中間香型煙葉特色彰顯度與主要化學(xué)成分的相關(guān)及通徑分析

吳 春，王 軼，蒲文宣，王 毅，戴秀梅，孫 渭，李恒全，張玉芹，趙杰宏*

（1.貴州省煙草科學(xué)研究所，貴陽(yáng) 550081；2.湖南中煙有限責(zé)任公司，長(zhǎng)沙 410007；3.湖北省煙草科研所，武漢 430030；4.重慶市煙草科學(xué)研究所，重慶 400715；5.陜西省煙草研究所，西安 710061；6.黑龍江省煙草科學(xué)研究所，黑龍江 牡丹江 157011；7.山東省煙草公司，濟(jì)南 250100）

烤煙的香型特色是中式卷煙風(fēng)格的重要構(gòu)成因素，是煙葉風(fēng)格特色的重要表征，是進(jìn)行煙葉品質(zhì)區(qū)域劃分的重要依據(jù)[1]。老一輩科學(xué)家早在上世紀(jì) 50年代對(duì)烤煙三大香型特色作了解釋，丁瑞康等[2]在《卷煙工藝學(xué)》一書(shū)和黃振勛等[3]在《科學(xué)技術(shù)名詞解釋——糖煙酒部分》一書(shū)中提出：濃香型特色烤煙具有濃郁的香氣，但不突出，普通而微弱，河南許昌、安徽鳳陽(yáng)等地屬于這一類(lèi)型；清香型特色烤煙具有突出的清香芬芳?xì)馕叮谷烁械接淇靸?yōu)美，昆明、永定等地屬于這一類(lèi)型；中間香型特色烤煙具有清香氣味，同時(shí)也具有濃郁的香氣，貴定、青州等地屬于這一類(lèi)型。1962年雷嘉棟等[4]在《煙葉商品學(xué)》一書(shū)中，專門(mén)對(duì)三大香型特色也作了解釋，并對(duì)各香型特色中的各產(chǎn)地?zé)熑~分別進(jìn)行了介紹，對(duì)三大香型特色的解釋與前面的基本一致。因此，除清香型特色和濃香型特色外，其他過(guò)渡類(lèi)型，濃偏中、中偏濃、清偏中、中偏清都符合中間香型特色的構(gòu)成特征，都應(yīng)該是中間香型特色。所以，中間香型特色實(shí)際成了容納非清非濃的一個(gè)大籃子，產(chǎn)區(qū)包括了從西南的貴州高原到東北的長(zhǎng)白山麓，生態(tài)條件相差十分懸殊，跨度很大[1,3,5]。如何進(jìn)一步彰顯中間香型各產(chǎn)區(qū)煙葉的中間香型特色，對(duì)中式卷煙原料開(kāi)發(fā)具有重大意義。

煙葉化學(xué)成分是煙葉品質(zhì)鑒定的重要指標(biāo)，是決定煙葉質(zhì)量和烤煙香型特色風(fēng)格特色的物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)，煙草科技工作者在揭示烤煙香型特色風(fēng)格特色的化學(xué)基礎(chǔ)方面開(kāi)展了諸多研究。張崇范[6]認(rèn)為，糖堿比可以作為云南清香型特色煙葉的指標(biāo)，10～l5為適宜區(qū)間，清香型特色煙葉以“煙堿2%左右、總糖25%左右”為宜。竇玉青等[7]發(fā)現(xiàn)，煙葉香型特色風(fēng)格越偏向清香型特色，pH越高，煙堿和總氮含量都較低，清香型特色和清偏中型煙葉的兩糖含量都相對(duì)較高，但兩糖比卻顯著低于其他香型特色煙葉。李章海等[8]建立了煙葉香型特色指數(shù)，采用香型特色指數(shù)的大小進(jìn)行量化判別不同烤煙的香型特色風(fēng)格。畢淑峰等[9]提出以化學(xué)成分為自變量對(duì)不同香型特色烤煙進(jìn)行逐步判別分析，構(gòu)建不同香型特色烤煙判別函數(shù)。然而有關(guān)煙葉化學(xué)成分與中間香型特色彰顯度的關(guān)系研究很少，另外中間香型特色概念不明確，容納著“非清非濃即是中”的大范疇導(dǎo)致中間香型特色彰顯程度變化較大。因此，本研究對(duì)中間香型特色彰顯度與煙葉主要化學(xué)成分的關(guān)系進(jìn)行深入分析，以期獲得中間香型煙葉特色的化學(xué)成分表征規(guī)律，為煙葉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

