烤烟生物碱与烟气质量的关系分析

第2卷　第3期2006年9月烟草农业科学TobaccoAgriculturalScienceVol.2　No.3Sep.　2006收稿日期：2006–06–14；修回日期：2006–09–18基金项目：国家烟草专卖局科技项目（110200401017）作者简介：邓小华，男，湖南永州人，副教授，在读博士，研究方向为烟草生态与种植区划；　　　　　（Tel）0731–4635457，（Fax）0731–4631457，（E-mail）[e-mail]通讯作者：周冀衡，男，江苏泗洪人，教授，博导，主要从事烟草生理生化和烟草化学研究；（E-mail）[e-mail]*烤烟生物碱与烟气质量的关系分析*邓小华1，3，周冀衡1**，郭紫明2，杨虹琦1，王勇2，张一扬1（1.湖南农业大学烟草工程技术研究中心，生物科学与技术学院，湖南长沙410128；2.常德卷烟厂技术中心，湖南常德市415000；3.永州职业技术学院，湖南永州425100）摘　要：为阐明烤烟生物碱与烟气质量的相互关系，对湖南省主产烟区2001–2003年烤烟样品的生物碱、烟气粒相成分、评吸质量测评数据，采用简单相关、灰色关联度和典型相关分析。结果表明：烤烟烟叶中的烟碱与烟气总粒相物、烟气烟碱、焦油、香气量、浓度存在极显著的正相关，与刺激性存在极显著的负相关；而微量生物碱与烟气总粒相物、烟气水分、烟气烟碱、焦油、香气量、浓度存在极显著的正相关，与杂气、刺激性存在极显著的负相关，微量生物碱中的假木贼碱、新烟碱分别与余味存在显著的负相关。烟碱对烟气粒相成分和评吸质量的影响最大；假木贼碱、新烟碱与烟气烟碱、香气量、浓度存在显著的典型相关。微量生物碱对烟气质量的影响不能忽视。关键词：烤烟；生物碱；评吸质量；烟气粒相成分；灰色关联；典型相关中图分类号：S572.01文献标识码：ACorrelationofAlkaloidsandSmokeQualityofFlue-curedTobaccoDENGXiao-hua1,3,ZHOUJi-heng1,GUOZi-ming2,YANGHong-qi1,WANGYong2,ZHANGYi-yang1（1.HunanAgriculturalUniversityResearchCenterofTobaccoEngineeringandTechnology,CollegeofBiologyandTechnology,Changsha410128,China；2.TechnologyCenterofChangdeCigaretteFactory,Changde41500,China；3.HunanYongzhouVocationalandTechnicalCollege,Yongzhou425001,China）Abstract:Toexplorethecorrelationbetweentobaccoalkaloidsandsmokequality,flue-curedtobaccosamplesfromHunantobaccogrowingareasfrom2001to2003werecollected,thedataofalkaloidcontentsandsmoketotalparticulatematter(TPM),andsmokequalityevaluatedbysmokingpanelwereobtained,theirrelationswerestudiedbysimplecorrelation,greycorrelationandcanonicalcorrelation.TheresultsindicatedthattobaccoalkaloidshadextremesignificantpositivecorrelationwithsmokeTPM,smokealkaloids,tar,aromaquantityandconcentration,andsignificantnegativecorrelationwithpungentsmoke;andmicro-alkaloidshadextremesignificantpositivecorrelationwithsmokeTPM,moisture,nicotine,tar,aromaquantityandconcentration,andextremenegativecorrelationwithoffensivesmokeandpungentsmoke.Theanabasineandanatabineinmicro-alkaloidswereinsignificantcorrelationwiththeafter-tasteofsmoke.NicotineposedsignificantimpactonTPMcompositionandsmokingquality；anabasineandanatabinewereincanonicalcorrelationwithnicotineinsmoke,thequantityandconcentrationofaroma.Attentionshouldbepaidontheinfluenceofmicro-alkaloidsonsmokequality.Keywords:Flue-curedtobacco;Alkaloids;Smokequality;Totalparticulatematter;Greycorrelation;Canonicalcorrelation**269第3期烟草生物碱主要有烟碱、降烟碱、新烟草碱和假木贼碱，是一类特殊的含氮有机碱性物质［1］。生物碱的组成和含量直接影响烟草制品的生理强度、烟气特征和安全性［1–5］。研究烤烟生物碱与烟气质量（烟气粒相物质、评吸质量）的关系，进一步明确生物碱、烟气粒相成分和评吸质量之间相互影响的程度，对烟草行业降焦减害增益具有重要的意义。