阿根廷不同基因型烟叶品质特征及工业适用性评价

范幸龙，付金存，张 莉，潘高伟，毛文龙，贺 彪，李俊龙，焦醒亚，杜 航，邢亚伟，徐如彦*

(1江苏中烟工业有限责任公司，江苏南京 210019；2云南省烟草公司 丽江市公司，云南丽江 674100)

0 引言

【研究意义】烟叶原料是中式卷烟的核心和基础[1]，而烤烟品种是决定烟叶质量关键因素之一[2]，直接影响烟叶工业可用性。目前全世界有超过40个国家和地区从阿根廷进口烟叶[3]，阿根廷是南美洲重要的烟草产地，烤烟年产量居世界第6位，种植区域主要集中在胡胡伊(Jujuy)和萨尔塔(Salta)2个省。近几年我国卷烟工业从阿根廷进口烟叶的数量日益增加，但是前人对阿根廷主栽烤烟品种烟叶风格及工业可用性的相关研究鲜见报道，因此，科学评价阿根廷烤烟烟叶综合质量及工业适用性对我国烤烟加工业具有重要意义。【前人研究进展】对于烤烟综合质量评价前人开展了较多研究，蒋佳磊等[4]通过隶属度函数和层次分析法构建烟叶化学成分可用性指数(CCUI)对我国主要产区烟叶可用性进行系统评价。张勇刚等[5]将改进的灰色关联度分析法应用于烟叶主要化学成分的综合评价。鲁绍坤等[6]采用PCA方法建立烟叶质量评价模型，同时考虑到当前工业使用实际，在模型中加入卷烟配方专家评分，以提高模型可用性。叶协峰等[7]则采用外观质量评价与常规化学成分评价相结合，建立基于主成分分析和聚类分析的Fisher判别函数的烟叶质量评价模型。【研究切入点】层次分析法(Analyticalhierarchy process，AHP)是定性分析和定量分析相结合的权重分配方法，广泛应用于品种综合评价等权重分析中[8]。逼近理想解排序法(Dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution，DTOPSIS)可用来解决多指标的评价与排序问题，是近年来被广泛应用于作物品种的一种综合评价方法[9]。代顺东等[8，10]最新研究已将AHP法与DTOPSIS法相结合应用于我国不同烤烟新品种区试综合评价中，但是在上述研究中的指标多偏重于烤烟品种大田农艺性状、产值产量和抗病性，未能体现各品种烟叶的工业可用性。【拟解决的关键问题】在借鉴前人研究的基础上，通过咨询行业专家，选用当前卷烟工业品牌配方对原料烟叶使用关注度高的10个品质指标，采用优化组合评价方法对从阿根廷Jujuy省和Salta省连续2年采集的不同烤烟品种进行综合评价，旨在进一步了解国外主产烟区烤烟品种资源，同时丰富我国烟叶工业评价体系，为更加科学合理评价阿根廷主栽烤烟品种工业可用性提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用2018年和2019年从阿根廷烤烟主产烟区Jujuy省和Salta省采集的当地主栽烤烟品种B1O等级的烟叶数据进行统计分析。其中，Jujuy省的主栽烤烟品种为CJ112、K394和MB59，Salta省的主栽烤烟品种为K326、K394和MB59，2018年和2019年均对每个品种采集6个样品，每个样品2.0 kg。B1O等级为当前我国卷烟工业从阿根廷调拨烟叶的主导等级，该等级叶片着生部位和品质与我国的C3F等级烟叶相似。阿根廷烟叶等级标识中，数字“1”表示一级烟叶，字母“O”表示烟叶外观颜色橘色稍偏浅。

