Relationship Between Sensory Quality and Chemical Component of Flue-cured Tobacco in Shandong Province and Establishment of Quality Prediction Models

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0579

Abstract

Abstract:

In order to explore the relationship between chemical components and sensory quality of flue-cured tobacco in Shandong Province, a sensory quality evaluation and determination of 23 chemical indicators in five categories, including conventional components, organic acids, alkaloids, monosaccharides and polyphenols, were conducted on representative flue-cured tobacco leaves from six regions in Shandong Province. Multiple statistical methods such as simple correlation, analysis of variance, principal component analysis, and regression analysis were used for data analysis. Six key quality indicators including total sugar, chlorine, chlorogenic acid, nornicotine, citric acid/nicotine, and oleic acid were screened. The sensory quality prediction model of Shandong tobacco leaves was constructed. The absolute difference between the predicted value and the actual value was 0.43-3.88 points. The relative error was -5.66%-6.32%, between actual value and predicted value of the verification sample, and the average error was 3.18%. The sensory quality prediction model based on key chemical components can provide certain technical support for the objective quality evaluation of flue-cured tobacco in Shandong Province.

Key words: flue-cured tobacco, multivariate statistical analysis, quality evaluation, chemical components, prediction model

ZHOU Xiansheng, LI Xiaoyang, LIU Zhiguang, ZHOU Xiaoyu, QIU Chengyu, ZHUANG Zhilin, CAO Jianmin. Relationship Between Sensory Quality and Chemical Component of Flue-cured Tobacco in Shandong Province and Establishment of Quality Prediction Models[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(1): 128-134.

Figures/Tables 7

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类型	产区	部位	2015年	2016年	2017年	2018年	2019年	2020年	合计
片烟	山东	上部	2	3	2	2	2	0	11
		中部	0	2	3	3	4	0	12
		下部	0	0	1	1	1	0	3
原烟	潍坊	上部	0	0	0	0	0	6	6
	潍坊	中部	0	0	0	9	3	7	19
	临沂	上部	0	0	0	0	0	5	5
	临沂	中部	0	0	0	3	7	8	18
	日照	上部	0	0	0	0	0	3	3
	日照	中部	0	0	0	4	3	5	12
	青岛	上部	0	0	0	0	0	3	3
	青岛	中部	0	0	0	3	0	6	9
原烟	淄博	上部	0	0	0	0	0	3	3
	淄博	中部	0	0	0	0	3	2	5
	济南	上部	0	0	0	0	0	3	3
	济南	中部	0	0	0	0	0	2	2
合计			2	5	6	25	23	53	114

类型	产区	部位	2015年	2016年	2017年	2018年	2019年	2020年	合计
片烟	山东	上部	2	3	2	2	2	0	11
		中部	0	2	3	3	4	0	12
		下部	0	0	1	1	1	0	3
原烟	潍坊	上部	0	0	0	0	0	6	6
	潍坊	中部	0	0	0	9	3	7	19
	临沂	上部	0	0	0	0	0	5	5
	临沂	中部	0	0	0	3	7	8	18
	日照	上部	0	0	0	0	0	3	3
	日照	中部	0	0	0	4	3	5	12
	青岛	上部	0	0	0	0	0	3	3
	青岛	中部	0	0	0	3	0	6	9
原烟	淄博	上部	0	0	0	0	0	3	3
	淄博	中部	0	0	0	0	3	2	5
	济南	上部	0	0	0	0	0	3	3
	济南	中部	0	0	0	0	0	2	2
合计			2	5	6	25	23	53	114

类别		指标	最小值	最大值	均值	变异系数/%	峰度系数	偏度系数
常规化学成分		总糖/%	11.42	30.06	21.59	19.25	-0.24	-0.17
		还原糖/%	9.90	28.97	19.52	19.36	-0.29	-0.09
		氯/%	0.12	1.50	0.49	59.13	0.99	0.74
		总植物碱/%	0.94	3.13	2.15	22.75	-0.13	-0.24
		钾/%	0.91	2.37	1.61	15.49	0.00	0.70
		总氮/%	1.43	2.70	2.01	14.14	0.28	-0.18
有机酸	草酸/(mg/g)		4.29	21.52	12.79	19.31	2.71	-0.02
	苹果酸/(mg/g)		19.31	104.70	59.00	25.54	0.36	-0.13
	柠檬酸/(mg/g)		3.76	14.93	7.91	31.35	-0.42	0.38
	油酸/(mg/g)		0.24	1.08	0.61	23.23	1.07	0.35
	亚油酸/(mg/g)		0.62	1.69	1.17	17.35	0.36	-0.15
	亚麻酸/(mg/g)		0.93	2.45	1.76	20.63	-0.42	-0.17
生物碱	烟碱/(mg/g)		9.11	31.55	19.29	23.40	-0.07	0.07
	降烟碱/(mg/g)		0.30	2.15	0.71	41.94	6.81	2.09
	去氢新烟碱/(mg/g)		0.42	2.66	1.37	34.46	-0.21	0.32
单双糖	果糖/(mg/g)		31.54	74.38	45.25	22.84	0.56	1.22
	葡萄糖/(mg/g)		28.86	79.84	53.01	20.32	0.16	0.19
	蔗糖/(mg/g)		0.17	58.04	8.59	113.43	13.78	3.24
多酚	绿原酸/(mg/g)		5.34	18.95	11.78	24.14	0.29	-0.23
	新绿原酸/(mg/g)		0.67	2.91	1.52	32.46	0.27	-0.48
	隐绿原酸/(mg/g)		1.31	5.01	2.77	28.78	0.26	-0.38
	芸香苷/(mg/g)		3.69	14.84	8.10	26.75	0.60	0.40
	莨菪亭/(mg/g)		0.08	0.59	0.27	34.97	0.74	0.85
派生指标	还原糖/总植物碱		3.85	28.65	9.82	41.92	1.94	6.16
	苹果酸/烟碱		1.00	6.80	3.21	34.10	0.87	0.89
	酸酚比		1.17	8.13	3.80	31.88	0.90	1.58
	钾氯比		0.61	14.84	4.76	63.88	1.09	0.87
	苹果酸/柠檬酸		2.67	13.79	7.84	26.23	0.29	-0.08
	降烟碱/烟碱		0.02	0.10	0.04	34.95	2.72	9.77
	柠檬酸/烟碱		0.15	0.97	0.42	32.44	1.03	3.02

