楊靖 張正楊 吳劍虹 李志剛 焦凱旋 劉春奎 賈 琳 閆啟峰 王劉東 馬俊桃 張文潔 馬林

摘要：【目的】探究卷煙煙氣主要化學成分與感官質量的關系，篩選出與卷煙感官質量密切相關的煙氣主要化學指標用于計算適宜性指數(shù)，為評價卷煙煙氣主要化學成分的適宜性提供理論參考?！痉椒ā恳?004—2017年254份卷煙樣品煙氣主要化學成分和感官質量得分為研究對象，分析卷煙樣品煙氣主要化學成分的數(shù)據(jù)分布及卷煙煙氣主要化學成分與感官質量得分的關系，采用指數(shù)和法計算卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)。【結果】卷煙樣品焦油量、一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比的均值分別為11.49 mg/支、12.53 mg/支、0.97 mg/支和11.94，98.03%的卷煙樣品焦油量≤15.00 mg/支，88.19%的卷煙樣品煙氣一氧化碳量≤15.00 mg/支，79.13%的卷煙樣品煙氣煙堿量為0.75～1.25 mg/支，焦堿比在10.00～14.00的樣品占樣品總量的81.89%。卷煙焦油量與一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比均呈極顯著正相關（P<0.01，下同），焦油量與煙氣煙堿量和一氧化碳量的相關系數(shù)分別為0.814和0.759。感官質量得分較高（85分≤得分<95分）的卷煙樣品，一氧化碳量和焦堿比相對較低、煙氣煙堿量相對較高;得分較低（60分≤得分<75分）的卷煙樣品，一氧化碳量和焦堿比相對較高、煙氣煙堿量相對較低。卷煙煙氣一氧化碳量和焦堿比與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著負相關，煙氣煙堿量與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著正相關，煙氣一氧化碳量、焦堿比和煙氣煙堿量與卷煙感官質量得分均呈線性回歸關系。根據(jù)相關分析和回歸分析結果，選取煙氣一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比作為計算卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的指標;采用指數(shù)和法計算卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)為83.10，與卷煙感官質量得分（85.72分）較接近?！窘Y論】建立了一種以煙氣一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比為評價指標，計算卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的方法。

關鍵詞： 卷煙;適宜性指數(shù);煙氣主要化學成分;焦堿比;指數(shù)和法;感官質量;相關分析

中圖分類號： S572? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A

文章編號：2095-1191（2019）10-2149-11 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Suitability index of main smoke chemical components

of cigarette

LIU Chun-kui1， JIA Lin2， YAN Qi-feng3， WANG Liu-dong4， MA Jun-tao1，

ZHANG Wen-jie1， MA Lin1， Yang Jing1， ZHANG Zheng-yang5，

WU Jian-hong6， LI Zhi-gang3， JIAO Kai-xuan7

（1College of Tobacco Science and Engineering， Zhengzhou University of Light Industry/Key Laboratory of Tobacco Industrial Biotechnology， Zhengzhou? 450001， China; 2College of Agronomy， Henan Agricultural University， Zhengzhou? 450002， China; 3China Tobacco Hubei Industrial Corporation Limited， Wuhan? 430040， China;

4Xuzhou Cigarette Factory， China Tobacco Jiangsu Industrial Corporation Limited， Xuzhou， Jiangsu? 221000， China; 5Jiangxi Tobacco Company，Nanchang 330025， China; 6Zhumadian Cigarette Factory， China Tobacco

Henan Industrial Corporation Limited， Zhumadian，Henan? 463000， China; 7Technology Center of China