1.2 测定项目及方法

所有烟叶样品均由江苏中烟工业有限责任公司组织专业技术人员统一进行初烤烟叶的外观质量评价、理化检测和感官评吸。其中，烟叶外观质量3项指标(成熟度、身份、油分)采用GB 2635—1992烤烟分级标准进行量化评定，常规化学成分烟碱、总糖和钾含量则采用近红外光谱法[11]进行检测，香气质、香气量、刺激性和余味4项烟叶品质特征指标以及9项烟叶风格特征指标(清香型、干草香、清甜香、青香、木香、辛香、飘逸、浓度和劲头)由7名烟叶感官评吸专家按照《烤烟烟叶质量风格特色感官评价方法》(YC/T 530—2015)进行感官评吸，采用5分制标度评分法进行打分并取其平均值，具体评分标度见表1。

1.3 DTOPSIS 评价法

1.3.1 评价步骤 采用层次分析法(AHP)确定10个评价指标权重；将从阿根廷Jujuy省和Salta省采集的主栽品种各指标数据取平均值，构建评价矩阵B；利用逼近理想解排序法(DTOPSIS法)正向指标模型无量纲化处理成熟度、油分、身份、香气质、香气量和余味指标，利用DTOPSIS法负向指标模型无量纲化处理刺激性，再用抛物线型隶属函数无量纲化处理总糖和烟碱含量，用S型隶属函数无量纲化处理钾含量，得规范化矩阵Z；根据AHP法确定权重，计算决策矩阵R；分种植区计算“理想解”和“负理想解”，利用欧基里德范数分别计算阿根廷Jujuy省和Salta省不同年份下各品种与“理想解”和“负理想解”的距离；计算各品种与“理想解”的近似度Ci，Ci大小表示不同品种烟叶工业可用性相对优劣。

1.3.2 指标选择及权重确定 DTOPSIS综合评价法指标选择及权重分配是在充分征求行业专家意见的基础上，参考中国烟草总公司发布的《烤烟新品种工业评价方法》(YQ-YS/T 1-2018)，同时结合江苏中烟工业有限责任公司企业标准《初烤烟质量评价规程》，选用油分、成熟度、身份、烟碱含量、总糖含量、钾含量、香气质、香气量、余味和刺激性10项核心原料品质指标作为综合评价不同烤烟品种烟叶工业可用性优劣的指标。采用T·L·Satty提出的1～9标度比较尺度法理论，根据各指标对烟叶工业可用性影响程度相对重要性进行两两比较，构建判断矩阵A(表2)。

表2 判断矩阵ATable 2 Judgment matrix A

表3 权向量计算相关数据Table 3 Related data for calculation of weight vector

1.3.5 构建评价矩阵 将从阿根廷主产烟区Jujuy省和Salta省2018年和2019年采集的主栽品种各指标检测数据取平均值，构建评价矩阵B(表4)。

表4 评价矩阵BTable 4 Evaluation matrix B

表5 规范化矩阵Z Table 5 Normalized matrix Z

1.3.7 计算决策矩阵、“理想解”及“负理想解” 各指标权重值Wi(表3)与规范化矩阵Z中j列相乘得到决策矩阵R(表6)。根据公式M+=(maxri1+maxri2……maxrij)计算构成阿根廷烟区原料烟叶“理想解”矩阵M+；再根据公式M-=(minri1+minri2……minrij)计算构成阿根廷原料烟叶“负理想解”矩阵M-。其中，Mi+={0.032 1,0.028 5,0.019 4,0.088 7,0.095 1,0.037 7,0.230 7,0.230 7,0.139 2,0.085 2}，Mi-={0.030 2,0.013 4,0.011 9,0.049 7,0.009 5,0.016 8,0.186 4,0.178 0,0.112 7,0.070 1}。

表6 决策矩阵RTable 6 Decision matrix R

1.3.8 各品种与“理想解”相对近似度计算 将Mi+和Mi-与Rij分别利用欧基里德范数(Euclidnorm)作为距离的测度，得到各品种与“理想解”的距离(Si+)及品种与“负理想解”的距离(Si-)，按公式计算各品种与“理想解”的近似度(Ci)的值。最后根据Ci大小评价不同品种烟叶工业可用性的相对优劣。

