烤烟主要化学指标与感官舒适度的相关性分析

朱保昆，朱东来，王明锋，赵建华，廖头根*

[1.红云红河烟草（集团）有限责任公司技术中心，昆明 650202；2.云南财经大学统计与数学学院，昆明 650221]

随着生活水平的不断提高，消费者对卷烟制品的要求已经发生了深刻变化，从单纯追求生理上的满足感逐步向追求舒适感和享受感转变，特别是一些中高档卷烟的消费者，对卷烟产品的舒适度有着更高的要求。分析研究烟草化学成分对感官舒适度的影响，确定对卷烟感官舒适度起主要影响因素的烟草化学指标，可以为卷烟企业选择烟叶原料、进行卷烟配方维护以提升卷烟感官舒适度提供理论依据。学者们就烟草化学成分与感官质量的相关性做了大量研究[1-14]，但主要集中在烟草化学成分与卷烟国标中规定的感官质量指标及香气质量方面，根据相关性系数的大小及显著性来判断相关性的强弱，研究结果也不尽相同，而关于烟草化学成分与感官舒适度方面的相关性及明确对卷烟感官舒适度起主要影响作用的指标的相关报道较少。本研究主要利用复相关系数分析方法，对烟草主要化学指标与刺激性、余味、干燥感等感官舒适度指标进行分析及验证，以明确影响烤烟感官舒适度的主要化学指标，为烟叶原料的选择及卷烟产品的研发及维护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品来源

筛选了包括云南、贵州、四川、福建、湖北、安徽产区 50个等级的代表性烟叶以及津巴布韦、巴西、美国等进口烟叶原料，烟叶原料均采用统一工艺条件、统一辅助材料制备成卷烟样品，以供感官舒适度评价。

1.2 烟草化学成分检测指标及方法

总糖、还原糖、总氮、烟碱、氯、钾、糖氮比、糖碱比、氮碱比、钾氯比、石油醚提取物、烟丝pH、绿原酸、芸香苷、果胶、单宁酸等化学指标按照烟草行业标准方法测定及计算[15-23]，苹果酸、反丁烯二酸、柠檬酸、十四酸、亚油酸、油酸、软脂酸、硬脂酸、甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、2-甲基丁酸、苯甲酸、葵酸、2-呋喃甲酸 等有机酸参照文献[24]的方法检测。

1.3 感官舒适度评价指标及方法

选取 15位具有丰富卷烟评吸经验的评价人员（具有国家烟草专卖局颁发的卷烟感官评吸技术合格证书）应用感官舒适度评价方法[25]对 50个烤烟型卷烟样品进行评价。感官舒适度指标包括：口腔尖刺、口腔毛刺、喉部尖刺、喉部呛刺、鼻腔刺激、涂层、残留、收敛、干燥感、劲头等10项。

1.4 数据处理分析方法

利用SPSS 17.0分析统计软件进行相关统计及显著性检验。

2 结 果

2.1 烤烟主要化学指标与其感官舒适度的复相关关系分析

复相关系数主要用于度量一个指标与一组指标的相关程度。将感官舒适度10个指标作为1组，分别计算各个化学指标与感官舒适度的复相关系数，结果见表 1。可以看出，烟碱、氮碱比和糖碱比与其感官舒适度 10个指标得分极显著相关，石油醚提取物含量与其感官舒适度 10个指标得分显著相关，其余化学指标不显著。基于此，我们对这4个指标对感官舒适度的影响进行了进一步的统计分析。

表1 烟丝中单个化学指标与感官舒适度10个指标的复相关系数（R）Table1 Correlation between single chemical index and 10 index as a group of sensory coziness

2.2 烟碱、氮碱比、糖碱比、石油醚提取物含量对感官舒适度指标的影响趋势

对 50个烟叶样品中烟碱、氮碱比、糖碱比、石油醚提取物含量数据与感官舒适度的各项指标分别进行简单线性相关分析，结果见表2。可以看出，烟碱与各刺激性指标、干燥感得分极显著负相关；糖碱比与各刺激性指标得分极显著正相关，与干燥感显著正相关；氮碱比与除口腔尖刺的刺激性指标和干燥感得分极显著正相关；石油醚提取物与各刺激性指标和干燥感得分显著负相关；4个化学指标与劲头得分极显著相关。

表2 4个化学指标与感官舒适度指标相关性分析Table2 Correlation between each chemical index and each index of sensory coziness