Tobacco Zhejiang Industrial Corporation Limited， Hangzhou? 310004， China）

Abstract：【Objective】The relationship between main smoke chemical components and sensory quality of cigarette was studied， the main smoke chemical indexes which were closely related to sensory quality of cigarette for calculating the suitability index were selected in order to provide theoretical basis for evaluation of the suitability of main smoke chemical components.【Method】Main smoke chemical components and sensory quality scores of 254 cigarette samples from 2004 to 2017 were researched， and the data distribution of main smoke chemical components of cigarette， the relationship between main smoke chemical components and sensory quality scores were analyzed， and the suitability index of main smoke chemical components of cigarette was calculated by index sum method. 【Result】Average of tar， carbon monoxide， smoke nicotine content and the ratio of tar to smoke nicotine was 11.49 mg/cigarette， 12.53 mg/cigarette， 0.97 mg/cigarette and 11.94， respectively. Cigarette samples of tar content ≤15.00 mg/cigarette accounted for 98.03% of total cigarette samples， carbon monoxide content ≤15.00 mg/cigarette accounted for 88.19% of total samples， cigarette samples of nicotine content of smoke between 0.75? and 1.25 mg/cigarette accounted for 79.13% of total samples， and ratio of tar to smoke nicotine between 10.00 and 14.00 accounted for 81.89% of total samples. Cigarette tar content and carbon monoxide content， nicotine content of smoke， the ratio of tar to smoke nicotine had extremely significant positive correlation（P<0.01， the same below）， and the correlation coefficients between tar content and nicotine content of smoke， carbon monoxide content were 0.814 and 0.759， respectively. Carbon monoxide content and ratio of tar to smoke nicotine were relatively low， and nicotine content of smoke was relatively high for cigarette samples with high scores（85≤score<95）. In contrast， cigarette samples with low scores（60≤score<75） had relatively high carbon monoxide content and ratio of tar to smoke nicotine， and relatively low nicotine content of smoke. Cigarette carbon monoxide， ratio of tar to smoke nicotine and sensory quality scores had extremely significant negative correlation， and smoke nicotine and sensory quality scores had extremely significant positive correlation. Cigarette carbon monoxide， ratio of tar to smoke nicotine and smoke nicotine showed a linear regression relationship with total sensory quality score， respectively. According to the results of correlation analysis and regression analysis， cigarette carbon monoxide， smoke nicotine and ratio of tar to smoke nicotine were selected as indicators for calculating the suitability index of main smoke chemical components of cigarette. The suita-bility index of main smoke chemical components of cigarette was 83.10 by index sum method， which was close to the average（85.72） of total sensory quality score of cigarette samples. 【Conclusion】With carbon monoxide， smoke nicotine content and the ratio of tar to smoke nicotine as evaluation indicators，a method for calculating the suitability index of main smoke chemical components of cigarette is established.

Key words： cigarette; suitability index; main smoke chemical components; the ratio of tar to smoke nicotine; index sum method; sensory quality; correlation analysis

