不同裝煙方式烤后煙感官評價與電子鼻綜合分析

　　摘要： 為科學系統(tǒng)評價密集烤房烤后煙葉的香氣質量，建立一種感官評吸與數理統(tǒng)計相結合的方法，對煙竿、煙夾、煙筐、大箱4種裝煙方式的烤后煙葉進行化學成分分析、電子鼻無損檢測和感官評吸。結果表明，利用主成分分析法、線性判別分析法能無損檢測并顯著區(qū)分不同裝煙方式烤后煙葉的香氣成分，煙夾烘烤與大箱烘烤差異最為顯著。感官評吸也顯示4種裝煙方式以煙夾烘烤的烤后煙葉質量檔次最佳，掛竿、煙筐次之，大箱烘烤最差，電子鼻分析結果與感官評吸結果相符合，利用電子鼻與感官評吸綜合分析可更科學評價密集烤房不同裝煙方式烤后煙香氣質量。
　　關鍵詞： 裝煙方式；香氣質量；感官評吸；電子鼻分析
　　中圖分類號： TS47 文獻標志碼： A
　　文章編號：1002-1302（2015）08-0290-03
　　煙草是一種重要的經濟作物，目前，煙葉質量評價主要依靠感官評吸，但由于評價人對煙葉的敏感性不同，導致結果受主觀因素影響較大，不能完全真實地反映其香氣質量 [1]。煙葉的致香成分分析主要采用氣相色譜質譜聯用（GC-MS）測定法；但GC-MS不僅檢測周期長、成本高，且所得具體致香成分的數據很難和樣本整體信息及煙葉評吸質量聯系起來，缺乏說服力。電子鼻是一個新穎的以傳感器陣列形式分析、識別和檢測復雜氣味和揮發(fā)性成分的電化學傳感系統(tǒng)。它得到的不是被測樣品中某種或某幾種成分的定性或定量結果，而是樣品中揮發(fā)性成分的整體信息，也稱“指紋信息” [2]。Yang等利用電子鼻對富含香豆素的日本綠茶進行風味研究，結果顯示，電子鼻可以正確區(qū)分7種不同香豆素含量的綠茶，并評價其風味特點 [3]。近年來，國內外應用電子鼻研究評價酒類、水果和茶葉等農產品品質時也大多局限于單純的電子鼻區(qū)別或鑒別，電子鼻與感官質量的綜合分析較少 [4-9]。我國對于電子鼻的應用起步較晚，在食品工業(yè)上最早應用，對于煙草的應用僅僅局限于香料配方和真假煙鑒別上 [8-9]，對于初烤煙葉的應用較少。
　　隨著現代煙草業(yè)的發(fā)展，過去普通烤房已逐漸被淘汰，取而代之的是更為節(jié)能、省工、整體烘烤質量佳的密集烤房 [10-11]；但密集烤房由于強制通風等原因導致其香氣及油分明顯不如過去的普通烤房 [12]。通過裝煙方式及烘烤工藝的改進來改善和提高烤后煙葉香氣成為當前煙草調制加工研究的熱點。有關密集烤房裝煙方式研究雖有報道，但大多局限于單純的煙葉致香成分含量高低的比較，不能代表樣品的整體性，缺乏整體性數據分析方法 [13-16]。
　　本試驗利用電子鼻無損檢測技術對不同裝煙方式烤后煙葉的致香成分進行主成分和線性判別分析，并與主要化學成分檢測和感官評吸質量相結合，以探求更為科學的香氣整體評價方式，為評吸質量提供數理統(tǒng)計輔助分析方法，客觀地評價不同裝煙方式烤后煙葉質量。
　　1 材料與方法
　　1 1 材料與設備
　　供試品種為NC55，供試材料為山東諸城市瑯埠煙站同一地塊、長勢整齊一致、統(tǒng)一采收二棚煙葉。烘烤設備為裝煙室大小為270 cm×800 cm的標準化密集烤房。
　　1 2 試驗儀器
　　儀器為德國 Airsense 公司生產的PEN 3 型便攜式電子鼻，主要包括以下硬件部分： 傳感器陣列（ 包含10個傳感器，具體屬性見表1）、采樣及清洗通道、數據采集系統(tǒng)及計算機。電子鼻獲取的數據為傳感器的電導率 G 與基準氣體通過時傳感器的電導率 G0 的比值。
