烤煙分組分級因素與化學、感官質量的典型相關分析

王 俊，趙 宇，肖 勇，江 鴻，胡 剛，楊興有，馮文強

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烤煙分組分級因素與化學、感官質量的典型相關分析

王 俊，趙 宇，肖 勇，江 鴻，胡 剛，楊興有，馮文強

（四川省煙草公司德陽市公司，四川 德陽 618400）

為明確烤煙外觀質量中分組分級因素與化學、感官兩類質量因素間的關系，基于6個年份3個部位的588個初烤煙樣，構建了質量因素的典型相關函數，以期為烤煙分級標準提供數據支撐。結果表明，外觀質量與化學、感官質量間各提取出3對極顯著典型變量，外觀質量典型變量分別反映了化學、感官質量總變異的29.2%和25.7%，其中，對化學質量影響最大的因素是部位和葉片結構，其次是顏色，再次是身份和油分；對感官質量影響最大的因素是成熟度和顏色，其次是部位和葉片結構，再次是身份。外觀質量解釋化學質量變異最強的是分組因素部位，解釋感官質量變異最強的是分組因素成熟度和顏色。因此基于質量指標的典型相關分析可為現行烤煙分組分級標準的合理性提供數據支撐。

烤煙；分級；外觀；部位；化學；感官；典型相關

煙葉外觀特征是其化學成分和生理結構在人的視覺和觸覺上的反映[1]，是煙葉分組和分級的重要依據[2-3]。前人采用相關[4-8]和回歸[9-12]等多種統計方法分析了豫、滇、貴、川、湘等多地煙葉，一定程度上揭示了煙葉外觀質量與化學質量[6-9,11]、感官質量[4-6,10,12]的相關性[13]，但相關研究均未將部位這一重要指標[1,5,14-15]作為獨立的外觀質量因素連同其他品質因素一起加以分析，因此，在未考慮部位[1,6]、樣本容量[6,12]以及統計誤差[5,11,16-17]影響的情況下，相關研究結果為外觀評價提供的數據支撐尚不夠充分[1]，甚至與經驗結論不符[10]。

本研究基于四川攀西煙區多年、多點和多部位的大樣本烤煙樣品構建典型函數，旨在明確外觀質量因素整體上與化學質量、感官質量兩類因素之間關系，為烤煙分級標準合理性提供數據支撐和統計參考。

1 材料與方法

1.1 煙葉樣品

本研究收集整理了2010—2015年度四川攀西煙區定點監測點云煙85品種初烤煙葉的質量評價數據共計588份，其中，480份來源于涼山州14個縣（市）65個村，108份來源于攀枝花市3個縣（區）24個村。每個采樣點煙葉包括B2F、C3F和X2F共3個等級。

1.2 煙葉質量評價方法

煙葉外觀質量包括部位（1）、顏色（2）、成熟度（3）、葉片結構（4）、身份（5）、油分（6）和色度（7）；化學質量包括總糖（1）、還原糖（2）、總植物堿（3）、氯（4）、鉀（5）、總氮（6）和淀粉（7）；感官質量包括香氣質（1）、香氣量（2）、余味（3）、雜氣（4）、刺激性（5）、干燥感（6）和細膩度（7），均采用定量評價方式（不含部位），由四川省煙草質量監督檢測站組織專業人員和行業評吸專家，參考煙草行業標準、文獻[9,17-19]方法進行檢測、評價。

1.3 數據預處理方法

評價指標中，部位作為虛擬變量，即下部、中部和上部分別賦值為1、2和3。對其余20個評價指標的原始數據進行標準化和正態化轉換。

1.4 統計軟件

采用SPSS Statistics 18（IBM，USA）軟件進行數據轉換和統計分析。

2 結 果

2.1 煙葉質量評價指標描述性統計

由表1可以看出，6個年份煙葉評價指標變異系數范圍，外觀質量為5.4%~13.5%，感官質量為8.4%~17.2%，整體變異程度較小；化學質量變異系數為10.3%~68.2%，其中總植物堿、氯和淀粉含量變異程度較大。除了還原糖、鉀和總氮以外，其余指標原始數據的單樣本檢驗（Kolmogorov-Smirnov Test）值均小于0.05，表明原始數據正態性較差；對原始數據進行正態化轉換后，數據正態性得到改善，更符合典型相關分析的數據要求。

表 1 煙葉質量評價指標描述性統計

注：外觀質量（不包括部位）為十分制，化學質量為質量百分比，感官質量為五分制，部位為虛擬變量。

Note: Appearance quality (excluding leaf position) used ten points scale, chemical quality used mass percentage, sensory quality used five points scale, leaf position was virtual variable.

