云南主产烟区烟叶水溶性糖与感官质量相关及通径分析

陈剑明，杨式华，冯洪涛，刘 静，孔兰芬*

(1. 云南中烟工业有限责任公司，云南 昆明 650202；2. 云南同创检测技术股份有限公司，云南 昆明 650106)

云南主产烟区烟叶水溶性糖与感官质量相关及通径分析

陈剑明1，杨式华2，冯洪涛1，刘 静2，孔兰芬2*

(1. 云南中烟工业有限责任公司，云南 昆明 650202；2. 云南同创检测技术股份有限公司，云南 昆明 650106)

【目的】研究云南主产烟区烟叶中水溶性糖对感官质量的影响。【方法】以云南主产烟区的主栽烤烟品种烟叶为对象，运用相关性分析及通径分析相结合的方法进行研究。【结果】相关性分析表明，果糖与浓度、劲头呈极显著的负相关；葡萄糖和水溶性糖总量与柔和性、刺激性呈极显著的正相关，与浓度、劲头呈极显著的负相关；麦芽糖与细腻度、柔和性呈显著的正相关。通径分析结果表明，水溶性糖对感官质量，特别是对劲头、刺激性、浓度和柔和性影响较为明显。增加水溶性糖各指标含量有利于柔和性的提升和劲头的降低，果糖、葡萄糖含量的增加会使烟气浓度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，适当增加麦芽糖含量则有利于烟气浓度的提升。【结论】所以，烟叶水溶性糖含量对感官质量有着不同程度的影响，是评价其感官质量好坏的重要指标之一，但烟草配方使用实际过程中需合理调整各指标含量以提高感官品质。

水溶性糖；感官质量；相关性分析；通径分析

【研究意义】水溶性糖与烟草品质关系密切[1]，一方面燃吸时它们能产生酸性物质，抑止烟气中的碱性物质，使烟气的酸碱平衡适度，降低刺激性；另一方面还可以与氨基酸进行美拉德反应，形成多种香气物质，如吡咯、吡啶、吡嗪及其烷基衍生物等，产生令人愉快的香气[2]。此外，水溶性糖能使烟叶柔软，富有弹性，色泽鲜亮。但是，如果烟叶中含糖量过高，会使烟气吃味平淡，浓度和香气不足，劲头和强度减弱，同时还影响烟叶的燃烧性，使阴燃变差，燃烧不完全。因而有必要详尽系统地分析研究不同水溶性糖对感官质量的直接和间接影响的程度。【前人研究进展】前期针对烟叶中水溶性糖的研究主要集中在方法学方面，如运用连续流动法[3]、比色法[4]、高效液相色谱法[5～7]、FT-NIR法[8]、气相色谱法[9]、离子色谱法[10-11]等方法对烟草中水溶性糖进行测定。【本研究的切入点】而通过运用相关性及通径分析相结合的方法研究不同水溶性糖指标对感官质量的直接和间接的影响程度方面未见报道。通径分析(path analysis)方法[12-14]由Wright于1921年首次提出，其实质是标准化的多元线性回归分析，能够克服简单相关分析与回归分析的不足，真实地反映各自变量与因变量之间的关系，从而使得自变量对因变量的作用效应能直接进行比较同时，通过分析找出自变量对因变量影响的直接效应和间接效应，全面反映自变量对因变量的相对重要性。【拟解决的关键问题】本文整理了云南主产烟区昆明、曲靖、红河、大理地区的红大、K326、云87、云85、NC297等五个主栽烤烟品种样品的水溶性糖的检测数据及感官评吸结果，采用相关性及通径分析相结合的方法研究水溶性糖对感官质量的不同影响程度，旨在为全面掌握烟叶原料的品质信息提供理论及试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

检测样品为云南主产烟区(昆明、曲靖、红河、大理等)2006-2010年的复烤片烟，包括：红大、K326、云87、云85、NC297等5个品种共50个烟叶样品。

标准品为果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖 (DIMA 公司，质量分数 gt; 99.0 %)；乙腈：色谱纯 (DIMA公司),三乙胺：分析纯(天津市化学试剂一厂，质量分数为99.5 %～100.5 %),乙醇：优级纯(西陇化工股份有限公司，质量分数 ≥ 99.8 %)。固相萃取柱：Waters Sep-Pak C18固相萃取小柱(30 × 6 mL，500 mg)。

