中間香型煙葉特色彰顯度與主要化學成分的相關及通徑分析

吳 春，王 軼，蒲文宣，王 毅，戴秀梅，孫 渭，李恒全，張玉芹，趙杰宏*

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

烤煙的香型特色是中式卷煙風格的重要構成因素，是煙葉風格特色的重要表征，是進行煙葉品質區域劃分的重要依據[1]。老一輩科學家早在上世紀 50年代對烤煙三大香型特色作了解釋，丁瑞康等[2]在《卷煙工藝學》一書和黃振勛等[3]在《科學技術名詞解釋——糖煙酒部分》一書中提出：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、安徽鳳陽等地屬于這一類型；清香型特色烤煙具有突出的清香芬芳氣味，使人感到愉快優美，昆明、永定等地屬于這一類型；中間香型特色烤煙具有清香氣味，同時也具有濃郁的香氣，貴定、青州等地屬于這一類型。1962年雷嘉棟等[4]在《煙葉商品學》一書中，專門對三大香型特色也作了解釋，并對各香型特色中的各產地煙葉分別進行了介紹，對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，其他過渡類型，濃偏中、中偏濃、清偏中、中偏清都符合中間香型特色的構成特征，都應該是中間香型特色。所以，中間香型特色實際成了容納非清非濃的一個大籃子，產區包括了從西南的貴州高原到東北的長白山麓，生態條件相差十分懸殊，跨度很大[1,3,5]。如何進一步彰顯中間香型各產區煙葉的中間香型特色，對中式卷煙原料開發具有重大意義。

煙葉化學成分是煙葉品質鑒定的重要指標，是決定煙葉質量和烤煙香型特色風格特色的物質基礎。近年來，煙草科技工作者在揭示烤煙香型特色風格特色的化學基礎方面開展了諸多研究。張崇范[6]認為，糖堿比可以作為云南清香型特色煙葉的指標，10～l5為適宜區間，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]發現，煙葉香型特色風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，采用香型特色指數的大小進行量化判別不同烤煙的香型特色風格。畢淑峰等[9]提出以化學成分為自變量對不同香型特色烤煙進行逐步判別分析，構建不同香型特色烤煙判別函數。然而有關煙葉化學成分與中間香型特色彰顯度的關系研究很少，另外中間香型特色概念不明確，容納著“非清非濃即是中”的大范疇導致中間香型特色彰顯程度變化較大。因此，本研究對中間香型特色彰顯度與煙葉主要化學成分的關系進行深入分析，以期獲得中間香型煙葉特色的化學成分表征規律，為煙葉生產提供理論依據。

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、山東蒙陰和黑龍江寧安的C3F等級煙葉（共56個樣品），參試品種（系）為貴煙1號、畢納1號、中煙203、湘煙2號、湘煙3號、秦煙98、HB032和K326。煙葉樣品進行主要化學成分測定和感官質量評吸。

1.2 煙葉化學成分測定

煙葉主要化學成分按煙草行業標準進行檢測：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）、YC/T162—2002（氯）、YC/T217—2007（鉀）。所測化學成分含量換算成百分率。主要化學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價

由湖南中煙工業公司組織評吸專家對各地各品種單料煙參照 YC/T138—1998進行中間香型特色彰顯度評吸。采用9分制對中間香型特色彰顯度打分，打分標準為：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格的大小，數值越大表示中間香型特色風格越明顯，不表示樣品評吸質量好壞。

1.4 相關分析及通徑分析

利用SPSS l3.0統計軟件進行偏度和峰度系數、簡單相關分析和通徑分析。

2 結 果

2.1 數據特征

將中間香型特色彰顯度、煙堿、總糖、還原糖、總氮、鉀、氯、蛋白質、糖堿比、鉀氯比、兩糖比、氮堿比數據進行描述統計分析，結果見表1。

由表1可見，中間香型特色彰顯度變異系數較小，評吸結果的穩定性較好。烤煙中部葉化學成分含量適宜，煙葉樣品代表性強，其中氯、氮堿比、糖堿比和鉀氯比變異系數較高，變異程度較大，較不穩定。兩糖比、蛋白質和總氮變異系數較低，比較穩定。

由偏度系數可以看出，中間香型特色彰顯度、還原糖、總氮、鉀、氯、蛋白質、糖堿比、鉀氯比、兩糖比和氮堿比的偏度系數大于 0，為正偏態峰，其中氯和鉀氯比的偏度系數較大，正向偏態較大；煙堿和總糖的偏度系數小于 0，為負偏態峰。由峰度系數可以看出，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大于 0，為尖頂峰度，數據大多集中在平均值附近；煙堿、總糖、還原糖、總氮、蛋白質和兩糖比的峰度系數小于0，為平頂峰度，數據比較分散。

2.2 主要化學成分含量及其派生值之間的相關性

從表2可知，煙堿與中間香型特色彰顯度極顯著正相關，相關系數為0.38；鉀氯比與中間香型特色彰顯度顯著正相關，相關系數為0.27；而兩糖比、蛋白質、氮堿比、氯和總氮與中間香型特色彰顯度極顯著負相關，相關系數分別為-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相關，相關系數為-0.32。即在一定范圍內，控制蛋白質、總氮、氯和增加煙堿、鉀有利于提高煙葉中間香型特色風格。