2.2 煙葉外觀質量和化學質量指標間典型相關分析

表2為煙葉外觀質量和化學質量指標典型相關分析結果，可以提取3對統計上極顯著的典型變量，典型相關系數分別為0.830、0.414和0.399。表3為外觀質量和化學質量的評價指標與典型變量的關系，根據標準化典型變量的系數可以將外觀質量構成的3個典型變量表示為：1= ?0.9191+ 0.0732+0.0433+0.0014?0.625?0.046?0.0757；2= 0 .5211+ 0.9382+ 0.0623+ 0.34?0.735?0.2386+0.1867；3=0.4691?0.22+0.0313+ 0.0044?0.8385?0.2216+0.0187。由化學質量構成的3個典型變量表示為：1= ?0.021+ 0.22?0.3923?0.0924+0.2325?0.4456?0.237；2=?1.1741+1.1032+0.3913?0.1684+0.4855?0.156?0.0397；3=?0.4951?0.6552?0.6083+ 0.0964?0.2165?0.26?0.477。結合表3中典型變量結構和表4中典型冗余分析結果可以看出，3對典型變量一共解釋了外觀質量變異的78.0%、化學指標變異的63.4%。其中，第1對典型變量能解釋外觀質量變異的30.2%，解釋化學質量變異的35.9%，主要反映了總植物堿（?0.915）、總氮（?0.818）與部位（?0.994）正相關性，與葉片結構（0.658）的負相關性；第2對典型變量能解釋外觀質量變異的14.0%，解釋化學質量變異的10.7%，主要反映了顏色（0.786）和成熟度（0.441）與總糖（?0.507）的負相關性，與鉀（0.475）的正相關性；第3對典型變量能解釋外觀質量變異的33.8%，解釋化學質量變異的16.8%，主要反映了身份（?0.877）、油分（?0.665）與總糖（?0.597）、還原糖（?0.658）和淀粉（?0.609）的正相關性。冗余指數表明，外觀質量的3個典型變量分別能解釋化學質量評價指標總變異的24.7%、1.8%和2.7%；化學質量的3個典型變量分別能解釋外觀質量評價指標總變異的20.8%、2.4%和5.4%。

表2 外觀質量和化學質量指標典型相關系數顯著性檢驗

表 3 外觀質量和化學質量評價指標與典型變量的關系

表 4 外觀質量和化學質量評價指標典型冗余分析

2.3 煙葉外觀質量和感官質量指標間典型相關分析

表5為煙葉外觀質量和感官質量指標典型相關分析統計結果，表明可以提取3對統計上極顯著的典型變量，典型相關系數分別為0.661、0.521和0.425。表6為外觀質量和感官質量的評價指標與典型變量的關系，根據標準化典型變量的系數可以將外觀質量構成的3個典型變量表示為：1=?0.4031+0.3722+0.523?0.2194+0.6765+ 0.1196?0.5757；2=0.9671+0.1452+0.3543? 0.1694?0.0215?0.0136?0.2377；3=0.21+ 0.0422+0.7043?0.0434?1.0415+0.3946?0.4457。由感官質量構成的3個典型變量表示為：1=?0.7291+0.1482+0.1323+0.1134?0.1515+0.1096+ 0.6387；2=0.7831+1.3122?0.4553?0.6534+ 0.6785?0.7416?0.6887；3=?1.0351?0.3042+ 0.8483+0.6724?0.3555+0.0446? 0.7897。結合表6中典型變量結構和表7中典型冗余分析結果可以看出，3對典型變量一共解釋了外觀質量變異的65.7%、感官質量指標變異的80.7%。其中，第1對典型變量能解釋外觀質量變異的27.7%，解釋感官質量變異的41.0%，主要反映了顏色（0.673）、成熟度（0.772）與香氣量（0.769）、余味（0.834）和細膩度（0.698）的正相關性；第2對典型變量能解釋外觀質量變異的26.4%，解釋感官質量變異的7.3%，主要反映了部位（0.940）、葉片結構（?0.587）與香氣量（0.455）、雜氣（?0.381）相關性；第3對典型變量能解釋外觀質量變異的11.6%，解釋感官質量變異的32.4%，主要反映了身份（?0.685）與香氣質（?0.743），刺激性（?0.632）、干燥感（?0.623）與細膩度（?0.671）的正相關性。冗余指數表明，外觀質量的3個典型變量分別能解釋感官質量評價指標總變異的17.9%、2.0%和5.8%；感官質量的典型變量能解釋外觀質量評價指標總變異的12.1%、7.1%和2.1%。

