烤烟挥发酸含量与感官质量相关及通径分析

［KH－*3D］孔兰芬，冯洪涛，陈剑明，张朗，朱叶梅，杨式华*

(1．云南同创检测技术股份有限公司，云南昆明650106;2．云南中烟工业有限责任公司，云南昆明650202)

烤烟挥发酸含量与感官质量相关及通径分析

［KH－*3D］孔兰芬1，冯洪涛2，陈剑明2，张朗1，朱叶梅1，杨式华1*

(1．云南同创检测技术股份有限公司，云南昆明650106;2．云南中烟工业有限责任公司，云南昆明650202)

以云南主产烟区的主栽烤烟品种烟叶为对象，研究了烤烟挥发酸对感官质量的影响。从相关性分析结果看，2-甲基丁酸、己酸、苯乙酸对感官质量的影响较广，其中，2-甲基丁酸与感官质量相关性较强，异戊酸则较弱。从通径分析结果看，异戊酸、2-甲基丁酸、戊酸、己酸、苯乙酸、辛酸对感官质量的影响最大，其中，异戊酸含量的增加有利于愉悦性而不利于甜度的提升，对于细腻度、柔和性、杂气、刺激性、余味的影响则需合理调控其含量;2-甲基丁酸不利于愉悦性、细腻度、甜度、柔和性的形成，但增加2-甲基丁酸、戊酸的含量有利于杂气及刺激性的减弱;己酸不利于愉悦性、丰富性、细腻度、甜度的增强;苯乙酸不利于柔和性，但有利于浓度的提升;而辛酸对于浓度和劲头则均起到正向作用。由以上结果可看出，烟叶挥发酸指标与感官质量有着不同程度的相关性和影响能力，是影响其感官质量的重要因素之一。

挥发酸;感官质量;相关性分析;通径分析

烟草中的有机酸主要指除氨基酸以外的有机酸，按挥发性强弱分为挥发酸、半挥发酸和非挥发酸，通常C10以下的低级脂肪酸和部分芳香酸称为挥发酸［1］，其含量很低，约占烟叶质量的0．01%～0．20%［2］，但在卷烟燃吸过程中，挥发酸可直接进入烟气，对烟气的香味、吃味产生直接的影响［3］。因此，烟草中挥发酸的分析研究一直受到国内外烟草工作者的高度重视。前期主要针对烤烟种子［4］及烤烟烟叶中挥发酸在不同部位［5］、不同产区［6－7］、主流烟气中总粒相物的挥发酸研究［8］、不同储存方式对挥发酸的影响［9］及方法学［10－12］等方面，而通过运用相关性及通径分析相结合的方法研究不同挥发酸指标对感官质量的直接和间接的影响程度方面未见报道。

通径分析(path analysis)方法［13－15］由Wright于1921年首次提出，其实质是标准化的多元线性回归分析，能够克服简单相关分析与回归分析的不足，真实地反映各自变量与因变量之间的关系，从而使得自变量对因变量的作用效应能直接进行比较同时，通过分析找出自变量对因变量影响的直接效应和间接效应，全面反映自变量对因变量的相对重要性。

文章整理了云南主产烟区昆明、曲靖、红河、大理地区的红大、K326、云87、云85、NC297等5个主栽烤烟品种样品的挥发酸的检测数据及感官评吸结果，采用相关性及通径分析相结合的方法研究挥发酸与感官质量的不同影响程度，旨在为全面掌握烟叶原料的品质信息提供理论及试验依据。

1 材料与方法

1．1 材料

检测样品为云南主产烟区(昆明、曲靖、红河、大理等)2006－2010年的复烤片烟，包括红大、K326、云87、云85、NC297等5个品种共50个烟叶样品。

1．2 方法

1．2．1 挥发酸检测分析方法按照文献［12］报道的方法对烟叶样品中的有机酸进行检测，并对8个挥发酸(包括异戊酸、2-甲基丁酸、戊酸、3-甲基戊酸、己酸、苯甲酸、辛酸、苯乙酸)进行定量。

1．2．2 评吸方法将1．1中的烟叶样品去梗切丝卷制成单料烟，由红云红河烟草(集团)有限责任公司组织评吸专家根据其内部单料烟评吸方法进行评吸，此方法的评价指标:香型、愉悦性、丰富性、透发性、香气量、细腻度、甜度、绵延性、成团性、柔和性、浓度、杂气、刺激性、余味、劲头等15项，除香型由文字描述外，其余各单项满分10分。评吸总分为以上各项感官质量的评吸打分之和，评吸总分得分越高，则烟叶质量越好。

1．2．3 数据处理方法采用了SPSS 19．0对挥发酸数据与感官评吸数据进行了相关性分析、正态性检验及线性回归分析，最后把相关性分析与线性回归分析2项结果结合进行通径分析。

