蘇加坤 羅娟敏 徐 達(dá) 趙 娟 沈 寧 于靜洋 夏書(shū)芹 蔡繼寶 張曉鳴

（1.江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330096；2.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122）

影響卷煙感官品質(zhì)的一個(gè)重要因素是卷煙的化學(xué)成分及其含量［1］。淀粉在成熟的鮮煙葉中占比約40%，是煙草中一種重要的化合物［2］。經(jīng)調(diào)制、發(fā)酵等處理后淀粉大量降解，但少量殘留的淀粉仍對(duì)煙葉的感官品質(zhì)有不利影響［3］。蛋白質(zhì)同樣是煙草中重要的化學(xué)成分，一般認(rèn)為蛋白質(zhì)與煙草的感官品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，蛋白質(zhì)在燃吸時(shí)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣息，并使煙氣苦味增加［4］。因此，淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)卷煙品質(zhì)特征均有重要影響。

偏最小二乘回歸分析（PLSR）是一種新型的多元數(shù)據(jù)分析方法，主要應(yīng)用于多因變量對(duì)多自變量的回歸建模。它可以較好地解決普通多元線(xiàn)性回歸面臨的諸多問(wèn)題［5］，在一個(gè)算法下，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多元線(xiàn)性回歸分析、主成分分析和典型相關(guān)分析。近年來(lái)，社會(huì)科學(xué)、化學(xué)、化工、食品科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用PLSR方法，并取得了不錯(cuò)的效果［6－9］。

目前，國(guó)內(nèi)外多有報(bào)道［10－12］卷煙、煙葉原料中淀粉含量的測(cè)定方法，但報(bào)道淀粉對(duì)成品卷煙感官品質(zhì)影響的較少。關(guān)于煙草中蛋白質(zhì)的報(bào)道，則多集中于研究煙草蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、提取方法以及以煙葉蛋白為原料生產(chǎn)功能性食品、香精香料等［13］。筆者擬對(duì)國(guó)內(nèi)10種市售成品卷煙進(jìn)行感官評(píng)吸，并對(duì)淀粉、蛋白質(zhì)進(jìn)行定量分析，然后通過(guò)PLSR分析化學(xué)參數(shù)（淀粉、蛋白質(zhì)含量）與感官參數(shù)（品質(zhì)特征得分）之間的相關(guān)性，從而研究淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)卷煙感官品質(zhì)的影響，為新品卷煙設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

10種市售成品卷煙：江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 卷煙感官評(píng)吸 采用香味輪廓分析法評(píng)吸樣品，并記錄結(jié)果。感官品質(zhì)特征分為舒適感特性（口腔刺激/舌部灼燒、口腔殘留/干燥感、收斂、喉部刺激、喉部干燥、鼻腔刺激）和煙氣特性（香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤(rùn)、雜氣、煙氣濃度、勁頭）兩部分，共12個(gè)指標(biāo)，依據(jù)YC/T 497—2014制定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。評(píng)吸由11名省級(jí)以上卷煙感官評(píng)吸專(zhuān)家完成，以0.5分為單位增量，采用10分制打分，最后結(jié)果取平均值，保留一位小數(shù)。

1.2.2 卷煙中淀粉、蛋白質(zhì)含量測(cè)定

（1）淀粉含量的測(cè)定：按YC/T 283—2009執(zhí)行；

（2）蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：按YC/T 166—2003執(zhí)行。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 基于PLSR方法，通過(guò)PLS2分析化學(xué)參數(shù)（淀粉、蛋白質(zhì)含量）與感官參數(shù)（品質(zhì)特征得分）之間的相關(guān)性，通過(guò)PLS1分析化學(xué)參數(shù)（淀粉、蛋白質(zhì)含量）對(duì)感官參數(shù)（品質(zhì)特征每一項(xiàng)指標(biāo)）的貢獻(xiàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 成品卷煙的感官評(píng)吸分析