0 引言

【研究意義】卷煙煙氣是一種化學成分極其復雜的混合物，在卷煙燃吸過程中由煙草燃燒、裂解和蒸餾而產生。卷煙煙氣成分的種類眾多，其中焦油、煙氣煙堿和一氧化碳是卷煙煙氣的常規(guī)化學成分（Hoffmann et al.，2001;Rodgman and Green，2003;Baker et al.，2004;謝劍平等，2009;程傳玲，2013），焦油量、煙氣煙堿量和一氧化碳量須標識在煙盒上。隨著人們對“吸煙與健康”認識的深入，“降焦減害”日益受到社會關注。我國煙草行業(yè)緊緊圍繞“降低卷煙危害性”這一主線，及時調整減害降焦研究領域的主題和思路，從“降焦”到“降焦減害”再到“減害降焦”這樣一個不斷研究、不斷認識和不斷提高的過程，在卷煙降焦方面取得了顯著成效（鄭新章等，2003;李世勇等，2005;中國科學技術協(xié)會和中國煙草學會，2010;何建龍，2011;謝劍平，2017）。卷煙煙氣化學成分和感官質量，是煙草行業(yè)和卷煙消費者共同關心的問題（杜詠梅等，2002;李基成，2015;楊松等，2016;賴燕華等，2017;Wang et al.，2017）。因此，研究卷煙煙氣主要化學成分高低及其適宜性，對卷煙生產具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】焦油、煙氣煙堿和一氧化碳是卷煙煙氣的3種主要化學成分，也是煙草科研工作者研究的熱點問題之一。王建民等（2002）研究表明，卷煙煙氣煙堿量/焦油量與卷煙吸味品質間呈線性正相關。張志剛等（2003）研究表明，卷煙焦油量與煙絲中總糖和總氯含量呈正相關，與總氮含量呈負相關。Watson等（2004）、王家俊等（2005，2007）、Bao等（2010）研究了卷煙煙氣焦油量、煙堿量和一氧化碳量的測定方法。徐雅靜等（2005）、牛慧偉等（2012）采用統(tǒng)計方法構建了卷煙煙氣焦油量的預測模型。劉艷芳等（2010）研究表明，卷煙煙氣總粒相物與煙氣煙堿量呈顯著正相關。王明鋒等（2010）的研究結果表明，卷煙煙氣中總煙堿和游離煙堿量與卷煙勁頭均呈高度正相關，游離煙堿量與卷煙感官舒適性呈高度負相關。石鳳學等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，卷煙焦油量與煙氣煙堿量間有較明顯的正相關性。朱保昆等（2012）研究表明，游離煙堿對卷煙刺激性和干燥感有較顯著的負面影響。石鳳學等（2013）研究表明，焦油量和煙氣煙堿量與卷煙香氣、雜氣、刺激性和余味得分均呈極顯著正相關，煙氣一氧化碳量與卷煙香氣、雜氣、刺激性和余味得分呈極顯著負相關。劉春奎等（2019）研究表明，卷煙焦油量、煙氣煙堿量和一氧化碳量任意兩者間均呈極顯著正相關。趙賽月等（2019）研究表明，卷煙煙氣中β-大馬酮和β-二氫大馬酮含量與卷煙香氣和諧調得分呈正相關，卷煙煙氣中二氫獼猴桃內酯含量與卷煙雜氣和刺激性得分呈負相關。【本研究切入點】雖然已有較多關于卷煙煙氣主要化學成分的測定方法、煙氣主要化學成分與感官質量的關系研究，但針對卷煙煙氣主要化學成分適宜性的研究尚無報道?！緮M解決的關鍵問題】研究卷煙煙氣主要化學成分間的關系及其與卷煙感官質量得分的關系，確定進行卷煙煙氣主要化學成分適宜性評價的指標，建立一種計算卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的方法，以期為卷煙煙氣主要化學成分適宜性評價提供理論參考。

1 材料與方法

1. 1 數(shù)據(jù)來源

選取2004—2017年《卷煙感官標準樣品說明書》（全國煙草標準化卷煙標樣分技術委員會，2004—2017）有關烤煙型卷煙標準樣品的煙氣主要化學成分和感官質量評價數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析?？緹熜途頍煒藴蕵悠罚ü灿?54份）來自河南中煙工業(yè)有限責任公司、湖北中煙工業(yè)有限責任公司、浙江中煙工業(yè)有限責任公司、云南中煙工業(yè)有限責任公司等國內13家主要卷煙生產企業(yè)，具有代表性。卷煙標準樣品的煙氣焦油量、煙氣煙堿量和煙氣一氧化碳量由國家煙草質量監(jiān)督檢驗中心參照當時執(zhí)行的煙草行業(yè)相關標準或國家標準進行檢測。其中，卷煙煙氣焦油量采用GB/T 19609—2004《卷煙 用常規(guī)分析用吸煙機測定總粒相物和焦油》的方法測定，煙氣煙堿量采用YC/T 156—2001或GB/T 23355—2009《卷煙 總粒相物中煙堿的測定 氣相色譜法》測定，煙氣一氧化碳量采用YC/T 30—1996或GB/T 23356—2009《卷煙 煙氣氣相中一氧化碳的測定 非散射紅外法》測定;卷煙感官質量參照GB 5606.4—1996或GB 5606.4—2005《卷煙 感官技術要求》進行評價打分。

1. 2 統(tǒng)計分析

采用SPSS 22.0參照宇傳華（2007）的方法進行相關分析、方差分析、主成分分析和回歸分析。

參照烤煙主要化學成分適宜性指數(shù)的計算方法（李葆等，2010;王彥亭等，2010;劉春奎等，2015），采用指數(shù)和法計算卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)。卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)（Main smoke chemical components suitability index，MSCCSI）按公式MSCCSIi=[j=1mSij·Wij]計算，式中，Sij和Wij分別表示第i個卷煙樣本、第j個指標的量化得分和權重系數(shù)，其中0<Sij≤100，0≤Wij≤1，且滿足[mWij]=1，m為卷煙煙氣化學成分指標的個數(shù)。

