口含煙中主要成分和游離煙堿含量的多元分析

章平泉 許藹飛

摘要：為考察口含煙中主要成分對游離煙堿含量的影響，以41個Moist Snuff類型口含煙為實驗材料，采用相關分析、回歸分析和通徑分析法探討口含煙中含水率、pH值、煙堿對游離煙堿含量的影響。得到如下結果：（1）相關性分析表明，pH值、煙堿與游離態煙堿呈正相關，且相關系數分別達5%顯著和1%極顯著性水平，而含水率與游離煙堿相關性不顯著；（2）多元線性回歸方程達到極顯著水平，表明含水率、pH值、煙堿和游離煙堿之間存在很強的相關性；（3）通徑分析結果表明，對游離態煙堿直接影響程度由強到弱依次為煙堿、pH值、含水率，且煙堿和pH值對游離煙堿的作用呈正相關，含水率對游離煙堿呈負相關；（4）含水率和煙堿通過pH值對游離煙堿的間接作用較大，且分別呈正向效應和負向效應；（5）pH值通過煙堿對游離煙堿的間接作用較大且呈負向效應。因此，增加口含煙中煙堿含量或提高pH值有利于提高其游離煙堿的含量。

關鍵詞：口含煙；含水率；pH值；煙堿；游離煙堿；相關分析；通徑分析

中圖分類號：TS411.1文獻標志碼：A論文編號：cjas20190500020

Multivariate Analysis of Major Components and Free Nicotine Content in Oral Tobacco

Zhang Pingquan1， Xu Aifei2

（1Quality Management Department of Huaiyin Cigarette Factory， China Tobacco Jiangsu Industrial Ltd.， Co， Huai’an 223002， Jiangsu， China；2Technology Center， China Tobacco Guangxi Industrial Co.， Ltd， Nanning 530001， Guangxi， China）

Abstract： To investigate the effect of major components of oral tobacco on free nicotine content， 41 Moist Snuff oral smokeless tobacco products were investigated by the correlation analysis， regression analysis and path analysis. （1） The correlation analysis results showed that the pH value and nicotine content were positively correlated with free nicotine content and their correlation coefficient was at 1% significant level and 5% level respectively， while the water content had no significant correlation with free nicotine content. （2） The multivariate linear regression equation reached an extremely significant level， indicating that there was a strong correlation between the water content， pH value， nicotine content and free nicotine content. （3） The path analysis results showed that the degree of direct influence on the free nicotine content was in the order as the nicotine content > pH value> water content， the pH value and nicotine content were positively correlated with free nicotine content， while the water content was negatively correlated with free nicotine content. （4） The water content and nicotine content had large indirect effects on free nicotine content through pH value， and they had positive and negative effects on the free nicotine content respectively. （5） The pH value had a large indirect and negative effect on free nicotine through nicotine. So， the content of free nicotine could be increased by increasing the content of nicotine or increasing the pH value of oral smokeless tobacco products.

Keywords： Oral Smokeless Tobacco Product； Water Content； pH Value； Nicotine； Free Nicotine； Correlation Analysis； Path Analysis

0引言

世界衛生組織《煙草控制框架公約》（WHO FCTC）提出了有關禁止煙草煙霧在公共場所擴散等限制和禁令，對傳統煙草制品卷煙的發展造成強大沖擊[1-4]。因此，無煙氣煙草制品已經成為國內外煙草發展的一個重要研究方向。口含煙[5-8]是一類重要的無煙氣煙草制品，目前市場上主流口含煙類型為瑞典式口含煙（snus）、美式口含煙（snuff）[9]。作為口含煙中關鍵成分，其釋放出的煙堿具有使消費者植物神經和中樞神經系統感到刺激、興奮的作用，因而也會導致成癮[10]。研究表明[11-14]游離煙堿是最易通過口腔黏膜吸收到血液循環的煙堿形態，其在口腔黏膜中的滲透率大約是質子態煙堿10倍，同時隨著口含煙的pH值增大，游離煙堿含量增加。因此，可通過添加碳酸鈉等添加劑增加pH值來提高游離煙堿，從而調控口含煙勁頭大小。文獻資料表明，口含煙中pH值、煙堿含量和含水率對游離煙堿均有一定的影響，但沒有指出哪種因素起主要作用。為此，筆者采用相關分析、回歸分析和通徑分析法較為系統地研究口含煙中含水率、pH值和煙堿含量對其游離煙堿含量的影響，并探討這些影響因素的交互作用，旨在為口含煙產品的開發研究及其過程中如何控制煙堿在口腔中釋放方式提供參考依據。

1相關分析和回歸分析

以文獻[12]中41個Moist Snuff類型口含煙的測試結果（表1）為統計研究對象。

表1～2表明，除pH值變化范圍較小外，含水率、煙堿和游離煙堿的變化幅度均較寬。除含水率的分布呈負偏離且偏離較大外，其他指標偏離度均較小。pH值和游離煙堿的峰度值較小，表明更接近正態分布。同時正態性檢驗結果（表3）的Shapiro-Wilk統計量為0.9755，顯著水平Sig.=0.5117>0.05。因此，依變量游離煙堿（y）服從正態分布，可進行回歸分析。