1.2 方法

1.2.1 色谱条件 ACQUITY UPLC 超高效液相色谱系统，配ACQUITY ELSD蒸发光检测器，Empower 色谱工作站(Waters 公司)；色谱柱: ACQUITY UPLC BEH Amide (2.1 mm × 50 mm，1.7 μm) 分析柱； 柱温：45.0 ℃；分析时间：6.5 min；进样量：1.0 μl；流动相：A: 0.2 %三乙胺乙腈溶液，B: 0.2 % 三乙胺水溶液，等度洗脱；流速：0.15 mL /min； ELSD 条件：载气: 氮气；增益：1.0～3.0 min时，100，3.0～6.5 min 时，300；喷雾器模式：冷却；漂移管温度：55.0 ℃；气体压力：35.0 Pa。

1.2.2 样品处理 将烟草样品粉碎后，过0.25～0.42 mm(60～40 目)筛，称取烟草样品0.25 g，准确至0.0001 g，加入25 mL 5 %的乙醇水溶液，在40～50 ℃超声波作用下浸提30 min，取5 mL 通过预活化好的Sep-Pak C18固相萃取小柱(小柱活化方式： 用5 mL甲醇冲洗，再用5 mL 水冲洗)，弃去最初的2 mL，收集后面3 mL，再用0.22 μm 水系滤膜过滤，取约1.5 mL 进样分析。

1.2.3 评吸方法 将烟叶样品去梗切丝卷制成单料烟，由红云红河烟草(集团)有限责任公司组织评吸专家根据其内部单料烟评吸方法进行评吸，此方法的评价指标：香型、愉悦性、丰富性、透发性、香气量、细腻度、甜度、绵延性、成团性、柔和性、浓度、杂气、刺激性、余味、劲头等15项，除香型由文字描述外，其余各单项满分10分。评吸总分为以上各项感官质量的评吸打分之和，评吸总分得分越高，则烟叶质量越好。

1.2.4 数据处理方法 采用了SPSS 19.0软件对水溶性糖数据与感官评吸数据进行了相关性分析、正态性检验及线性回归分析，最后通过把相关性分析结果与线性回归分析结果相结合进行了通径分析。

2 结果与分析

2.1 水溶性糖与感官质量相关性分析

将烟叶样品进行水溶性糖含量的测定，并同时对这些样品进行感官质量评价，最后将得到的水溶性糖及感官质量评价结果进行相关性分析，结果见表1。整体上看，果糖和葡萄糖对感官质量的影响较广，相关性也最强，特别是葡萄糖的相关性更明显。果糖与柔和性、刺激性呈显著的正相关，与浓度、劲头呈极显著的负相关；葡萄糖与杂气、余味呈显著的正相关，与香气量、成团性呈显著的负相关，与柔和性、刺激性呈极显著的正相关，与浓度、劲头呈极显著的负相关；蔗糖对感官质量影响不显著；麦芽糖与细腻度、柔和性呈显著的正相关；水溶性糖总量与杂气呈显著的正相关，与香气量、成团性呈显著负相关，与柔和性、刺激性呈极显著的正相关，与浓度、劲头呈极显著的负相关。

2.2 烟叶水溶性糖与感官质量通径分析

2.2.1 正态性检验 在SPSS中，多元回归分析使用配伍格式数据文件，因变量必须服从正态分布[15]。所以首先对各指标的数据进行正态性检验。

将50个样品的水溶性糖含量数据(包括各个样品的水溶性糖总量)及感官评吸数据进行描述性分析，得出各指标的偏度系数及峰度系数，具体见表2。所有指标中，除蔗糖的偏度系数及峰度系数均大于1外，其余指标的偏度系数及峰度系数均小于1，可认为除蔗糖外其余各指标的数据近似于正态分布。

注：**表示在0.01水平(双侧)上显著相关；*表示在0.05水平(双侧)上显著相关。下同。

Notes: * * meant significant correlation at 0.01 level (double side), * meant significant correlation at 0.05 level (double side).The same as below.

2.2.2 通径分析 从表1可以看出，水溶性糖各指标并不是与每一个感官指标都有显著的相关性，所以下面的通径分析中仅抽出在0.05和0.01水平上显著相关的各感官指标进行分析，并且，结合正态检验分析结果，蔗糖的数据不服从正态分布，所以将蔗糖指标剔除。最后，水溶性糖指标中挑出果糖(X1)、葡萄糖(X2)、麦芽糖(X3)及水溶性糖总量(X4)，感官指标中挑出香气量(Y1)、成团性(Y2)、柔和性(Y3)、浓度(Y4)、杂气(Y5)、刺激性(Y6)、余味(Y7)、劲头(Y8)等指标进行通径分析，以确定不同水溶性糖指标对感官质量的直接和间接影响程度。

