烤烟分组分级因素与化学、感官质量的典型相关分析

王 俊，赵 宇，肖 勇，江 鸿，胡 刚，杨兴有，冯文强



烤烟分组分级因素与化学、感官质量的典型相关分析

王 俊，赵 宇，肖 勇，江 鸿，胡 刚，杨兴有，冯文强

（四川省烟草公司德阳市公司，四川 德阳 618400）

为明确烤烟外观质量中分组分级因素与化学、感官两类质量因素间的关系，基于6个年份3个部位的588个初烤烟样，构建了质量因素的典型相关函数，以期为烤烟分级标准提供数据支撑。结果表明，外观质量与化学、感官质量间各提取出3对极显著典型变量，外观质量典型变量分别反映了化学、感官质量总变异的29.2%和25.7%，其中，对化学质量影响最大的因素是部位和叶片结构，其次是颜色，再次是身份和油分；对感官质量影响最大的因素是成熟度和颜色，其次是部位和叶片结构，再次是身份。外观质量解释化学质量变异最强的是分组因素部位，解释感官质量变异最强的是分组因素成熟度和颜色。因此基于质量指标的典型相关分析可为现行烤烟分组分级标准的合理性提供数据支撑。

烤烟；分级；外观；部位；化学；感官；典型相关

烟叶外观特征是其化学成分和生理结构在人的视觉和触觉上的反映[1]，是烟叶分组和分级的重要依据[2-3]。前人采用相关[4-8]和回归[9-12]等多种统计方法分析了豫、滇、贵、川、湘等多地烟叶，一定程度上揭示了烟叶外观质量与化学质量[6-9,11]、感官质量[4-6,10,12]的相关性[13]，但相关研究均未将部位这一重要指标[1,5,14-15]作为独立的外观质量因素连同其他品质因素一起加以分析，因此，在未考虑部位[1,6]、样本容量[6,12]以及统计误差[5,11,16-17]影响的情况下，相关研究结果为外观评价提供的数据支撑尚不够充分[1]，甚至与经验结论不符[10]。

本研究基于四川攀西烟区多年、多点和多部位的大样本烤烟样品构建典型函数，旨在明确外观质量因素整体上与化学质量、感官质量两类因素之间关系，为烤烟分级标准合理性提供数据支撑和统计参考。

1 材料与方法

1.1 烟叶样品

本研究收集整理了2010—2015年度四川攀西烟区定点监测点云烟85品种初烤烟叶的质量评价数据共计588份，其中，480份来源于凉山州14个县（市）65个村，108份来源于攀枝花市3个县（区）24个村。每个采样点烟叶包括B2F、C3F和X2F共3个等级。

1.2 烟叶质量评价方法

烟叶外观质量包括部位（1）、颜色（2）、成熟度（3）、叶片结构（4）、身份（5）、油分（6）和色度（7）；化学质量包括总糖（1）、还原糖（2）、总植物碱（3）、氯（4）、钾（5）、总氮（6）和淀粉（7）；感官质量包括香气质（1）、香气量（2）、余味（3）、杂气（4）、刺激性（5）、干燥感（6）和细腻度（7），均采用定量评价方式（不含部位），由四川省烟草质量监督检测站组织专业人员和行业评吸专家，参考烟草行业标准、文献[9,17-19]方法进行检测、评价。

1.3 数据预处理方法

评价指标中，部位作为虚拟变量，即下部、中部和上部分别赋值为1、2和3。对其余20个评价指标的原始数据进行标准化和正态化转换。

1.4 统计软件

采用SPSS Statistics 18（IBM，USA）软件进行数据转换和统计分析。

2 结 果

2.1 烟叶质量评价指标描述性统计

由表1可以看出，6个年份烟叶评价指标变异系数范围，外观质量为5.4%~13.5%，感官质量为8.4%~17.2%，整体变异程度较小；化学质量变异系数为10.3%~68.2%，其中总植物碱、氯和淀粉含量变异程度较大。除了还原糖、钾和总氮以外，其余指标原始数据的单样本检验（Kolmogorov-Smirnov Test）值均小于0.05，表明原始数据正态性较差；对原始数据进行正态化转换后，数据正态性得到改善，更符合典型相关分析的数据要求。

表 1 烟叶质量评价指标描述性统计

注：外观质量（不包括部位）为十分制，化学质量为质量百分比，感官质量为五分制，部位为虚拟变量。

Note: Appearance quality (excluding leaf position) used ten points scale, chemical quality used mass percentage, sensory quality used five points scale, leaf position was virtual variable.

