耿宗澤，蔣忠榮，李東亮*，胡 軍，霍現(xiàn)寬

1.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心 卷煙減害降焦四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都市錦江區(qū)成龍大道一段56號(hào) 610066

2.中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)楓楊街2號(hào) 450001

在卷煙中添加各種香料，不僅可以有效改善卷煙的香氣和吸味，還可以賦予產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)格特征［1］。一些國(guó)外煙草企業(yè)結(jié)合產(chǎn)品風(fēng)格特征和煙用香料使用情況，推出了一系列具有鮮明風(fēng)格特色的卷煙，如英式烤煙型的“555”、美式混合型的“Marlboro”等［2］。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)卷煙調(diào)香技術(shù)的研究起步相對(duì)較晚，為達(dá)到香精香料可知可控和卷煙自主調(diào)香等目的，近年來(lái)國(guó)內(nèi)卷煙企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)加大煙用香精香料技術(shù)研究力度，建立單體香料在卷煙中作用的評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建煙用香精香料數(shù)據(jù)庫(kù)并完善相關(guān)子庫(kù)［3-5］。但是由于缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，煙用香料在卷煙中的作用子數(shù)據(jù)庫(kù)尚未建立，且其對(duì)不同品類風(fēng)格卷煙的感官作用效果及機(jī)制還不明晰［6］。

單體香料在卷煙中的感官作用評(píng)價(jià)指標(biāo)包括香氣、雜氣、刺激、細(xì)膩、柔和、殘留等，采用科學(xué)合理的分析方法，探索這些指標(biāo)的共性作用和特點(diǎn)，可以使香料配方人員在選擇使用香料時(shí)更有針對(duì)性。利用因子分析法可以將多個(gè)變量綜合為少數(shù)幾個(gè)“因子”，進(jìn)而找到具有本質(zhì)意義的少量因子，這些因子能夠歸納原來(lái)變量的特征［7］，該分析方法已在食品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［8-9］。在卷煙感官作用評(píng)價(jià)領(lǐng)域，伍文斌等［10］將22名消費(fèi)者的感官評(píng)吸數(shù)據(jù)應(yīng)用因子分析法進(jìn)行分析，將原有的12個(gè)感官質(zhì)量指標(biāo)表達(dá)為4個(gè)有明確意義的新屬性，并根據(jù)因子得分大小反映各牌號(hào)卷煙在該屬性方面的特點(diǎn)；武德傳等［11］對(duì)云南和湖南5個(gè)生態(tài)區(qū)的190份烤煙單料煙樣品的評(píng)吸結(jié)果進(jìn)行因子分析，同時(shí)將9個(gè)感官質(zhì)量指標(biāo)概括為4個(gè)主因子，并根據(jù)因子分析結(jié)果對(duì)各生態(tài)區(qū)烤煙單料煙的感官質(zhì)量進(jìn)行比較；Xiong等［12］亦采用因子分析方法對(duì)來(lái)自湖北、云南等地的再造煙葉原料樣品的主要感官質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分析，獲得4個(gè)主因子，并將因子分析結(jié)果作為依據(jù)對(duì)樣本優(yōu)劣進(jìn)行排序。目前，利用因子分析法探究單體香料對(duì)卷煙感官作用的效果及規(guī)律方面則鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，對(duì)100種單體香料在參比卷煙中的感官作用進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行因子分析，探究不同感官質(zhì)量指標(biāo)之間的內(nèi)部聯(lián)系，旨在根據(jù)相關(guān)因子得分篩選香料，為后續(xù)香料模塊開(kāi)發(fā)及配伍使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 單體香料的篩選和收集

在充分考慮煙草與香料的結(jié)合、立足于香料公司和卷煙生產(chǎn)企業(yè)目前使用情況的基礎(chǔ)上，選取了香莢蘭提取物、棗子酊、乙酸異戊酯等100種單體香料進(jìn)行研究，見(jiàn)表1。

