基于感官排序和量值估计法的烤烟僵硬度参比系建立

  目的和背景  叶片结构是烤烟烟叶的一个复合感官属性,僵硬度是其一种外在表现形式,为使分级人员更加深入地理解叶片结构的内涵,方便学习和交流,需建立科学合理的烤烟僵硬度参比样。  方法  设立参比样制作评价小组,通过触觉和视觉相结合的方法评价烤烟叶片僵硬度,应用感官排序法研制烤烟僵硬度参比样体系,应用量值估计法评价所建参比样的代表性与适用性。  结果  （1）根据感官评价进行排序,将僵硬度划分为7个档次,即柔软、较柔软、稍柔软、中等、稍僵硬、较僵硬、僵硬,各档次外观特征描述准确。（2）所制的7个档次参比样品的僵硬度存在显著性差异,不同档次参比样梯度划分合理,代表性和适用性强。  结论  建立的烤烟僵硬度参比样是科学可行的,能够在烟叶分级中发挥重要的作用。      

烤烟身份感官分析描述词的构建

为量化烤烟质量评价方法,制作烤烟身份参比样,采用感官质量描述分析技术,对初选描述词被述及频度进行分类加合统计。构建了9个身份描述词;评价小组依据描述词标度制作参比样;通过参比样重复性测试,证明该参比样可重复性强、适用性广;经过感官评吸鉴定找出了标度5描述词"充实"的感官评吸质量最好,其他描述词由标度5~1或由5~9呈现出感官评吸质量依次递减的趋势。初步确立烤烟分级因素构建描述词的可行性,验证了身份描述词及身份参比样在烤烟质量评价中的作用,为烤烟分级感官评价模型建立提供了研究方法和原始研究数据。     

不同照明条件下烟叶的视觉反映

  目的  为考察初烤烟叶在不同照明条件下的视觉反映, 以期为烟叶评级准确性和自动化提供参考。  方法  运用感官分析技术, 分析了烟叶在3个自然光处理和11个人工照明处理环境中的视效。  结果  ①在自然光条件下, 即便色温的变化较大, 烟叶的视觉反映却无明显差异; ②在人工照明条件下: 当相关色温为5000~5100 K、一般显色指数大于90、照度大于400 lx时, 烟叶的黄色、青色、平滑、褪色、灰色和红色等外观特性的视觉反映接近自然呈现; 当相关色温或一般显色指数超出该区间时, 烟叶部分外观特性的视觉反映将被明显强化或弱化; 当照度低于400 lx时, 视效模糊, 烟叶的光泽度和对比度被弱化。  结论  烟叶评级活动若在人工照明条件下进行, 相关色温应为5000~5100 K, 一般显色指数应大于90, 照度应大于400 lx。      

福建烟叶游离氨基酸等主要含氮化合物与感官质量的关系

  目的  为明确烟叶游离氨基酸等主要含氮化合物与感官质量的关系。  方法  以烤烟品种云烟87为试验材料,测定不同施氮量和留叶数对初烤烟叶各叶位的烟碱、总氮、蛋白质、20种游离氨基酸含量的影响,通过感官质量评价分析主要含氮化合物与感官质量的关系。  结果  1）不同部位烟叶游离氨基酸总量差异显著,依次为下部叶＞上部叶＞中部叶;2）简单相关分析表明,总氮、蛋白质、游离氨基酸总量以及非烟碱氮占总氮含量的比例,与感官质量呈极显著的负相关关系;脯氨酸占游离氨基酸总量的比例,与感官质量呈极显著的正相关关系;3）逐步回归分析表明,在烟碱、蛋白质和20种游离氨基酸中,谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸对感官质量的负面效应大于烟碱、蛋白质以及其它游离氨基酸。4）在8个处理中,施氮量127.5 kg/hm2、留叶数14片/株处理的烟叶,非烟碱氮、谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸含量以及游离氨基酸总量最低,感官质量较好。  结论  控制烟叶非烟碱氮含量,尤其是降低谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸以及游离氨基酸总量,有利于提高烟叶品质。      