2 結果與分析

2. 1 卷煙煙氣主要化學成分的數(shù)量特征

卷煙樣品煙氣主要化學成分的數(shù)據(jù)分布見圖1。卷煙樣品焦油量的平均值為11.49 mg/支，變幅為4.20～15.70 mg/支，焦油量在10.00～12.50 mg/支的卷煙樣品較多，其數(shù)據(jù)分布呈負偏態(tài)、曲線的峰為尖峭峰（圖1-A）;一氧化碳量的平均值為12.53 mg/支，變幅為5.10～19.20 mg/支，一氧化碳量在12.00～14.00 mg/支的卷煙樣品較多，其數(shù)據(jù)分布呈負偏態(tài)、曲線的峰為尖峭峰（圖1-B）;煙氣煙堿量的平均值為0.97 mg/支，變幅為0.42～1.56 mg/支，煙氣煙堿量在1.00～1.25 mg/支的卷煙樣品較多，其數(shù)據(jù)分布呈負偏態(tài)、曲線的峰為平闊峰（圖1-C）;焦堿比（焦油量與煙氣煙堿量比值）的平均值為11.94，變幅為8.21～18.28，焦堿比在10.00～13.50的卷煙樣品較多，其數(shù)據(jù)分布呈正偏態(tài)、曲線的峰為尖峭峰（圖1-D）。

卷煙樣品煙氣主要化學成分的區(qū)間分布見表1。卷煙煙氣焦油量在15.00 mg/支以下的樣品占樣品總量的98.03%，一氧化碳量在15.00 mg/支以下的樣品占樣品總量的88.19%，煙氣煙堿量為0.75～1.25 mg/支的樣品占樣品總量的79.13%，焦堿比在10.00～14.00的樣品占樣品總量的81.89%。

2. 2 卷煙煙氣主要化學成分間的相關性分析結果

由表2可知，卷煙煙氣焦油量與一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比均呈極顯著正相關（P<0.01，下同），焦油量與煙氣煙堿量和一氧化碳量的簡單相關系數(shù)均在0.750以上;卷煙煙氣一氧化碳量與煙氣煙堿量和焦堿比均呈極顯著正相關;卷煙煙氣煙堿量與焦堿比呈極顯著負相關。

2. 3 不同感官質量得分的卷煙煙氣主要化學成分比較

GB 5606.6—2005《卷煙 感官質量綜合評定》規(guī)定：四類和五類卷煙的感官質量得分≥60分，二類和三類卷煙的感官質量得分≥75分，一類卷煙的感官質量得分≥85分。為進一步研究卷煙煙氣主要化學成分與卷煙感官質量得分間的系數(shù)，根據(jù)卷煙的感官質量得分，將卷煙樣品分為得分較低卷煙（60分≤得分<75分）、得分中等卷煙（75分≤得分<85分）和得分較高卷煙（85分≤得分<95分）3組，其平均得分分別為71.48、79.46和89.68分，3組卷煙樣品感官質量得分間的差異達極顯著水平（表3）。

3組卷煙樣品煙氣主要化學成分的比較見圖2。由圖2可知，不同感官質量得分的卷煙樣品焦油量、一氧化碳量和焦堿比排序均表現(xiàn)為得分較低卷煙>得分中等卷煙>得分較高卷煙，煙氣煙堿量排序則表現(xiàn)為得分較高卷煙>得分中等卷煙>得分較低卷煙。感官質量得分較低和中等卷煙樣品的一氧化碳量極顯著高于得分較高卷煙樣品;3組卷煙樣品的焦堿比間存在極顯著差異;得分較高卷煙樣品的煙氣煙堿量極顯著高于得分較低的卷煙樣品。表明感官質量得分較高的卷煙樣品，其一氧化碳量和焦堿比相對較低、煙氣煙堿量相對較高;得分較低的卷煙樣品，其一氧化碳量和焦堿比相對較高、煙氣煙堿量相對較低;卷煙感官質量得分高低與其焦油量無顯著關系（P>0.05，下同）。

