口含烟中主要成分和游离烟碱含量的多元分析

章平泉 许蔼飞

摘要：為考察口含烟中主要成分对游离烟碱含量的影响，以41个Moist Snuff类型口含烟为实验材料，采用相关分析、回归分析和通径分析法探讨口含烟中含水率、pH值、烟碱对游离烟碱含量的影响。得到如下结果：（1）相关性分析表明，pH值、烟碱与游离态烟碱呈正相关，且相关系数分别达5%显著和1%极显著性水平，而含水率与游离烟碱相关性不显著；（2）多元线性回归方程达到极显著水平，表明含水率、pH值、烟碱和游离烟碱之间存在很强的相关性；（3）通径分析结果表明，对游离态烟碱直接影响程度由强到弱依次为烟碱、pH值、含水率，且烟碱和pH值对游离烟碱的作用呈正相关，含水率对游离烟碱呈负相关；（4）含水率和烟碱通过pH值对游离烟碱的间接作用较大，且分别呈正向效应和负向效应；（5）pH值通过烟碱对游离烟碱的间接作用较大且呈负向效应。因此，增加口含烟中烟碱含量或提高pH值有利于提高其游离烟碱的含量。

关键词：口含烟；含水率；pH值；烟碱；游离烟碱；相关分析；通径分析

中图分类号：TS411.1文献标志码：A论文编号：cjas20190500020

Multivariate Analysis of Major Components and Free Nicotine Content in Oral Tobacco

Zhang Pingquan1， Xu Aifei2

（1Quality Management Department of Huaiyin Cigarette Factory， China Tobacco Jiangsu Industrial Ltd.， Co， Huai’an 223002， Jiangsu， China；2Technology Center， China Tobacco Guangxi Industrial Co.， Ltd， Nanning 530001， Guangxi， China）

Abstract： To investigate the effect of major components of oral tobacco on free nicotine content， 41 Moist Snuff oral smokeless tobacco products were investigated by the correlation analysis， regression analysis and path analysis. （1） The correlation analysis results showed that the pH value and nicotine content were positively correlated with free nicotine content and their correlation coefficient was at 1% significant level and 5% level respectively， while the water content had no significant correlation with free nicotine content. （2） The multivariate linear regression equation reached an extremely significant level， indicating that there was a strong correlation between the water content， pH value， nicotine content and free nicotine content. （3） The path analysis results showed that the degree of direct influence on the free nicotine content was in the order as the nicotine content > pH value> water content， the pH value and nicotine content were positively correlated with free nicotine content， while the water content was negatively correlated with free nicotine content. （4） The water content and nicotine content had large indirect effects on free nicotine content through pH value， and they had positive and negative effects on the free nicotine content respectively. （5） The pH value had a large indirect and negative effect on free nicotine through nicotine. So， the content of free nicotine could be increased by increasing the content of nicotine or increasing the pH value of oral smokeless tobacco products.

Keywords： Oral Smokeless Tobacco Product； Water Content； pH Value； Nicotine； Free Nicotine； Correlation Analysis； Path Analysis

0引言

世界卫生组织《烟草控制框架公约》（WHO FCTC）提出了有关禁止烟草烟雾在公共场所扩散等限制和禁令，对传统烟草制品卷烟的发展造成强大冲击[1-4]。因此，无烟气烟草制品已经成为国内外烟草发展的一个重要研究方向。口含烟[5-8]是一类重要的无烟气烟草制品，目前市场上主流口含烟类型为瑞典式口含烟（snus）、美式口含烟（snuff）[9]。作为口含烟中关键成分，其释放出的烟碱具有使消费者植物神经和中枢神经系统感到刺激、兴奋的作用，因而也会导致成瘾[10]。研究表明[11-14]游离烟碱是最易通过口腔黏膜吸收到血液循环的烟碱形态，其在口腔黏膜中的渗透率大约是质子态烟碱10倍，同时随着口含烟的pH值增大，游离烟碱含量增加。因此，可通过添加碳酸钠等添加剂增加pH值来提高游离烟碱，从而调控口含烟劲头大小。文献资料表明，口含烟中pH值、烟碱含量和含水率对游离烟碱均有一定的影响，但没有指出哪种因素起主要作用。为此，笔者采用相关分析、回归分析和通径分析法较为系统地研究口含烟中含水率、pH值和烟碱含量对其游离烟碱含量的影响，并探讨这些影响因素的交互作用，旨在为口含烟产品的开发研究及其过程中如何控制烟碱在口腔中释放方式提供参考依据。

1相关分析和回归分析

以文献[12]中41个Moist Snuff类型口含烟的测试结果（表1）为统计研究对象。

表1～2表明，除pH值变化范围较小外，含水率、烟碱和游离烟碱的变化幅度均较宽。除含水率的分布呈负偏离且偏离较大外，其他指标偏离度均较小。pH值和游离烟碱的峰度值较小，表明更接近正态分布。同时正态性检验结果（表3）的Shapiro-Wilk统计量为0.9755，显著水平Sig.=0.5117>0.05。因此，依变量游离烟碱（y）服从正态分布，可进行回归分析。

