白肋烟主要化学成分因子及聚类分析

张国建

(福建中烟工业有限责任公司 技术中心，福建 厦门 361022)

在卷烟叶组配方维护时，要求烟叶替换前后，产品风格及烟气化学指标保持一致，因此科学合理地对不同产地、等级的烟叶按照一定规律进行分类，是技术的关键。白肋烟是混合型卷烟主要原料，对实现配方平稳切换尤为重要，传统的质量评价与分类主要依靠感官评吸，有一定的局限性。作者对湖北、四川、美国、马拉维4产区23个白肋烟样品8个化学成分进行因子分析，提取主成分并作聚类分析，以期为白肋烟质量的评价和分类方法提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

选用湖北、四川、美国、马拉维4产区23个白肋烟样品为供试材料。所选23份样品用编号表示。

1.2 方法

测定并计算烟叶样品的总氮、总烟碱、还原糖、总糖、钾、氯、氮碱比、钾氯比等8个指标。调制得当的白肋烟糖分很少，因此未采用糖碱比指标。

按烟草行业标准YC/T159检测水溶性总糖，YC/T159检测还原糖，YC/T160检测总烟碱，YC/T161检测总氮，YC/T162检测氯，YC/T217检测钾。所测化学成分含量换算成百分率。

1.3 数据处理

运用SPSS 18.0数据处理系统对主要化学指标进行因子分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 相关分析

相关分析如表1，含氮成分间、含碳成分间正相关，这与毕淑峰等［1-2］的烤烟分析结果基本一致。总烟碱与总氮及还原糖正相关，与氮碱比呈负相关;钾与钾氯比显著正相关，与氯显著负相关;氮碱比与氯正相关;其他化学指标间相关性都不显著。分析表明，白肋烟化学指标之间存在一定相关性，可进一步作因子分析。

表1 白肋烟主要化学成分的相关系数

2.2 因子分析

对8个化学成分的相关矩阵进行主成分分析，各特征根值及其贡献率见表2。前3个较大的特征根累积贡献率达87.581%，符合提取的主成分累计方差贡献率应超过85%的原则［3］，计算因子载荷结果如表3。

表2 白肋烟特征根累积贡献率

由表3可知，主成分1中钾、钾氯比、总烟碱有较高的正载荷，氯、氮碱比有较高的负载荷，总烟碱、氮碱比与白肋烟内在品质密切相关，钾氯比是衡量烟叶燃烧性和持火力的重要指标之一，故可称之为燃烧-氮因子，占总方差的43.133%;主成分2中总烟碱和还原糖有较高的正载荷，主要影响劲头与吃味，称为碳-烟碱因子，占总方差的26.754%;主成分3中总氮有较高的正载荷，总糖有较高的负载荷，主要影响烟气状态与吃味，称之为碳-氮因子，占总方差的17.694%。

表3 主成分载荷矩阵

2.3 聚类分析

根据使用要求和叶组配方经验，可将23个样品分为4类，主成分因子K-均值聚类分析结果如表4。烟叶各主成分得分和总分区间及感官评吸结果也一并填入表内。可见，各类别内烟叶总体质量较为接近，类别间烟叶品质有一定差异，有利于技术人员配方维护时进行烟叶替换。

表4 23个白肋烟样品聚类

3 小结

白肋烟化学成分间存在相关性，含氮成分间、含碳成分间正相关。因子分析得到3个主成分因子，即燃烧—氮因子、碳—烟碱因子、碳—氮因子，含氮化合物影响最显著，其次是钾、氯、含碳化合物，需要控制这些成分的含量及协调性。在此基础上进行聚类分析，分类结果与感官评吸结论基本一致，同一类别内烟叶品质与得分较为接近，不同类别间则有一定差异，应用于卷烟产品配方维护作为参考依据，可提高工作效率。

［1］ 毕淑峰.烤烟主要化学成分的因子分析 ［J］.安徽农业科学，2004，32(2):342-343.

［2］ 阎克玉，李兴波，赵学亮，等.河南烤烟理化指标间的相关性研究 ［J］.郑州轻工业学院学报，2000(3):20-24.

［3］ 郝黎仁，樊元，郝哲欧，等.SPSS实用统计分析 ［M］.北京:中国水利水电出版社，2003.