白肋煙主要化學(xué)成分因子及聚類分析

張國建

(福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，福建 廈門 361022)

在卷煙葉組配方維護(hù)時(shí)，要求煙葉替換前后，產(chǎn)品風(fēng)格及煙氣化學(xué)指標(biāo)保持一致，因此科學(xué)合理地對(duì)不同產(chǎn)地、等級(jí)的煙葉按照一定規(guī)律進(jìn)行分類，是技術(shù)的關(guān)鍵。白肋煙是混合型卷煙主要原料，對(duì)實(shí)現(xiàn)配方平穩(wěn)切換尤為重要，傳統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)與分類主要依靠感官評(píng)吸，有一定的局限性。作者對(duì)湖北、四川、美國、馬拉維4產(chǎn)區(qū)23個(gè)白肋煙樣品8個(gè)化學(xué)成分進(jìn)行因子分析，提取主成分并作聚類分析，以期為白肋煙質(zhì)量的評(píng)價(jià)和分類方法提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用湖北、四川、美國、馬拉維4產(chǎn)區(qū)23個(gè)白肋煙樣品為供試材料。所選23份樣品用編號(hào)表示。

1.2 方法

測(cè)定并計(jì)算煙葉樣品的總氮、總煙堿、還原糖、總糖、鉀、氯、氮堿比、鉀氯比等8個(gè)指標(biāo)。調(diào)制得當(dāng)?shù)陌桌邿熖欠趾苌伲虼宋床捎锰菈A比指標(biāo)。

按煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T159檢測(cè)水溶性總糖，YC/T159檢測(cè)還原糖，YC/T160檢測(cè)總煙堿，YC/T161檢測(cè)總氮，YC/T162檢測(cè)氯，YC/T217檢測(cè)鉀。所測(cè)化學(xué)成分含量換算成百分率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS 18.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)主要化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行因子分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 相關(guān)分析

相關(guān)分析如表1，含氮成分間、含碳成分間正相關(guān)，這與畢淑峰等［1-2］的烤煙分析結(jié)果基本一致?？偀焿A與總氮及還原糖正相關(guān)，與氮堿比呈負(fù)相關(guān);鉀與鉀氯比顯著正相關(guān)，與氯顯著負(fù)相關(guān);氮堿比與氯正相關(guān);其他化學(xué)指標(biāo)間相關(guān)性都不顯著。分析表明，白肋煙化學(xué)指標(biāo)之間存在一定相關(guān)性，可進(jìn)一步作因子分析。

表1 白肋煙主要化學(xué)成分的相關(guān)系數(shù)

2.2 因子分析

對(duì)8個(gè)化學(xué)成分的相關(guān)矩陣進(jìn)行主成分分析，各特征根值及其貢獻(xiàn)率見表2。前3個(gè)較大的特征根累積貢獻(xiàn)率達(dá)87.581%，符合提取的主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率應(yīng)超過85%的原則［3］，計(jì)算因子載荷結(jié)果如表3。

表2 白肋煙特征根累積貢獻(xiàn)率

由表3可知，主成分1中鉀、鉀氯比、總煙堿有較高的正載荷，氯、氮堿比有較高的負(fù)載荷，總煙堿、氮堿比與白肋煙內(nèi)在品質(zhì)密切相關(guān)，鉀氯比是衡量煙葉燃燒性和持火力的重要指標(biāo)之一，故可稱之為燃燒-氮因子，占總方差的43.133%;主成分2中總煙堿和還原糖有較高的正載荷，主要影響勁頭與吃味，稱為碳-煙堿因子，占總方差的26.754%;主成分3中總氮有較高的正載荷，總糖有較高的負(fù)載荷，主要影響煙氣狀態(tài)與吃味，稱之為碳-氮因子，占總方差的17.694%。

表3 主成分載荷矩陣

2.3 聚類分析

根據(jù)使用要求和葉組配方經(jīng)驗(yàn)，可將23個(gè)樣品分為4類，主成分因子K-均值聚類分析結(jié)果如表4。煙葉各主成分得分和總分區(qū)間及感官評(píng)吸結(jié)果也一并填入表內(nèi)。可見，各類別內(nèi)煙葉總體質(zhì)量較為接近，類別間煙葉品質(zhì)有一定差異，有利于技術(shù)人員配方維護(hù)時(shí)進(jìn)行煙葉替換。

表4 23個(gè)白肋煙樣品聚類

3 小結(jié)

白肋煙化學(xué)成分間存在相關(guān)性，含氮成分間、含碳成分間正相關(guān)。因子分析得到3個(gè)主成分因子，即燃燒—氮因子、碳—煙堿因子、碳—氮因子，含氮化合物影響最顯著，其次是鉀、氯、含碳化合物，需要控制這些成分的含量及協(xié)調(diào)性。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析，分類結(jié)果與感官評(píng)吸結(jié)論基本一致，同一類別內(nèi)煙葉品質(zhì)與得分較為接近，不同類別間則有一定差異，應(yīng)用于卷煙產(chǎn)品配方維護(hù)作為參考依據(jù)，可提高工作效率。

［1］ 畢淑峰.烤煙主要化學(xué)成分的因子分析 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，32(2):342-343.

［2］ 閻克玉，李興波，趙學(xué)亮，等.河南烤煙理化指標(biāo)間的相關(guān)性研究 ［J］.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000(3):20-24.

［3］ 郝黎仁，樊元，郝哲歐，等.SPSS實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析 ［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.