2 结果与分析

2.1 阿根廷主栽烤烟品种风格特征

由表7可知，阿根廷Jujuy和Salta 2个省主栽不同基因型烟叶的香型均为浓香型，香韵均以干草香、焦甜香和焦香3种为主，香气状态均表现为沉溢。其中，Jujuy省主栽品种烟叶干草香和浓度指标得分总体显著高于Salta省，烟叶劲头得分则总体极显著高于Salta省。不同基因型品种间差异表现为Jujuy省K394烟叶浓香型和干草香指标得分最高，CJ112烟叶劲头最大，MB59烟叶焦甜香、焦香、沉溢和浓度4项得分均最高。Salta省K394烟叶在浓香型、干草香、沉溢和浓度4项得分均最高，K326烟叶焦甜香韵得分最高，MB59烟叶焦香香韵得分最高、劲头最大。

表7 阿根廷主栽品种B1O等级烟叶风格特征评分Table 7 Characteristics score of B1O grade to main tobacco variety in Argentina 分

2.2 阿根廷主栽烤烟品种工业可用性综合评价

按照各品种与“理想解”的近似度(Ci)大小排序，最大者即为烟叶综合质量及工业适用性评价最优品种。从表8可知，根据连续2年的排序结果，阿根廷Jujuy省主栽烤烟品种B1O等级烟叶工业可用性综合评价排序一致表现为K394>MB59>CJ112，说明Jujuy省主栽品种K394烟叶综合质量和年度稳定性最优，烟叶工业可用性高，因此适合作为我国卷烟工业Jujuy省采购烟叶原料的首选品种。而Salta省K326品种的B1O等级烟叶综合质量和年度稳定性总体好于K394和MB59，烟叶工业适用性高，因此适合作为我国卷烟工业Salta省烟叶原料采购的首选品种。

表8 基于DTOPSIS法的阿根廷主要烤烟品种烟叶工业可用性综合评价排序Table 8 Ranking about comprehensive applicability evaluation of main flue-cured tobacco varieties in Argentina based on DTOPSIS method

3 讨论

目前卷烟工业烟叶质量综合评价中，主要考虑的两大指标是烟叶化学成分特征和感官评吸特征。因此，前人对原料烟叶建立的工业可用性评价方法多集中在烟叶品质的某一方面[4-7]。而本研究为进一步提高对烟叶原料可用性评价的科学性，首先在模型评价指标的选择上同时涵盖了烟叶的外观质量、化学成分和感官质量三大类核心指标。其次在各指标权重分配上，选用AHP法为DTOPSIS 法中各指标提供权重并进行权重合理性检验，AHP法较其他指标权重确定方法如主成分分析法、专家打分法、类间标准差法等[12]的最大优势在于其是根据统一尺度，并运用各性状间两两比较的方法分层确定权重，以组合权重计算综合指数，使各指标权重的赋值减少了不同研究者根据自己的经验主观定权存在的偏差，从而影响评价结果的科学性；同时在DTOPSIS 法无量纲化处理环节，为进一步提高评价结果的准确性，本模型对烟叶总糖、烟碱和钾含量3项中性指标分别引入抛物线和S型隶属度函数进行处理，使指标在最优范围内的评价结果相同，进一步提高评价结果的科学性和可靠性。本研究将AHP法和DTOPSIS 法相结合并首次应用于阿根廷不同烤烟品种烟叶工业可用性评价中，但是其在典型指标的选择、各指标的权重分配及普适性方面还有待进一步验证。

4 结论

阿根廷烟区主栽烤烟品种烟叶风格均为浓香型烟叶，且以干草香、焦甜香和焦香为主体香韵，香气沉溢。Jujuy省烟叶干草香和浓度得分显著高于Salta省，劲头得分极显著高于Salta省。通过ANP法、DTOPSIS法与隶属函数法组合建立的烟叶综合质量评价模型连续2年的排序结果看，阿根廷Jujuy省主栽烤烟品种烟叶工业适用性排序为K394>MB59>CJ112；Salta省K326品种的B1O等级烟叶综合质量和年度稳定性总体好于K394和MB59。因此，我国卷烟工业在阿根廷进行原料采购时，K394和K326可分别作为阿根廷Jujuy省和Salta省的首选品种。