基于PLSR分析煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量的相關(guān)性

　　摘要：采用偏最小二乘回歸（PLSR）方法對煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量的關(guān)系進行了分析。結(jié)果表明，糖堿比和糖氮比與感官刺激性、雜氣呈顯著負相關(guān)，與柔細度、余味顯著正相關(guān)（p<0.05）。此外，總植物堿、揮發(fā)堿對香氣質(zhì)具有顯著負影響（p<0.05）；總氮、總植物堿、蛋白質(zhì)、揮發(fā)堿及石油醚提取物顯著貢獻于感官刺激性的增強，而水溶性總糖、還原糖對消除雜氣具有顯著貢獻（p<0.05）；K、CI、揮發(fā)酸對增強感官柔細度，降低勁頭具有顯著貢獻（p<0.05）。PLSR解決了傳統(tǒng)分析方法中的觀察值數(shù)量限制及數(shù)據(jù)共線性等問題。
　　關(guān)鍵詞：還原糖；鉀；氯；糖堿比；PLSR
　　中圖分類號：TS41+1
　　文章編號：1007-5119（2016）01-0078-05
　　DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2016.01.014
　　自從2000年國家煙草專賣局正式啟動了“國際型優(yōu)質(zhì)煙開發(fā)項目”，很多煙草研究人員都致力于提高煙草質(zhì)量研究，從而提高我國卷煙的在國際上的競爭力。卷煙的感官質(zhì)量是工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品的核心，而煙葉的化學(xué)成分很大程度上決定了卷煙的感官質(zhì)量。
　　目前，很多文獻都報道了對煙草化學(xué)成分與感官質(zhì)量關(guān)系的研究。如王麗麗等研究了煙葉中生物堿含量與評吸質(zhì)量的相關(guān)性；劉帥帥等考察了烤煙非揮發(fā)性有機酸對感官品質(zhì)的貢獻；邵慧芳等對烤煙還原糖含量與揮發(fā)性香氣物質(zhì)及感官質(zhì)量進行了統(tǒng)計學(xué)分析；許自成等研究了烤煙中氯含量與揮發(fā)性香氣物質(zhì)及感官質(zhì)量的關(guān)系；劉非等研究了煙葉石油醚提取物與感官舒適度的關(guān)系；湯朝起等研究了攀西烤煙主要化學(xué)成分與吸食品質(zhì)的關(guān)系。
　　然而，卷煙的感官質(zhì)量不是由卷煙煙葉中的一種或幾種化學(xué)成分決定。最重要的是，目前感官質(zhì)量的評定主要是通過評吸人員的主觀評吸來完成。感官評吸的主觀性、評吸人員差異性等因素不僅對評價結(jié)果產(chǎn)生影響，也使評價樣品的數(shù)量受到限制。這種局限性對研究煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量的關(guān)系造成一定困難。
　　偏最小二乘回歸分析（PLSR）能充分解決樣本個數(shù)較少等問題，可以避免數(shù)據(jù)非正態(tài)分布、因子結(jié)構(gòu)不確定性和模型不能識別等潛在問題。近年來PLSR方法已廣泛用于生物工程、食品科學(xué)等領(lǐng)域并取得了較好效果。Song Shiqing等研究人員采用PLSR方法對牛脂脂肪氧化，電子鼻檢測及感官屬性進行了分析，結(jié)果表明，PLSR成功地建立了基于電子鼻的牛脂肪氧化特征參數(shù)的預(yù)測模型，及氧化牛脂對其感官香氣的貢獻。牛云蔚等利用PLSR方法對草莓酒香氣活性物質(zhì)與感官屬性的關(guān)系進行了研究，其結(jié)果也表明，PLSR可以很好地預(yù)測感官屬性的變化。此外，陳義等研究人員也采用了PLSR方法對信陽毛尖中的香氣成分與其感官關(guān)系進行了研究，其結(jié)果避免了感官評審的主觀性和不可重復(fù)性，有效地指導(dǎo)了信陽毛尖香氣的等級劃分。而目前關(guān)于PLSR用于煙草組分與卷煙感官質(zhì)量分析的研究較為少見。