2 结果与分析

2．1 挥发酸与感官质量相关性分析

将烟叶样品进行挥发酸含量的测定和感官质量评价，并将得到的2项结果进行相关性分析，结果见表1。整体上看，2-甲基丁酸、己酸、苯乙酸对感官质量的影响较广，而2-甲基丁酸与感官质量相关性较强，异戊酸则较弱。其中，2-甲基丁酸与劲头呈极显著正相关，与愉悦性、细腻度、甜度、柔和性、杂气、刺激性、余味呈极显著负相关，与评吸总分呈显著负相关;戊酸与杂气呈显著负相关;3-甲基戊酸与刺激性呈显著负相关;己酸与丰富性呈极显著负相关，与愉悦性、细腻度、甜度、绵延性、杂气、刺激性、评吸总分呈显著负相关;苯甲酸与劲头呈极显著正相关，与柔和性呈极显著负相关，与浓度呈显著正相关;辛酸与浓度、劲头呈极显著正相关，与刺激性呈显著负相关;苯乙酸与浓度、劲头呈极显著正相关，与柔和性呈极显著负相关，与细腻度、杂气、刺激性、余味呈显著负相关。

表1 挥发酸与感官质量相关性分析Table 1Correlation Analysis of volatile acid and sensory quality

续表1 Continued table 1

2．2 烟叶挥发酸与感官质量通径分析

2．2．1 正态性检验在SPSS中，多元回归分析使用配伍格式数据文件，因变量必须服从正态分布［16］。所以首先对各指标的数据进行正态性检验。

将50个样品的挥发酸含量数据及感官评吸数据进行描述性分析，得出各指标的偏度系数及峰度系数，具体见表2。从表中可以看出，所有指标中，除成团性、3-甲基戊酸的偏度系数或峰度系数大于1外，其余指标的偏度系数及峰度系数均小于1，可认为除成团性、3-甲基戊酸外的各指标数据近似于正态分布。

表2 正态性检验输出结果Table 2The normal test results

2．2．2 通径分析从表1可以看出，挥发酸各指标并不是与每一个感官指标都有显著的相关性，所以下面的通径分析中仅抽出在0．01水平上显著相关的各感官指标进行分析，并且，结合表2可以看出，成团性、3-甲基戊酸的数据并不服从正态分布，所以将这2个指标剔除。最后，挥发酸指标中挑出异戊酸(X1)、2-甲基丁酸(X2)、戊酸(X3)、己酸(X4)、苯甲酸(X5)、辛酸(X6)及苯乙酸(X7)，感官指标中挑出愉悦性(Y1)、丰富性(Y2)、细腻度(Y3)、甜度(Y4)、柔和性(Y5)、浓度(Y6)、杂气(Y7)、刺激性(Y8)、余味(Y9)、劲头(Y10)等指标进行通径分析，以确定不同挥发酸对感官质量的直接和间接的影响程度。

以异戊酸(X1)、2-甲基丁酸(X2)、戊酸(X3)、己酸(X4)、苯甲酸(X5)、辛酸(X6)及苯乙酸(X7)为自变量，感官质量各指标为因变量，分别运用向前引入法(即被选变量依次进入回归模型，首先引入与因变量最大的相关且符合引入标准的变量，引入第1个变量后，接着引入第2个与因变量最大偏相关并且符合引入标准的变量，以此类推。当无变量符合标准引入时，终止回归过程。)且F的概率值≤0．05被引入的方法进行多元线性回归分析，最终得到最佳的回归方程及回归系数。从表3可以看出，杂气和刺激性的回归系数已超出0．5，说明异戊酸、2-甲基丁酸、戊酸这3个指标对杂气和刺激性的决定系数已超出50%，是影响杂气和刺激性较为重要的指标。

表3 挥发酸指标与感官质量指标的回归方程及相关系数Table 3Regression equation and correlation coefficient of volatile acid index and sensory quality index

愉悦性:从表4可看出，经t检验，X1、X2、X4的概率P值均在0．005以下，按给定显著性水平为0．1的情况下，3个指标均有显著性意义。并且，挥发酸各指标对愉悦性的直接作用是不均等的，大小顺序为异戊酸＞己酸＞2-甲基丁酸，而间接作用表现恰好相反。其中，异戊酸对愉悦性的直接通径系数为正值且最大，虽异戊酸通过2-甲基丁酸、己酸对愉悦性有较大的负向间接效应，但最终异戊酸与愉悦性的相关系数仍表现为正相关，2-甲基丁酸、己酸对愉悦性的影响与异戊酸相反。因此，适当增加异戊酸同时降低2-甲基丁酸、己酸的含量有利于愉悦性的提高。

表4 挥发酸各指标与愉悦性的通径分析Table 4Path analysis of the indicators of volatile acid and the pleasure

