烤烟化学指标及感观质量关联性分析范文

摘要：针对烟叶化学指标单一无量纲化方法与感观质量评价排序不一致的问题，以四川广元烟叶为研究对象，分别采用初值化法、均值化法和标准差法进行烤烟化学成分与感观质量的关联分析，再运用平均值法、Board法和Copeland法对单一评价排序进行组合，对组合结果进行循环修正，得到最终排序。结果表明，影响广元烤烟感观质量的化学指标的大小依次为总氮、还原糖、总糖、烟碱、钾、氮碱比、糖碱比、淀粉、钾氯比。

关键词：烤烟；化学指标；感观质量；无量纲化方法；灰色关联分析；循环修正

在对烤烟化学指标与感观质量的灰色关联分析中，需对化学指标进行无量纲化处理。无量纲化处理多依据经验选用初值化法或标准差法或均值化法[1–5]，而仅采用一种无量纲化方法，其结果有可能与实际情形并不相符[6–11]。笔者以广元烟叶为研究对象，比较了化学指标进行初值化法、标准差法、均值化法无量纲化处理的结果，与烟叶感观质量灰色关联分析结果上的差异，并以平均值法、Board法、Copeland法对排序结果进行组合，对组合评价结果进行循环修正，最终得到影响感观质量的化学指标的排序。

1材料与方法

1.1材料来源与指标测定取2013年四川省广元市云烟87C3F等级7个烟叶样品。采用连续流动仪测定总糖、还原糖、烟碱、氯、总氮、钾、淀粉含量。由广东中烟有限责任公司技术中心7位评吸人员对烟样进行感官评吸评价。评价指标包括香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、柔和度、细腻度、圆润感和干燥感，各项满分分别为20、25、13、10、12、5、5、5、5分，总分100分，以感官评吸得分代表样品的感观质量。

1.2方法1.2.1烟叶化学指标的无量纲化处理及与感观质量灰色关联度的计算参考郑庆利[12]报道的方法进行数据处理。由n个烟叶样本的m个指标构成灰色评价矩阵。以烤烟化学指标为比较序列，以感官评吸总分为参考序列，分别记为Xij和X0j(i=1,2,…,m；j=1,2,…,n)。式中：jX和Sj分别为Xij的均值和标准差；jX0和S0j分别为X0j的均值和标准差；'0jX为参考序列感官评吸指标；'ijX为比较序列化学指标。第i个化学指标与感观质量之间的灰色关联度为i。为进一步分析不同无量纲化方法对整体关联度大小的影响，以变异系数、变幅、标准差来表征灰色关联度的离散情况。1.2.2组合评价运用平均值法、Board法和Copeland法[13–14]，对3种无量纲化方法得到的关联序进行组合评价。3种组合法的关系模型及评价结果排序，参照郑庆利[12]与郭显光[15]的方法。1.2.3循环修正参照文献[14]和[16]多种组合评价方法，对单一评价方法的结果进行组合修正，使得组合后的标准差减小，多次循环修正，直至标准差收敛于0，即多种评价结果完全相同。

2结果与分析

2.1无量纲化方法对灰色关联分析结果的影响采用初值化法、均值化法和标准差法3种无量纲化方法处理后，烟叶化学指标与感观质量的灰色关联度及排序列于表1。结果表明：初值化法的结果显示，总糖对感观质量的影响最大；均值化法结果显示，总氮对感观质量的影响最大。标准差法结果显示，淀粉对感观质量的影响最大。初值化法和均值化法处理的排序结果较为一致，排名前3位的均为两糖和总氮。除淀粉外，初值化法、均值化法的关联度普遍大于标准差法的。由表1可以计算出初值化法、均值化法的关联度的极差、标准差和变异系数均大于标准差法，说明初值化法和均值化法处理，评价结果更为分散，区分度更高。

2.2基于循环修正的组合评价对3种无量纲化方法处理得到的灰色关联序进行组合，结果列于表2。还原糖、烟碱、糖碱比等指标组合评价结果并不一致。进行循环修正后，第2次组合评价结果列于表3。经第2次循环修正后，标准差为0，可得最终的评价排序，影响感观质量的化学指标排名前3位的是总氮、还原糖和总糖。

3结论与讨论

不同的无量纲化方法处理对烤烟化学指标与感观质量的灰色关联的排序结果有影响，初值化法和均值化法所得结果较为一致，标准差法处理后各指标序列的方差均为1，人为消除了指标在变异程度上的差异，可能是该方法关联度分布较为集中，不易区分的原因。循环修正能够解决组合评价结论新的不一致问题，其结果判定方法主要有2种：一种是使组合评价排序的标准差收敛于0；另一种是使组合评价结果的Spearman等级相关系数为1。其实质是一样的，即要求经过组合评价方法的反复使用，排序达到完全一致。采用该方法经过2轮循环即得到满意结果，但在实际应用中，可能需要多次循环，计算量会增大。由最终评价排序可知，总氮、糖对烟叶感观质量的影响较大，淀粉、钾氯比对感观质量的影响较小。胡建军等[17]研究结果表明，总氮与香气质、香气量、杂气、刺激性和余味呈显著线性负相关，总糖、还原糖与香气质、香气量、杂气、刺激性和余味均呈显著线性正相关；丁曼旎等[18]研究指出，与评吸总分关联密切的是总氮、还原糖和总糖，而淀粉、钾氯比关联度较小。本研究结果与上述结果基本一致，这都表明所建立的循环修正的方法合理可行。

单位：广东中烟工业有限责任公司