化学成分的醇化片，质量预测如何？

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烟叶感官质量是烟叶通过燃烧所产生烟气的特征,是最重要的烟叶品质评价指标,其优劣直接应用烟叶工业可用性,但感官质量评价主观性较强,多年来,科研人员做了大量研究,试图寻找烟叶化学成分与感官质量之间的关系。

【前人研究进展】徐泽桐等人用熵值法和突变级数法得到感官质量值,再利用灰色关联度分析法分析化学成分各指标对感官质量的影响程度,得到化学成分各指标重要性排序,再基于突变级数法得到化学成分值,将化学成分和感官质量结合起来综合评价烟叶质量。

常安然等人通过总氮、烟碱、总糖、淀粉、钾等12项理化指标建立了感官评价的BP神经网络预测模型,对香气质、杂气、燃烧性的预测效果较好。张光辉等人以氯、钾、蛋白质、挥发碱等化学成分作为影响因素构建了香气质的预测模型,对香气质分值的预测精确度较高。

李瑞丽建立了感官质量单指标的近红外判别模型,预测准确率分布在48.15%～70.37%。张梦楚等人利用中性致香成分构建了烟叶感官质量预测模型,对香气质、香气量、杂气、成团性等指标的预测效果较好。

目前的研究仅集中在初烤烟叶领域,基于化学成分对醇化过程片烟感官质量进行预测却鲜有报道。【本研究切入点】因此,本文以密切反应醇化片烟感官品质的常规化学成分及致香前体物为切入点,通过相关、主成分、回归等多种分析手段构建了醇化片烟感官质量预测模型,并对模型进行验证。

【拟解决的关键问题】旨在建立基于醇化片烟主要化学成分的感官质量预测模型,为片烟感官质量评价的精准化发展提供一定科学依据和理论支撑。

1材料与方法

1.1试验材料

2014年入库的湖南郴州C3F、贵州黔西南C3F、福建三明C3F、云南曲靖C4F、河南三门峡C3F、巴西M10/C-C、津巴布韦C10/C以及阿根廷AS-B1F共8个产地/等级片烟。片烟入库后在室温状态下正常醇化,每3个月取样1次,共取样11次。

1.2醇化片烟品质评价

1.2.1醇化片烟感官质量评价

评价由我国主要卷烟工业企业产品配方人员组成的感官质量鉴定专家组完成,其指标包括香气质、香气量、透发性、细腻程度、杂气、刺激性、甜度和余味共8个指标,具体评分标度见表1,各指标的权重见表2。对各指标进行赋分后,按照指数和法计算片烟感官质量总分。

1.2.2醇化片烟主要化学成分检测

常规化学成分的测定:分别按照YC/T160-2002、YC/T161-2002、YC/T159-2002、YC/T216-2007、YC/T222-2007规定方法测定烟叶烟碱、总氮、还原糖、总糖含量及pH值。

质体色素的测定:按照YC/T382-2010的方法测定叶黄素和β-胡萝卜素。

多酚的测定:采用YC/T202-2006的方法测定绿原酸、芸香苷、莨菪亭等物质。

表1片烟感官品质量化评价方法 Table1Quantitativeevaluationmethodofsensoryqualityoftobaccostrips

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表2片烟感官品质量指标权重 Table2Theweightofsensoryqualityindexesoftobaccostrips

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吸光值的测定:称取0.5g样品放置于50mL三角瓶中,加入30mL纯净水,在80HZ下超声30min,过滤,吸取5mL上清液于试管中,并加入2mL0.6mol/L的KI溶液和2mL0.1mol/L的KIO3溶液,避光反应1h后在455nm波长进行比色测定。以加入2mL0.6mol/L的KI溶液和2mL0.1mol/L的KIO3溶液的纯净水作为空白样品。

1.3数据分析

采用Excel和SPSS19.0对数据进行统计分析、简单相关分析、主成分分析及回归分析。

2结果与分析

2.1醇化片烟主要化学成分及感官质量统计分析

由表3～4可知,醇化过程中除pH之外,其余常规化学成分变异系数在11.35%～36.82%,多酚类和类胡萝卜素类物质含量变异系数相对较大,均大于感官质量变异系数。偏度是用于统计数据分布偏斜方向和程度的度量偏度为负值表明数据分布为左偏态。