表 5 外觀質量和感官質量指標典型相關系數顯著性檢驗

表6 外觀質量和感官質量評價指標與典型變量的關系

表 7 外觀質量和感官質量評價指標典型冗余分析

3 討 論

彭漫江等[8]研究了云南保山云煙87 C3F樣品外觀質量和化學質量典型相關，提取了3對典型變量，依次反映了葉片結構、油分、色度與煙堿、總氮的相關性，成熟度與總糖、鉀的相關性，身份、油分與總糖、還原糖的相關性。該結果與本研究提取的化學質量典型變量結構完全一致，但外觀質量的典型變量結果略有差異。筆者嘗試在排除部位（1）變量后重新分析了588個樣品，結論則與彭漫江等[8]一致，即外觀質量的第1典型變量代表的是葉片結構、身份和油分。說明引入部位因素，將更好的解釋受部位影響較大的葉片結構、顏色、身份的作用。由于未估計部位對身份的影響[1]，張小利等[10]研究的不同部位150個煙樣時，錯誤地認為影響香氣質、香氣量和雜氣等6項感官指標最重要的外觀質量因素都是身份。

對烤煙外觀質量和化學質量指標進行典型相關分析，提取了3對統計上極顯著的典型變量，由外觀質量因素構成的3個典型變量，根據典型相關系數的大小，依次代表了部位、顏色、（身份和油分）3個方面；外觀質量和感官質量指標典型相關分析也提取了3對統計上極顯著的典型變量，由外觀質量評價指標構成的3個典型變量，根據典型相關系數的大小，依次代表了顏色和成熟度、部位、身份3個方面。這一結果為烤煙先以部位、顏色和成熟度為分組因素，再以成熟度、葉片結構、身份、油分和色度等為分級因素進行分級的科學性提供了數據支撐[20]；也為成熟度是對感官質量的重要影響，是煙葉質量和分級標準的核心提供數據支撐[21]。

根據第1典型變量的冗余分析來看，部位和葉片結構對化學質量變異解釋性最強，即部位對化學質量影響最大。顏色和成熟度對感官質量變異解釋性最強，即顏色和成熟度對感官質量影響較大，這一結果與左安建等[12]、彭玉富等[21]結論相符。外觀質量分別能夠解釋化學質量、感官質量總變異的29.2%和25.7%，冗余系數不是很高，又恰好合理解釋了生產實際中煙葉外觀質量和內在質量不一致的原因[22]。

根據典型變量結構分析來看，烤煙質量評價指標中，隨著部位提高，葉片結構趨向緊密，煙葉含氮化合物含量升高，香氣量和雜氣增加；隨著鉀含量增加，煙葉顏色得分提高，香氣量、余味和細膩度改善；身份適中的煙葉，油分多，糖類豐富，香氣質好，刺激性小，余味舒適。因此，通過不適用煙葉處理、上部葉帶莖烘烤、增施鉀肥和有機肥等綜合農藝措施的推廣應用，使煙葉結構優化、成熟度提高、葉片結構疏松、身份適中、油分足，將有助于烤煙的化學協調、香吃味好和特色風格彰顯。

4 結 論

烤煙外觀質量能夠解釋化學質量和感官質量的變異，其對化學質量影響最大的因素是部位和葉片結構，其次是顏色，再次是身份和油分；對感官質量影響最大的因素是顏色和成熟度，其次是部位和葉片結構，再次是身份。基于外觀、化學和感官質量指標間的典型相關分析，可為現行烤煙分級標準將部位、顏色和成熟度作為分組因素，同時將成熟度、葉片結構、身份、油分和色度作為分級因素的合理性提供數據支撐。

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Canonical Correlation Analysis of Flue-cured Tobacco between Grouping and Grading Factors, Chemistry Quality and Sensory Quality

WANG Jun, ZHAO Yu, XIAO Yong, JIANG Hong, HU Gang, YANG Xingyou, FENG Wenqiang

(Sichuan Tobacco Corporation Deyang Branch, Deyang, Sichuan 618400, China)

In order to clarify the relationship between grouping and grading factors, chemical or sensory quality factors of flue-cured tobacco, 588 primary flue-cured tobacco samples from three leaf positions in six years were analyzed for canonical correlation. The results showed that three pairs of extremely significant canonicals were extracted between the appearance quality and chemistry or sensory quality, and the appearance quality canonicals reflected 29.2% or 25.7% of the total variations of chemical or sensory quality respectively. Among them, the factors that had the greatest impact on chemical quality were the leaf position and leaf structure, followed by color, then body and oil. The factors that had the greatest influence on sensory quality were color and maturity, followed by leaf position and leaf structure, then body. Leaf position was the most important factor to interpret the variation of chemical quality. Color and maturity were the most important factors in explaining the variation of sensory quality. The canonical correlation analysis based on quality indicators can provide data supporting the rationality of existing flue-cured tobacco grading standards.

flue-cured tobacco; grading; appearance; leaf position; chemical; sensory; canonical correlation

TS41+1

1007-5119（2018）04-0080-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2018.04.011

中國煙草總公司四川省公司重點項目“四川煙葉質量評價方法研究與應用”（201810）

王 俊（1986-），男，碩士，農藝師，主要從事煙草化學和栽培相關研究。E-mail：599187325@qq.com

2018-01-27

2018-06-20