10種市售品牌卷煙的品質(zhì)特征感官評(píng)吸得分見(jiàn)表2。

由表2可知，1號(hào)、6號(hào)和8號(hào)卷煙樣品得分高，除勁頭外其他指標(biāo)得分均在8.0分以上，整體品質(zhì)較好，其中6號(hào)樣品在香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤(rùn)3項(xiàng)指標(biāo)上較為突出，8號(hào)樣品在收斂、鼻腔刺激、細(xì)膩/柔和/圓潤(rùn)3項(xiàng)指標(biāo)上較為突出；2號(hào)、5號(hào)和7號(hào)樣品得分較高，除勁頭外其他指標(biāo)得分均在7.5分以上，其中5號(hào)樣品在收斂、鼻腔刺激、豐富性3項(xiàng)指標(biāo)上的得分達(dá)到8.5分及以上，品質(zhì)較好，7號(hào)樣品的收斂、香氣較為突出；3號(hào)、4號(hào)、9號(hào)和10號(hào)樣品整體得分較低。勁頭即生理強(qiáng)度，以適中為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)高則導(dǎo)致卷煙刺激性過(guò)大，過(guò)低則不足以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的生理滿(mǎn)足。評(píng)吸結(jié)果顯示，10種卷煙樣品的勁頭得分均在5.0左右，勁頭適中，其中2號(hào)、3號(hào)、7號(hào)樣品勁頭稍高。

表1 舒適感特性及煙氣特性指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Scoring standards of comfort characteristics and smoke characteristics

表2 各卷煙樣品品質(zhì)特征感官評(píng)吸得分Table 2 Sensory scores of 10kinds of cigarette

2.2 成品卷煙的淀粉與蛋白質(zhì)含量測(cè)定

10種市售品牌卷煙的淀粉及蛋白質(zhì)含量見(jiàn)圖1。

圖1 各卷煙樣品淀粉與蛋白質(zhì)含量Figure 1 The contents of starch and protein of 10kinds of cigarettes

由圖1可知，2號(hào)、4號(hào)、10號(hào)卷煙樣品的蛋白質(zhì)含量較高，結(jié)合表2可以發(fā)現(xiàn)這3個(gè)樣品的整體評(píng)吸得分相對(duì)較低；1號(hào)、7號(hào)、8號(hào)卷煙樣品的蛋白質(zhì)含量較低，而其評(píng)吸得分較高，除勁頭外，1號(hào)、8號(hào)卷煙所有指標(biāo)均達(dá)到8.0分及以上，7號(hào)樣品有兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到8.5分；說(shuō)明卷煙的蛋白質(zhì)含量與其品質(zhì)特征存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。2號(hào)、4號(hào)、9號(hào)卷煙樣品的淀粉含量較高，但評(píng)吸得分較低；6號(hào)、8號(hào)卷煙樣品的淀粉含量較低，而其評(píng)吸得分在11項(xiàng)指標(biāo)上均達(dá)到8.0分以上，且有3項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到8.5分及以上；說(shuō)明卷煙的淀粉含量與其品質(zhì)特征有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

結(jié)合表2與圖1分析，可以看出卷煙淀粉、蛋白質(zhì)含量對(duì)卷煙的品質(zhì)特征有一定的影響，但影響趨勢(shì)并不十分明顯。為了研究淀粉、蛋白質(zhì)含量與品質(zhì)特征的本質(zhì)關(guān)系（變量之間的數(shù)量關(guān)系）以及相關(guān)程度，采用PLSR方法對(duì)淀粉、蛋白質(zhì)含量與品質(zhì)特征進(jìn)行相關(guān)性分析。

2.3 淀粉和蛋白質(zhì)與卷煙感官品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.3.1 淀粉和蛋白質(zhì)與卷煙品質(zhì)特征指標(biāo)的相關(guān)性分析

為便于分析，將品質(zhì)特征的12個(gè)指標(biāo)編號(hào)，見(jiàn)表3。

表3 品質(zhì)特征指標(biāo)編號(hào)Table 3 Serial number of sensory characteristics

采用PLSR對(duì)淀粉、蛋白質(zhì)含量與卷煙感官品質(zhì)特征數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行分析，探究這兩種物質(zhì)與品質(zhì)特征的相關(guān)程度。以淀粉、蛋白質(zhì)含量為X變量，品質(zhì)特征12個(gè)指標(biāo)的評(píng)吸得分為Y變量，進(jìn)行PLS2分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 淀粉、蛋白質(zhì)與品質(zhì)特征的相關(guān)性分析Figure 2 PLSR correlation loadings plot between the starch，protein and sensory characteristics

圖2中的橢圓分別代表擬合度r2＝0.5（小橢圓）和r2＝1.0（大橢圓）。由圖2可知，除勁頭（編號(hào)12）外，其他所有指標(biāo)（編號(hào)1～11）均位于相關(guān)載荷圖左側(cè)，鼻腔刺激在小橢圓外，即在50%的解釋方差外，其他指標(biāo)較為集中分布在50%解釋方差附近，表明它們呈相關(guān)性并能夠較好地被PLSR模型所解釋?zhuān)坏矸酆偷鞍踪|(zhì)均位于相關(guān)載荷圖右側(cè)，且有顯著標(biāo)志（PLSR中自動(dòng)顯示帶小圓圈的點(diǎn)），說(shuō)明淀粉、蛋白質(zhì)與除勁頭外的11個(gè)品質(zhì)特征指標(biāo)均呈明顯的負(fù)相關(guān)。