對卷煙樣品煙氣主要化學成分進行方差分析，結果（表4）表明，3組卷煙樣品一氧化碳量、焦堿比和煙氣煙堿量的差異均達極顯著水平，而焦油量在3組卷煙樣品間無顯著差異。

2. 4 卷煙煙氣主要化學成分與感官質量得分間的相關性分析結果

簡單相關分析結果（表5）表明，卷煙煙氣一氧化碳量和焦堿比與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著負相關，煙氣煙堿量與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著正相關;焦油量僅與雜氣得分呈顯著負相關（P<0.05），與其余感官質量得分無顯著相關性。

2. 5 卷煙感官質量得分與煙氣主要化學成分的回歸分析結果

為研究卷煙樣品煙氣主要化學成分與感官質量得分的關系，對卷煙感官質量得分（y）與焦油量（x1）、一氧化碳量（x2）、煙氣煙堿量（x3）和焦堿比（x4）等煙氣主要化學成分指標進行回歸分析，得到煙氣主要化學成分與卷煙感官質量得分的線性回歸方程（表6）。對所得的回歸方程進行方差分析，結果（表6）表明，所得線性回歸方程均有統(tǒng)計學意義;卷煙感官質量得分與一氧化碳量和焦堿比呈線性負相關回歸關系，與煙氣煙堿量呈線性正相關回歸關系，與簡單相關分析結果一致。

2. 6 卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)

為研究卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)，首先要確定評價指標。根據(jù)卷煙感官質量得分與一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比呈極顯著相關，得分較高的卷煙樣品一氧化碳量和焦堿比相對較低、煙氣煙堿量相對較高的結果，表明煙氣煙堿量、一氧化碳量和焦堿比與卷煙感官質量得分的關系密切。回歸分析結果也表明，卷煙樣品感官質量得分均與一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比呈線性回歸關系，說明卷煙樣品感官質量得分與一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比有關。綜合相關分析和回歸分析結果，選取一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比作為計算煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的指標。

為確定一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比的權重系數(shù)，采用主成分分析法計算主成分的特征值和累積方差貢獻率（表7）。進行主成分分析時，主成分個數(shù)的判斷方法為：主成分的特征根≥1.00、且累積方差貢獻率>70.00%（宇傳華，2007）。結果表明，前2個主成分[第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）]的特征根均大于1.00，但第2個主成分的累積方差貢獻率為95.35%，因此確定主成分個數(shù)為2。根據(jù)確定主成分的個數(shù)，對卷煙煙氣主要化學成分進行主成分分析，求出各項化學成分指標的公因子方差，由此得出卷煙煙氣化學成分指標的權重系數(shù)Wij，焦堿比、煙氣煙堿量和一氧化碳量的權重分別為33.37%、33.33%和33.30%。

參照烤煙主要化學成分適宜性指數(shù)的計算方法，采用隸屬函數(shù)計算卷煙煙氣主要化學成分得分，根據(jù)卷煙樣品感官質量得分與煙氣主要化學成分的相關性，確定煙氣煙堿量的函數(shù)為S型函數(shù)（圖3）。