相關性分析結果（表4）表明，口含煙的含水率（x1）與pH值（x2）、煙堿（x3）與游離態煙堿（y）均呈正相關，且達到1%極顯著水平；pH值與煙堿（x3）和游離態煙堿（y）分別呈負相關和正相關，且分別達到極顯著水平和顯著性水平；含水率與煙堿和游離煙堿分別呈正相關和負相關，但相關性均不明顯。由表5的分析結果可得含水率（x1）、pH值（x2）、煙堿（x3）和游離煙堿含量（y）的多元線性回歸方程如式（1），且達到極顯著水平（Sig.= 0.00），表明口含煙的含水率、pH值和煙堿的回歸系數均達到極顯著水平，說明三者均和游離煙堿之間存在很強相關性。由于含水率、pH值和煙堿三者之間可能存在一定的相互作用，而pH值又對煙堿和游離煙堿有重要的影響[12]，由于相關分析和多元線性回歸分析只能反映含水率、pH值和煙堿總體協調下對游離煙堿影響，而不能準確反映出三者之間對游離煙堿的具體影響和影響程度情況。因此，有必要在上述分析的基礎上進行通徑分析，具體揭示含水率、pH值和煙堿等因素對口含煙中游離煙堿的直接和間接的影響。

2通徑分析

通徑分析[16-19]是應用通徑系數分析方法，在相關分析與回歸分析的基礎上，將自變量對因變量的作用分解為直接作用和間接作用，以揭示各自變量對依變量的相對重要性，同時能考慮到兩兩原因對結果的影響，使多變量資料的統計更為合理。因此，在上述相關分析與多元回歸分析的基礎上，采用通徑分析法對表1數據進一步分析，結果如表6所示。

表6結果表明，口含煙中對游離態煙堿直接作用影響程度由大到小為煙堿、pH值、含水率，其中煙堿和pH值對游離煙堿的作用均呈正相關且達到極顯著水平，而含水率對游離煙堿呈負相關且達到極顯著水平。

含水率、煙堿和pH值對游離煙堿的間接作用存在較大差異，其中含水率通過pH值和煙堿對游離煙堿的間接作用分別呈正向和負向效應，且煙堿間接作用的絕對值約為前者的一半，說明在含水率一定的條件下，pH值是影響游離煙堿的主要因素，即提高口含煙的pH值能有效增加游離煙堿的含量，這與文獻[14]研究結果相一致。煙堿通過含水率和pH值對游離煙堿的間接作用分別為正向效應和負向效應，但前者作用甚微，主要以后者負向效應為主。盡管pH值通過含水率和煙堿對游離煙堿的間接作用為限制性的，且后者的絕對值遠大于前者，同時pH值和煙堿對游離煙堿的直接通徑系數較大且兩者相差不大，但仍然不足以抵消pH值對游離煙堿含量的促進作用。這主要是因為在煙草中大部分煙堿與有機酸結合成鹽以質子化形式存在，而非質子化的游離態煙堿含量較少，適當提高口含煙的pH值能有效增加其游離煙堿的含量。由于口含煙中含水率可調節范圍廣，相對于pH值調節法，通過調節口含煙中含水率變化來調節口含煙中游離煙堿含量也是一種簡便、有效的途徑[10]。

根據式（1）可知多元回歸方程的決定系數R2= 0.9597，表明因變量變異中95.97%可由線性回歸部分來解釋，誤差僅占4.03%，據此可知誤差e對游離煙堿（y）的直接通徑系數ρe=0.2007，即表示在口含煙配方穩定條件下，除口含煙含水率、pH值和煙堿等影響因素外，其在口腔中游離煙堿的含量和吸收還受到消費制品量、口腔停留時間、消費者吮吸移動制品的程度等因素[15]的影響，或與口含煙中煙堿在口腔中的釋放速度、釋放行為和差異[8，20]等因素有關。

3結論

（1）相關分析結果表明，含水率與pH值、煙堿與游離態煙堿呈正相關且達到極顯著水平；pH值與煙堿和游離態煙堿分別呈負相關和正相關。多元線性回歸分析結果表明，含水率、pH值和煙堿三者與游離煙堿之間存在很強的相關性，且達到極顯著性水平。

（2）通徑分析表明，口含煙中對游離態煙堿直接影響程度由大到小依次為煙堿、pH值和含水率，其中煙堿和pH值對游離煙堿的作用呈正相關且達到極顯著水平，而含水率對游離煙堿呈負相關且達到極顯著水平。

（3）含水率、煙堿和pH值對游離煙堿的間接作用存在較大差異。其中含水率和煙堿通過pH值對游離煙堿的間接作用較大，且分別呈正向效應和負向效應；pH值通過煙堿對游離煙堿的間接作用較大且呈負向效應。因此，增加口含煙中煙堿含量或提高pH值有利于提高其游離煙堿的含量。

4討論

（1）通過相關分析和多元回歸分析可知，pH值與游離煙堿均呈正相關且達到顯著性水平，表明pH值對決定口含煙中游離煙堿的濃度起重要的正向作用，這與傳統卷煙制品[21]和非傳統煙草制品[22-24]的研究結果一致。

（2）通徑分析結果表明，口含煙中對游離態煙堿直接作用影響程度由大到小為煙堿、pH值、含水率，三者對游離煙堿的間接作用存在較大差異。含水率通過pH值和煙堿對游離煙堿的間接作用分別呈正向和負向效應，說明在含水率一定的條件下，pH值是影響游離煙堿的主要因素，即提高口含煙的pH值能有效增加游離煙堿的含量，這與文獻[14]的研究結果一致。

（3）誤差e對游離煙堿（y）的直接通徑系數（ρe= 0.2007）表明，在口含煙配方穩定條件下，口腔中游離煙堿的含量和吸收還受到消費制品量、口腔停留時間、消費者吮吸移動制品的程度等因素[15]的影響，或與口含煙中煙堿在口腔中的釋放速度、釋放行為和差異[8，20]等因素有關。因此，從提高口含煙中游離煙堿的含量即增加口含煙勁頭[25-26]的角度考慮，適當提高口含煙的pH值是有效的手段。由于本研究涉及的樣品數量有限，且口含型無煙氣煙草制品也不同，譬如含化型和咀嚼型樣品，因此，本研究建立的多元統計模型及研究結果有待于后續進一步驗證。

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