湖北产区不同长度高油分烟叶质量特征分析与叶长适宜范围研究

  目的  探索湖北产区不同长度高油分烟叶质量特征差异,寻找高油分烟叶适宜的叶片大小范围。  方法  选取湖北产区6个梯度叶长区段的高油分烤烟中部烟叶,采用正交偏最小二乘法（OPLS）筛选出关键差异质量指标,得出湖北产区高油分烟叶适宜的叶长范围。  结果  （1）湖北产区不同长度高油分烟叶质量关键差异指标包括:外观质量总分、颜色均匀度、弹性、身份,香气量、刺激性、浓度、细腻程度、干燥感、回味,总碱,氮碱比。（2）在一定范围内,随着叶长增加,高油分烟叶整体质量趋好。表现为随着烟叶长度增加,烟叶的两糖含量先增加后降低,糖碱比和钾氯比均呈现出先降低后增加的趋势,当叶长超过75 cm后,二者快速下降;外观质量总分呈现出提高趋势;烟气浓度增加,香气质变好,甜感较好,烟叶的感官质量总得分提升,当烟叶长度达到75 cm以上时,总碱含量高,刺激性增加、杂气变重,余味干净程度下降,整体质量下降。（3）湖北产区高油分烟叶各质量指标较适宜的叶长范围为55~70 cm,此时烟叶的感官香气浓郁、香气质好,烟气柔和、细腻、回甜感好,化学成分协调。      

超临界萃取—分子蒸馏分离烟末香味成分提升再造烟叶可用性

  目的  提高再造烟叶的感官品质和工业可用性。  方法  采用超临界CO₂萃取废次烟末, 利用分子蒸馏技术对萃取物进行分离、蒸馏得到三个等级（80℃、120℃、160℃）馏分。组配不同馏分添加到再造烟叶中,通过感官评价、化学分析进行筛选。将再造烟叶添加到成品卷烟中,最终根据感官评价结果确定最优馏分组配方案。  结果  研究结果表明:在现有再造烟叶工艺基础上添加3‰ 80℃馏分和2‰ 120℃馏分后,新型再造烟叶香气丰满细腻,刺激小,余味干净,整体协调,较柔和,同等比例新型再造烟叶加入成品卷烟中,感官品质明显改善。  结论  烟末超临界萃取物的分级分子蒸馏技术及其组配技术的应用,可以有效改善再造烟叶产品的品质,从而提高卷烟品质。      

基于烟茄嫁接的超低烟碱烟叶的感官质量和烟气特性

  背景和目的  本研究在烟茄嫁接（烤烟品种云烟87为接穗,茄子为砧木）的基础上,检测分析了所获得的超低烟碱含量烟叶TSNAs含量、中性香气物质含量,并对卷制的试验卷烟烟气参数和感官质量进行对比分析。  方法  试验共设烟/烟、烟/茄不培土、烟/茄培土等3个处理。  结果  （1）烟茄嫁接的超低烟碱含量烟叶,中性香气物质含量变化较小,但NNN、NNK、NAT和TSNAs含量显著降低,上部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低82.71%、79.46%和68.78%,中部叶烟/茄不培土处理的NNN、NNK及TSNAs含量比烟/烟低79.68%、79.80%和68.63%。（2）卷烟烟气中烟碱含量大幅度降低,其中烟/茄不培土烟叶比常规烟叶低94.12%,焦油、CO、总粒相物、水分和抽吸口数无显著差异。（3）超低烟碱含量烟叶的香气质、浓度、刺激性和燃烧性无显著差异,香气量、杂气和余味与常规烟叶相比有不同程度的降低,劲头下降明显,消费者满足感、愉悦感、接受度显著降低。  结论  通过嫁接技术选择性降低烟碱含量对烟叶化学组成和感官质量产生不同程度的影响。      

影响上部烟叶感官质量的主要化学成分分析

  目的  明确影响上部烟叶感官质量最主要的化学成分。  方法  测定国内外6个产地共107份上部烟叶样品主要化学成分,评价其感官质量,分析化学成分指标与感官质量总分的关系;对比分析了国内外主产烟区8032份上部烟叶样品的3项主要化学成分。  结果  ① 简单相关分析显示,总糖、还原糖含量与感官质量呈显著或极显著的正相关关系,总氮、烟碱含量与感官质量呈显著或极显著的负相关关系;②逐步回归和通径分析显示,影响上部烟叶感官质量的最主要化学成分为总氮、总糖、烟碱。③国内多数主产烟区上部烟叶总氮含量均高于国外上部烟叶,总糖、烟碱含量接近于或者高于国外上部烟叶。  结论  要提高上部烟叶感官质量,应着重控制总氮含量,协同控制烟碱含量和提高总糖含量。      

紫外光照射时间对低次醇化烟叶质量的影响

  目的  改善低次醇化烟叶的质量, 提高其利用率。  方法  利用紫外光对烟叶进行照射, 考察不同紫外光照射时间下其物理特性、感官质量、淀粉、蛋白质、常规化学成分和致香成分的变化。  结果  单因素方差分析得到15~60 min的紫外光照射对烟叶各方面的品质有不同程度的提升效果, 30 min照射的烟叶总体品质最佳, 填充值、糖碱比和致香成分总量提升, 淀粉和蛋白质含量降低, 感官质量有所改善。75 min后, 随着紫外照射时间的延长, 烟叶样品的加工性能逐渐降低, 致香物质总量减少, 香型风格有所改变。  结论  在适宜的照射时间下, 紫外光照射能够改善醇化烟叶的品质, 照射时间过长则会对部分理化性质产生负面影响。      