2.2 烟叶外观质量和化学质量指标间典型相关分析

表2为烟叶外观质量和化学质量指标典型相关分析结果，可以提取3对统计上极显著的典型变量，典型相关系数分别为0.830、0.414和0.399。表3为外观质量和化学质量的评价指标与典型变量的关系，根据标准化典型变量的系数可以将外观质量构成的3个典型变量表示为：1= −0.9191+ 0.0732+0.0433+0.0014−0.625−0.046−0.0757；2= 0 .5211+ 0.9382+ 0.0623+ 0.34−0.735−0.2386+0.1867；3=0.4691−0.22+0.0313+ 0.0044−0.8385−0.2216+0.0187。由化学质量构成的3个典型变量表示为：1= −0.021+ 0.22−0.3923−0.0924+0.2325−0.4456−0.237；2=−1.1741+1.1032+0.3913−0.1684+0.4855−0.156−0.0397；3=−0.4951−0.6552−0.6083+ 0.0964−0.2165−0.26−0.477。结合表3中典型变量结构和表4中典型冗余分析结果可以看出，3对典型变量一共解释了外观质量变异的78.0%、化学指标变异的63.4%。其中，第1对典型变量能解释外观质量变异的30.2%，解释化学质量变异的35.9%，主要反映了总植物碱（−0.915）、总氮（−0.818）与部位（−0.994）正相关性，与叶片结构（0.658）的负相关性；第2对典型变量能解释外观质量变异的14.0%，解释化学质量变异的10.7%，主要反映了颜色（0.786）和成熟度（0.441）与总糖（−0.507）的负相关性，与钾（0.475）的正相关性；第3对典型变量能解释外观质量变异的33.8%，解释化学质量变异的16.8%，主要反映了身份（−0.877）、油分（−0.665）与总糖（−0.597）、还原糖（−0.658）和淀粉（−0.609）的正相关性。冗余指数表明，外观质量的3个典型变量分别能解释化学质量评价指标总变异的24.7%、1.8%和2.7%；化学质量的3个典型变量分别能解释外观质量评价指标总变异的20.8%、2.4%和5.4%。

表2 外观质量和化学质量指标典型相关系数显著性检验

表 3 外观质量和化学质量评价指标与典型变量的关系

表 4 外观质量和化学质量评价指标典型冗余分析

2.3 烟叶外观质量和感官质量指标间典型相关分析

表5为烟叶外观质量和感官质量指标典型相关分析统计结果，表明可以提取3对统计上极显著的典型变量，典型相关系数分别为0.661、0.521和0.425。表6为外观质量和感官质量的评价指标与典型变量的关系，根据标准化典型变量的系数可以将外观质量构成的3个典型变量表示为：1=−0.4031+0.3722+0.523−0.2194+0.6765+ 0.1196−0.5757；2=0.9671+0.1452+0.3543− 0.1694−0.0215−0.0136−0.2377；3=0.21+ 0.0422+0.7043−0.0434−1.0415+0.3946−0.4457。由感官质量构成的3个典型变量表示为：1=−0.7291+0.1482+0.1323+0.1134−0.1515+0.1096+ 0.6387；2=0.7831+1.3122−0.4553−0.6534+ 0.6785−0.7416−0.6887；3=−1.0351−0.3042+ 0.8483+0.6724−0.3555+0.0446− 0.7897。结合表6中典型变量结构和表7中典型冗余分析结果可以看出，3对典型变量一共解释了外观质量变异的65.7%、感官质量指标变异的80.7%。其中，第1对典型变量能解释外观质量变异的27.7%，解释感官质量变异的41.0%，主要反映了颜色（0.673）、成熟度（0.772）与香气量（0.769）、余味（0.834）和细腻度（0.698）的正相关性；第2对典型变量能解释外观质量变异的26.4%，解释感官质量变异的7.3%，主要反映了部位（0.940）、叶片结构（−0.587）与香气量（0.455）、杂气（−0.381）相关性；第3对典型变量能解释外观质量变异的11.6%，解释感官质量变异的32.4%，主要反映了身份（−0.685）与香气质（−0.743），刺激性（−0.632）、干燥感（−0.623）与细腻度（−0.671）的正相关性。冗余指数表明，外观质量的3个典型变量分别能解释感官质量评价指标总变异的17.9%、2.0%和5.8%；感官质量的典型变量能解释外观质量评价指标总变异的12.1%、7.1%和2.1%。