　　1 3 試驗設計
　　試驗設置4個處理：（1）煙竿烘烤，煙竿長度145 cm；（2）煙夾烘烤，梳式煙夾，長132 cm、外寬14 cm、內寬10 cm；（3）煙筐烘烤，煙筐規(guī)格30 cm×43 cm×50 cm；（4）大箱烘烤，大箱規(guī)格260 cm×80 cm×180 cm。每種裝煙方式按各自的適宜裝煙密度進行配置和配套烘烤，各處理烤后煙樣品標記竿均放在各烤房的中層中間位置。
　　1 4 試驗方法
　　主要化學成分測定方法：煙堿、鉀、氯含量測定分別參照GB 23225—2008、YC/T 173—2003（使用ICP-OES測定）、YC/T 153—2001進行，總氮、總糖、還原糖含量測定均參照YC/T 33—1996進行。
　　電子鼻檢測：取各裝煙方式處理烘烤后B2F等級煙葉，分別稱取煙末樣品5 g，置于300 mL三角燒瓶中，封口膜密封，每個試驗樣品重復3 次，放置30 min。電子鼻的測定條件：傳感器自清洗時間100 s，傳感器歸零時間10 s，樣品準備時間5 s，進樣流量300 mL/min，分析采樣時間60 s。
　　煙葉感官質量評吸由農業(yè)部煙草產業(yè)產品質量監(jiān)督檢驗測試中心按照標準YC/T 138—1998進行評價。
　　1 5 數據分析
　　對于電子鼻樣品區(qū)分分析，提取10個傳感器的特征值，然后利用電子鼻自帶 WinMuster 軟件對數據進行主成分分析和線性判別式分析。對電子鼻不同傳感器貢獻率，主要采用Loadings分析。對評吸結果使用SPSS 19 0進行方差分析。
　　2 結果與分析
　　2 1 不同裝煙方式烤后煙葉的主要化學成分
　　從表2可以看出，密集烤房掛竿烘烤后的煙葉煙堿含量最高，大箱烘烤次之，而煙夾和散葉筐烤后煙葉較低。在糖含量方面，煙夾的總糖和還原糖含量明顯高于其他處理，而煙竿處理雖然總糖含量較低，但其還原糖含量較高。此外，除了煙竿處理氯含量和煙夾處理鉀含量較高外，其他處理鉀、氯含量差異不明顯。
　　2 2 不同裝煙方式烤后煙葉電子鼻檢測
　　2 2 1 主成分分析法分析不同裝煙方式烤后煙葉香氣成分 主成分分析法（principle component analysis，PCA）是一種多元統(tǒng)計方法，是將提取的傳感器多指標信息進行轉換和降維，并對降維后的特征向量進行線性分析，最后在PCA分析圖上呈現主要的兩維圖。橫（PC1）、縱（PC2）坐標分別表示在PCA轉換中得到的第1主成分和第2主成分貢獻率，貢獻率越大，說明主要成分可以較好地反映原多指標信息。若樣品在橫坐標距離越大，說明它們的差異越大；而2個樣品在縱坐標距離即使很大，但由于第2主成分貢獻率很小，所以2個樣品間的實際差異也不會很明顯 [17]。從圖1可以看出，2個主成分貢獻率分別是90 81%（PC1）和8 38%（PC2），總貢獻率為99 19%，能夠較好地呈現樣品特征，從2個主軸上看，呈現較好的單向趨勢。從橫坐標的位置上看，煙夾與煙筐、大箱、煙竿處理距離較遠，說明煙夾樣品香氣成分與其他3項差異較大。由于縱軸PC2貢獻率僅為8 38%，即使煙筐距離大箱和煙竿在縱軸上較遠，也并不一定能說明煙筐跟大箱和掛竿之間有明顯差異，而大箱和掛竿之間在PCA分析中則沒有明顯差異。

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