江西烤烟化学成分与感官评吸指标的相关性

张正杨，罗昭标，张福群

(1.江西省烟草公司， 江西 南昌 330025；2.江西省烟草公司 抚州市公司， 江西 抚州 344000)

烟叶中总糖、还原糖、总氮、蛋白质、淀粉、烟碱、挥发酸、挥发碱、钾、氯和多酚等化学成分是烟叶质量和风格特色形成的物质基础。烟叶的评吸质量是烟叶通过燃烧所产生烟气的香气类型、香气质、香气量、浓度、劲头、刺激性、杂气和余味等指标决定的，主要通过人的感官进行评价，是人为的主观感受，也是烟叶质量的最终评价。江西省近年来烤烟发展迅速，受到越来越多卷烟工业企业青睐。关于烟叶化学成分与评吸指标之间的相互关系，近年来一直备受国内外研究者的关注[1-7]。不同产地烟叶的化学成分差异较大，鲜见关于针对江西烟叶的研究报道。为此，采用多元统计学方法研究江西烤烟化学成分与感官评吸指标的关系，旨在弄清影响江西省烟叶感官评吸指标的主要化学成分，以期为烤烟生产技术措施的改进提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

烟叶样品共计24个，选自江西省2017年烤烟综合示范区(安福、广昌、瑞金、信丰)田间长势长相分别为好、中、差的C3F和B2F等级初烤烟叶，烤烟品种为NC297。

1.2 方法

1.2.1 常规化学成分测定 按照中华人民共和国烟草行业标准测定烟叶中烟碱、总糖、还原糖、淀粉、总氮、磷、钾和氯的含量。

1.2.2 烟叶感官评吸质量 选取初烤烟叶样品，制成烟丝并调节含水率在11.5%左右，卷制成卷烟，卷烟在(22±1)℃和相对湿度(60±2)%下平衡水分48 h。感官评吸质量由江西中烟工业有限责任公司组织评吸专家按 烟草及烟草制品 感官评价方法(YC/T 138-1998)进行评价打分，选取的评价指标包括烟气的香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、刺激性和余味等。

1.2.3 相关性分析

1) 简单相关。简单相关是多元相关分析的基础，是描述2个变量间线性关系程度和方向的统计方法。对香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、刺激性和余味感官评吸指标与常规化学成分指标间的相关性进行简单相关分析，计算其相关系数。

2) 典型相关。典型相关分析可从总体上把握两组指标之间的相关关系，分别在两组变量中提取有代表性的2个综合变量U1和V1(分别为两个变量组中各变量的线性组合)，利用2个综合变量之间的相关关系来反映两组指标之间的整体相关性。将烟气的香气质(X1)、香气量(X2)、浓度(X3)、劲头(X4)、杂气(X5)、刺激性(X6)和余味(X7)等感官评吸指标与烟碱(Y1)、总糖(Y2)、还原糖(Y3)、淀粉(Y4)、总氮(Y5)、磷(Y6)、钾(Y7)和氯(Y8)等常规化学成分进行典型相关分析。

3) 多元逐步回归。多元逐步回归分析是在相关变量中将1个变量视为因变量，将另1个或多个变量视为自变量，建立多个变量之间线性或非线性数学模型数量关系式并利用样本数据进行分析的统计分析方法。将感官评吸指标分别设为自变量，与烟叶化学成分指标进行多元逐步回归分析，按步进准则概率F≤0.05进入方程，概率F≥0.1剔除方程的逐步回归方法。

1.3 数据处理

采用Excel 2010和SPSS 19.0对相关数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 烟叶化学成分的含量及其感官评吸质量

从表1可知，烟叶化学成分的含量及变异大小的差异。化学成分平均含量：总糖最高，为26.73%；还原糖其次，为23.68%；氯含量最低，为0.17%；其余指标含量为0.31%～8.20%。变异系数：淀粉最大，为32.00%；氯其次，为28.00%；总氮最小，为14.00%；其余指标为17.00%～26.00%。标准差：总糖和还原糖相对较大，分别为4.71和4.61；淀粉其次，为2.62；磷和氯相对较小，分别为0.07和0.05。从表2看出，感官评吸指标的得分差异较小，均为6.5分左右；以浓度得分最高，为6.62分；劲头得分最低，为6.10分。变异系数：样本间不同指标的变幅较小，仅香气量的变异系数为3%，其余指标变异系数均为5%。标准差：除香气量为0.18外，其余各烟气指标间较为接近，为0.30～0.36。

偏度系数的正负表明样本数据的右偏或左偏，感官评吸指标除劲头外，其余指标均为左偏型；除钾、氯含量的偏度系数大于1外，其余各项指标的峰度和偏度均处于-1～l，说明化学成分含量及感官评吸质量结果接近正态分布。