国内外对烟草生物碱的研究多局限于烟碱或以白肋烟为研究对象［3–4，6–8］，林桂华等研究了打顶技术对烤烟生物碱组成的影响［9］，史洪志等研究了烟碱向降烟碱转化对烟叶评吸质量、烟气麦斯明和TSNA的关系和影响［10–11］，但对烤烟生物碱（特别是微量生物碱）、烟气粒相成分、评吸质量的关系很少见有报道。本研究采用湖南主产烟区不同部位、不同年份烤后烟叶，对烤烟烟碱、降烟碱、新烟草碱和假木贼碱以及烟气粒相成分、评吸质量进行测试和评定，通过相关性分析、灰色关联度分析和典型相关分析，以探索烤烟生物碱、烟气粒相成分和评吸质量的相互关系及它们之间的关系程度。1　材料与方法1.1　材料征集湖南省主产烟区（包括桂阳、永兴、嘉禾、宜章、临武、宁远、新田、蓝山、江华、江永、龙山、永顺、花垣、凤凰、桑植、永定、慈利、石门、新晃、芷江、保靖、耒阳、衡南、新化、安化、隆回、邵阳、浏阳、宁乡、桃源、临澧等县、区、市）的66个烤烟主产乡镇的2001~2003年的初烤烟叶样品，其中B2F36个、C3F186个、X2F34个，共计258个，分别用于生物碱测定以及单料卷制后测定烟气粒成分和评吸质量。1.2　生物碱测定方法主要测定烟叶中的烟碱（Y1）、降烟碱（Y2）、假木贼碱（Y3）和新烟碱（Y4）。样品在70℃下烘干至恒重，粉碎后过0.15mm孔径的网筛分样。称样后加甲基丁醚(MTBE)提取生物碱。转移上清液至进样管，采用GC–TRACEULTRA(美国ThermoFiniigan)气相色谱仪进行生物碱定量分析。主要生物碱含量检测结果换算成百分率。1.3　烟气粒相成分的测定方法主要测定每支烟中的总粒相物（Q1）、烟气水分（Q2）、烟气烟碱（Q3）和烟气中的焦油含量（Q4）。按照国家标准GB5608–85，并参考文献［1］进行。总粒相物利用自动吸烟机，采用剑桥滤片法收集测定，扣除水分、烟气烟碱得出焦油量。烟气烟碱利用紫外分光光度法测定。烟气粒相成分含量单位为mg/支。1.4　评吸质量评吸方法由湖南省烟草局质检站聘请评吸专家组，按标准《YC/T138–1998·烟草及烟草制品》进行评吸，分别按香气质（G1）、香气量（G2）、杂气（G3）、浓度（G4）、劲头（G5）、刺激性（G6）、余味（G7）、燃烧性（G8）和灰色（G9）等9个指标进行打分，然后取其平均值。1.5　统计分析方法采用SPSS10.0统计软件包进行描述性统计分析和相关性分析。采用DPS3.01统计软件包进行灰色关联度分析和典型相关分析。2　结果与分析2.1　测定项目及数据的基本统计特征258个烤烟样品主要品质测定指标及各指标的平均值、标准差、最大值和最小值等基本统计结果见表1。表1　烤烟主要测定品质指标及基本统计特征Tab.1　Mainqualityindexesandbasicstatisticscharactersofflue–curedtobacco品质指标qualityindex平均值mean标准差standarddeviation最大值maximum最小值minimumY13.6010.7095.7961.434Y20.0370.0190.1190.006Y30.0130.0060.0320.003Y40.0690.0330.1910.019Q134.996.27751.8920.65Q24.2401.2268.1670.872Q33.3681.1086.6551.147Q427.444.43239.7017.31G16.5140.2907.305.80G26.7110.3407.505.70G36.2540.2607.005.30G46.7580.3597.805.30G56.6640.4837.903.80G66.4970.3147.305.30G76.4750.2417.205.70G86.9940.0507.306.60G96.9850.1747.706.002.2　生物碱与烟气质量的简单相关性分析2.2.1生物碱与烟气粒相成分的简单相关性分析从表2看，烟叶中的烟碱、降烟碱、新烟草碱和邓小华，等：烤烟生物碱与烟气质量的关系分析烟草农业科学270第2卷假木贼碱分别与烟气中总粒相物、烟气烟碱和焦油存在极显著的正相关，烟叶中的降烟碱、假木贼碱、新烟草碱与烟气水分存在极显著的正相关；其中烟叶中假木贼碱与烟气总粒相物、烟叶中假木贼碱与烟气烟碱、烟叶中新烟草碱与烟气中烟碱是中度相关，其它指标间是弱相关。表2　烤烟生物碱与烟气总粒相成分的相关系数Tab.2　Correlationcoefficientofalkaloidsandsmoketotalparticulatematterinflue–curedtobaccoVariableQ1Q2Q3Q4Y10.332**0.1190.416**0.333**Y20.406**0.276**0.494**0.367**Y30.505**0.258**0.593**0.493**Y40.423**0.199**0.514**0.417**注：采用双尾检测，“**”表示在1%水平、“*”表示在5%水平下显著（以下同）。2.2.2　生物碱与评吸质量的简单相关性分析从表3看，烟碱、降烟碱、新烟草碱和假木贼碱分别与香气量、浓度存在极显著的正相关，与刺激性存在极显著的负相关；降烟碱、假木贼碱、新烟碱分别与杂气存在极显著的负相关；假木贼碱、新烟碱分别与余味存在显著的负相关。除假木贼碱与浓度是中表3　烤烟生物碱与评吸质量的相关系数Tab.3　Correlationcoefficientofalkaloidsandsmokingqualityofflue–curedtobaccoVariableG1G2G3G4G5G6G7G8G9Y10.0450.315**–0.1020.348**–0.089–0.240**–0.060–0.0280.062Y20.0260.416**–0.166**0.420**0.012–0.310**–0.032–0.029–0.052Y3