　　因此，本研究以湖南主產(chǎn)煙區(qū)的7種單料烤煙煙葉為研究對象，采用PLSR方法對其煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量指標的關(guān)系進行分析，考察煙葉中化學(xué)成分對其卷煙感官質(zhì)量指標的貢獻性。
　　1 材料與方法
　　1.1 試驗材料
　　本研究以湖南煙區(qū)主栽品種“云煙87”為供試品種，選取2010年湖南主產(chǎn)烤煙區(qū)的7份烤煙樣品（分別為邵陽B2F、C3F，隆回B2F、C3F，郴州B2F、B3F和C3F）。
　　1.2 卷煙感官質(zhì)量評定
　　按照GB5606.4-2005規(guī)程進行評吸，采用9分制利用香味輪廓法分析樣品的感官質(zhì)量指標，包括香氣質(zhì)、香氣量、柔細度、甜度、透發(fā)性、刺激性、雜氣、余味、煙氣濃度及勁頭。具體評吸規(guī)則已在前期研究中詳細描述，并略有改動，如試驗中感官指標得分值均表示其感官強度值，尤其對于感官指標刺激性、雜氣及勁頭，其分值越大，表示該卷煙抽吸時刺激性越大，雜氣越多，勁頭越強。此外，對該供試樣品感官分析的研究結(jié)果顯示：不同樣品間的感官指標數(shù)據(jù)均存在顯著差異，表明該樣本可以有效地用于化學(xué)成分與感官屬性的關(guān)系分析。
　　1.3 化學(xué)指標測定
　　化學(xué)成分水溶性總糖，還原糖，總氮，總植物堿，鉀，氯，鈣，鎂，淀粉，蛋白質(zhì)，揮發(fā)酸，揮發(fā)堿，石油醚提取物的測定，根據(jù)國標YC/T159～161-2002；YC/T173～176-2003， YC/T216～217-2007，采用連續(xù)流動分析儀進行分析，每個樣品平行測定3次。
　　1.4 數(shù)據(jù)分析
　　采用SPSS13.0進行化學(xué)指標及感官數(shù)據(jù)的差異檢驗分析。采用PLSR （Unscrambler version 9.7）對煙葉中化學(xué)和感官指標評吸數(shù)據(jù)進行相關(guān)性及貢獻性分析。在PLSR分析時，對所有數(shù)據(jù)進行中心化與標準化（1/Sdev）處理，使每個變量都得到公正的貢獻分析。
　　2 結(jié)果
　　2.1 不同煙葉化學(xué)成分的方差分析
　　由表l可知，煙葉樣品的水溶性總糖和還原糖含量分別處于11.17%～20.53%和10.66%～19.60%，總氮和總植物堿含量分別處于2.06%～2.52%和2.44%～3.97%。水溶性總糖、還原糖、總氮和總植物堿含量在不同樣品間存在顯著差異（p<0.05）。煙葉樣品的鉀含量在2.34%～3.25%，氯含量在0.38%～0.58%范圍，不同樣品間也存在較大程度的差異（p<0.05）。淀粉含量在不同樣品間的差異程度相對較小（除了郴州B2F的淀粉含量顯著較高）。煙葉中鎂，蛋白質(zhì)，揮發(fā)酸及揮發(fā)堿含量在不同樣品間均存在顯著差異（p<0.05）�？緹煙熑~中的石油醚提取物主要是揮發(fā)油、樹脂、油脂、類胡蘿卜素、脂肪、游離脂肪酸等有機物質(zhì)的混合物。由表l可知，煙葉石油醚提取物含量介于4.28%～7.27%，在不同樣品間也存在較大程度的差異（p<0.05）。

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