以果糖(X1)、葡萄糖(X2)、麦芽糖(X3)及水溶性糖总量(X4)为自变量，感官质量各指标为因变量，分别运用向前引入法，且F的概率值小于等于0.05被引入进行多元线性回归分析，最终得到最佳的回归方程及回归系数见表3。

从表3可知，劲头、刺激性、浓度和柔和性的相关系数均大于0.2，且较其它指标的高，说明果糖、葡萄糖、麦芽糖及水溶性糖总量影响劲头、刺激性、浓度和柔和性较为明显。以下将各水溶性糖指标分别对劲头、刺激性、浓度和柔和性的影响程度进行具体分析。

从表4可以看出，水溶性糖各指标对柔和性的作用是不均等的，大小顺序为葡萄糖gt;麦芽糖gt;果糖gt;水溶性糖总量，而间接作用表现恰好相反。其中，葡萄糖对柔和性的直接通径系数为正值且最大，虽葡萄糖对柔和性有负向间接效应，但最终以正向直接作用为主，且葡萄糖与柔和性的相关系数表现为极显著正相关；果糖、水溶性糖总量对柔和性的影响表现出负向直接作用小于正向间接作用，相关系数表现为显著和极显著正相关；麦芽糖对柔和性的影响表现为正向直接和间接作用，相关系数表现为显著正相关。因此，适当增加水溶性糖各指标含量有利于柔和性的提升。

从表5可以看出，水溶性糖各指标对浓度的作用是不均等的，大小顺序为麦芽糖gt;水溶性糖总量gt;果糖gt;葡萄糖，而间接作用表现为葡萄糖gt;麦芽糖gt;果糖gt;水溶性糖总量。其中，麦芽糖对浓度的直接通径系数为正值且最大，虽麦芽糖对浓度有负向间接效应，但最终以正向直接作用为主，且麦芽糖与浓度的相关系数表现为正相关；果糖对浓度的影响表现出负向直接和间接作用，相关系数表现为极显著负相关；葡萄糖对浓度的影响表现为负向直接作用大于正向间接作用，相关系数表现为极显著负相关；水溶性糖总量对浓度的影响表现出正向直接作用小于负向间接作用，相关系数表现为极显著负相关。因此，果糖、葡萄糖含量的增加会使烟气浓度降低，吃味平淡，而适当增加麦芽糖含量有利于烟气浓度的提升，改善吃味。

表2 正态性检验输出结果

表3 水溶性糖指标与感官质量指标的回归方程及相关系数

从表6可以看出，水溶性糖各指标对刺激性的作用是不均等的，大小顺序为葡萄糖gt;麦芽糖gt;水溶性糖总量gt;果糖，而间接作用表现为水溶性糖总量gt;果糖gt;麦芽糖gt;葡萄糖。其中，葡萄糖对刺激性的直接通径系数为正值且最大，虽葡萄糖对刺激性有负向间接效应，但最终以正向直接作用为主，且葡萄糖与刺激性的相关系数表现为极显著正相关；果糖对刺激性的影响表现出负向直接作用大于正向间接作用，相关系数表现为显著正相关；麦芽糖对刺激性的影响表现为正向直接和间接作用，相关系数表现为正相关；水溶性糖总量对刺激性的影响表现出负向直接作用小于正向间接作用，相关系数表现为极显著正相关。因此，适当增加果糖含量有利于刺激性的降低。

表4 水溶性糖各指标对柔和性的直接和间接影响

表5 水溶性糖各指标对浓度的直接和间接影响

表6 水溶性糖各指标对刺激性的直接和间接影响

表7 水溶性糖各指标对劲头的直接和间接影响

从表7可以看出，水溶性糖各指标对劲头的作用是不均等的，大小顺序为水溶性糖总量gt;果糖gt;麦芽糖gt;葡萄糖，而间接作用表现恰好相反。其中，水溶性糖总量对劲头的直接通径系数为正值且最大，虽水溶性糖总量对劲头有负向间接效应，但最终以正向直接作用为主，水溶性糖总量与劲头的相关系数表现为极显著负相关；果糖对劲头的影响表现出正向直接作用小于负向间接作用，相关系数表现为极显著负相关；葡萄糖对劲头的影响表现为负向直接作用大于正向间接作用，相关系数表现为极显著负相关；麦芽糖对劲头的影响表现出正向直接作用小于负向间接作用，相关系数表现为负相关。因此，水溶性糖指标含量较高不利于劲头的提升。