偏度为正值则表明数据分布为右偏态,由偏度系数可以看出,绿原酸、芸香苷、叶黄素、β-胡萝卜素、还原糖和总糖含量、类胡萝卜素总量等7个化学成分指标以及透发性和刺激性2个感官质量指标的偏度系数大于0,表现为右偏态分布,表明数据位于均值右边的比位于左边的少。峰度反应数据在中心集聚程度,由峰度系数可以看出,新绿原酸、叶黄素、总氮等3个化学成分指标以及香气质、香气量、细腻程度、甜度等4个感官质量指标的峰度系数均大于0,说明数据大多集中在平均数附近。

2.2醇化片烟主要化学成分与感官

量的相关分析

将醇化过程中片烟主要化学成分与感官指标之间进行简单相关分析(表5),结果表明,绿原酸、芸香苷、多酚总量以及类胡萝卜素总量与感官指标间均存在显著或极显著负相关关系。吸光值与感官指标间大多存在正相关关系,与刺激性的相关系数达极显著水平。

总氮与感官质量各指标的相关性较弱,未达到显著水平。绿原酸、芸香苷、多酚总量、叶黄素、β-胡萝卜素、类胡萝卜素、总糖等7个常规化学成分指标与感官质量总分间均存在极显著负相关关系,pH值与感官质量总分呈显著负相关关系,表明这些化学指标与感官质量总分的关系较为密切,其余5个化学成分指标与感官质量总分的相关系数不显著。

表3醇化过程中片烟主要化学成分统计分析

Table3Statisticalanalysisofmainchemicalconstituentsoftobaccostripsduringaging

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表4醇化过程中片烟感官质量统计分析 Table4Statisticalanalysisofsensoryqualityoftobaccostripsduringaging

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表5醇化片烟主要化学成分与感官指标的相关系数 Table5Correlationcoefficientsbetweenmainchemicalconstituentsandsensoryindexesoftobaccostrips

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注:*表示0.05水平上显著,**表示0.01水平上显著,下同。

Note:*meantsignificantdifferencewith P<0.05,**meantsignificantdifferencewith P<0.01.Thesameasbelow.

2.3醇化片烟主要化学成分与感官质量总分的主成分分析

从表6可以看出,前4个主成分的累计贡献率已经达到87.84%,说明对前4个主成分进行分析已经能够反映全部数据的大部分信息。第一主成分的贡献率为40.637%,绿原酸、芸香苷和多酚总量3个指标在第一主成分中起主要作用;第二主成分的贡献率为22.368%,总植物碱在第二主成分中起主要作用;第三个主成分的贡献率为14.417%,pH值在其中起主要作用;第四个主成分的贡献率为10.422%,吸光值在其中起主要作用。

2.4醇化片烟主要化学成分与感官质量总分的回归分析

简单相关分析表明,绿原酸、芸香苷、多酚总量、叶黄素、β-胡萝卜素、类胡萝卜素、总糖、pH等8个常规化学成分指标与感官质量总分间均存在显著负相关关系。主成分分析结果表明,绿原酸、芸香苷、多酚总量、总植物碱、pH、吸光值6个常规化学成分指标为主要载荷因子,可以用来替代所有常规化学成分指标进行进一步分析。

因此,分别以绿原酸、芸香苷、多酚总量、叶黄素、β-胡萝卜素、类胡萝卜素、总糖、pH、总植物碱、吸光值为自变量,感官质量总分为因变量,采用逐步回归分析法,拟合回归模型(表7)。吸光值、pH、绿原酸、芸香苷、总植物碱、总糖含量与醇化片烟感官质量总分的回归模型达极显著水平,表明模型选出的吸光值(X1)、pH(X2)、绿原酸(X4)、芸香苷(X5)、总植物碱(X11)、总糖(X13)6个化学成分指标可以作为与感官质量总分相关的主要指标,可以用来估算醇化片烟感官质量总分。

表6各主成分的特征向量和贡献率 Table6Featurevectorsandcontributionratesofprincipalcomponents

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表7醇化片烟感官质量总分预测模型 Table7Predictionmodeloftotalscoreofsensoryqualityoftobaccostripsduringaging

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