表 5 外观质量和感官质量指标典型相关系数显著性检验

表6 外观质量和感官质量评价指标与典型变量的关系

表 7 外观质量和感官质量评价指标典型冗余分析

3 讨 论

彭漫江等[8]研究了云南保山云烟87 C3F样品外观质量和化学质量典型相关，提取了3对典型变量，依次反映了叶片结构、油分、色度与烟碱、总氮的相关性，成熟度与总糖、钾的相关性，身份、油分与总糖、还原糖的相关性。该结果与本研究提取的化学质量典型变量结构完全一致，但外观质量的典型变量结果略有差异。笔者尝试在排除部位（1）变量后重新分析了588个样品，结论则与彭漫江等[8]一致，即外观质量的第1典型变量代表的是叶片结构、身份和油分。说明引入部位因素，将更好的解释受部位影响较大的叶片结构、颜色、身份的作用。由于未估计部位对身份的影响[1]，张小利等[10]研究的不同部位150个烟样时，错误地认为影响香气质、香气量和杂气等6项感官指标最重要的外观质量因素都是身份。

对烤烟外观质量和化学质量指标进行典型相关分析，提取了3对统计上极显著的典型变量，由外观质量因素构成的3个典型变量，根据典型相关系数的大小，依次代表了部位、颜色、（身份和油分）3个方面；外观质量和感官质量指标典型相关分析也提取了3对统计上极显著的典型变量，由外观质量评价指标构成的3个典型变量，根据典型相关系数的大小，依次代表了颜色和成熟度、部位、身份3个方面。这一结果为烤烟先以部位、颜色和成熟度为分组因素，再以成熟度、叶片结构、身份、油分和色度等为分级因素进行分级的科学性提供了数据支撑[20]；也为成熟度是对感官质量的重要影响，是烟叶质量和分级标准的核心提供数据支撑[21]。

根据第1典型变量的冗余分析来看，部位和叶片结构对化学质量变异解释性最强，即部位对化学质量影响最大。颜色和成熟度对感官质量变异解释性最强，即颜色和成熟度对感官质量影响较大，这一结果与左安建等[12]、彭玉富等[21]结论相符。外观质量分别能够解释化学质量、感官质量总变异的29.2%和25.7%，冗余系数不是很高，又恰好合理解释了生产实际中烟叶外观质量和内在质量不一致的原因[22]。

根据典型变量结构分析来看，烤烟质量评价指标中，随着部位提高，叶片结构趋向紧密，烟叶含氮化合物含量升高，香气量和杂气增加；随着钾含量增加，烟叶颜色得分提高，香气量、余味和细腻度改善；身份适中的烟叶，油分多，糖类丰富，香气质好，刺激性小，余味舒适。因此，通过不适用烟叶处理、上部叶带茎烘烤、增施钾肥和有机肥等综合农艺措施的推广应用，使烟叶结构优化、成熟度提高、叶片结构疏松、身份适中、油分足，将有助于烤烟的化学协调、香吃味好和特色风格彰显。

4 结 论

烤烟外观质量能够解释化学质量和感官质量的变异，其对化学质量影响最大的因素是部位和叶片结构，其次是颜色，再次是身份和油分；对感官质量影响最大的因素是颜色和成熟度，其次是部位和叶片结构，再次是身份。基于外观、化学和感官质量指标间的典型相关分析，可为现行烤烟分级标准将部位、颜色和成熟度作为分组因素，同时将成熟度、叶片结构、身份、油分和色度作为分级因素的合理性提供数据支撑。

[1] 王卫康. 《烤烟》国标中分级因素的概念及把握[J]. 烟草科技，2004，37（5）：44-48.

WANG W K. Concept and control of grading factors in national standard flue-cured tobacco[J]. Tobacco Science & Technology, 2004, 37(5): 44-48.

[2] 闫克玉，赵献章. 烟叶分级[M]. 北京：中国农业出版社，2003：11-69.

