemical Components and Appearance Quality of Flue瞔ured Tobacco Leaves in Qujing City

WANG Jia瞝iang, SHAO Jian瞤ing et al

(Luoping Branch of Qujing Tobacco Company, Luoping, Yunnan 655800)

Abstract ［Objective］ To reveal correlation degree of different tobacco quality evaluation index, shorten tobacco quality evaluation index. ［Method］ The relationship of chemical components and appearance quality of flue瞔ured tobacco leaves in Qujing were investigated by using descriptive statistics and canonical correlation analysis. ［Result］ The results indicated that: two kinds of quality evaluating indices of flue瞔ured tobacco leaves showed significant canonical correlations. Chemical components such as reducing sugar, total N, nicotine and Cl-, appearance quality such as maturity, structure, body and oil played important roles between two quality groups relationship. ［Conclusion］ The study can provide theoretical guidance for production of flavor flue瞔ured tobacco in Yunnan tobacco area.

Key words Flue瞔ured tobacco; Canonical correlation analysis; Chemical components; Appearance quality

基金项目 中国烟草总公司云南省公司项目（2010YN25）。

作者简介 王稼良（1968- ），男，云南曲靖人，农艺师，从事烟叶生产技术研究与推广工作。*通讯作者，助理农艺师，硕士，从事烟草生理生化研究与技术推广工作。

收稿日期 20140603

烤烟质量由物理性状、化学品质、外观质量、评吸质量和安全性等组成［1］。目前，我国烟草行业评价烟叶质量主要以外观质量和内在评吸鉴定为主，物理性状和化学成分鉴定为辅［2］。在特色优质烟叶生产或烟叶区划时，人们需要具体知道哪些指标对该产区的烟叶质量起决定作用,从而达到简化烟叶质量评价工作的目的。2010年，邓小华等对湖南浓香型烤烟四大质量指标进行了相关性分析，结果表明，典型相关分析能够简化烟叶质量评价指标［3］；李永亮等对川渝烤烟进行了化学成分与香气的灰色优势分析，结果化学成分评价指标体系从原来的65个缩减到了9个［4］；丁曼旎等对河南烤烟常规化学品质与感官质量进行了灰色关联分析［5］；王建民等对烤烟化学指标和平衡含水率间进行了相关性分析［6］；胡战军等采用多元统计分析方法研究了烤烟外观质量指标与感官评吸指标间的关系［7］。曲靖烟区作为云南省清香型烤烟的典范，其烟叶质量评价研究缺乏深入和系统性［8］。笔者基于多元统计的典型相关分析对曲靖烤烟化学成分含量与外观质量的相互关系进行了量化研究，旨在揭示不同烟叶质量评价指标的关联程度，缩减烟叶质量评价指标，为曲靖乃至云南烟区清香型烤烟的生产工作提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

分别于2009和2010年在曲靖市的9个植烟区、县境内，以乡镇为单位，由专职人员按照GB 2635-92烤烟标准采集当地主栽品种K326中具有代表性的C3F初烤烟叶样品 383个，每份3 kg。其中宣威市110个、马龙县66个、会泽县55个、麒麟区39个、陆良县34个、沾益县31个、师宗县26个、罗平县12个和沾益县10个，等级合格率达到95%┮陨稀＊

1.2 测定指标及方法 烟叶样品统一寄送湖南农业大学烟草研究院进行化学成分含量的检测和外观质量的鉴定。其中化学成分测定指标为：总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾和氯，测定方法参考相关文献［9］；外观质量评定指标为：成熟度、颜色、身份、油分、色度和结构，评定方法参考相关文献［10］。

1.3 数据处理与分析

采用DPS 7.05和EXCEL等统计学软件进行相关数据分析。

2 结果与分析

2.1 烤烟质量评价指标的描述统计分析

表1为曲靖烟区烤烟化学成分含量与外观质量的描述性统计情况，其中成熟度等外观质量评价指标的分值是由行业内专家根据外观质量评分标准，对各烟叶样品进行外观质量评定打分而来，分值在0~10，基本上其分值越高，质量越好。由表1可知，烟叶化学成分含量在样品间存在广泛的差异，而外观质量的差异较小，变异系数基本在18%以内。根据国际型优质烟叶化学成分指标［11］：曲靖烟叶总糖和还原糖含量偏高，总氮、烟碱和氯含量适中，钾含量稍低。除成熟度、颜色和结构的偏度系数较大外，其他指标的偏度系数都较小，外观质量指标基本符合正态分布，成熟度、颜色和结构向右偏离中心较远（偏度系数<-2）；峰度系数都大于3，变异系数都较小，说明曲靖烤烟成熟度、颜色和结构分布较集中；氯含量的变异系数>90%，分布极不稳定，说明曲靖烟区烤烟氯含量受环境条件、栽培技术和施肥状况的影响较大。

