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

發(fā)布時(shí)間:2019-08-25 來(lái)源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:

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  摘要:采用偏最小二乘回歸(PLSR)方法對(duì)煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)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(fù)相關(guān),與柔細(xì)度、余味顯著正相關(guān)(p<0.05)。此外,總植物堿、揮發(fā)堿對(duì)香氣質(zhì)具有顯著負(fù)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(xiàn)于感官刺激性的增強(qiáng),而水溶性總糖、還原糖對(duì)消除雜氣具有顯著貢獻(xiàn)(p<0.05);K、CI、揮發(fā)酸對(duì)增強(qiáng)感官柔細(xì)度,降低勁頭具有顯著貢獻(xiàn)(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(wèn)題。
  關(guān)鍵詞:還原糖;鉀;氯;糖堿比;PLSR
  中圖分類號(hào):TS41+1
  文章編號(hào):1007-5119(2016)01-0078-05
  DOI:10.13496/j.issn.1007-5119.2016.01.014
  自從2000年國(guó)家煙草專賣局正式啟動(dòng)了“國(guó)際型優(yōu)質(zhì)煙開(kāi)發(fā)項(xiàng)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(guó)卷煙的在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)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(xiàn)都報(bào)道了對(duì)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(píng)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(jī)酸對(duì)感官品質(zhì)的貢獻(xiàn);邵慧芳等對(duì)烤煙還原糖含量與揮發(fā)性香氣物質(zhì)及感官質(zhì)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)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(píng)定主要是通過(guò)評(píng)吸人員的主觀評(píng)吸來(lái)完成。感官評(píng)吸的主觀性、評(píng)吸人員差異性等因素不僅對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響,也使評(píng)價(jià)樣品的數(shù)量受到限制。這種局限性對(duì)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(gè)數(shù)較少等問(wèn)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(shí)別等潛在問(wèn)題。近年來(lái)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(duì)牛脂脂肪氧化,電子鼻檢測(cè)及感官屬性進(jìn)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(cè)模型,及氧化牛脂對(duì)其感官香氣的貢獻(xiàn)。牛云蔚等利用PLSR方法對(duì)草莓酒香氣活性物質(zhì)與感官屬性的關(guān)系進(jìn)行了研究,其結(jié)果也表明,PLSR可以很好地預(yù)測(cè)感官屬性的變化。此外,陳義等研究人員也采用了PLSR方法對(duì)信陽(yáng)毛尖中的香氣成分與其感官關(guān)系進(jìn)行了研究,其結(jié)果避免了感官評(píng)審的主觀性和不可重復(fù)性,有效地指導(dǎo)了信陽(yáng)毛尖香氣的等級(jí)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(jiàn)。
  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(duì)象,采用PLSR方法對(duì)其煙葉化學(xué)成分與感官質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行分析,考察煙葉中化學(xué)成分對(duì)其卷煙感官質(zhì)量指標(biāo)的貢獻(xiàn)性。
  1 材料與方法
  1.1 試驗(yàn)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(yáng)B2F、C3F,隆回B2F、C3F,郴州B2F、B3F和C3F)。
  1.2 卷煙感官質(zhì)量評(píng)定
  按照GB5606.4-2005規(guī)程進(jìn)行評(píng)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(biāo),包括香氣質(zhì)、香氣量、柔細(xì)度、甜度、透發(fā)性、刺激性、雜氣、余味、煙氣濃度及勁頭。具體評(píng)吸規(guī)則已在前期研究中詳細(xì)描述,并略有改動(dòng),如試驗(yàn)中感官指標(biāo)得分值均表示其感官?gòu)?qiáng)度值,尤其對(duì)于感官指標(biāo)刺激性、雜氣及勁頭,其分值越大,表示該卷煙抽吸時(shí)刺激性越大,雜氣越多,勁頭越強(qiáng)。此外,對(duì)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(biāo)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(biāo)測(cè)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(cè)定,根據(jù)國(guó)標(biāo)YC/T159~161-2002;YC/T173~176-2003, YC/T216~217-2007,采用連續(xù)流動(dòng)分析儀進(jìn)行分析,每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。
  1.4 數(shù)據(jù)分析
  采用SPSS13.0進(jìn)行化學(xué)指標(biāo)及感官數(shù)據(jù)的差異檢驗(yàn)分析。采用PLSR (Unscrambler version 9.7)對(duì)煙葉中化學(xué)和感官指標(biāo)評(píng)吸數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性及貢獻(xiàn)性分析。在PLSR分析時(shí),對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行中心化與標(biāo)準(zhǔn)化(1/Sdev)處理,使每個(gè)變量都得到公正的貢獻(xiàn)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(duì)較。ǔ顺恢軧2F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)。烤煙煙葉中的石油醚提取物主要是揮發(fā)油、樹(shù)脂、油脂、類胡蘿卜素、脂肪、游離脂肪酸等有機(jī)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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