清香型烟叶产区基因型选择

  目的  为清香型产区烤烟基因型选择提供依据。  方法  在清香型烟叶主产区云南和福建种植11个烤烟基因型,利用系统聚类方法对参试基因型常规化学成分、多酚物质、挥发性香气物质含量及感官评价得分进行单类别指标和所有指标综合的聚类分析。  结果  1）云烟116与云烟87、NC71与PVH1452、云烟110与云烟119的单类别指标及所有指标综合聚类均分别聚在相同类群,化学成分及感官质量相似性较高,其他基因型间单类别指标和所有指标综合聚类的差异较大。2）感官评价聚为Ⅰ类群的云烟116、云烟87、K326清香型风格较典型,感官质量好,相似性较高。3）茄酮、降茄二酮、正己醛、2-异丙基-5氧-己醛、寸拜醇、西柏三烯二醇（a、b、c、d）含量与感官质量显著或极显著正相关,绿原酸含量与感官质量显著负相关,这些指标在基于感官评价聚类的类群间差异具有统计学意义。  结论  云烟116、云烟87、K326清香型风格较典型,感官质量好,感官质量及多酚物质含量相似性较高,云烟116与云烟87感官质量及化学成分相似性较高。研究结果可为清香型产区基因型选择提供依据。      

具有可信度分析的卷烟质量评估模型预测控制方法

为了改善大多数已建模型在预测时出现盲目的、机械的预测错误情况,以不同产地烤烟和白肋烟数据作为实验样本,综合集成假设检验、凸壳构造与内点分析、序列随机性检验等理论和方法,在预测控制环节设计了具有拒绝识别和可信度分析特征的分类器预测控制算法。实验结果表明,分类器能有效地接受与训练数据相似的测试样本,并给出凸壳内点测试样本的预测值和可信度参考值,同时亦能准确拒绝识别与烤烟质量数据差异较大的白肋烟和特异香型烤烟样本。不同类型测试数据实验验证了该算法的可行性和有效性,尤其是对于以专家经验或领域知识为主的卷烟质量评价问题更加实用。     

基于XGBoost算法的山东烟叶质量预测模型初探

为挖掘烟叶化学成分与感官质量之间的关系,探究机器学习算法在烟叶质量评价领域的应用效果,以山东烟叶为试验材料,开展了常规成分、生物碱、有机酸、多酚和单双糖等20项主要化学成分检测和感官质量评价,并根据感官质量优劣将其划分为好、中、差3个质量档次。利用遗传算法对XGBoost进行超参数寻优,建立了基于化学成分的山东烟叶质量档次预测模型,同时引入SHAP value模型解释框架进行全局解释与特征依赖分析。所建预测模型对山东烟叶质量档次判别准确率为85%,尤其对第3质量档次识别效果最佳。SHAP value全局解释表明,影响山东烤烟质量的7个特征指标贡献度排名为：酸酚比>蔗糖>氯>烟碱>降烟碱>柠檬酸>糖碱比,其中糖碱比、蔗糖、酸酚比分别为好、中、差质量档次判别贡献最大的化学指标。基于XGBoost算法的山东烟叶质量预测模型在烟叶质量档次判别应用中有效、可靠、可解释性强,对于烟叶质量评价和烟叶生产具有一定指导意义。     

清江流域烤烟类胡萝卜素降解产物的因子分析和综合评价

以湖北清江流域8个烤烟主产区24个烟叶样品为供试材料,对烤烟12种类胡萝卜素降解产物进行了相关分析和因子分析,并利用因子得分进行综合评价。结果表明,烤烟类胡萝卜素降解产物间存在显著或极显著的相关性。相关系数矩阵前3个特征根的累计贡献率已达85．05％。由类胡萝卜素降解产物的因子载荷矩阵得到3个公因子,即巨豆三烯酮类因子、大马酮类因子和庚烯类因子。因子分析法综合评价的结果与评吸结果基本一致,为用化学指标评价烤烟品质提供了新方法。     