2.2 化学成分含量与评吸质量的典型相关性分析

为了研究化学成分含量与烟叶外观质量的相关关系，把烟叶化学成

表1 曲靖烤烟化学成分含量和外观质量描述统计分析

项目 化学成分总糖∥% 还原糖∥% 总氮∥% 烟碱∥% 钾∥% 氯∥%

外观质量成熟度 颜色 身份 油分 色度 结构

平均值 31.15 23.50 1.86 2.28 1.75 0.41 9.84 9.69 9.19 6.40 5.48 9.63

标准差 4.988 4.559 0.284 0.674 0.382 0.407 0.598 0.937 1.200 1.141 1.034 0.780

变异系数∥% 16.01 19.4 15.27 29.56 21.83 99.31 6.08 9.67 11.97 18.83 18.87 8.10

偏度系数 -0.910 -0.608 -0.209 0.606 0.046 1.701 -3.997 -3.155 -1.110 -1.476 1.594 -2.401

峰度系数 4.013 1.670 3.288 0.699 0.449 3.001 16.833 9.140 -0.472 0.828 1.244 6.348

分看作一组变量，外观质量指标看作另一组变量，进行典型相关分析［12］。由表2可知，化学成分含量与外观质量的前3对典型变量显著性检验玃值都小于0.01，相关系数分别为0.532 4** 、0.414 2**和0.383 6**，3对典型变量都达到了极显著水平，而4~9对典型变量没有达到显著水平，故对前3对典型变量进行重点分析。

由于各原始变量间单位和数量级不同，故先将原始数据进行标准化后再进行典型相关分析，并求出典型变量系数以及原始变量与典型变量的相关系数，并最终求出化学成分含量与外观质量的典型变量表达式。由表2可知，化学成分含量与外观质量的第1对典型变量的构成如式(1)~(2)。

玌1=-0.281X1+0.282 1X2+0.125 2X3-0.472 6X4-0.476 2猉5+0.705 8X6

(1)

V1=-0.304 7Y1-0.385 2Y2+0.336 3Y3+0.429 7Y4-0.024 9Y5+0.309 1Y6-0.487 4Y7-0.158Y8+0.002 6Y9

(2)

式(1)~(2)中，U1 和V1表示化学成分和外观质量组成的一对典型变量，其中U1为外观质量指标组成的典型变量，V1为化学成分组成的典型变量，X1、X2、X3、X4、X5、X6分别表示成熟度、颜色、身份、油分、色度、结构的标准化典型系数，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9分别表示总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯、钾氯比、糖碱比、氮碱比的标准化典型系数，在第1对典型变量的线性表达式中(U1,V1)，烟碱、钾、氯、刺激性和灰色的标准化典型系数较大，反映了刺激性与烟碱和钾的负相关，与氯的正相关，灰色与烟碱和钾的正相关、与氯的负相关。

化学成分含量与外观质量的第2对典型变量构成如式(3)~(4)。

U2=-0.499 3X1+0.215 2X2+0.566 5X3-0.365X4-0.882 1X5-0.401 2X6

(3)

V2=-0.682 1Y1-0.149 0Y2-0.173 2Y3+0.679 5Y4+0.312 1Y5-0.050 5Y6+0.604 8Y7+0.046 5Y8+0.528 4Y9

(4)

式(3)~(4)中，U2和V2 同样表示化学成分和外观质量组成的一对典型变量，在第2对典型变量的线性表达式中(U2,V2)，总氮、钾、香气质、刺激性和灰色的标准化典型系数较大，反映了总氮与香气质的负相关、与刺激性和灰色的正相关，钾与香气质的正相关、与刺激性和灰色的负相关。

