再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分因子分析

　　摘要[目的]探索因子分析法在再造煙葉原料化學(xué)成分的可行性。[方法]對(duì)再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分進(jìn)行因子分析及聚類分析。[結(jié)果]再造煙葉生產(chǎn)原料主要化學(xué)成分間存在顯著或極顯著的相關(guān)性；通過因子分析提取出的4個(gè)主要因子代表了11個(gè)化學(xué)成分信息，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)86.65%；總糖、還原糖、總氮、鉀和糖堿比的累積貢獻(xiàn)率占38.54%，再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分的因子得分與化學(xué)成分聚類分析基本一致。[結(jié)論]用因子分析對(duì)再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分進(jìn)行評(píng)價(jià)的可行性。
　　關(guān)鍵詞再造煙葉；生產(chǎn)原料；化學(xué)成分；因子分析
　　中圖分類號(hào)S572文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）30-008-03
　　再造煙葉是以廢棄的煙梗、煙末、煙灰及碎片作為主要原料，經(jīng)現(xiàn)代提取分離工藝和改良后的造紙技術(shù)加工而成的[1-4]。再造煙葉生產(chǎn)原料來源廣泛，種類繁多，化學(xué)成分差異較大。而原料化學(xué)成分的波動(dòng)勢(shì)必會(huì)給產(chǎn)品品質(zhì)帶來影響，因此，在生產(chǎn)中，穩(wěn)定和控制再造煙葉生產(chǎn)原料的質(zhì)量對(duì)確保再造煙葉產(chǎn)品品質(zhì)至關(guān)重要[5]。
　　郝建輝等[6]用蒸餾萃取/氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)了采取生產(chǎn)造紙法再造煙葉所用的24種再造煙葉原料的揮發(fā)性成分，再用DPS軟件進(jìn)行模糊聚類分析。結(jié)果表明，煙梗和煙碎片能明顯地分開，各自聚為一類，并且同一地區(qū)的原料相似程度越接近。衛(wèi)青等[7]對(duì)再造煙葉原料的化學(xué)成分與感官質(zhì)量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明化學(xué)成分與感官質(zhì)量具有相關(guān)性。而目前對(duì)造紙法再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分的因子分析未見報(bào)道。所謂因子分析即減少變量個(gè)數(shù)來描述多個(gè)變量之間的內(nèi)在聯(lián)系[8]。但是，曾有學(xué)者采用因子分析法對(duì)優(yōu)質(zhì)煙草原料的化學(xué)成分進(jìn)行研究[9-10]，而再造煙葉生產(chǎn)原料來源廣泛，種類繁多，等級(jí)混雜，均質(zhì)化程度低，純凈度差，同批次及批次間原料質(zhì)量不穩(wěn)定，單品種原料數(shù)量少[11-14]，原料的受控難度非常大。因此，想要較好地對(duì)其進(jìn)行研究，應(yīng)充分了解再造煙葉生產(chǎn)原料的特征，才能根據(jù)原料特性，開發(fā)預(yù)處理清潔生產(chǎn)新工藝，形成獨(dú)具特色的預(yù)處理清潔生產(chǎn)集成技術(shù)，最終設(shè)計(jì)出符合不同風(fēng)格的再造煙葉產(chǎn)品，使之與卷煙產(chǎn)品相匹配，并且有效提高卷煙產(chǎn)品品質(zhì)。為此，筆者對(duì)云南省內(nèi)主要煙區(qū)的再造煙葉生產(chǎn)原料中煙葉碎片的化學(xué)成分進(jìn)行因子分析和聚類分析[15]，為再造煙葉生產(chǎn)原料的使用和配方的維護(hù)提供理論依據(jù)，也為今后再造煙葉生產(chǎn)原料預(yù)處理加工提供一種有效的方式。
　　1材料與方法
　　1.1試驗(yàn)材料
　　研究材料來自中煙施偉策（云南）再造煙葉有限公司存庫的39種碎片。樣品選擇覆蓋云南的主要煙區(qū)，具有代表性。
　　1.2試驗(yàn)方法
　　1.2.1主要化學(xué)成分的測(cè)定。
