烟草在线专稿　　[摘要]：为了区分烤烟上部叶的不同香型风格特征，并为其判断提供数学模型。以中国11个主要产烟省的65个B2F烟叶为材料，对不同香型烤烟中化学成分和致香物质含量进行分析比较，并以67种化学成分和致香物质为指标，应用逐步判别分析对不同香型烤烟上部叶样品进行判别分析，并建立Fisher判别函数。结果表明，致香物质的总量以中间香型最高，清香型其次，浓香型最低，而3种香型烤烟中含量最高的致香物质种类差异很小，且清香型烤烟的总糖和还原糖含量极显著高于另两个香型，主导某种烤烟香型的化学成分和致香物质会有所不同，而且同一地区烤烟的香型具有一定的多样性和差异性。判别分析结果发现，共有12个指标（总糖、还原糖、3-甲基-1-丁醇、2-吡啶甲醛、2，4-庚二烯醛、2-乙基吡啶、壬醛、苯乙醇、苯并[c]噻酚、胡薄荷酮、丁基化羟基甲苯、3-氧代-α-紫罗兰醇）进入判别函数，并建立判别模型。采用两种验证法（自身验证法、交互验证法）对原样品进行回判，其回判正确率分别为100%、98.33%；采用该模型对其余19个样品分别进行了预测，3种香型（清香型、中间香型、浓香型）烤烟预测样本的判别正确率分别为：100%、100%、83.33%。可见，该方法判别效果较好，可以实现对烤烟香型的快速鉴别分析。

　　[关键词]：烤烟；上部叶；化学成分；致香物质；香型；判别分析

　　特色烟叶的研发过程，实际上就是对各地烟叶质量特征进行挖掘、提炼、特色定位和定向彰显的过程^[1]。香型既是烟叶风格特征的重要标识，也是烟叶特色的重要内容^[2]，目前国内各卷烟品牌形成产品风格特色主要依靠国内不同产地、不同等级烟叶配伍形成，因此具有不同风格特色烟叶的规模生产直接关系到中式卷烟核心原料的稳定供应，而香型又在很大程度上影响着不同产地烤烟的风格特色，我国烤烟香型一般分为清香型、浓香型和中间香型，且不同香型风格的烟叶在卷烟工业中所起的作用越来越重要。

　　影响和决定烟叶香型的因素很多，除了与遗传特性有关外^[3]，还与气候、地形、土壤以及醇化调制等因素相关^[4-5]，最终决定烤烟香型的是烤烟的化学成分和致香物质的组成、含量及比例。目前在判断烤烟品质和可用性上还主要以碳水化合物、含氮化合物、矿物质等常规化学成分为主^[6-7]。窦玉青等^[8]研究指出不同香型烟叶的主要化学成分含量、糖碱比、氮碱比、两糖比有很大差异。席元肖等^[9]研究发现浓香型烤烟总植物碱、氯、淀粉、石油醚提取物含量和绿原酸含量显著较高，中间香型和清香型烤烟的总糖和还原糖显著高于浓香型；清香型烤烟叶黄素、β-胡萝卜素和类胡萝卜素含量显著较高。

　　此外，众多的科研工作者为了探讨香型风格的量化指标进行了诸多的研究^[10-12]。判别分析作为三大多元统计分析方法之一，在许多领域都有广泛而成功的应用^[13-16]。且在烤烟品质、品牌等方面取得了一定的应用成果^[17-21]，但这些研究的指标多集中于常规化学成分，且样本来源地较为狭窄，而对将常规化学成分和致香物质结合起来区分不同香型烤烟上部叶的研究目前尚未见报道。因此，笔者从我国11个主要产烟省的烤后B2F烟叶的67种物质（常规化学成分5种，致香物质62种）含量出发，采用Fisher逐步判别分析，构建不同香型烤烟上部叶样品的Fisher判别函数，并对数学模型进行全面评价，综合反映和揭示不同香型烤烟上部叶内在化学成分和致香物质状况，旨在为烤烟香型风格的特征分析提供参考。

　　1　材料与方法

　　1.1　材料

　　供试材料来自于2011年我国11个主要产烟省的13个地区，分别为辽宁开原，四川会理，湖北保康，重庆武隆，广东南雄，山东诸城，河南洛阳，福建武夷山，湖南浏阳，贵州绥阳和毕节，云南楚雄和马龙。共选取B2F的烟样84份（校正样品65份，验证样品19份），其中校正样品中浓香型20份，中间香型17份，清香型28份；验证样品中浓香型6份，中间香型5份，清香型8份。为保证样品的代表性，每份样品均由该产地6～8个代表点的烟叶混合而成。每份样品混匀后，将每片烟叶均切去叶尖部和叶基部各1/3部分后，沿主脉一分为二，一半烟叶除去主叶脉后粉碎过0.250mm孔径筛，测其化学成分和致香物质含量；另一半烟叶切丝混匀卷烟作为评吸样品。