YAN K Y, ZHAO X Z. Tobacco leaf grading[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2003: 11-69.

[3] 程占省. 烟叶分级工[M]. 北京：中国农业科技出版社，2001：58-77.

CHENG Z S. Tobacco grading workers[M] Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2001: 58-77.

[4] 江厚龙，陈涛，马红辉，等. 重庆烟区烤烟感官品质主要影响因子分析[J]. 烟草科技，2014，47（6）：87-92.

JIANG H L, CHEN T, MA H H, et al. Analysis of main factors influencing sensory quality of flue-cured tobacco in Chongqing growing areas[J]. Tobacco Science & Technology, 2014, 47(6): 87-92.

[5] 闫洪洋，闫洪喜，吉松毅，等. 河南烤烟外观质量与感官质量的相关性[J]. 烟草科技，2012，45（7）：17-23.

YAN H Y, YAN H X, JI S Y, et al. Correlation analysis between appearance quality and sensory quality of Henan flue-cured tobacco[J]. Tobacco Science & Technology, 2012, 45 (7): 17-23.

[6] 邓小华，周冀衡，陈新联，等. 烟叶质量评价指标间的相关性研究[J]. 中国烟草学报，2008，14（2）：1-8.

DENG X H, ZHOU J H, CHEN X L, et al. Correlation analysis on quality evaluating indexes in tobacco leaf[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2008, 14(2): 1-8.

[7] 刘大双，肖振杰，解彩军，等. 烤烟分级因素与常规化学成分的相关分析[J]. 江西农业学报，2016，28（8）：51-55.

LIU D S, XIAO Z J, XIE C J, et al. Analysis of correlation between grading factors and routine chemical components in flue-cured tobacco leaves[J]. Acta Agriculturae Jiangxi, 2016, 28(8): 51-55.

[8] 彭漫江，程昌新，黄建明，等. 保山烟区烤烟外观质量与化学成分的关系[J]. 郑州轻工业学院学报（自然科学版），2014，29（1）：48-53.

PENG M J, CHENG C X, HUANG J M, et al. The relationship between the appearance quality and chemical constitutions for flue-cured tobacco leaves in Baoshan tobacco-growing areas[J]. Journal of Zhengzhou University of light Industry (Natural Science), 2014, 29(1): 48-53.

[9] 孙平，程森，窦玉青，等. 四川会东初烤烟叶外观质量与主要化学成分关系研究[J]. 中国烟草科学，2013，34（1）：29-33.

SUN P, CHENG S, DOU Y Q, et al. Relationship between appearance quality and main chemical composition of flue-cured tobacco leaves in Huidong county of Sichuan province[J]. Chinese Tobacco Science, 2013, 34(1): 29-33.

[10] 张小利，汤朝起，王平，等. 河南初烤烟叶外观性状与内在品质的关系研究[J]. 中国烟草科学，2011，32（1）：80-83.

ZHANG X L, TANG Z Q, WANG P, et al. Relationship between appearance character and internal quality of flue-cured tobacco in Henan province[J]. Chinese Tobacco Science, 2011, 32(1): 80-83.

[11] 陈庆园，陈雪，袁有波. 初烤烟叶外观质量与主要化学成分关系的研究[J]. 中国烟草科学，2008，29（1）：30-32.

CHEN Q Y, CHEN X, YUAN Y B. A study to the correlation between the outlook quality and main chemical component of flue-cured tobacco leaves[J]. Chinese Tobacco Science, 2008, 29(1): 30-32.

[12] 左安建，张延军，李丹丹，等. 郴州烟区评吸质量与外观质量的相关和逐步回归分析[J]. 西南农业学报，2011，24（5）：1695-1697.

ZUO A J, ZHANG Y J, LI D D, et al. Correlation and regression analysis between smoking quality and appearance quality of Chenzhou tobacco-growing area[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2011, 24(5): 1695-1697.

[13] 杜咏梅，马剑雄，黄传华，等. 烤烟外观品质因素与其内在质量的关系研究综述[J]. 中国烟草科学，2010，31（1）：74-78.

DU Y M, MA J X, HUANG C H, et al. Advance in relationship between appearance quality and interior quality of flue-cured tobacco leaves[J]. Chinese Tobacco Science, 2010, 31(1): 74-78.

