河南烟叶化学成分与感官质量的相关性分析

武广鹏，李许涛，李钦奎，张艳玲，李彦周，位辉琴，王鹏泽*，梁太波*

（1.河南省烟草公司，河南 郑州 450046；2.中国烟草河南进出口有限责任公司，河南 郑州 450046；3.中国烟草总公司 郑州烟草研究院，河南 郑州 450001；4.天昌国际烟草有限公司，河南 许昌 461000）

烟叶化学成分是影响烟叶质量与风格的物质基础，其含量与组成直接影响烟草的感官质量［1-2］。因此，对河南主产烟区烟叶化学成分与感官评吸质量之间的相关性进行研究具有重要的现实意义。常爱霞等［3］分析了国内外烟叶感官品质与主要化学成分的关系，得出两糖差值与烟叶感官品质密切相关。杜坚等［4］分析了西南地区烟草的感官风格与其理化性质的关系，得出总糖、还原糖、总氮含量与烟草香气特性关系密切。徐泽桐等［5］研究表明，陕西烟叶的钾氯比、糖碱比、总植物碱含量对烟叶感官品质有较大影响。夏玉珍等［6］研究表明，在云南清香型烟叶香气的生成过程中，氯碱比对香气的贡献最大。

以上研究得出不同产区的烟叶化学成分对感官质量的影响不同，这表明不同生态环境对烟叶内在质量和感官质量的影响明显，但当前对河南烟叶化学成分和感官评吸质量的相关性研究较少。本文测定了河南烟叶化学指标和感官质量指标，运用相关分析、典型相关分析等统计方法，系统地分析了烤烟化学成分与感官质量的相关性，以期为河南烟叶化学成分与感官质量的相关性研究和重要指标的筛选提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用原料为2021年度河南9个产烟市的198份典型烟叶样品，其中，济源、信阳、南阳、驻马店、许昌、平顶山、漯河、洛阳、三门峡的样本数分别为6、12、48、12、18、24、18、36、24份。品种为当地主栽品种，烟叶样品的等级为C3F。

1.2 测定方法

1.2.1 烟叶化学成分指标及检测 检测的化学成分指标共9项：烟碱、总氮、总糖、还原糖、钾、氯、糖碱比、钾氯比、氮碱比。化学成分含量的测定均参照行业标准的检测方法，其中，烟碱：参照YC/T 160—2002［7］；总糖、还原糖：参照YC/T 159—2019［8］；总氮：参照YC/T 161—2002［9］；钾：参照YC/T 217—2007［10］；氯：参照YC/T 162—2002［11］。

1.2.2 感官评吸质量指标及鉴定方法 烟叶感官质量鉴定的主要依据是评吸指标。本试验用原烟去梗后切丝，充分混匀后卷制成烟支，置于恒温、恒湿箱中，在温度（22±1）℃、空气湿度（60±3）%下平衡48 h。评吸质量指标及评分标准：参照YC/T 138—1998［12］，确定烤烟感官评价基础赋值方法和感官质量指标的权重。组织郑州烟草研究院、河南农业大学、云南中烟、浙江中烟等单位共15位专业评吸人员，对卷烟样品采用暗评的方式进行评吸评价。感官评吸指标有10项：烟叶风格、香气质、香气量、浓度、杂气、劲头、刺激性、余味、燃烧性和灰分，各项指标的满分均为9分。

1.3 数据分析

使用Excel 2019、SPSS 26.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 烟叶化学成分与感官评吸指标间的描述性统计

运用描述性统计方法对化学成分和感官评吸质量指标进行分析得出（表1）：在烟草化学成分指标中，总糖含量最高，其次是还原糖，氯含量最低；在感官评吸质量指标中，燃烧性最高，其次是灰分，余味最小。

表1 烟味化学成分与感官评吸质量指标的描述性统计结果

标准差能够表示数据集的离散程度。在化学成分指标中，糖碱比的标准差最大，为6.98，说明糖碱比的离散程度高，这可能与豫中、豫西和豫南的生态环境差异较大有关；氮碱比的标准差最小，为0.21，说明其数据集的离散程度小；在感官评吸质量指标中，各项指标的标准差都偏小，说明离散程度小。

偏度能表示数据分布的对称程度。在化学成分指标中，氯、糖碱比、钾氯比和氮碱比的偏移程度大；在感官评吸质量指标中，各项指标的偏移程度小。

变异系数能表示观测值的变异程度，变异系数越大，则变异程度越大，反之越小。在化学成分指标中，变异系数在15.26%~57.83%之间，说明烤烟常规化学成分含量之间存在广泛的差异；但在感官质量评价指标中，变异系数在3.00%~5.44%之间，变异程度均偏小。

峰度能判定数据分布相对于正态分布的陡缓程度，峰度越大陡峭程度越高；正态分布的峰度为3，若峰度大于3，说明该数据分布曲线比正态分布高，反之该数据分布曲线比正态分布低。在各化学成分指标中，只有钾氯比的峰度大于3，为3.05，说明钾氯比的数据分布曲线比正态分布高，且陡峭程度最高，糖碱比、氮碱比、钾含量的陡峭程度较高，还原糖的峰度最小；在感官评吸质量指标中，各项指标的峰度均小于3，说明其分布曲线都比正态分布低，其中，燃烧性的峰度最大，为1.92，说明其陡峭程度最高，其次是灰分，刺激性最小。

