再造烟叶生产原料化学成分因子分析

　　摘要[目的]探索因子分析法在再造烟叶原料化学成分的可行性。[方法]对再造烟叶生产原料化学成分进行因子分析及聚类分析。[结果]再造烟叶生产原料主要化学成分间存在显著或极显著的相关性；通过因子分析提取出的4个主要因子代表了11个化学成分信息，其累积贡献率达86.65%；总糖、还原糖、总氮、钾和糖碱比的累积贡献率占38.54%，再造烟叶生产原料化学成分的因子得分与化学成分聚类分析基本一致。[结论]用因子分析对再造烟叶生产原料化学成分进行评价的可行性。
　　关键词再造烟叶；生产原料；化学成分；因子分析
　　中图分类号S572文献标识码A文章编号0517-6611（2015）30-008-03
　　再造烟叶是以废弃的烟梗、烟末、烟灰及碎片作为主要原料，经现代提取分离工艺和改良后的造纸技术加工而成的[1-4]。再造烟叶生产原料来源广泛，种类繁多，化学成分差异较大。而原料化学成分的波动势必会给产品品质带来影响，因此，在生产中，稳定和控制再造烟叶生产原料的质量对确保再造烟叶产品品质至关重要[5]。
　　郝建辉等[6]用蒸馏萃取/气相色谱质谱检测了采取生产造纸法再造烟叶所用的24种再造烟叶原料的挥发性成分，再用DPS软件进行模糊聚类分析。结果表明，烟梗和烟碎片能明显地分开，各自聚为一类，并且同一地区的原料相似程度越接近。卫青等[7]对再造烟叶原料的化学成分与感官质量进行了分析，结果表明化学成分与感官质量具有相关性。而目前对造纸法再造烟叶生产原料化学成分的因子分析未见报道。所谓因子分析即减少变量个数来描述多个变量之间的内在联系[8]。但是，曾有学者采用因子分析法对优质烟草原料的化学成分进行研究[9-10]，而再造烟叶生产原料来源广泛，种类繁多，等级混杂，均质化程度低，纯净度差，同批次及批次间原料质量不稳定，单品种原料数量少[11-14]，原料的受控难度非常大。因此，想要较好地对其进行研究，应充分了解再造烟叶生产原料的特征，才能根据原料特性，开发预处理清洁生产新工艺，形成独具特色的预处理清洁生产集成技术，最终设计出符合不同风格的再造烟叶产品，使之与卷烟产品相匹配，并且有效提高卷烟产品品质。为此，笔者对云南省内主要烟区的再造烟叶生产原料中烟叶碎片的化学成分进行因子分析和聚类分析[15]，为再造烟叶生产原料的使用和配方的维护提供理论依据，也为今后再造烟叶生产原料预处理加工提供一种有效的方式。
　　1材料与方法
　　1.1试验材料
　　研究材料来自中烟施伟策（云南）再造烟叶有限公司存库的39种碎片。样品选择覆盖云南的主要烟区，具有代表性。
　　1.2试验方法
　　1.2.1主要化学成分的测定。
　　按照YC/T 31-1996[16]对样品水分进行测定；按照YC/T 159-2002[17]对总糖和还原糖进行测定；按照YC/OT 161-2002[18]对总氮进行测定；按照YC/T 23355-2009[19]对烟碱进行测定；按照YC/T 162-2011[20]对氯进行测定；按照YC/T 173-2003[21]对钾进行测定。将所测化学成分转化成百分率。
　　1.2.2分析方法。
　　运用SPSS 19.0统计软件对化学成分进行简单统计、相关分析和因子分析；采用Minitab 16对主要的化学成分进行聚类分析。
　　2结果与分析
　　2.1化学成分描述性统计
　　经标准化处理后，对样品的总糖（X1）、还原糖（X2）、烟碱（X3）、总氮（X4）、硝酸盐（X5）、钾（X6）、氯（X7）、两糖比（X8）、糖碱比（X9）、氮碱比（X10）和钾氯比（X11）进行统计分析。一般认为，优质烤烟要求总糖含量18%～24%，还原糖含量16%～22%，总氮含量1.5%～2.2%，烟碱含量2.0%～3.5%，糖碱比6～10，钾离子含量大于2%，氯离子含量小于0.6%[22]。
　　由表1可知，再造烟叶生产原料化学成分的平均值或低于或高于优质烟叶化学成分指标。其原因为再造烟叶原料
　　均为打叶复烤和卷烟加工过程产生的副产品，等级混杂、年份不一、单品种原料较少等，化学成分势必存在差异。就峰度和偏度来说，总糖、总氮、钾、氯和氮碱比的峰度小于0，数据分布为平阔峰，数据较正态分布分散，其余指标峰度大于0，数据分布为尖峰；氮碱比的偏度小于0，为左偏峰，其余指标大于0，为右偏峰。
　　2.2化学成分相关性分析
　　由表2可知，总糖与还原糖、总氮、钾、氯和氮碱比在0.01水平显著正相关，而与总氮在001水平显著负相关，与其他化学成分在相关性；还原糖与钾、氯和氮碱比在0.01水平显著正相关，与总氮在0.05水平负相关，而与硝酸盐在0.05水平正相关，与其他化学成分呈相关性；烟碱与总氮在0.05水平显著正相关，而与硝酸盐、钾、氯、糖碱比和氮碱比在0.01水平显著负相关，与其余化学成分呈相关性。由此可知，再造烟叶生产原料化学成分之间存在一定的相关性，可作因子分析。
　　2.3化学成分因子分析
　　对总体化学成分进行因子分析。利用主要成分分析提取特征值大于1.00的因子，并且进行四次方最大正交旋转，其中KMO值为0.70，说明可以进行因子分析。
　　由表3可知，提取出4个主要成分因子，并且这4个因子的累积贡献率为86.645%。由表4可知，第1个因子主要反映总糖、还原糖、总氮、钾、糖碱比的信息，除了总氮为负载荷值，总糖、还原糖、钾和氮碱比为正载荷值，说明这5个变量相互之间具有相关性，第1个因子对原料化学成分的贡献率为38.538%；第2个因子主要反映烟碱和氮碱比的信息，烟碱为负载荷值，氮碱比为正载荷值，而烟碱和氮碱比在001水平显著负相关；第3个因子对原料化学成分的贡献率为15.283%，主要反映钾氯比的信息；第4个因子主要反映两糖比的信息，其对原料化学成分的贡献率为9.572%。

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