2.3.2 淀粉和蛋白質(zhì)與卷煙品質(zhì)特征指標(biāo)的貢獻(xiàn)性分析

為考察淀粉、蛋白質(zhì)與卷煙品質(zhì)特征12個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性程度，將淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)品質(zhì)特征各個(gè)指標(biāo)的影響進(jìn)行PLSR分析。

（1）淀粉和蛋白質(zhì)對(duì)品質(zhì)特征中舒適感特性的貢獻(xiàn)性分析：舒適感特性包括口腔刺激/舌部灼燒、口腔殘留/干燥感、收斂、喉部刺激、喉部干燥、鼻腔刺激6個(gè)指標(biāo)。淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)品質(zhì)特征中舒適感特性的貢獻(xiàn)性分析見(jiàn)圖3。

由圖3可知，蛋白質(zhì)、淀粉與舒適感特性所有指標(biāo)的回歸系數(shù)均小于零，即蛋白質(zhì)、淀粉與舒適感特性的所有指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，其中蛋白質(zhì)、淀粉均對(duì)收斂、喉部刺激、鼻腔刺激的影響達(dá)到顯著水平（PLSR分析中自動(dòng)顯示斜杠灰色標(biāo)記，P＜0.05）。通過(guò)對(duì)表2的分析可知，6～8號(hào)樣品的收斂、喉部刺激和鼻腔刺激得分均在8.0分及以上，2號(hào)、4號(hào)、9號(hào)和10號(hào)樣品在這3個(gè)指標(biāo)上得分較低。而與此對(duì)應(yīng)的7號(hào)、8號(hào)樣品淀粉和蛋白質(zhì)含量低，2號(hào)、4號(hào)、9號(hào)和10號(hào)樣品的淀粉和蛋白質(zhì)含量高。說(shuō)明降低卷煙中淀粉、蛋白質(zhì)的含量，可以有效降低卷煙的收斂性，降低鼻腔刺激和喉部刺激。這是因?yàn)槿嘉鼤r(shí)煙葉中的蛋白質(zhì)會(huì)使煙氣苦味增加，并有燒羽毛的氣味。而淀粉在卷煙燃吸時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦糊氣味，掩蓋了煙氣的香味，影響卷煙的口感［2］。

（2）淀粉和蛋白質(zhì)對(duì)品質(zhì)特征中煙氣特性的貢獻(xiàn)性分析：煙氣特性包括香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤(rùn)、雜氣、煙氣濃度、勁頭6個(gè)指標(biāo)，淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)品質(zhì)特征中舒適感特性的貢獻(xiàn)性分析見(jiàn)圖4。

圖3 淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)舒適感特性各個(gè)指標(biāo)的顯著性影響分析Figure 3 The significance analysis of starch and protein on each index of comfort characteristics

圖4 淀粉、蛋白質(zhì)對(duì)煙氣特性各個(gè)指標(biāo)的顯著性影響分析Figure 4 The significance analysis of starch and protein on each index of smoke characteristics

由圖4可知：淀粉、蛋白質(zhì)與勁頭的回歸系數(shù)大于零，與其他5個(gè)指標(biāo)的回歸系數(shù)小于零，但均未達(dá)到顯著水平。說(shuō)明淀粉、蛋白質(zhì)含量與勁頭呈正相關(guān)，與其他5個(gè)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，但影響不顯著。

3 結(jié)論

本研究基于PLSR方法對(duì)10種市售成品卷煙的淀粉及蛋白質(zhì)含量與感官評(píng)吸得分進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果表明：蛋白質(zhì)、淀粉與勁頭呈正相關(guān)，與口腔刺激/舌部灼燒、口腔殘留/干燥感、收斂、喉部刺激、喉部干燥、鼻腔刺激、香氣、豐富性、細(xì)膩/柔和/圓潤(rùn)、雜氣、煙氣濃度11個(gè)品質(zhì)特征指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明適當(dāng)降低卷煙中淀粉、蛋白質(zhì)含量，可以提高煙草的感官品質(zhì)；淀粉、蛋白質(zhì)與收斂、喉部刺激、鼻腔刺激呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明降低卷煙中淀粉、蛋白質(zhì)的含量，可以有效提高卷煙的收斂性，降低鼻腔刺激和喉部刺激。

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