化学成分含量与外观质量的第3对典型变量构成如式(5)~(6)。

U3=0.187 3X1-0.685 4X2+0.168 8X3+0.428 4X4+0.087X5+0.669 9X6

(5)

V3=0.025 4Y1-0.010 3Y2-0.288 6Y3+0.086 3Y4-0.51Y5+0.17Y6-0.382 1Y7-0.241 7Y8+0.576 8Y9

(6)

式(5)~(6)中，U3和V3同样表示化学成分和外观质量组成

的一对典型变量，在第2对典型变量的线性表达式中(U3,V3)，还原糖、氯、余味和劲头的标准化典型系数较大，反映了还原糖与余味的正相关、与劲头的负相关，氯与余味的负相关、与劲头的正相关。

表2 曲靖烟叶化学成分含量与外观质量的典型相关分析

变量组1变量组2 典型相关系数 玃值 典型变量构成

化学成分 评吸质量 0.532 4** 0.000 1 玌1=-0.281X1+0.282 1X2+0.125 2X3-0.472 6X4-0.476 2X5+0.705 8X6

V1=-0.304 7Y1-0.385 2Y2+0.336 3Y3+0.429 7Y4-0.024 9Y5+0.309 1Y6 -0.487 4Y7-0.158猋8+0.002 6Y9

0.414 2** 0.000 1 U2=-0.499 3X1+0.215 2X2+0.566 5X3-0.365X4-0.882 1X5-0.401 2X6

V2=-0.682 1Y1-0.149 0Y2-0.173 2Y3+0.679 5Y4+0.312 1Y5-0.050 5Y6+0.604 8Y7+0.046 5猋8+0.528 4Y9

0.383 6** 0.000 1 U3=0.187 3X1-0.685 4X2+0.168 8X3+0.428 4X4+0.087X5+0.669 9X6

V3=0.025 4Y1-0.010 3Y2-0.288 6Y3+0.086 3Y4-0.51Y5+0.17Y6-0.382 1Y7-0.241 7Y8+0.576 8Y9

0.251 1 0.761 7

0.340 8 0.885 9

0.358 0 0.922 2

0.236 5 0.453 2

0.325 4 0.513 6

0.231 6 0.554 2

注：*表示在0.05水平显著，**表示在0.01水平极显著。

3 结论与讨论

表1烟叶化学成分含量与外观质量的描述统计分析结果表明，烟叶总糖和还原糖含量偏高，总氮、烟碱和氯含量适中，钾含量稍低；成熟度、颜色和结构分布较集中，变异系数较小，氯含量受环境条件影响较大，含量分布极不稳定，变异系数>90%。因此，应注意控制氯源肥料的平衡，避免在山地烟生产中因雨水冲刷而出现低洼地势土壤中氯元素富集而高地势土壤中氯元素缺乏的现象。

表2烟叶质量评价指标的典型相关分析表明，2组烟叶质量指标间相互关联，不同程度直接或间接地影响烟叶质量。烟叶化学成分总糖、还原糖和总氮与外观质量关系最为密切，主要影响了烤烟外观质量评价指标的色度、结构、身份、油分和成熟度，其中总糖与油分关系最为密切，相关系数为0.25*，这与杨应明等的研究结果一致［13］，表明烤烟外观质量指标组合基本能够反映其化学成分的协调性。

不同产区烟叶品质各异，在特色优质烟叶生产或烤烟品质区划时，运用典型相关分析可以从众多的烟叶质量评价指标中挖掘出能够反映该产区烟叶品质特征的部分指标，从而减少烟叶质量评价工作量，提高烟叶质量评价工作效率。典型相关分析结果表明，化学品质中的还原糖、总氮、氯和烟碱，外观质量中的成熟度、结构、身份和油分对曲靖烟区烤烟质量评价起主导作用。因此，在曲靖烟叶质量评价和特色烟叶开发时，应重点研究这些烟叶质量评价指标。然而烟叶品质受生态环境、品种、栽培技术等的综合影响［14］，不同产区烤烟质量评价指标各异，评价指标间的相互关系也具有区域性，该研究中笔者对曲靖烟区清香型烤烟的质量评价指标进行了初步探讨，其研究结果仅对清香型烟区烤烟的生产工作起指导作用，然而浓香型和中间香型烟叶质量评价指标间的相互关系以及它们对烟叶质量评价的贡献规律还有待进一步研究。

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