于 2011年選取貴州貴定和遵義、重慶武隆、湖南桑植、湖北咸豐、陜西旬陽(yáng)、山東蒙陰和黑龍江寧安的C3F等級(jí)煙葉（共56個(gè)樣品），參試品種（系）為貴煙1號(hào)、畢納1號(hào)、中煙203、湘煙2號(hào)、湘煙3號(hào)、秦?zé)?8、HB032和K326。煙葉樣品進(jìn)行主要化學(xué)成分測(cè)定和感官質(zhì)量評(píng)吸。

1.2 煙葉化學(xué)成分測(cè)定

煙葉主要化學(xué)成分按煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)：YC/T159—2002（水溶性總糖）、YC/T159—2002（還原糖）、YC/T160—2002（煙堿）、YC/T161—2002（總氮）、YC/T161—2002（蛋白質(zhì)）、YC/T162—2002（氯）、YC/T217—2007（鉀）。所測(cè)化學(xué)成分含量換算成百分率。主要化學(xué)成分派生值糖堿比為還原糖與煙堿比值，鉀氯比為鉀與氯比值，兩糖比為還原糖與總糖比值，氮堿比為總氮與煙堿比值。

1.3 中間香型特色彰顯度感官評(píng)價(jià)

由湖南中煙工業(yè)公司組織評(píng)吸專家對(duì)各地各品種單料煙參照 YC/T138—1998進(jìn)行中間香型特色彰顯度評(píng)吸。采用9分制對(duì)中間香型特色彰顯度打分，打分標(biāo)準(zhǔn)為：很典型為9分；較典型為7～8分；中為5～6分；較差為3～4分；差為1～2分。中間香型特色彰顯度的分值僅代表樣品彰顯中間香型特色風(fēng)格的大小，數(shù)值越大表示中間香型特色風(fēng)格越明顯，不表示樣品評(píng)吸質(zhì)量好壞。

1.4 相關(guān)分析及通徑分析

利用SPSS l3.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行偏度和峰度系數(shù)、簡(jiǎn)單相關(guān)分析和通徑分析。

2 結(jié) 果

2.1 數(shù)據(jù)特征

將中間香型特色彰顯度、煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯、蛋白質(zhì)、糖堿比、鉀氯比、兩糖比、氮堿比數(shù)據(jù)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，中間香型特色彰顯度變異系數(shù)較小，評(píng)吸結(jié)果的穩(wěn)定性較好?？緹熤胁咳~化學(xué)成分含量適宜，煙葉樣品代表性強(qiáng)，其中氯、氮堿比、糖堿比和鉀氯比變異系數(shù)較高，變異程度較大，較不穩(wěn)定。兩糖比、蛋白質(zhì)和總氮變異系數(shù)較低，比較穩(wěn)定。

由偏度系數(shù)可以看出，中間香型特色彰顯度、還原糖、總氮、鉀、氯、蛋白質(zhì)、糖堿比、鉀氯比、兩糖比和氮堿比的偏度系數(shù)大于 0，為正偏態(tài)峰，其中氯和鉀氯比的偏度系數(shù)較大，正向偏態(tài)較大；煙堿和總糖的偏度系數(shù)小于 0，為負(fù)偏態(tài)峰。由峰度系數(shù)可以看出，中間香型特色彰顯度、鉀、氯、糖堿比、鉀氯比和氮堿比的峰度系數(shù)大于 0，為尖頂峰度，數(shù)據(jù)大多集中在平均值附近；煙堿、總糖、還原糖、總氮、蛋白質(zhì)和兩糖比的峰度系數(shù)小于0，為平頂峰度，數(shù)據(jù)比較分散。

2.2 主要化學(xué)成分含量及其派生值之間的相關(guān)性

從表2可知，煙堿與中間香型特色彰顯度極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.38；鉀氯比與中間香型特色彰顯度顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.27；而兩糖比、蛋白質(zhì)、氮堿比、氯和總氮與中間香型特色彰顯度極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.77、-0.55、-0.54、-0.49和-0.36；糖堿比與中間香型特色彰顯度顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.32。即在一定范圍內(nèi)，控制蛋白質(zhì)、總氮、氯和增加煙堿、鉀有利于提高煙葉中間香型特色風(fēng)格。