表1 選取的100種單體香料Tab.1 Selected single flavors of 100 kinds

表1 （續(xù)）

1.2 參比卷煙的制作與評(píng)吸

從四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司煙葉原料庫(kù)選取37個(gè)等級(jí)的煙葉，通過(guò)片煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)方法［13］篩選出4種煙葉，并制作用于單體香料評(píng)價(jià)的參比卷煙，葉組配方信息見(jiàn)表2。經(jīng)7名專業(yè)評(píng)委評(píng)吸，參比卷煙具有以下特征：有清甜香韻，香氣質(zhì)量適中，香氣較單調(diào)，濃度和勁頭中等，口腔略有尖刺，鼻腔有刺激，略帶枯焦雜氣和木質(zhì)雜氣，舌面稍有殘留，余味稍有澀感。評(píng)委一致認(rèn)為，參比卷煙適合用于單體香料的感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。

表2 參比卷煙葉組配方信息Tab.2 Formula information of reference cigarette leaf group

1.3 單體香料感官作用評(píng)價(jià)

在謝劍平等［5］建立的“單體香料在卷煙中作用評(píng)價(jià)方法”基礎(chǔ)上，參考崔凱等［14］建立的感知標(biāo)示量度卷煙感官評(píng)價(jià)賦值方法并作一定調(diào)整，評(píng)價(jià)步驟如下：①通過(guò)查閱資料、咨詢專家、集體討論、梯度評(píng)吸等方式，確定單體香料在參比卷煙中的用量；②將單體香料注射入?yún)⒈染頍熤?，密封平? d左右；③采用集中評(píng)吸的方式，由7～9名專業(yè)評(píng)委進(jìn)行感官評(píng)價(jià)；④將參比卷煙各指標(biāo)設(shè)為0，根據(jù)評(píng)委對(duì)樣品卷煙的評(píng)吸感受，對(duì)感官質(zhì)量各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行第一輪評(píng)價(jià)；⑤評(píng)價(jià)小組針對(duì)首次評(píng)價(jià)結(jié)果和討論意見(jiàn)，對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行重新賦值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用IBM SPSS Statistics 20軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，參考文獻(xiàn)［11，15-17］進(jìn)行因子分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 描述性分析

采用感知標(biāo)示量值標(biāo)度法，對(duì)100種單體香料在參比卷煙的作用進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)單體香料對(duì)卷煙的品質(zhì)改善作用主要體現(xiàn)在香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、刺激等感官評(píng)價(jià)指標(biāo)得分的變化上。如圖1所示，大部分單體香料可使香氣質(zhì)、香氣量、細(xì)膩、柔和、透發(fā)性、濃度等指標(biāo)得到改善，但對(duì)刺激、殘留、雜氣等指標(biāo)改善較小。100種單體香料中，使參比卷煙香氣量、香氣質(zhì)、細(xì)膩與柔和改善的香料分別有95、78、72和66種，而殘留、刺激和雜氣改善的香料分別有1、13和37種。

圖1 單體香料感官指標(biāo)變化情況統(tǒng)計(jì)Fig.1 Statistics of sensory indicators of single flavor

對(duì)100種單體香料各感官指標(biāo)進(jìn)行了描述統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表3?？梢钥闯觯銡饬?、香氣質(zhì)、細(xì)膩、柔和、濃度、透發(fā)性等指標(biāo)的均值較大，說(shuō)明所選單體香料中能夠改善這些指標(biāo)的單體香料較多，而殘留、刺激、雜氣等指標(biāo)均值較小，說(shuō)明能改善這些指標(biāo)的單體香料較少。在卷煙調(diào)香過(guò)程中，尋找能夠改善卷煙香氣量、香氣質(zhì)、細(xì)膩、透發(fā)性等單體香料相對(duì)容易，但尋找能夠改善殘留、降低刺激、減小雜氣的單體香料則相對(duì)困難。

表3 100種單體香料感官指標(biāo)的描述統(tǒng)計(jì)①Tab.3 Descriptive statistics of sensory indicators of 100 single flavors