根據(jù)最高分和最低分的不同，煙氣煙堿量的函數(shù)表達式有以下3種：

60? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?x<x1

y=? 40×（x-x1）/（x2-x1）+60? ? ? ?x1≤x<x2? ? ?（1）

100? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x≥x2

65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x<x1

y=? 35×（x-x1）/（x2-x1）+65? ? ? ?x1≤x<x2? ? ?（2）

100? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?x≥x2

65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x<x1

y=? 30×（x-x1）/（x2-x1）+65? ? ? ?x1≤x<x2? ? ?（3）

95? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x≥x2

式中，y表示卷煙感官質量得分，x表示卷煙煙氣主要化學成分，x1表示下臨界值，x2表示上臨界值。

卷煙煙氣一氧化碳量和焦堿比的函數(shù)為反S型函數(shù)，如圖4所示。

根據(jù)最高分和最低分的不同，煙氣一氧化碳量和焦堿比的函數(shù)表達式有以下3種：

100? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?x≤x1

y=? 100-40×（x-x1）/（x2-x1）? ? &nbsp; ?x1<x≤x2? ? ? ?（4）

60? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?x>x2

100? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?x≤x1

y=? 100-35×（x-x1）/（x2-x1）? ? ? ?x1<x≤x2? ? ? ?（5）

65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x>x2

95? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x≤x1

y=? 95-30×（x-x1）/（x2-x1）? ? ? ? x1<x≤x2? ? ? ? （6）

65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? x>x2

式中，y表示卷煙感官質量得分，x表示卷煙煙氣主要化學成分，x1表示下臨界值，x2表示上臨界值。

參照GB 5606.6—2005《卷煙 感官質量綜合評定》，結合本研究得出卷煙感官質量得分與煙氣一氧化碳量、焦堿比和煙氣煙堿量的關系，確定卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的函數(shù)臨界值（表8）。按照卷煙煙氣主要化學成分指標所屬的函數(shù)類型，再根據(jù)每份卷煙樣品煙氣主要化學成分的數(shù)值，找到對應得分或函數(shù)表達式，計算每份卷煙樣品、各個指標的得分Sij，分別乘以相應的權重、再求和，即為1份卷煙樣品煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)。根據(jù)3個不同函數(shù)表達式，計算卷煙樣品煙氣主要化學成分的3個適宜性指數(shù)，從中選出1個與卷煙感官質量得分最接近的適宜性指數(shù)。

2. 7 卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)與感官質量得分的關系

為檢驗卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的準確性，分別研究卷煙煙氣主要化學成分3個適宜性指數(shù)與卷煙感官質量得分的關系，并比較卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)、感官質量得分與一氧化碳量、焦堿比和煙氣煙堿量的相關系數(shù)。由表9可知，卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)1、適宜性指數(shù)2和適宜性指數(shù)3與卷煙感官質量得分均呈極顯著正相關，其簡單相關系數(shù)均高于一氧化碳量、焦堿比和煙氣煙堿量與感官質量得分相關系數(shù)的絕對值，其中3個適宜性指數(shù)與焦堿比的簡單相關系數(shù)的為-0.897。3個適宜性指數(shù)與煙氣煙堿量的簡單相關系數(shù)均大于感官質量得分與煙氣煙堿量的簡單相關系數(shù);3個適宜性指數(shù)與一氧化碳量和焦堿比簡單相關系數(shù)的絕對值均大于感官質量得分與一氧化碳量和焦堿比簡單相關系數(shù)的絕對值。說明與卷煙感官質量得分相比，所得的3個適宜性指數(shù)均與煙氣煙堿量、一氧化碳量和焦堿比關系更密切。

雖然3個適宜性指數(shù)與煙氣煙堿量、一氧化碳量和焦堿比均有密切關系，但3個適宜性指數(shù)各不相同。由圖5可知，卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)1、適宜性指數(shù)2和適宜性指數(shù)3分別為80.68、83.10和80.52，以適宜性指數(shù)2最大，且與卷煙感官質量得分（85.72分）最接近。因此，確定適宜性指數(shù)2為卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)。

3 討論

3. 1 卷煙焦油量及其與煙氣煙堿量、一氧化碳量的關系

隨著人們對“吸煙與健康”的日益關注，“降焦減害”已成為全球卷煙發(fā)展的必然趨勢。2002年以來，英國卷煙焦油量一直控制在10 mg/支以內;2008年，日本卷煙焦油量的平均值為6.6 mg/支，近年來一直維持在6.9 mg/支的水平（謝劍平，2017）。2011年，歐盟市場銷售的卷煙焦油量已下降到10 mg/支以下（何建龍，2011）。本研究中2004—2017年烤煙型卷煙標準樣品煙氣焦油量的平均值為11.49 mg/支，焦油量在15.00 mg/支以下的樣品占樣品總量的98.03%，說明近十年來我國中、低焦油卷煙已占據(jù)絕大優(yōu)勢，焦油量<10.00 mg/支的卷煙樣品僅占卷煙樣品總量的16.93%，因此，發(fā)展低焦油卷煙、實現(xiàn)卷煙“減害降焦”仍是我國卷煙生產的重要任務，實現(xiàn)卷煙焦油量“穩(wěn)得住、總體降”。

