2.2烟草pH和主流烟气粒相物pH


单料烟烟草pH的测定结果见表6，卷烟烟草pH和主流烟气粒相物pH的测定结果见表7。


由表6、表7可知，单料烟烟草pH为4.684～6.188，RSD为0.140%～0.441%；卷烟烟草pH为4.861～5.286，RSD为0.219%～0.451%；主流烟气粒相物pH为5.738～6.103，RSD为0.182%～0.410%。测定结果与李青青等的结果较接近，同时由RSD可知pH测定结果的精密度较高。主流烟气粒相物pH比卷烟烟草pH略低的原因可能是由于卷烟燃烧形成烟气的过程中，非挥发性有机酸的沸点相对于烟碱等碱性物质的沸点较高，烟气中的酸性物质较少，从而导致烟气中的酸碱比降低，使烟气pH值升高。

表6单料烟烟草pH测定结果

表7卷烟烟草pH和主流烟气粒相物pH测定结果


2.3灰色关联度分析


为考察各非挥发性有机酸对pH的影响程度，根据表4～表7中测定结果，分别以单料烟烟草pH、卷烟烟草pH、主流烟气粒相物pH为母序列，以相应的非挥发性有机酸作为特征序列，分辨系数ρ取0.5，数据经均值化处理后进行灰色关联度分析，结果见表8。


由表8可知，单料烟烟草pH与草酸、软脂酸、苹果酸、油酸、柠檬酸的关联度较大，其关联度分别为：0.894，0.879，0.837，0.834，0.817；卷烟烟草pH与软脂酸、苹果酸、亚麻酸、草酸、柠檬酸的关联度较大，其关联度分别为：0.960，0.959，0.952，0.950，0.946；卷烟主流烟气粒相物pH与苹果酸、软脂酸、亚麻酸、草酸、亚油酸的关联度较大，其关联度分别为：0.936，0.936，0.959，0.957，0.954；十三酸、正十五酸与3种pH的关联度均较小，可能是二者在样品中的含量较低造成的。因此，草酸、软脂酸、苹果酸、油酸、柠檬酸对单料烟烟草pH的影响程度相对较大；软脂酸、苹果酸、亚麻酸、草酸、柠檬酸对卷烟烟草pH的影响程度相对较大；苹果酸、软脂酸、亚麻酸、草酸、亚油酸对卷烟主流烟气粒相物pH的影响程度相对较大。

表8 pH与非挥发性有机酸的关联度


2.4主成分分析


采用主成分分析方法对单料烟和卷烟中的非挥发性有机酸进行因子提取，并运用最大方差旋转方法进行旋转。根据KMO和Bartlett的检验，可知单料烟和卷烟中非挥发性有机酸的KMO分别为0.665，0.675，均大于0.6，说明变量间存在相关性；Bartlett球形度检验中单料烟和卷烟中非挥发性有机酸的P均小于0.001，说明主成分分析有意义。通过对有机酸主成分进行提取分析，并与灰色关联度分析结果结合，可有效明确有机酸对pH的影响程度，当主成分特征值大于1时，该有机酸成分可作为主成分进行分析。单料烟及卷烟有机酸主成分相关特征值及其贡献率见表9、表10。

表9单料烟有机酸相关特征值及其贡献率

表10卷烟有机酸相关特征值及其贡献率


由表9可知，单料烟有机酸共提取出4个主成分，其方差贡献率分别为37.278%，19.417%，11.360%，8.600%，累计方差贡献率为76.66%。单料烟有机酸第1主成分包括亚油酸、亚麻酸、软脂酸等，第2主成分包括柠檬酸、苹果酸、草酸等，第3主成分仅包括油酸，第4主成分仅包括琥珀酸。结合灰色关联度分析结果可知，第2主成分中的苹果酸、草酸对单料烟烟草pH的影响程度较大。


由表10可知，卷烟有机酸共提取出3个主成分，其方差贡献率分别为40.137%，26.953%，11.374%，累计方差贡献率为78.46%；卷烟有机酸第1主成分包括柠檬酸、硬脂酸、丙二酸等，第2主成分包括正十五酸、软脂酸、亚麻酸等，第3主成分仅包括草酸、亚油酸、苹果酸等。结合灰色关联度分析结果可知，第2、3主成分中的软脂酸、苹果酸对卷烟烟草pH、主流烟气粒相物pH的影响程度较大。


对比分析结果发现，草酸对单料烟烟草pH的影响程度较大，而对卷烟烟草pH和主流烟气粒相物pH的影响程度稍小，软脂酸对卷烟烟草pH、主流烟气粒相物pH的影响程度较大，而对单料烟烟草pH的影响程度稍小。其原因可能是草酸性质不如软脂酸稳定，在100℃以上的温度条件下草酸容易升华，卷烟加工过程中的膨胀、烘丝等热处理均会使烟丝中草酸的含量减少。烟丝经过膨胀后，非挥发性有机酸含量明显降低，且在膨胀前后草酸含量的降低率大于软脂酸，从而使草酸对烟丝酸碱度的影响减弱，最终导致草酸对卷烟烟草pH和主流烟气粒相物pH的影响程度变小。从单料烟烟叶到制成卷烟需要经过一系列加工过程，加工过程中烟叶内部化学成分的改变最终导致单料烟和卷烟研究结果有所不同。


3结论


烟草中不同有机酸对pH影响程度不同，利用灰色关联度分析并结合主成分分析发现，苹果酸、草酸对单料烟烟草pH的影响程度较大，苹果酸、软脂酸对卷烟烟草pH、主流烟气粒相物pH的影响程度较大，十三酸、正十五酸对pH的影响较小。为实际改善和调控烟草pH及主流烟气粒相物pH、弱化卷烟烟气噪感，后期可开展在烟叶或烟丝中施加非挥发酸的相关试验，比较苹果酸与草酸、苹果酸与软脂酸在改善烟草及烟气pH中的效果，以便提升卷烟产品的吸食品质。