2.2 烟叶化学成分与感官评吸质量指标之间的关系

2.2.1 烟叶化学成分与感官评吸质量指标的简单相关性分析 通过简单相关分析可知（表2）：烟叶化学成分指标中的烟碱与除杂气、燃烧性、灰分以外的感官指标呈极显著正相关；总糖与风格呈显著正相关，与浓度呈极显著负相关，与除风格、浓度之外的其他感官指标无显著相关性；还原糖与刺激性和余味呈显著负相关，与风格、浓度、劲头呈极显著负相关，与其他感官指标无显著相关性；总氮与风格呈显著正相关，与燃烧性呈显著负相关，与香气质、杂气、灰分无显著相关性，与其他感官指标呈极显著正相关；钾含量与刺激性和余味呈显著负相关，与香气质、香气量呈极显著负相关，与其他感官指标无显著相关性；氯含量与风格、浓度和劲头呈显著正相关，与其他感官指标无显著相关性；糖碱比与香气质呈显著负相关，与杂气、燃烧性和灰分无显著相关性，与其余指标呈极显著负相关；钾氯比与香气质呈显著负相关，与风格、香气量、浓度、劲头呈极显著负相关，与其他指标无显著相关性；氮碱比与杂气呈显著负相关，与燃烧性和灰分无显著相关性，与其余感官指标均呈极显著负相关。综合分析各化学指标与感官质量的相关性，对感官质量影响较大的因素有4个， 分别是烟碱、总氮、糖碱比和氮碱比。

表2 烟叶化学成分与感官评吸质量间的相关系数

2.2.2 烟叶化学成分感官评吸质量的典型相关分析 以主要化学成分中的烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯、糖碱比、钾氯比和氮碱比为第1组变量，记为x1~x9。以感官质量中的10个指标为第2组变量，记为y1~y10。对上述2组变量进行典型相关分析，结果见表3。第1组典型变量达到了极显著水平（P＜0.01），其余7组均不显著。因此，笔者对第1组典型变量进行进一步分析，结果见表4、表5。在表5中，第1组典型变量u1可对自身43.4%的变异进行解释，并能解释另一组29.8%的变异；典型变量v1可以解释自身24.3%的变异，并能解释另一组16.7%的变异；因此，通过对第1组典型变量的相关系数进行分析，可获得烟叶化学成分指标与感官评吸质量指标之间相关的大多数信息。其中，u1与v1是根据相关系数，按照从大到小的原则成对选取，直至2组变量的相关性被全部分解完毕为止。

表3 烟叶化学成分与感官评吸质量指标间的典型相关分析

表4 典型变量及其有关性状间的相关系数

表5 已解释的方差比例

由各组性状间相关显著的典型相关系数所对应的各对典型变量组成及其分析结果可以得出1对典型变量表达式：

从标准化典型权重来看，在烟叶化学成分的9项指标中，由于x4（总氮）的绝对值最大，为1.205，其次是糖碱比和氮碱比，分别为0.883和0.703，因此，反映u1的典型变量主要由总氮、糖碱比和氮碱比决定。在感官评吸质量指标中，由于y4（浓度）的绝对值最大，为0.658，其次是刺激性，为0.409。因此，反映v1的典型变量主要由浓度和刺激性决定。

从典型载荷系数来看，在烟叶化学成分指标中，对u1的相对作用由大到小依次为烟碱、总氮、氮碱比、糖碱比、还原糖、总糖、钾氯比、钾、氯。u1与还原糖、钾含量、氮碱比呈正相关，与其余指标均呈负相关。在感官评吸质量指标中，对v1的相对作用由大到小依次为浓度、劲头、香气量、刺激性、余味、风格、香气质、燃烧性、灰分、杂气。v1与燃烧性、灰分呈正相关，与其余指标均呈负相关。

综合来看，u1可以理解为一个主要描述烟碱、总氮、氮碱比、糖碱比的综合指标；v1可以理解为一个主要描述浓度、劲头、香气量、刺激性的综合指标。u1与v1之间的相关性为82.9%，达到了极显著水平（P＜0.01），表明烟叶化学成分中的烟碱、总氮、氮碱比、糖碱比是感官评吸质量的重要影响因素，尤其对浓度、劲头、香气量、刺激性有显著的影响。

3 讨论

本研究以河南主产烟区烟叶为代表，研究了其化学成分与感官评吸质量的关系，从简单相关分析结果得出，烟叶化学成分中的烟碱、总氮、氮碱比、糖碱比与感官评吸质量中的风格、香气量、浓度、劲头、刺激性、余味之间呈现显著相关，其中烟碱与总氮呈正相关，糖碱比与氮碱比呈负相关。化学成分中的烟碱、总氮与感官质量中的香气量、浓度的关系最为密切；而还原糖主要影响烟叶的香气质、余味、杂气；总糖、蛋白质与劲头关系最为密切。朱保昆等［13］研究全国主产烟区烤烟后发现，烟碱、糖碱比是对感官质量影响最大的常规化学成分变量，这与本文的研究结果基本一致。典型相关分析结果表明，第1对典型相关性分析结果与简单相关分析的结果基本吻合，烟叶的化学成分指标中的烟碱、总氮、氮碱比、糖碱比与感官评吸质量的浓度、劲头、香气量、刺激性之间存在极显著的相关性。本文提出的2个典型变量具有代表性变量间的内在关系，可以用来描述化学成分与感官评吸质量之间的关系。

4 结论

烟叶化学成分和感官评吸质量之间呈现显著相关性，在一定程度上可以通过化学成分去预判其感官评吸质量。在河南省主产烟区中，烟碱、总氮、氮碱比、糖碱比是主要参考指标。