不同品牌卷烟常规成分差异化研究

2019-04-11乔月梅赵赛月李力群郭春生叶亚军张峻松

农产品加工 2019年6期

何山，乔月梅，赵赛月，李力群，郭春生，叶亚军，陈晨，张峻松

（1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州 450002；2.内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010020）

烟丝里面的常规化学成分能够对卷烟感官品质产生作用，其含量大小甚至在一定程度上能够控制卷烟品质[1]。前人的研究通常将水溶性糖、总植物碱、总氮、钾、氯等作为评价烟叶品质的重要依据[2-3]。其中水溶性糖、总植物碱、总氮、蛋白质与卷烟吸味有关，钾和氯能够对燃烧性产生影响，淀粉会对烟叶内在品质产生不利影响[4-5]，石油醚提取物能够影响卷烟香气[6]。目前，关于卷烟中常规化学成分的研究较多[7-9]，但大多是针对少数几个指标进行分析，少有全面分析卷烟常规化学成分的报道。

选取我国市场占有率较高的16个不同品牌卷烟样品，通过对其水溶性糖、钾、氯、总氮、蛋白质、总植物碱、淀粉、石油醚提取物进行检测并结合方差分析、主成分分析和聚类分析，明确不同品牌卷烟之间的差异与联系，旨在为研究我国不同品牌卷烟的差异性、中式卷烟的品类构建、不同卷烟风格特征的剖析提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：卷烟样品选择我国市场占有率较大的16种不同品牌的中式卷烟，并依次编号为品牌A～品牌P。

仪器：AA3型全自动连续流动分析仪，德国SEAL公司产品；SB-3200 DT型超声萃取仪，宁波新芝产品；EL204型电子分析天平，梅特勒-托利多（上海）有限公司产品；DHG-9145A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司产品；BS-4GBS-4G型恒温振荡器，江苏省金坛市金祥龙电子有限公司产品；HH-4型数显恒温水浴锅，金坛市科析仪器有限公司产品。

1.2 试验方法

水溶性糖依据YC/T 159—2002检测，总氮依据YC/T 161—2002检测，蛋白质依据YC/T 249—2008检测，总植物碱依据YC/T 160—2002检测，氯依据YC/T 162—2011检测，钾依据 YC/T 217—2007检测，淀粉依据YC/T 216—2013检测，石油醚提取物依据YC/T 176—2003检测。试验数据采用SPSS 19.0进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同品牌卷烟常规成分的总体情况

不同品牌卷烟常规化学成分总体情况见表1。

由表1可知，不同品牌卷烟常规化学成分含量范围如下：总糖19.69%～28.91%，还原糖16.41%～24.51%，钾1.75%～2.48%，氯0.43%～0.84%，总氮2.16%～2.59%，蛋白质 5.39%～6.15%，总植物碱1.89%～2.57%，淀粉4.96%～7.95%，石油醚提取物3.52%～4.56%。不同常规化学成分在16个品牌间的变异程度依次为氯＞淀粉＞还原糖＞钾＞总糖＞总氮＞总植物碱＞石油醚提取物＞蛋白质，其中氯含量有广泛的变异，其变异系数达到21.43%，而其他指标变异系数均保持在15%以内。

表1 不同品牌卷烟常规化学成分总体情况/%

2.2 不同品牌卷烟常规成分方差分析

由上述总体情况来看，常规化学成分在不同品牌间的变异情况存在一定的差异。为进一步明确其差异的情况，对不同品牌卷烟常规化学成分进行方差分析。

不同品牌卷烟常规成分的多重比较见表2。

表2 不同品牌卷烟常规成分的多重比较/%

由表2可知，从9个常规化学指标总体来看，不同品牌卷烟之间，除总氮和蛋白质无显著差异外，其他常规化学成分均存在显著性差异。其中，总糖及还原糖含量均为品牌F最高，品牌C和品牌K最低，显著低于其他品牌。钾含量以品牌K最高，显著高于其他品牌；品牌E最低，显著低于其他品牌。氯含量以品牌D最高，显著高于其他品牌；品牌B，E，M最低。总氮含量以品牌G最高，品牌F最低。蛋白质含量以品牌G最高，品牌P最低。总植物碱含量以品牌K最高，显著高于其他品牌；品牌F最低，显著低于其他品牌。淀粉含量以品牌E最高，显著高于其他品牌；品牌D最低。石油醚提取物含量以品牌K最高，显著高于其他品牌；品牌L最低。

2.3 不同品牌卷烟常规成分的主成分分析

由以上方差分析可以看出，不同品牌卷烟大部分常规成分均存在显著性差异，为了进一步明确不同品牌卷烟之间的差异主体，需要进行主成分分析。由于主成分分析要求变量间具有较强的相关关系，因此对原有变量进行相关分析。

不同品牌卷烟常规化学成分的相关分析见表3。

表3 不同品牌卷烟常规化学成分的相关分析

由表3可知所有指标中，钾含量与其他成分之间的相关性较小，需要剔除钾后再对数据进行主成分分析。

KMO和Bartlett的检验结果见表4。

由表4可知，KMO值＞0.5，p值＜0.05，能够进行主成分分析。

表4 KMO和Bartlett的检验结果

不同品牌卷烟主成分分析的总方差见表5，不同品牌卷烟主成分分析的碎石图见图1。

表5 不同品牌卷烟主成分分析的总方差

图1 不同品牌卷烟主成分分析的碎石图

根据表5和图1结果能够对考查的8个指标提取出2个主成分，其特征值为3.954，1.994，方差贡献率分别为49.276%，25.074%，累积贡献率为74.350%，它们代表了卷烟常规化学成分74.350%的信息。

主成分的载荷矩阵旋转之后载荷系数更接近0或者1，能够更好地解释和命名变量。因此，利用所设定的最大方差法对因子载荷矩阵进行旋转。

不同品牌卷烟旋转成分矩阵见表6。

由表6结果可知，第一主成分综合了总糖、还原糖和总氮的信息，且总糖和还原糖在第一主成分呈正向分布，总氮在第一主成分呈负向分布，即PC1正向坐标值越大，总糖和还原糖含量越低，总氮含量越高；第二主成分综合了淀粉和石油醚提取物的信息，且淀粉和石油醚提取物呈正向分布，即PC2正向坐标值越大，淀粉和石油醚提取物含量越高。

表6 不同品牌卷烟旋转成分矩阵

根据主成分分析结果，可以得到不同品牌卷烟的得分图。

不同品牌卷烟的得分图见图2。

由图2所示不同品牌卷烟PC1和PC2的关系可以看出，H，I，J，K和O分布在PC1和PC2的正向区间，总糖和还原糖含量较低，总氮、淀粉和石油醚提取物含量较高，C，D，G和L分布在PC1的正向区间、PC2的负向区间，总糖、还原糖、淀粉和石油醚提取物含量较低，总氮含量较高；E，M，N和P分布在PC1的负向区间、PC2的正向区间，总糖、还原糖、淀粉和石油醚提取物含量较高，总氮含量较低；A，B和F分布在PC1和PC2的负向区间，总糖和还原糖含量较高，总氮、淀粉和石油醚提取物含量较低。由图2可以看出，不同卷烟之间存在一定的“类聚”现象，为进一步明确其分类情况，需进行聚类分析。