为了进一步分析烤烟烟碱、氮碱比、糖碱比、石油醚提取物含量对感官舒适度的影响，根据检测数据的分布情况，分别将这4个指标划分为6个区间（段），各指标分别在各段内取平均值，与其呈显著相关的舒适度指标在各段内取样本平均值。然后，针对这6个数据段，就舒适度的各个指标分别进行单因素方差分析，以便分析这4个化学指标在不同分布状况下各感官舒适度指标得分是否具有显著性差异，结果见表 3。可以看出，处于不同烟碱含量、氮碱比、糖碱比分布状况的烟叶，其大多数刺激性指标、干燥感、劲头得分差异极为显著，而处于石油醚提取物含量水平的烟叶其口腔尖刺、喉部尖刺、劲头得分的差异较为显著。

基于表3的显著性结果，将50个样本的4个化学指标分别在6个数据段的平均值与其各个刺激性指标、干燥感、劲头得分在相应数据段的平均值，利用EXCEL分别作趋势图并得到相应的线性系数即R2，结果见表4，以进一步了解感官得分随关键化学指标的变化趋势。可以看出，烟碱含量、石油醚提取物含量与各个刺激性指标、干燥感、劲头得分总体呈良好的线性下降趋势，与劲头得分呈良好的线性上升趋势；糖碱比、氮碱比与大多数刺激性指标、干燥得分感总体呈较好的线性上升趋势，与劲头得分呈良好线性下降趋势。

表3 感官舒适度指标按6段进行的单因素方差分析P值Table3 P value of analysis of variance for the six segments

表4 4个化学指标段平均数与感官舒适度指标线性相关系数Table4 Correlation between the chemical index and each index of sensory coziness with 6 segments

3 讨 论

在大多烟草化学指标与感官质量相关性的研究报道中，感官质量评价主要是按照国标中规定的评价指标进行评价，本研究中的感官评价主要是剔除了香气特征因素，只评价刺激性、余味、干燥感、劲头等舒适度指标。本质上，所研究问题与报道的类似，都是研究单个烟草化学指标与多个感官指标的相关性问题。然而，存在的大多数研究主要是利用简单相关分析[10]这一统计工具来分析烟草化学指标对感官的影响程度，简单相关分析仅能分析单个烟草化学指标与单个感官指标的相关性，并不能直接分析单个烟草化学指标与多个感官指标整体的相关性。相比之下，本研究所提出采用的复相关系数方法是专门用来解决单个烟草化学指标与多个感官指标整体的相关性问题的方法。以感官舒适度为应用实例，通过计算单个烟草化学指标与多个感官舒适度指标整体的复相关系数，得到了烟草化学指标对感官舒适度影响程度的重要性排序，并通过统计检验从 35个主要烟气化学指标中筛选出 3个高度显著的烟草化学指标这一有价值的结果。不难看出，本研究所采用的复相关系数方法也同样适用于分析单个化学指标与多个感官质量指标的相关性分析等类似问题，这将在以后的工作中加以研究。

由方差分析结果中的显著性水平可以看出，烟碱含量、氮碱比、糖碱比在不同取值区间均对各项刺激性、干燥感、劲头产生较为显著的影响（P＞0.01），而石油醚提取物含量在不同含量水平下，仅对口腔尖刺、喉部尖刺、劲头具有明显的影响（P ＞0.05）。这一分析结果可以很好的验证复相关系数和相关性分析结果的可靠性，据此可以更为明确的看出，烤烟烟碱、氮碱比、糖碱比可作为评价其感官舒适度的关键化学指标，不同关键化学指标水平的烤烟其感官舒适度亦具有显著的差异。

由上面的分析可以看出，在进行卷烟叶组配方设计及维护过程中，不仅需要对烟叶原料进行感官评价，还应重点分析烟叶原料的烟碱含量、氮碱比、糖碱比，根据关键化学指标的分布情况，合理应用烟叶原料以调节整个叶组的关键化学指标，从而提升卷烟产品的感官舒适度。

4 结 论

本研究利用复相关系数及方差分析方法对烤烟主要化学指标检测数据与其感官舒适度评价数据进行分析，根据复相关系数的大小及显著性水平对这些化学指标对感官舒适度影响程度的大小进行了排序分析，其影响程度的大小具体排序为：烟碱 ＞ 氮碱比 ＞ 糖碱比 ＞ 石油醚提取物。通过统计分析可以看出，烤烟烟碱、氮碱比和糖碱比与感官舒适度整体上呈极显著相关，石油醚提取物含量与感官舒适度整体上呈显著相关，烤烟烟碱、氮碱比、糖碱比等3个烟草化学指标可作为评价烤烟感官舒适度的关键指标。

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