类别		指标	最小值	最大值	均值	变异系数/%	峰度系数	偏度系数
常规化学成分		总糖/%	11.42	30.06	21.59	19.25	-0.24	-0.17
		还原糖/%	9.90	28.97	19.52	19.36	-0.29	-0.09
		氯/%	0.12	1.50	0.49	59.13	0.99	0.74
		总植物碱/%	0.94	3.13	2.15	22.75	-0.13	-0.24
		钾/%	0.91	2.37	1.61	15.49	0.00	0.70
		总氮/%	1.43	2.70	2.01	14.14	0.28	-0.18
有机酸	草酸/(mg/g)		4.29	21.52	12.79	19.31	2.71	-0.02
	苹果酸/(mg/g)		19.31	104.70	59.00	25.54	0.36	-0.13
	柠檬酸/(mg/g)		3.76	14.93	7.91	31.35	-0.42	0.38
	油酸/(mg/g)		0.24	1.08	0.61	23.23	1.07	0.35
	亚油酸/(mg/g)		0.62	1.69	1.17	17.35	0.36	-0.15
	亚麻酸/(mg/g)		0.93	2.45	1.76	20.63	-0.42	-0.17
生物碱	烟碱/(mg/g)		9.11	31.55	19.29	23.40	-0.07	0.07
	降烟碱/(mg/g)		0.30	2.15	0.71	41.94	6.81	2.09
	去氢新烟碱/(mg/g)		0.42	2.66	1.37	34.46	-0.21	0.32
单双糖	果糖/(mg/g)		31.54	74.38	45.25	22.84	0.56	1.22
	葡萄糖/(mg/g)		28.86	79.84	53.01	20.32	0.16	0.19
	蔗糖/(mg/g)		0.17	58.04	8.59	113.43	13.78	3.24
多酚	绿原酸/(mg/g)		5.34	18.95	11.78	24.14	0.29	-0.23
	新绿原酸/(mg/g)		0.67	2.91	1.52	32.46	0.27	-0.48
	隐绿原酸/(mg/g)		1.31	5.01	2.77	28.78	0.26	-0.38
	芸香苷/(mg/g)		3.69	14.84	8.10	26.75	0.60	0.40
	莨菪亭/(mg/g)		0.08	0.59	0.27	34.97	0.74	0.85
派生指标	还原糖/总植物碱		3.85	28.65	9.82	41.92	1.94	6.16
	苹果酸/烟碱		1.00	6.80	3.21	34.10	0.87	0.89
	酸酚比		1.17	8.13	3.80	31.88	0.90	1.58
	钾氯比		0.61	14.84	4.76	63.88	1.09	0.87
	苹果酸/柠檬酸		2.67	13.79	7.84	26.23	0.29	-0.08
	降烟碱/烟碱		0.02	0.10	0.04	34.95	2.72	9.77
	柠檬酸/烟碱		0.15	0.97	0.42	32.44	1.03	3.02

指标	主成分1	主成分2	主成分3	主成分4	主成分5
总糖	0.900
还原糖	0.873
葡萄糖	0.800
总氮	-0.759
酸酚比	-0.692
亚麻酸	0.523
隐绿原酸		0.911
新绿原酸		0.894
绿原酸		0.778
钾氯比		0.658
苹果酸/柠檬酸		0.641
氯		-0.570
莨菪亭		-0.484
柠檬酸/烟碱			0.914
柠檬酸			0.763
降烟碱				0.931
降烟碱/烟碱				0.912
油酸					0.846
特征值	7.89	2.46	2.06	1.78	1.13
方差贡献率/%	41.55	12.97	10.83	9.37	5.97
累计方差贡献率/%	41.55	54.51	65.34	74.71	80.68