　　1.2　烟叶香型鉴定

　　单料烟的感官评吸及香型鉴定参考文献^[22]，其中香气类型分为浓香型（包括浓偏中、中偏浓）、中间香型、清香型（包括清偏中、中偏清）。

　　1.3　致香物质提取及定性定量分析

　　致香物质的测定采用GC/MS法，气质联用分析仪（Agilent　GC6890N/MS5975I）为美国安捷伦公司生产。致香物质的样品前处理与GC/MS分析测定条件参考文献^[23]的方法进行，其内标物为萘。

　　1.4　化学成分含量测定

　　化学成分的测定采用流动分析法。试样的制备：烘箱法（YC/T　31-1996）；烟碱（YC/T　159-2002）、总糖、还原糖（YC/T　160-2002）、总氮（YC/T　162-2002）；蛋白质：连续流动法（YC/T　249-2008）。

　　1.5　数据处理

　　数据处理和统计分析采用Microsoft　Excel　2003和SPSS　17.0进行，判别分析采用Fisher逐步判别，进入模型的F=3.84，移出模型的F=2。

　　2　结果与分析

　　样品根据香气类型的不同分为清香型（A1），中间香型（A2），浓香型（A3）3个总体；分析了5个化学成分和62个GC-MS检测到的致香物质之间的关系。

　　2.1　烤烟主要化学成分和致香物质的基本描述统计

　　清香型、中间香型、浓香型3种香型共65个样本的67种物质的描述统计结果见表1。由表1可以看出，各物质的变幅较大，这主要是因为不同香型烤烟中各物质含量的差异导致的，在致香物质中含量超过1　μg/g的物质从大到小依次为新植二烯、十六酸、茄酮、西柏三烯二醇、巨豆三烯酮、亚麻酸甲酯、金合欢基丙酮、苯甲醇、β-大马酮、寸拜醇、β-紫罗兰酮、植醇、苯乙醇、十六酸甲酯、3-（1-甲基乙基）（1H）吡唑[3，4-b]吡嗪、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、糠醛、香叶基丙酮、β-二氢大马酮、十四醛、十六酸乙酯、二氢猕猴桃内酯等，其中质体色素降解产物有9种，苯丙氨酸类致香物质有3种，美拉德反应产物有2种，类西柏烷类致香物质有2种，其他类6种，且其他类中酯类物质3种，酸类、醇类、醛类各1种；由偏度系数、峰度系数和K-S检验概率可以看出，只有1-戊烯-3-酮、2-环戊烯-1，4-二酮、5-甲基糠醛、巨豆三烯酮、圆柚酮、西柏三烯二醇等指标不符合正态分布，其他大部分指标的数据接近正态分布。

表1　烤烟主要化学成分和致香物质描述统计

　　2.2　不同香型烤烟主要化学成分和致香物质含量的比较

　　不同香型烤烟的化学成分和致香物质含量见表2。致香物质总量以中间香型最高，清香型其次，浓香型最低，且中间香型含量显著高于浓香型，而清香型含量与中间香型和浓香型的差异均不显著。清香型烤烟中有20种致香物质含量最高，中间香型中有21种，浓香型有22种，常规化学成分中总糖、总氮、还原糖、蛋白质含量均在清香型烤烟中含量最高，其中总糖、还原糖含量极显著（P<0.01）高于另两个香型烤烟，只有烟碱含量在浓香型烤烟中最高。在致香物质中，只有3-羟基-2-丁酮、亚麻酸甲酯含量在3种香型烤烟中均呈显著差异（P<0.05），吡啶、糠醇、丁内酯、2-吡啶甲醛、苯甲醇、2-乙酰基-3，4，5，6-四氢吡啶、1-（1H-吡咯-2-基）-乙酮、1-（3-吡啶基）-乙酮、苯并[c]噻酚、吲哚、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、β-大马酮、β-紫罗兰酮、3-（1-甲基乙基）（1H）吡唑[3，4-b]吡嗪、2，3‘-联吡啶、巨豆三烯酮、十四醛、金合欢基丙酮、十六酸、植醇等20种物质的含量在3个香型烤烟中无显著差异；3-甲基-1-丁醇含量以中间香型最高，浓香型烤烟极显著低于清香型和中间香型；浓香型烤烟的2，4-庚二烯醛含量极显著高于中间型，但是与请香型烤烟的含量差异不显著；2-乙基吡啶、壬醛含量以中间香型极显著高于清香型和浓香型；苯乙醇含量以中间香型显著低于另两个香型，而胡薄荷酮含量以浓香型烤烟极显著低于中间香型，而清香型和中间香型的差异不显著；丁基化羟基甲苯含量以清香型最高，极显著高于浓香型，显著高于中间香型；浓香型烤烟的3-氧代-α-紫罗兰醇含量显著高于清香型和中间香型，而清香型和中间香型之间差异不显著。另外，在烤烟致香物质中含量和比例最高的新植二烯含量以中间香型极显著高于清香型和浓香型烤烟，而清香型和浓香型烤烟之间差异不显著（P>0.05）。

表2　不同香型烤烟的主要化学成分和致香物质含量

　　2.3　烤烟主要化学成分和致香物质检验

　　通过对烤烟主要化学成分和致香物质进行简单相关分析（介于篇幅而未予以列出）发现，只有糠醛和糠