相关性分析结果（表4）表明，口含烟的含水率（x1）与pH值（x2）、烟碱（x3）与游离态烟碱（y）均呈正相关，且达到1%极显著水平；pH值与烟碱（x3）和游离态烟碱（y）分别呈负相关和正相关，且分别达到极显著水平和显著性水平；含水率与烟碱和游离烟碱分别呈正相关和负相关，但相关性均不明显。由表5的分析结果可得含水率（x1）、pH值（x2）、烟碱（x3）和游离烟碱含量（y）的多元线性回归方程如式（1），且达到极显著水平（Sig.= 0.00），表明口含烟的含水率、pH值和烟碱的回归系数均达到极显著水平，说明三者均和游离烟碱之间存在很强相关性。由于含水率、pH值和烟碱三者之间可能存在一定的相互作用，而pH值又对烟碱和游离烟碱有重要的影响[12]，由于相关分析和多元线性回归分析只能反映含水率、pH值和烟碱总体协调下对游离烟碱影响，而不能准确反映出三者之间对游离烟碱的具体影响和影响程度情况。因此，有必要在上述分析的基础上进行通径分析，具体揭示含水率、pH值和烟碱等因素对口含烟中游离烟碱的直接和间接的影响。

2通径分析

通径分析[16-19]是应用通径系数分析方法，在相关分析与回归分析的基础上，将自变量对因变量的作用分解为直接作用和间接作用，以揭示各自变量对依变量的相对重要性，同时能考虑到两两原因对结果的影响，使多变量资料的统计更为合理。因此，在上述相关分析与多元回归分析的基础上，采用通径分析法对表1数据进一步分析，结果如表6所示。

表6结果表明，口含烟中对游离态烟碱直接作用影响程度由大到小为烟碱、pH值、含水率，其中烟碱和pH值对游离烟碱的作用均呈正相关且达到极显著水平，而含水率对游离烟碱呈负相关且达到极显著水平。

含水率、烟碱和pH值对游离烟碱的间接作用存在较大差异，其中含水率通过pH值和烟碱对游离烟碱的间接作用分别呈正向和负向效应，且烟碱间接作用的绝对值约为前者的一半，说明在含水率一定的条件下，pH值是影响游离烟碱的主要因素，即提高口含烟的pH值能有效增加游离烟碱的含量，这与文献[14]研究结果相一致。烟碱通过含水率和pH值对游离烟碱的间接作用分别为正向效应和负向效应，但前者作用甚微，主要以后者负向效应为主。尽管pH值通过含水率和烟碱对游离烟碱的间接作用為限制性的，且后者的绝对值远大于前者，同时pH值和烟碱对游离烟碱的直接通径系数较大且两者相差不大，但仍然不足以抵消pH值对游离烟碱含量的促进作用。这主要是因为在烟草中大部分烟碱与有机酸结合成盐以质子化形式存在，而非质子化的游离态烟碱含量较少，适当提高口含烟的pH值能有效增加其游离烟碱的含量。由于口含烟中含水率可调节范围广，相对于pH值调节法，通过调节口含烟中含水率变化来调节口含烟中游离烟碱含量也是一种简便、有效的途径[10]。

根据式（1）可知多元回归方程的决定系数R2= 0.9597，表明因变量变异中95.97%可由线性回归部分来解释，误差仅占4.03%，据此可知误差e对游离烟碱（y）的直接通径系数ρe=0.2007，即表示在口含烟配方稳定条件下，除口含烟含水率、pH值和烟碱等影响因素外，其在口腔中游离烟碱的含量和吸收还受到消费制品量、口腔停留时间、消费者吮吸移动制品的程度等因素[15]的影响，或与口含烟中烟碱在口腔中的释放速度、释放行为和差异[8，20]等因素有关。

3结论

（1）相关分析结果表明，含水率与pH值、烟碱与游离态烟碱呈正相关且达到极显著水平；pH值与烟碱和游离态烟碱分别呈负相关和正相关。多元线性回归分析结果表明，含水率、pH值和烟碱三者与游离烟碱之间存在很强的相关性，且达到极显著性水平。

（2）通径分析表明，口含烟中对游离态烟碱直接影响程度由大到小依次为烟碱、pH值和含水率，其中烟碱和pH值对游离烟碱的作用呈正相关且达到极显著水平，而含水率对游离烟碱呈负相关且达到极显著水平。

（3）含水率、烟碱和pH值对游离烟碱的间接作用存在较大差异。其中含水率和烟碱通过pH值对游离烟碱的间接作用较大，且分别呈正向效应和负向效应；pH值通过烟碱对游离烟碱的间接作用较大且呈负向效应。因此，增加口含烟中烟碱含量或提高pH值有利于提高其游离烟碱的含量。

4讨论

（1）通过相关分析和多元回归分析可知，pH值与游离烟碱均呈正相关且达到显著性水平，表明pH值对决定口含烟中游离烟碱的浓度起重要的正向作用，这与传统卷烟制品[21]和非传统烟草制品[22-24]的研究结果一致。

（2）通径分析结果表明，口含烟中对游离态烟碱直接作用影响程度由大到小为烟碱、pH值、含水率，三者对游离烟碱的间接作用存在较大差异。含水率通过pH值和烟碱对游离烟碱的间接作用分别呈正向和负向效应，说明在含水率一定的条件下，pH值是影响游离烟碱的主要因素，即提高口含烟的pH值能有效增加游离烟碱的含量，这与文献[14]的研究结果一致。

（3）误差e对游离烟碱（y）的直接通径系数（ρe= 0.2007）表明，在口含烟配方稳定条件下，口腔中游离烟碱的含量和吸收还受到消费制品量、口腔停留时间、消费者吮吸移动制品的程度等因素[15]的影响，或与口含烟中烟碱在口腔中的释放速度、释放行为和差异[8，20]等因素有关。因此，从提高口含烟中游离烟碱的含量即增加口含烟劲头[25-26]的角度考虑，适当提高口含烟的pH值是有效的手段。由于本研究涉及的样品数量有限，且口含型无烟气烟草制品也不同，譬如含化型和咀嚼型样品，因此，本研究建立的多元统计模型及研究结果有待于后续进一步验证。

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