丰富性:通过进行多元线性回归分析，最终只有己酸(X4)进入了回归方程，得到最佳的回归方程: Y2(丰富性)=7．389－0．254X4。并且，经t检验，X4的概率P值为0．007，此指标具有显著性意义。但己酸对丰富性起直接负向作用，直接通径系数为－0．378，说明己酸含量的存在不利于烟气丰富性的释放。

细腻度:从表5可看出，经t检验，X1、X2、X4的概率P值均在0．01以下，因此3个指标均有显著性意义。挥发酸各指标对细腻度的直接作用是不均等的，大小顺序为异戊酸＞己酸＞2-甲基丁酸，而间接作用表现恰好相反。其中，异戊酸对细腻度的直接通径系数为正值且最大，但异戊酸通过2-甲基丁酸、己酸对细腻度有较大的负向间接效应，且与细腻度的相关程度表现为不显著负相关，而2-甲基丁酸、己酸对细腻度的影响与异戊酸相反。因此，适当控制异戊酸同时降低2-甲基丁酸、己酸的含量有利于细腻度的增强。

表5 挥发酸各指标与细腻度的通径分析Table 5Path analysis of the indicators of volatile acid and the tenderness

甜度:从表6可看出，经t检验，X1、X2、X4的概率P值均在0．05以下，因此3个指标均有显著性意义。异戊酸、2-甲基丁酸、己酸对甜度的直接和间接通径系数均为负值，且与甜度的相关程度均为负相关。因此，降低异戊酸、2-甲基丁酸和己酸的含量有利于甜度的增强。

表6 挥发酸各指标与甜度的通径分析Table 6Path analysis of the indicators of volatile acid and the sweetness

柔和性:从表7可看出，经t检验，X1、X2、X3、X7的概率P值均在0．05以下，因此4个指标均有显著性意义。从表中还可知，挥发酸各指标对柔和性的直接作用是不均等的，大小顺序为异戊酸＞苯乙酸＞戊酸＞2-甲基丁酸，而间接作用表现恰好相反。其中，异戊酸对柔和性的直接通径系数为正值且最大，但异戊酸通过2-甲基丁酸、戊酸、苯乙酸对柔和性有较大的负向间接效应，且与柔和性的相关程度表现为不显著负相关，而其余指标(2-甲基丁酸对柔和性的间接通径系数为正值外)的通径系数及相关系数均为负值。因此，适当控制异戊酸同时降低2-甲基丁酸、戊酸、苯乙酸的含量有利于柔和性的增强。

表7 挥发酸各指标与柔和性的通径分析Table 7Path analysis of the indicators of volatile acid and the softness

表8 挥发酸各指标与浓度的通径分析Table 8Path analysis of the indicators of volatile acid and the concentration

浓度:从表8可看出，经t检验，X6、X7的概率P值均在0．05以下，因此X6、X7两个指标均有显著性意义。从表中还可知，辛酸、苯乙酸对浓度的直接和间接通径系数均为正值，且与浓度的相关程度均为极显著正相关。因此，增加辛酸、苯乙酸的含量有利于浓度的增强。

杂气、刺激性:从表9、10可看出，经t检验，X1、X2、X3的概率P值均未超出0．05，3个指标均有显著性意义。从表中还可知，挥发酸各指标对杂气及刺激性的直接作用是不均等的，大小顺序为异戊酸＞戊酸＞2-甲基丁酸，而间接作用表现恰好相反。其中，异戊酸对杂气及刺激性的直接通径系数为正值且最大，但异戊酸通过2-甲基丁酸、戊酸对杂气及刺激性有较大的负向间接效应，且与杂气及刺激性的相关程度表现为不显著负相关，而其余指标(2-甲基丁酸对杂气及刺激性的间接通径系数为正值外)的通径系数及相关系数均为负值。因此，适当控制异戊酸同时增加2-甲基丁酸、戊酸的含量有利于杂气及刺激性的减弱。

表9 挥发酸各指标与杂气的通径分析Table 9Path analysis of the indicators of volatile acid and the miscellaneous gas

表10 挥发酸各指标与刺激性的通径分析Table 10Path analysis of the indicators of volatile acid and the irritation

余味:从表11可看出，经t检验，X1、X2的概率P值均在0．05以下，2个指标均有显著性意义。从表中还可知，异戊酸对余味的直接通径系数为正值且最大，但异戊酸通过2-甲基丁酸对余味有较大的负向间接效应，且与余味的相关程度表现为不显著负相关，而2-甲基丁酸对余味的直接通径系数为负值，但通过异戊酸对余味有正向间接效应，与余味的相关程度表现为极显著负相关。因此，合理调整异戊酸和2-甲基丁酸的含量才有利于余味的生成。