通過分析卷煙煙氣主要化學成分指標間的關系，結果表明，卷煙煙氣焦油量與一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比均呈極顯著正相關，其中焦油量與煙氣煙堿量和一氧化碳量的簡單相關系數(shù)較高，與石鳳學等（2011）、劉春奎等（2019）的研究結果一致。詹建波（2011）研究發(fā)現(xiàn)，焦油量高的卷煙，其煙氣一氧化碳量也較高。本研究中，卷煙樣品焦堿比與焦油量和一氧化碳量均呈極顯著正相關，與煙氣煙堿量呈極顯著負相關，而以往有關卷煙煙氣焦堿比與煙氣其他主要化學成分指標關系的研究相對較少。

3. 2 卷煙煙氣主要化學成分與卷煙感官質量得分的關系

為研究不同感官質量得分的卷煙樣品煙氣主要化學成分的高低，參照GB 5606.6—2005《卷煙 感官質量綜合評定》有關規(guī)定，將卷煙樣品分為得分較低、得分中等和得分較高3組，方差分析結果表明，3組卷煙樣品感官質量得分存在極顯著差異。感官質量得分較高的卷煙樣品，其煙氣焦堿比和一氧化碳量較低、煙氣煙堿量較高。石鳳學等（2013）研究表明，卷煙煙氣一氧化碳量與香氣、雜氣、刺激性和余味得分均呈極顯著負相關，卷煙煙氣煙堿量、焦油量與卷煙香氣、雜氣、刺激性和余味得分均呈極顯著正相關。本研究結果表明，卷煙樣品一氧化碳量、焦堿比與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著負相關，卷煙煙氣煙堿量與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著正相關，焦油量僅與卷煙雜氣得分呈極顯著負相關，與石鳳學等（2013）的研究結果不完全一致。本研究中卷煙焦堿比與卷煙感官質量各項得分均呈極顯著負相關，說明焦油量/煙氣煙堿量越?。煔鉄焿A量/焦油量越大）、卷煙感官質量各項得分越高，與王建民等（2002）研究發(fā)現(xiàn)卷煙煙氣煙堿量/焦油量與卷煙感官質量各項得分均表現(xiàn)出正相關的結果基本吻合。通過研究卷煙煙氣主要化學成分與卷煙感官質量得分的關系，找出與卷煙感官質量得分有顯著相關性的煙氣主要化學成分指標，為評價卷煙煙氣主要化學成分的適宜性打下基礎。

3. 3 卷煙煙氣主要化學成分適宜性評價指標的篩選

卷煙焦油、煙氣煙堿和一氧化碳等煙氣主要化學成分是煙草行業(yè)一直關注和研究的焦點。謝劍平等（2009）提出采用卷煙主流煙氣中一氧化碳、氫氰酸、苯酚和巴豆醛等7項有害成分的釋放量對卷煙煙氣危害性進行評價。有關卷煙煙氣主要化學成分適宜性評價的研究尚未見報道，本研究參照烤煙常規(guī)化學成分適宜性的評價方法，計算卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)。

計算卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)，篩選評價指標至關重要。我國煙草行業(yè)普遍認為，卷煙煙氣主要化學成分包括焦油量、煙氣煙堿量、一氧化碳量和總粒相物，這些指標是國家煙草質量監(jiān)督檢驗中心在檢測卷煙標準樣品煙氣主要化學成分時的必檢項目。卷煙焦油量、煙氣煙堿量和一氧化碳量是評價卷煙煙氣質量的重要指標（丁超等，2009;石鳳學等，2013）。有研究報道，選用焦油量與煙堿量比值較低的煙葉是卷煙生產的發(fā)展方向（鄭新章等，1998）。本研究選取卷煙焦油量、一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比作為研究卷煙煙氣主要化學成分與卷煙感官質量關系的幾項指標。

至今，未見采用焦堿比評價卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的研究報道。我國煙草行業(yè)在評價煙葉化學成分適宜性時將氮堿比（總氮/煙堿）作為評價指標之一，也將煙葉鉀含量和鉀氯比作為評價煙葉化學成分適宜性的重要指標（王彥亭等，2010;劉春奎等，2015）。本研究結果表明，卷煙煙氣焦堿比、一氧化碳量和煙氣煙堿量與卷煙感官質量得分呈極顯著相關，且與卷煙感官質量得分有極顯著回歸關系;焦油量與卷煙多項感官質量指標間無顯著相關性，與卷煙感官質量得分也無顯著回歸關系，因此焦油量不宜作為評判卷煙煙氣主要化學成分適宜性的指標。卷煙煙氣一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比與卷煙感官質量有密切關系，故選擇煙氣一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比作為評價卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的指標。