感官評(píng)價(jià)指標(biāo)較多，不易找到單體香料感官評(píng)價(jià)結(jié)果的綜合表征，為找準(zhǔn)單體香料在感官質(zhì)量表現(xiàn)方面的優(yōu)勢(shì)和個(gè)性差異，更好地指導(dǎo)香料在實(shí)際調(diào)香過(guò)程的應(yīng)用，本研究中嘗試?yán)靡蜃臃治龇▽?duì)感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了分析。

2.2 因子分析

2.2.1 KMO值與Bartlett球形檢驗(yàn)

將感官評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行Z-Score標(biāo)準(zhǔn)化，利用方差最大化旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行因子分析，同時(shí)對(duì)100種單體香料評(píng)價(jià)指標(biāo)得分進(jìn)行適當(dāng)性度量和Bartlett的球形檢驗(yàn)。其中，KMO值為0.663，說(shuō)明變量具有較高的相關(guān)度，預(yù)期降維效果較好；Bartlett球形檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的顯著性概率<0.001，為高度顯著，適合進(jìn)行因子分析。表4顯示，對(duì)于由提取因子計(jì)算的共同度，除雜氣的共同度低于0.6外，其余指標(biāo)的共同度均大于0.6，說(shuō)明提取因子可以較好地反映各感官指標(biāo)原始變量的信息。

表4 100種單體香料評(píng)價(jià)得分的共同度Tab.4 Commonality of evaluation scores of 100 single flavors

2.2.2 確定因子及解釋

因子個(gè)數(shù)的確定主要遵循兩個(gè)原則：以累計(jì)貢獻(xiàn)率來(lái)確定，當(dāng)前k個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到某一特定值（一般大于70%），則保留前k個(gè)主成分；以特征值大小來(lái)確定，若主成分特征值≥1，則保留主成分，否則就去掉該主成分［17］。從表5可以看出，前3個(gè)因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了70.250%，特征值大于1的只有3個(gè)，因此取3個(gè)因子。

表5 未旋轉(zhuǎn)解釋的總方差Tab.5 Total variance of unrotated interpretation

旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣見(jiàn)表6?？梢钥闯?，因子1上載荷較大的變量為香氣量、濃度和透發(fā)性，因子2上載荷較大的變量為細(xì)膩、柔和、香氣質(zhì)，因子3上載荷較大的變量為刺激、殘留、雜氣?？梢?jiàn)，獲得的主因子在意義上符合感官質(zhì)量評(píng)價(jià)實(shí)踐上的認(rèn)知。香氣量、濃度和透發(fā)性均與香氣的釋放程度有關(guān)，可將主因子1命名為香氣程度因子；細(xì)膩、柔和和香氣質(zhì)都與香氣的品質(zhì)有關(guān)，可將主因子2命名為香氣品質(zhì)因子；刺激、殘留和雜氣則反映了評(píng)吸時(shí)感覺(jué)到的辛辣、不良?xì)庀?、口腔顆粒感等不舒適感覺(jué)，可將主因子3命名為舒適程度因子。

表6 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣Tab.6 Factor load matrix after revolving

從表7可以看出，3個(gè)主因子對(duì)香料評(píng)價(jià)總分貢獻(xiàn)率接近。以主因子1（香氣程度）貢獻(xiàn)率稍大，其次是主因子2（香氣品質(zhì)），最后是主因子3（舒適程度）。