表1 烟叶化学成分的含量及其变异情况

表2 烟叶烟气的感官评吸质量及其变异情况

2.2 烟叶化学成分与感官评吸指标的相关性

2.2.1 简单相关 从表3可知，不同化学成分含量与感官评吸指标间的简单相关关系。烟碱含量：与香气质、劲头、杂气、刺激性和余味均呈极显著负相关，与浓度呈极显著正相关；总糖含量：与劲头、杂气、刺激性和余味均呈极显著正相关，与香气质呈显著正相关，与浓度呈极显著负相关；还原糖含量：与劲头、杂气、刺激性和余味呈极显著正相关，与浓度呈极显著负相关，与香气质呈显著正相关；淀粉含量：与香气质、浓度、劲头、刺激性和余味呈负相关，与其余指标呈正相关；总氮含量：与浓度呈极显著正相关，与刺激性呈极显著负相关，与劲头、杂气和余味呈显著负相关；磷含量：与香气质、香气量、浓度、劲头和杂气呈负相关，与刺激性和余味呈正相关；钾含量：与刺激性和余味呈极显著正相关，与浓度呈极显著负相关；氯含量：与浓度呈极显著正相关，与余味呈极显著负相关，与香气质、劲头、杂气和刺激性呈显著负相关。

表3 烟叶化学成分含量与感官评吸指标间的简单相关分析

注：*表示差异显著(P<0.05)，**表示差异极显著(P<0.01)，下同。

Note: * represents 0.05 significant level, * * represents 0.01 significant level. The same below.

2.2.2 典型相关 从表4和表5可知，在烟叶化学成分与感官评吸指标典型相关系数中，第1个典型相关系数达显著水平，说明烟叶化学成分与感官评吸质量存在显著典型相关；其余6个典型相关系数均不显著，不具有统计学意义，因此，选择第1组典型变量进行详细分析。由于烟叶化学成分与感官评吸指标的计量单位不同，因此，采用标准化的典型系数给出典型相关模型系数M和L，并计算原始变量与典型变量之间的相关系数(R)，并由此构建第1个典型和第2个典型变量模型：U1=0.55X1-0.178X2+0.731X3-0.025X4+0.414X5-0.531X6-0.487X7，V1=0.384Y1+0.641Y2-0.521Y3+0.1Y4+0.769Y5-0.523Y6-0.205Y7-0.194Y8。从典型系数和相关系数看，U1与浓度存在较高的正相关，相关系数为0.850，与刺激性和余味存在较高的负相关，相关系数分别为-0.706和-0.692。因此，U1为主要描述烟气口腔感受的综合性状。V1与总糖、还原糖和钾存在较高的负相关，与烟碱和总氮存在较高的正相关。因此，V1为描述烟叶碳、氮含量的综合性状，表明烟叶烟气口腔感受与烟叶碳氮比关系密切。

表4 烟叶化学成分与感官评吸指标间的典型相关分析

Table 4 Canonical correlation analysis between chemical compositions and sensory evaluation indexes of tobacco leaves

典型相关系数Canonical correlation coefficient卡方值Chi-square value自由度dfP值P value0.924∗75.361560.0430.82046.510420.2920.73529.758300.4780.68918.120200.5800.5358.463120.7480.3973.39660.7580.2310.82420.662

表5 烟叶化学成分与感官评吸指标间的典型相关系数

2.2.3 逐步回归 经逐步回归分析发现，除香气量与烟叶化学物质未建立回归方程外，其余感官评吸指标与烟叶化学成分均有显著的回归方程关系，且香气质、劲头、杂气、刺激性和余味经逐步回归引入的自变量均为烟碱，说明烟碱对烟叶感官评吸质量具有重要的影响。浓度与其余感官评吸指标不同，其引入的自变量为总糖和钾，说明总糖和钾与烟叶烟气的浓度关系密切。决定系数(R2)反应的是回归方程的拟合程度，决定系数越大，说明回归方程拟合程度越好，自变量对应变量的解释程度越高。在当前拟合模型条件下，烟碱能够解释香气质、劲头、杂气、刺激性和余味的变化比例分别为28.7%、38.9%、48.9%、52.6%和53.2%，总糖和钾能够解释浓度的变化比例为66.7%。

3 结论与讨论

试验结果表明，烟叶化学成分的含量在样本间变异系数较大，说明各样本间的化学成分含量差异较大，这可能是将B2F和C3F进行混合统计及各样本所处的生态环境、生产措施不一致等因素引起。经简单相关分析，烟叶含氮化合物(烟碱、总氮)及氯与烟气浓度呈极显著正相关，说明提升该类物质含量，有利于提升烟叶烟气浓度，但同时也对香气质、劲头、杂气、刺激性和余味产生不利影响；含碳化合物(总糖、还原糖)以及总钾对烟叶劲头、杂气、刺激性、余味和香气质具有正向作用，同时也会在一定程度上降低烟叶的烟气浓度。香气量与化学成分的相关性均不显著。与薛超群等[8]的研究结果相近，说明香气量受烟叶常规化学成分的影响较小。

经典型相关分析，U1与浓度呈正相关，与刺激性和余味呈负相关，V1与总糖、还原糖和钾呈负相关，与烟碱和总氮呈正相关。表明，提高烟叶碳氮比可一定程度上降低烟气浓度，改善刺激性和余味。与简单相关分析结果基本吻合。经逐步回归分析，香气质、劲头、杂气、刺激性和余味与烟碱存在极显著线性关系，浓度与总糖和钾存在极显著线性关系。表明，一定程度上可用烟碱、总糖和钾来表征烟叶的感官评吸质量。

综合来看，江西烤烟感官评吸质量主要受烟叶碳、氮、钾和氯等的影响。此外，香气量与烟叶化学成分的相关性不强，其具体影响因素还有待进一步深入研究。