2.3 烤煙中間香型特色彰顯度與主要化學(xué)成分含量及派生值通徑分析

為了進(jìn)一步明確主要化學(xué)成分含量及派生值對(duì)中間香型特色彰顯度影響的相對(duì)重要性，在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了通徑分析，結(jié)果見(jiàn)表 3。從相關(guān)系數(shù)來(lái)看，煙堿、總氮、氯、糖堿比、氮堿比、蛋白質(zhì)、兩糖比和鉀氯比等對(duì)中間香型特色彰顯度影響力較大，按效應(yīng)順序?yàn)椋簝商潜龋镜鞍踪|(zhì)＞氮堿比＞氯＞煙堿＞總氮＞糖堿比＞鉀氯比；從直接通徑系數(shù)看，煙堿、總糖和氮堿比等對(duì)中間香型特色彰顯度正向直接效應(yīng)較大，按效應(yīng)順序?yàn)椋嚎偺牵緹焿A＞氮堿比。還原糖、總氮、氯和鉀氯比等對(duì)中間香型特色彰顯度負(fù)向直接效應(yīng)較大，按效應(yīng)順序?yàn)椋哼€原糖＞總氮＞氯＞鉀氯比。

表1 中間香型特色彰顯度及主要化學(xué)成分含量描述性統(tǒng)計(jì)Table1 The statistics of moderate aroma characteristic and main chemical component contents

表2 中間香型特色彰顯度與主要化學(xué)成分含量的相關(guān)系數(shù)Table2 The correlation coefficient between contents of main chemical components and moderate aroma characteristic

綜合認(rèn)為，煙堿正向直接影響中間香型特色彰顯度；總氮、氯、蛋白質(zhì)和糖堿比負(fù)向直接影響中間香型特色彰顯度；鉀對(duì)中間香型特色彰顯度直接影響和間接影響均較??；總糖正向直接影響中間香型特色彰顯度較大，通過(guò)還原糖和煙堿負(fù)向間接影響中間香型特色彰顯度，結(jié)果對(duì)中間香型特色彰顯度影響不大；還原糖負(fù)向直接影響中間香型特色彰顯度較大，通過(guò)總糖和總氮正向間接影響中間香型特色彰顯度，結(jié)果對(duì)中間香型特色彰顯度影響不大；氮堿比正向直接影響中間香型特色彰顯度較大，而通過(guò)煙堿和還原糖對(duì)中間香型特色彰顯度有很大的負(fù)向間接效應(yīng)，結(jié)果氮堿比的直接正向作用平衡不了煙堿和還原糖對(duì)中間香型特色彰顯度的負(fù)向作用，最終結(jié)果使其對(duì)中間香型特色彰顯度的總影響為負(fù)值；鉀氯比負(fù)向直接影響中間香型特色彰顯度較大，而通過(guò)總糖、總氮和氯對(duì)中間香型特色彰顯度有很大的正向間接效應(yīng)，最終結(jié)果使其對(duì)中間香型特色彰顯度的總影響為正值；兩糖比主要通過(guò)煙堿、總糖和還原糖負(fù)向間接影響中間香型特色彰顯度。

2.4 主要化學(xué)成分含量及派生值對(duì)中間香型特色彰顯度的決定系數(shù)分析

通徑分析給出了各個(gè)性狀的直接作用和間接作用，但是沒(méi)有給出綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)決定系數(shù)的概念[10]，把各指標(biāo)的直接決定系數(shù)和間接決定系數(shù)對(duì)中間香型特色彰顯度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。主要化學(xué)成分含量及派生值對(duì)中間香型特色彰顯度的決定系數(shù)見(jiàn)表4?？梢钥闯?，主要化學(xué)成分含量及派生值對(duì)中間香型特色彰顯度的決定系數(shù)大小排列為：氯＞蛋白質(zhì)＞總氮＞糖堿比＞煙堿＞鉀＞兩糖比＞鉀氯比＞總糖＞還原糖＞氮堿比，且兩糖比、鉀氯比、總糖、還原糖和氮堿比的決定系數(shù)小于零。故氯和蛋白質(zhì)為主要決定變量，氮堿比、還原糖和總糖為主要限制變量。還原糖對(duì)中間香型特色彰顯度的直接決定系數(shù)最大（1.613），其次為總糖（1.241），但又是中間香型特色彰顯度的主要限制變量，其主要原因?yàn)檫€原糖通過(guò)總糖的間接決定系數(shù)為-2.487，使還原糖和總糖的決策系數(shù)分別為-1.191和-0.759。

表3 主要化學(xué)成分及派生值與中間香型特色彰顯度的通徑系數(shù)Table3 The direct and indirect path coefficient between chemical component and moderate aroma characteristic

表4 主要化學(xué)成分對(duì)中間香型特色彰顯度的決定系數(shù)Table4 Determinant coefficients of main chemical components on moderate aroma characteristic

多因素回歸模型結(jié)果顯示，整個(gè)模型的決定系數(shù)R2=0.693，Durbim-Watson統(tǒng)計(jì)量為1.893。說(shuō)明影響中間香型特色彰顯度的主要化學(xué)成分已經(jīng)找到，而其他影響因素在該樣本中較小；數(shù)據(jù)模型結(jié)果具有較好的擬合優(yōu)度，殘差分布較好且無(wú)明顯共線性存在，自相關(guān)性較小。