2.3 烤煙中間香型特色彰顯度與主要化學成分含量及派生值通徑分析

為了進一步明確主要化學成分含量及派生值對中間香型特色彰顯度影響的相對重要性，在相關分析的基礎上進行了通徑分析，結果見表 3。從相關系數來看，煙堿、總氮、氯、糖堿比、氮堿比、蛋白質、兩糖比和鉀氯比等對中間香型特色彰顯度影響力較大，按效應順序為：兩糖比＞蛋白質＞氮堿比＞氯＞煙堿＞總氮＞糖堿比＞鉀氯比；從直接通徑系數看，煙堿、總糖和氮堿比等對中間香型特色彰顯度正向直接效應較大，按效應順序為：總糖＞煙堿＞氮堿比。還原糖、總氮、氯和鉀氯比等對中間香型特色彰顯度負向直接效應較大，按效應順序為：還原糖＞總氮＞氯＞鉀氯比。

表1 中間香型特色彰顯度及主要化學成分含量描述性統計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成分含量的相關系數Table2 The correlation coefficient between contents of main chemical components and moderate aroma characteristic

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

2.4 主要化學成分含量及派生值對中間香型特色彰顯度的決定系數分析

通徑分析給出了各個性狀的直接作用和間接作用，但是沒有給出綜合評價，根據決定系數的概念[10]，把各指標的直接決定系數和間接決定系數對中間香型特色彰顯度進行綜合評價。主要化學成分含量及派生值對中間香型特色彰顯度的決定系數見表4。可以看出，主要化學成分含量及派生值對中間香型特色彰顯度的決定系數大小排列為：氯＞蛋白質＞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小于零。故氯和蛋白質為主要決定變量，氮堿比、還原糖和總糖為主要限制變量。還原糖對中間香型特色彰顯度的直接決定系數最大（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，其主要原因為還原糖通過總糖的間接決定系數為-2.487，使還原糖和總糖的決策系數分別為-1.191和-0.759。

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

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

多因素回歸模型結果顯示，整個模型的決定系數R2=0.693，Durbim-Watson統計量為1.893。說明影響中間香型特色彰顯度的主要化學成分已經找到，而其他影響因素在該樣本中較小；數據模型結果具有較好的擬合優度，殘差分布較好且無明顯共線性存在，自相關性較小。

3 討 論

眾所周知，在進行相關分析之前，應先對試驗數據進行正態性檢驗，要求變量，特別是因變量數據滿足正態性或近似正態性。本研究通過偏度系數和峰度系數計算，除氯和鉀氯比外，偏度系數均接近于 0，說明各組數據近似滿足正態性要求，所進行的相關和通徑分析結果可靠。因氯與鉀氯比數據正向偏態較大，在涉及到上述二變量結果時，讀者酌情考慮。

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

通過中間香型特色彰顯度與主要化學成分通徑分析，煙堿、總氮、氯、蛋白質和糖堿比直接影響中間香型特色彰顯度，說明此變量的相關系數反映了其與中間香型特色彰顯度的真實關系，通過這些性狀進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，氮堿比和鉀氯比對中間香型特色彰顯度的影響間接效應大于直接效應，這樣在考慮這些性狀時還應考慮煙堿、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性最高（r=-0.772**），而在所檢測的其他化學成分中，氯又與兩糖比的相關性最高（r=0.642**），并且氯與中間香型特色彰顯度呈極顯著負相關（r=-0.492**），鉀氯比與中間香型特色彰顯度也呈顯著正相關（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成分之一。由于以往多關注氯對煙葉外觀質量和燃燒性的影響，所以一些氯含量較高的煙區，降氯措施是否會影響產區煙葉香型特色風格尚值得探討。王兵等[11]的研究表明，津巴布韋煙葉氯含量明顯高于國內煙葉，其煙葉香型特色風格是否與氯含量高有關值得探討。

4 結 論

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

（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、蛋白質和糖堿比負向直接影響中間香型特色彰顯度；鉀對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，結果對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；兩糖比負向間接影響中間香型特色彰顯度。

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

[1]唐遠駒.關于烤煙香型問題的探討[J].中國煙草科學，2011，32（3）：1-7.

[2]丁瑞康，王承瀚，朱尊權，等.卷煙工藝學[M].北京：食品工業出版社，1958：49-50，60-71.

[3]黃振勛，張大鵬.科學技術名詞解釋——糖煙酒部分[M].北京：科學普及出版社，1958：15-19.

[4]中等商業學校煙葉商品學教材編寫組.煙葉商品學[M].合肥：安徽人民出版社，1962：245-248.

[5]唐遠駒.特色煙葉區域劃分中的幾個問題[J].中國煙草科學，2010，31（2）：1-4.

[6]張崇范.對煙葉質量的再認識[J].中國煙草，1993（4）：l2-14.

[7]竇玉青，湯朝起，王平，等.閩西、贛中不同香型特色烤煙主要化學成分對吸食品質的影響[J].煙草科技，2009（11）：15-20.

[8]李章海，王能如，王東勝，等.烤煙香型特色的重要影響因子及香型特色指數模型的構建初探[J].安徽農業科學，2009，37（5）：2055-2057.

[9]畢淑峰，朱顯靈，馬成澤.逐步判別分析在中國烤煙香型特色鑒定中的應用[J].熱帶作物學報，2006，27（4）：104-107.

[10]袁志發，周靜芋，郭滿才，等.決策系數——通徑分析中的決策指標[J].西北農林科技大學學報，2001，29（5）：131-133.

[11]王兵，申玉軍，張玉海，等.國產烤煙與津巴布韋煙葉常規化學成分比較[J].煙草科技，2008（8）：33-37.