3. 4 卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)的計算

本研究中，得分較低卷煙、得分中等卷煙和得分較高卷煙3組樣品感官質量的平均得分分別為71.48、79.46和89.68分，且三者間的差異達極顯著水平;3組卷煙樣品的一氧化碳量分別為14.72、13.73和11.84 mg/支，煙氣煙堿量分別為0.84、0.92和1.01 mg/支，焦堿比分別為14.61、13.01和11.24，3組樣品對應煙氣主要化學成分的差異也達極顯著水平。結合卷煙煙氣一氧化碳量和焦堿比與卷煙感官質量得分呈極顯著負相關，煙氣煙堿量與卷煙感官質量得分呈極顯著正相關，確定煙氣一氧化碳量和焦堿比為反S型函數(shù)、煙氣煙堿量為S型函數(shù)。將3組卷煙樣品的感官質量得分近似看作70、80和90分，根據(jù)該得分對應的一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比數(shù)值確定3個指標的下臨界值和上臨界值。

GB 5606.6—2005《卷煙 質量綜合判定》規(guī)定：卷煙煙氣一氧化碳量≤10 mg/支，其得分為100分;一氧化碳量>15 mg/支，其得分為50分;但未有規(guī)定如何對煙氣煙堿量和焦堿比賦值?？紤]到本研究中即使一氧化碳量>15 mg/支、焦堿比>15的卷煙樣品，其得分也在60分以上，因此在模擬隸屬函數(shù)時，最低得分為60分。為檢驗隸屬函數(shù)和適宜性指數(shù)的準確性，將隸屬函數(shù)的最高分和最低分設為3組：最高分100分、最低分60分，最高分100分、最低分65分，最高分95分、最低分65分，分別計算卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)。結果表明，隸屬函數(shù)的最高分為100分、最低分為65分時，計算出的卷煙煙氣主要化學成分的適宜性指數(shù)與卷煙感官質量得分（85.72分）最接近，可較準確反映出卷煙煙氣主要化學成分的適宜性。在此條件下，卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)與煙氣煙堿量的相關系數(shù)（0.496）大于感官質量得分與煙氣煙堿量的相關系數(shù)（0.321），適宜性指數(shù)與焦堿比和一氧化碳量相關系數(shù)（-0.897和-0.490）的絕對值分別大于感官質量得分與焦堿比和一氧化碳量相關系數(shù)（-0.698和-0.421）的絕對值。說明與卷煙感官質量得分相比，卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)與煙氣煙堿量、焦堿比和一氧化碳量的關系較密切。

根據(jù)本研究卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)2與卷煙感官質量得分最接近，可知采用公式（2）對煙氣煙堿量進行打分、采用公式（5）對煙氣一氧化碳量和焦堿比進行打分。當煙氣煙堿量<0.70 mg/支時，其得分為65分;當0.70 mg/支≤煙氣煙堿量<1.20 mg/支時，其得分=35×（煙氣煙堿量-0.70）/（1.20-0.70）+65;當煙氣煙堿量≥1.20 mg/支時，其得分為100分。當一氧化碳量≤10.00 mg/支時，其得分為100分;當10.00 mg/支<一氧化碳量≤15.00 mg/支時，其得分=100-35×（一氧化碳量-10.00）/（15.00-10.00）;當一氧化碳量>15.00 mg/支時，其得分為65分。當焦堿比≤9.00時，其得分為100分;當9.00<焦堿比≤15.00，其得分=100-35×（焦堿比-9.00）/（15.00-9.00）;當焦堿比>15.00時，其得分為65分。

4 結論

通過分析卷煙樣品中煙氣主要化學成分與感官質量得分的關系，確定煙氣一氧化碳量、煙氣煙堿量和焦堿比為評價卷煙煙氣主要化學成分適宜性的指標，對3個指標進行賦值，并計算其權重，采用指數(shù)和法可計算出卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)。卷煙煙氣主要化學成分適宜性指數(shù)=0.3337×焦堿比得分+0.3333×煙氣煙堿量得分+0.3330×一氧化碳量得分。

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（責任編輯 羅 麗）