3 討 論

眾所周知，在進(jìn)行相關(guān)分析之前，應(yīng)先對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，要求變量，特別是因變量數(shù)據(jù)滿足正態(tài)性或近似正態(tài)性。本研究通過(guò)偏度系數(shù)和峰度系數(shù)計(jì)算，除氯和鉀氯比外，偏度系數(shù)均接近于 0，說(shuō)明各組數(shù)據(jù)近似滿足正態(tài)性要求，所進(jìn)行的相關(guān)和通徑分析結(jié)果可靠。因氯與鉀氯比數(shù)據(jù)正向偏態(tài)較大，在涉及到上述二變量結(jié)果時(shí)，讀者酌情考慮。

中間香型特色彰顯度與主要化學(xué)成分含量相關(guān)性分析結(jié)果顯示，與中間香型特色彰顯度呈極顯著或顯著正相關(guān)的有煙堿和鉀氯比等，在一定范圍內(nèi)，這些化學(xué)成分含量高時(shí)，可能有助于煙葉中間香型特色風(fēng)格的凸顯；與中間香型特色彰顯度呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)的有兩糖比、蛋白質(zhì)、氮堿比、氯、總氮和糖堿比等指標(biāo)，在一定范圍內(nèi)，這些化學(xué)成分含量高時(shí)，可能使煙葉偏離中間香型特色風(fēng)格，更趨向于清偏中或濃偏中香型特色。

通過(guò)中間香型特色彰顯度與主要化學(xué)成分通徑分析，煙堿、總氮、氯、蛋白質(zhì)和糖堿比直接影響中間香型特色彰顯度，說(shuō)明此變量的相關(guān)系數(shù)反映了其與中間香型特色彰顯度的真實(shí)關(guān)系，通過(guò)這些性狀進(jìn)行直接選擇效果較好；兩糖比主要是間接影響中間香型特色彰顯度，氮堿比和鉀氯比對(duì)中間香型特色彰顯度的影響間接效應(yīng)大于直接效應(yīng)，這樣在考慮這些性狀時(shí)還應(yīng)考慮煙堿、還原糖和總糖等間接影響性狀。

在本研究中，兩糖比與中間香型特色彰顯度相關(guān)性最高（r=-0.772**），而在所檢測(cè)的其他化學(xué)成分中，氯又與兩糖比的相關(guān)性最高（r=0.642**），并且氯與中間香型特色彰顯度呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.492**），鉀氯比與中間香型特色彰顯度也呈顯著正相關(guān)（r=0.274*），因此氯可能是影響中間香型特色彰顯度的重要化學(xué)成分之一。由于以往多關(guān)注氯對(duì)煙葉外觀質(zhì)量和燃燒性的影響，所以一些氯含量較高的煙區(qū)，降氯措施是否會(huì)影響產(chǎn)區(qū)煙葉香型特色風(fēng)格尚值得探討。王兵等[11]的研究表明，津巴布韋煙葉氯含量明顯高于國(guó)內(nèi)煙葉，其煙葉香型特色風(fēng)格是否與氯含量高有關(guān)值得探討。

4 結(jié) 論

（1）煙堿與中間香型特色彰顯度呈極顯著正相關(guān)；鉀氯比與中間香型特色彰顯度呈顯著正相關(guān)；而兩糖比、蛋白質(zhì)、氮堿比、氯和總氮與中間香型特色彰顯度呈極顯著負(fù)相關(guān)；糖堿比與中間香型特色彰顯度呈顯著負(fù)相關(guān)。

（2）通徑分析表明，煙堿正向直接影響中間香型特色彰顯度；總氮、氯、蛋白質(zhì)和糖堿比負(fù)向直接影響中間香型特色彰顯度；鉀對(duì)中間香型特色彰顯度直接影響和間接影響均較小；總糖和還原糖直接影響與間接影響中間香型特色彰顯度基本相抵，結(jié)果對(duì)中間香型特色彰顯度影響不大；氮堿比和鉀氯比間接影響中間香型特色彰顯度較直接影響大；兩糖比負(fù)向間接影響中間香型特色彰顯度。

（3）主要化學(xué)成分對(duì)中間香型特色彰顯度的決策系數(shù)大小排列為：氯＞蛋白質(zhì)＞總氮＞糖堿比＞煙堿＞鉀＞兩糖比＞鉀氯比＞總糖＞還原糖＞氮堿比，氯和蛋白質(zhì)為主要決定變量，氮堿比、還原糖和總糖為主要限制變量。

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