3 讨 论

杜娟等[16]研究认为，对烟叶总体评吸质量影响最显著的化学指标为氯、烟碱、还原糖。于建军等[17]的研究结果也表明，对香气质正面影响较大的因素有还原糖含量、氯离子含量、钾氯比。而本研究中，水溶性糖中的还原糖如，果糖和葡萄糖，对感官质量的影响较广，相关性也最强，特别是葡萄糖的相关性更明显，而非还原糖的如蔗糖对感官质量影响并不显著。这也进一步证实了烟草中的水溶性糖，特别是还原糖是影响烟草吸味的最重要化学成分之一[18]。吴春等[19]研究认为糖类(总糖、还原糖)和糖碱比与感官评吸质量各项指标(香气质、香气量、吃味、杂气、刺激性)呈极显著正相关，而本研究中果糖与浓度、劲头呈极显著的负相关；葡萄糖和水溶性糖总量与柔和性、刺激性呈极显著的正相关，与浓度、劲头呈极显著的负相关；麦芽糖与细腻度、柔和性呈显著的正相关。

本研究中水溶性糖不同程度对感官质量有着直接或间接的影响，特别是对劲头、刺激性、浓度和柔和性影响更为明显。增加水溶性糖各指标含量有利于柔和性的提升，劲头的降低，果糖、葡萄糖含量的增加会使烟气浓度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，适当增加麦芽糖含量则有利于烟气浓度的提升。王允白等[20]的研究表明，评吸质量好的样品还原糖含量较高，总氮含量较低，烟碱含量适中，K2O含量较高，两糖(总糖与还原糖) 差值小，蛋白质含量较低，糖碱比、钾氯比、氮碱比均较高。于建军等[17]认为适当提高还原糖氯和钾氯比并适当降低糖碱比和烟碱有助于香气质的提高。所以协调好各化学成分间比例关系对提高烟草感官质量的作用是行之有效的，但各化学成分间的比例关系有待进一步深入系统研究。

4 结 论

本研究通过利用相关性分析和通径分析相结合的方式对烟草水溶性糖与感官质量的关系进行研究。研究结果表明，水溶性糖与浓度、劲头、柔和性、刺激性、细腻度相关性较强。同时，增加水溶性糖各指标含量有利于柔和性的提升和劲头的降低，果糖、葡萄糖含量的增加会使烟气浓度降低，吃味平淡，但果糖含量的增加有利于刺激性的降低，适当增加麦芽糖含量则有利于烟气浓度的提升。

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(责任编辑 王家银)

CorrelationandPathAnalysisonWater-solubleSugarandSensoryQualityofTabaccoLeavesinYunnanMainTobaccoAreas

CHEN Jian-ming1, YANG Shi-hua2, FENG Hong-tao1, LIU Jing2, KONG Lan-fen2*

(1.China Tobacco Yunnan Industrial Co., Ltd., Yunnan Kunming 650202, China;2. Yunnan Comtestor Co., Ltd., Yunnan Kunming 650106, China)

【Objective】The effect of water soluble sugar on sensory quality of tobacco leaves in main tobacco growing areas of Yunnan was studied. 【Method】The main flue-cured tobacco varieties of main tobacco growing areas in Yunnan were used as the object, the correlation analysis and path analysis were used to study. 【Result】The results of correlation analysis showed that fructose was significantly negatively correlated with the concentration and strength; glucose and water soluble total sugar were significantly positively correlated with soft and irritation, and significantly negatively correlated with concentration and strength; maltose was positively correlated with smoothness and softness. The results of path analysis showed that the effect of water-soluble sugar on sensory quality, especially the momentum, irritation, concentration and softness was obvious. Increasing the content of water-soluble sugar was beneficial to the improvement of softness and the decrease of the momentum. The increasement of fructose and glucose content reduced the flue gas concentration and the taste was flat, but the increasement of fructose content were beneficial to the decrease of irritation and increasing the maltose content was conducive to the improvement of flue gas concentration.【Conclusion】Therefore, the water-soluble sugar content of tobacco leaves had different effects on sensory quality, which was one of the important indexes to evaluate its sensory quality. However, the use of tobacco formula in the actual process needed to adjust the content of each index to improve the sensory quality.

Water-soluble sugar；Sensory quality；Correlation analysis； Path analysis

S572

A

1001-4829(2017)11-2506-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.019

2016-05-08

云南中烟工业有限责任公司科技项目“三类及以上卷烟产品原料平衡配置在配方中应用研究”(HYHH2012CP03)

陈剑明 (1976-)，男，云南建水人，本科，主要从事烟草原料研究，E-mail：406990883@qq.com，*为通讯作者：孔兰芬，E-mail：konglanfen@reascend.com。