　　按照YC/T 31-1996[16]對(duì)樣品水分進(jìn)行測(cè)定；按照YC/T 159-2002[17]對(duì)總糖和還原糖進(jìn)行測(cè)定；按照YC/OT 161-2002[18]對(duì)總氮進(jìn)行測(cè)定；按照YC/T 23355-2009[19]對(duì)煙堿進(jìn)行測(cè)定；按照YC/T 162-2011[20]對(duì)氯進(jìn)行測(cè)定；按照YC/T 173-2003[21]對(duì)鉀進(jìn)行測(cè)定。將所測(cè)化學(xué)成分轉(zhuǎn)化成百分率。
　　1.2.2分析方法。
　　運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)化學(xué)成分進(jìn)行簡單統(tǒng)計(jì)、相關(guān)分析和因子分析；采用Minitab 16對(duì)主要的化學(xué)成分進(jìn)行聚類分析。
　　2結(jié)果與分析
　　2.1化學(xué)成分描述性統(tǒng)計(jì)
　　經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，對(duì)樣品的總糖（X1）、還原糖（X2）、煙堿（X3）、總氮（X4）、硝酸鹽（X5）、鉀（X6）、氯（X7）、兩糖比（X8）、糖堿比（X9）、氮堿比（X10）和鉀氯比（X11）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。一般認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)烤煙要求總糖含量18%～24%，還原糖含量16%～22%，總氮含量1.5%～2.2%，煙堿含量2.0%～3.5%，糖堿比6～10，鉀離子含量大于2%，氯離子含量小于0.6%[22]。
　　由表1可知，再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分的平均值或低于或高于優(yōu)質(zhì)煙葉化學(xué)成分指標(biāo)。其原因?yàn)樵僭鞜熑~原料
　　均為打葉復(fù)烤和卷煙加工過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品，等級(jí)混雜、年份不一、單品種原料較少等，化學(xué)成分勢(shì)必存在差異。就峰度和偏度來說，總糖、總氮、鉀、氯和氮堿比的峰度小于0，數(shù)據(jù)分布為平闊峰，數(shù)據(jù)較正態(tài)分布分散，其余指標(biāo)峰度大于0，數(shù)據(jù)分布為尖峰；氮堿比的偏度小于0，為左偏峰，其余指標(biāo)大于0，為右偏峰。
　　2.2化學(xué)成分相關(guān)性分析
　　由表2可知，總糖與還原糖、總氮、鉀、氯和氮堿比在0.01水平顯著正相關(guān)，而與總氮在001水平顯著負(fù)相關(guān)，與其他化學(xué)成分在相關(guān)性；還原糖與鉀、氯和氮堿比在0.01水平顯著正相關(guān)，與總氮在0.05水平負(fù)相關(guān)，而與硝酸鹽在0.05水平正相關(guān)，與其他化學(xué)成分呈相關(guān)性；煙堿與總氮在0.05水平顯著正相關(guān)，而與硝酸鹽、鉀、氯、糖堿比和氮堿比在0.01水平顯著負(fù)相關(guān)，與其余化學(xué)成分呈相關(guān)性。由此可知，再造煙葉生產(chǎn)原料化學(xué)成分之間存在一定的相關(guān)性，可作因子分析。
　　2.3化學(xué)成分因子分析
　　對(duì)總體化學(xué)成分進(jìn)行因子分析。利用主要成分分析提取特征值大于1.00的因子，并且進(jìn)行四次方最大正交旋轉(zhuǎn)，其中KMO值為0.70，說明可以進(jìn)行因子分析。
　　由表3可知，提取出4個(gè)主要成分因子，并且這4個(gè)因子的累積貢獻(xiàn)率為86.645%。由表4可知，第1個(gè)因子主要反映總糖、還原糖、總氮、鉀、糖堿比的信息，除了總氮為負(fù)載荷值，總糖、還原糖、鉀和氮堿比為正載荷值，說明這5個(gè)變量相互之間具有相關(guān)性，第1個(gè)因子對(duì)原料化學(xué)成分的貢獻(xiàn)率為38.538%；第2個(gè)因子主要反映煙堿和氮堿比的信息，煙堿為負(fù)載荷值，氮堿比為正載荷值，而煙堿和氮堿比在001水平顯著負(fù)相關(guān)；第3個(gè)因子對(duì)原料化學(xué)成分的貢獻(xiàn)率為15.283%，主要反映鉀氯比的信息；第4個(gè)因子主要反映兩糖比的信息，其對(duì)原料化學(xué)成分的貢獻(xiàn)率為9.572%。

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