表7 旋轉(zhuǎn)后解釋的總方差Tab.7 Total variance explained after revolving

2.2.3 因子得分及排序

利用旋轉(zhuǎn)后因子的貢獻(xiàn)率，結(jié)合各因子得分情況，計(jì)算出綜合得分，綜合得分=因子1貢獻(xiàn)率×因子1得分+因子2貢獻(xiàn)率×因子2得分+因子3貢獻(xiàn)率×因子3得分。通過(guò)綜合得分可以對(duì)單體香料的整體感官質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合得分越高，說(shuō)明該單體香料在所選參比卷煙或與之葉組特點(diǎn)相近的卷煙中綜合使用價(jià)值越高。100種單體香料的綜合得分從高到低的排序情況見(jiàn)表8?？梢钥闯?，以香莢蘭提取物、棗子酊、乙酸異戊酯等香料的綜合得分較高，說(shuō)明這些單體香料在卷煙中具有較好的使用價(jià)值。楊鹿佳［18］對(duì)“云煙”、“紅塔山”等的加香評(píng)吸實(shí)驗(yàn)也證明，香莢蘭提取物具有舒適的清甜豆香、粉香和膏香，可以增加云南煙葉的典型特征風(fēng)味；棗子酊中主要香味成分為β-苯乙醇和異戊醇等，添加到卷煙中能起到良好的掩蓋煙葉雜氣、使煙香柔和、抑制刺激的作用［19-20］。另外，在得分靠前的單體香料中，棗子酊、乙酸異戊酯、乳香油等具有果香和甜香香韻，乙酸肉桂酯和玫瑰凈油具有花香香韻，龍蒿油具有辛香香韻，均可以作為香精香料模塊或配伍使用，對(duì)于各卷煙企業(yè)以香型為主的品類構(gòu)建也具有一定的參考意義［21］。

表8 單體香料的因子得分和綜合得分Tab.8 Factor scores and total scores of single flavors

表8 （續(xù)1）

表8 （續(xù)2）

以各因子得分排序，可以比較各個(gè)單體香料在某一方面的品質(zhì)優(yōu)勢(shì)。如表9所示：香莢蘭提取物、黑加侖凈油等在主因子1得分較高，表明其在增加香氣程度方面優(yōu)勢(shì)較大；2，3-丁二酮、3，5-二甲基-1，2-環(huán)戊二酮等在主因子2得分較高，表明其在提升香氣品質(zhì)方面有較大優(yōu)勢(shì)；棗子酊、龍蒿油等在主因子3得分較高，表明其在帶來(lái)舒適程度方面有較大優(yōu)勢(shì)?？Х忍崛∥锞C合得分排名不高，但主因子1得分較高，在卷煙中可用于提高整體香氣程度，相關(guān)文獻(xiàn)也表明，添加了咖啡提取物的卷煙能夠有效增加甜潤(rùn)感，豐富煙香，香氣質(zhì)較好［22-23］。在卷煙產(chǎn)品中應(yīng)用時(shí)，可以將這些具有某一方面品質(zhì)優(yōu)勢(shì)的單體香料添加入其他香精香料中配伍使用，有針對(duì)性地對(duì)卷煙某一方面的感官質(zhì)量進(jìn)行改善，從而達(dá)到修飾香精香料配方、使各方面品質(zhì)均衡的目的。

表9 各因子得分排序Tab.9 Sorting of each factor

3 結(jié)論

①選取的100種單體香料中，能改善香氣質(zhì)、香氣量、細(xì)膩、柔和、透發(fā)性、濃度等感官質(zhì)量指標(biāo)的單體香料種類較多，而能夠改善刺激、殘留、雜氣等指標(biāo)的單體香料較少。②因子分析法可以將9個(gè)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)表達(dá)為3個(gè)主因子，即香氣程度因子、香氣品質(zhì)因子和舒適程度因子，獲得的主因子能較好地歸納變量特征，且在意義上符合感官質(zhì)量評(píng)價(jià)實(shí)踐上的認(rèn)知。③香莢蘭提取物、棗子酊、乙酸異戊酯等香料的綜合得分較高，這些單體香料在所選參比卷煙中綜合使用價(jià)值較高；而香莢蘭提取物、2，3-丁二酮和棗子酊則分別在香氣程度、香氣品質(zhì)和舒適程度3個(gè)主因子中得分較高，在這3個(gè)方面表現(xiàn)出改善參比卷煙感官質(zhì)量的個(gè)性優(yōu)勢(shì)。本研究結(jié)果可為卷煙香料配方設(shè)計(jì)時(shí)單體香料的選用提供參考。