[14] 闫新甫. 中外烟叶等级标准与应用指南[M]. 北京：中国标准出版社，2012：13-17.

YAN X F. China and foreign counties’ tobacco leaf grading standards and application guides[M]. Beijing: China Standard Press, 2012: 13-17.

[15] 韩小渊，范磊，卢晓延，等. 主脉特征在烟叶部位识别中的应用[J]. 烟草科技，2017，50（2）：22-26.

HAN X Y, FAN L, LU X Y, et al. The role of midrib of tobacco leaves in stalk position recognition[J]. Tobacco Science & Technology, 2017, 50(2): 22-26.

[16] 何晓群. 多元统计分析[M]. 4版. 北京：中国人民大学出版社，2015：194-204.

HE X Q. Multivariate statistical analysis[M]. 4thed.. Beijing: China Renmin University Press, 2015: 194-204.

[17] 马君红，卢迪，赵福杨，等. 攀西地区烤烟质量评价指标典型相关分析[J]. 山东农业科学，2013，45（11）：17-20，24.

MA J H, LU D, ZHAO F Y, et al. Canonical correlation analysis on quality evaluation indexes of flue-cured tobacco from Panxi area[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2013, 45(11): 17-20, 24.

[18] 王瑞新. 烟草化学[M]. 北京：中国农业出版社，2003：244-275.

WANG R X. Tobacco chemistry[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2003: 244-275.

[19] 汤朝起，窦玉青，刘国，等. 攀西烤烟主要化学成分与吸食品质的关系研究[J]. 中国烟草学报，2011，17（5）：29-33.

TANG Z Q, DOU Y Q, LIU G, et al. Studies on relationships between major chemical constituents and smoking quality of flue-cured tobacco from Panxi area[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2011, 17(5): 29-33.

[20] 国家技术监督局. 烤烟 GB 2635—92[S]. 北京：中国标准出版社，1992.

National Technical Supervision Administration. Flue-cured GB 2635-92[S]. Beijing: China Standard Press, 1992.

[21] 彭玉富，张书伟，蔡宪杰，等. 不同成熟度对河南上部烟叶品质的影响[J]. 中国烟草学报，2011，17（4）：62-66.

PENG Y F, ZHANG S W, CAI X J. Effects of maturity on quality of upper leaves in flue-cured tobacco in Henan province[J]. Acta Tabacaria Sinica, 2011, 17(4): 62-66.

[22] 唐远驹. 关于烟叶的可用性问题[J]. 中国烟草科学，2007，28（1）：1-5.

TANG Y J. Issues of tobacco leaf usability[J]. Chinese Tobacco Science, 2007, 28(1): 1-5.

Canonical Correlation Analysis of Flue-cured Tobacco between Grouping and Grading Factors, Chemistry Quality and Sensory Quality

WANG Jun, ZHAO Yu, XIAO Yong, JIANG Hong, HU Gang, YANG Xingyou, FENG Wenqiang

(Sichuan Tobacco Corporation Deyang Branch, Deyang, Sichuan 618400, China)

In order to clarify the relationship between grouping and grading factors, chemical or sensory quality factors of flue-cured tobacco, 588 primary flue-cured tobacco samples from three leaf positions in six years were analyzed for canonical correlation. The results showed that three pairs of extremely significant canonicals were extracted between the appearance quality and chemistry or sensory quality, and the appearance quality canonicals reflected 29.2% or 25.7% of the total variations of chemical or sensory quality respectively. Among them, the factors that had the greatest impact on chemical quality were the leaf position and leaf structure, followed by color, then body and oil. The factors that had the greatest influence on sensory quality were color and maturity, followed by leaf position and leaf structure, then body. Leaf position was the most important factor to interpret the variation of chemical quality. Color and maturity were the most important factors in explaining the variation of sensory quality. The canonical correlation analysis based on quality indicators can provide data supporting the rationality of existing flue-cured tobacco grading standards.

flue-cured tobacco; grading; appearance; leaf position; chemical; sensory; canonical correlation

TS41+1

1007-5119（2018）04-0080-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2018.04.011

中国烟草总公司四川省公司重点项目“四川烟叶质量评价方法研究与应用”（201810）

王 俊（1986-），男，硕士，农艺师，主要从事烟草化学和栽培相关研究。E-mail：599187325@qq.com

2018-01-27

2018-06-20