进口烤烟与我国主产区烤烟烟叶物理特性相似性分析

为明确进口烤烟烟叶与国产烟叶物理特性的相似性,对比分析了津巴布韦、赞比亚、马拉维和坦桑尼亚4个国家不同等级进口烤烟烟叶物理特性,并与我国云南、贵州等11个主产区烤烟烟叶物理特性进行聚类分析。结果表明：（1）我国烟叶叶面密度、厚度、平衡含水量和填充值与进口烟叶接近,拉力高于进口烟叶,单叶质量低于进口烟叶。（2）山东、四川、重庆、云南等地烤烟烟叶物理特性与进口烟叶较为接近,与马拉维和坦桑尼亚烤烟烟叶相似性较高,与津巴布韦和赞比亚烟叶相似性略次。广东、湖北、贵州、湖南、福建、河南、陕西等地烟叶与进口烟叶物理特性差异较大。     

烤烟不同部位烟叶主要化学成分与感官质量的关系

选取我国主产烟区161份烤烟样本,研究了不同部位烟叶主要化学成分与感官质量的关系.结果表明:各部位烟叶化学成分含量总体适宜,总体评吸质量较好,评吸总分变异系数较低.各主要化学成分及评吸总分在不同部位间的差异均达到了显著水平.对评吸总分与主要化学成分进行灰色关联分析,结果表明:对烟叶总体评吸质量影响最显著的化学指标为氛、烟碱、还原糖.随着评吸总分的增加,各个部位烟叶的烟碱含量呈现先增加后降低的趋势,中部叶还原糖含量随着评吸总分的增加逐渐增加,钾含量和钾氯比对评吸总分具有较大的正效应,而氛含量则具有较大的负效应.     

山东烟区烤烟化学成分含量变化及聚类分析

采用聚类分析方法,对山东22个植烟县169个乡镇3年共计464个烤烟初烤烟叶C3F样品的化学成分进行了分析和评价。结果表明：山东烟区烤烟化学成分的平均值基本都在优质烟的适宜值范围内,说明山东烟区各项化学成分协调,是烤烟的优质产区;用聚类分析方法将山东烟区分为5类,即中糖中碱中氯区、低糖高碱中氯区、高糖中碱中氯区、高糖低碱中氯区、高糖中碱低氯区,多元方差分析和多重比较表明,各类间差异明显。     

基于近红外光谱技术的云南片烟综合质量评价

为探索利用近红外光谱技术快捷、全面评价片烟质量的可行性,以2015—2017年初烤烟叶和复烤片烟为研究材料,使用偏最小二乘法等数据处理方法建立了片烟常规化学成分、香型、部位、感官质量的近红外光谱预测模型,验证模型效果后对2018—2019年度云南片烟质量进行了预测和评价。结果表明,2019年度较2018年度,化学成分呈现总糖、还原糖极显著下降、总氮极显著上升的趋势;清香型指数略有下降;两年上、中、下部位指标差异不显著;近红外感官质量模型评价的70个片烟中有57个片烟与感官评价结果相符,预测准确率达到81.4%,且年度间差异极显著;近红外预测结果与感官评吸结果具有较高的一致性。利用近红外技术评价片烟综合质量可以为卷烟配方设计提供参考。     

基于改进TOPSIS方法的烤烟化学品质综合评价

在分析传统逼近理想解法（TOPSIS法）缺陷及其成因的基础上,利用二次标准化法、绝对理想解、层次分析法和新的距离公式弥补其相对接近度计算方法不能完全反映各评价对象优劣性的不足,建立了改进的TOPSIS方法,并采用该方法对四川烟叶的化学品质进行了综合评价。此外,为验证改进TOPSIS法的可行性和合理性,将其评价结果与传统TOPSIS法、感官质量评价结果进行了对比。结果表明:①四川省45个烟叶样本可以分为3类,化学品质表现中等以上的烟叶样本占近50%;②与传统TOPSIS法相比,改进TOPSIS法评价结果与感官质量评价结果一致性更高。利用改进TOPSIS法进行烤烟化学品质综合评价具有一定的可靠性。      

主成分分析和聚类分析在配方模块中的应用

为探索一种科学合理的小叶组配方烟叶质量评价与分类方法,对云南省楚雄州不同产地的初烤中部烟叶样品的外观品质因素指标、常规化学成分检测指标和感官质量评吸指标进行了主成分分析,并用快速聚类法(K-均值聚类法)对得到的主成分进行聚类分析;利用统计分析软件SPSS11.0提供的方法进行快速样本聚类,按聚类结果确定其在小叶组配方中的用途。结果表明,采用这种多元分析方法可以克服传统理化和感官指标检测方法对多个样品难以综合评价分类的缺陷,且运用计算机处理数据简便易行,是进行小叶组配方烟叶评价分类的一种便捷方法。