劲头:从表12可看出，经t检验，X2、X4、X6的概率P值均未超出0．05，3个指标均有显著性意义。从表中还可知，2-甲基丁酸和辛酸对劲头的直接通径系数较大且为正值，间接通径系数总和较小且为负值，与劲头呈极显著正相关，而己酸对劲头的影响方式则相反，并且己酸与劲头无相关性。因此，要有适度的劲头需合理调整2-甲基丁酸、辛酸的含量。

表11 挥发酸各指标与余味的通径分析Table 11Path analysis of the indicators of volatile acid and the aftertaste

表12 挥发酸各指标与劲头的通径分析Table 12Path analysis of the indicators of volatile acid and the momentum

3 讨论

(1)从相关性分析结果看，整体上，2-甲基丁酸、己酸、苯乙酸对感官质量的影响因素较广，而2-甲基丁酸与感官质量相关性较强，异戊酸则较弱。其中，2-甲基丁酸与劲头呈极显著正相关，与愉悦性、细腻度、甜度、柔和性、杂气、刺激性、余味呈极显著负相关，与评吸总分呈显著负相关;戊酸与杂气呈显著负相关;3-甲基戊酸与刺激性呈显著负相关;己酸与丰富性呈极显著负相关，与愉悦性、细腻度、甜度、绵延性、杂气、刺激性、评吸总分呈显著负相关;苯甲酸与劲头呈极显著正相关，与柔和性呈极显著负相关，与浓度呈显著正相关;辛酸与浓度、劲头呈极显著正相关，与刺激性呈显著负相关;苯乙酸与浓度、劲头呈极显著正相关，与柔和性呈极显著负相关，与细腻度、杂气、刺激性、余味呈显著负相关。

(2)从通径分析分析结果得出，挥发酸中，异戊酸、2-甲基丁酸、戊酸、己酸、苯乙酸、辛酸对感官质量的影响最大，其中异戊酸含量的增加有利于愉悦性而不利于甜度的提升，对于细腻度、柔和性、杂气、刺激性、余味的影响则需合理调控其含量;2-甲基丁酸不利于愉悦性、细腻度、甜度、柔和性的形成，但增加2-甲基丁酸、戊酸的含量有利于杂气及刺激性的减弱;己酸不利于愉悦性、丰富性、细腻度、甜度的增强;苯乙酸不利于柔和性，但有利于浓度的增强;而辛酸对于浓度和劲头则起到正向作用。

由以上结果可看出，烟叶挥发酸指标与感官质量有着不同程度的相关性，且均在不同程度上对感官质量有直接或间接的影响，是影响其感官质量的重要因素之一。

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(责任编辑 王家银)

Correlation and Path Analysis of Volatile Acid Content and Sensory Quality of Tobacco

KONG Lan-fen1，FENG Hong-tao2，CHEN Jian-ming2，ZHANG Lang1，ZHU Ye-mei1，YANG Shi-hua1*
(1．Yunnan Comtestor Co．，Ltd．，Yunnan Kunming 650106，China;2．China Tobacco Yunnan Industrial Co．，Ltd．，Yunnan Kunming 650202，China)

Using main flue-cured tobacco varieties in main producing area of Yunnan tobacco as object，we studied the effects of volatile acid content on the sensory quality of tobacco leaves．The results from correlation analysis showed that 2-methyl butyric acid，caproic acid，benzene acetic acid had a wide impact on the quality of sensory，among them，2-methyl butyric acid had strong correlation with sensory quality，and isovaleric acid had weaker condation．The results of path analysis showed that effect of isovaleric acid，2-methyl butyric acid，valeric acid，caproic acid，phenylacetic acid，octanoic acid on sensory quality were maximum，among them，isovaleric acid content increased in favor of pleasure and not the sweetness，for the tenderness，softness，mixed gas，stimulation，the aftertaste，we should to control the content; 2-methyl butyric acid was not conducive to pleasure，tenderness，sweetness，softness，but increased the content of 2-methyl butyric acid，valeric acid could reduce the miscellaneous gas and irritation;caproic acid was not conducive to enhance the pleasure，richness，tenderness，sweetness;phenylacetic acid was not conducive to the softness，but was conducive to the concentration of ascension;and octanoic acid for concentration and momentum was to play a positive role．From the above results，volatile acid index and sensory quality of tobacco leaf had different degree of correlation and influencing skills，and was one of the important factors influencing the sensory quality．

Volatile acid;The sensory quality;Correlation analysis;Path analysis

S572

A

1001－4829(2017)1－0078－07

10．16213/j．cnki．scjas．2017．1．015

2015－01－22

云南中烟工业有限责任公司科技项目“三类及以上卷烟产品原料平衡配置在配方中应用研究”(HYHH2012CP03)

孔兰芬(1984－)，硕士，工程师，主要从事烟草分析研究，E-mail:371296994@qq．com，*为通讯作者，E-mail:yangshihua@reascend．com。