CN102830196B - 一种烟用香精品质的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烟用香精品质的检测方法，本发明提供的方法将烟用香精待测样品根据其感官评价结果进行分类，得到三类烟用香精样品；将得到的烟用香精样品的色谱数据进行主成分分析，将得到的主成分分析结果和感官评价结果相结合，根据烟用香精中各组分的变化情况以及主成分分析结果与感官评价结果的相关性，将烟用香精所含组分分成五类；根据得到的样品的分类结果和烟用香精组分的分类结果，采用聚类分析法对烟用香精的色谱分析数据进行分析，根据得到的聚类分析结果直接得到烟用香精的质量变化情况。本发明提供的方法操作简单，而且克服了人工评吸过程中的检测结果受评吸人员水平、身体状态、环境因素等影响的问题。

Description

一种烟用香精品质的检测方法

技术领域

本发明涉及香烟品质监测技术领域，尤其涉及一种烟用香精品质检测方法。

背景技术

卷烟加香的目的在于消除不同等级烟叶之间的差异，有目的地增加和增强其他香味，使香味更加丰满；降低卷烟在抽吸过程的干燥感，消除粗糙感，增加其甜润度，改善吸味。对卷烟进行加香赋予了卷烟的特征香（嗅香、开包香、抽吸风格），增加对消费者的吸引力；而且加香合适，可在一定程度上增强卷烟等级。烟用香精除了应使卷烟具有优美和令人愉快的嗅香外，还要使经过燃烧后的主流烟气和侧流烟气中体现出良好的加香效果。

烟用香精是由多种香料调配出来的，具有一定的香型的，可直接用于烟草加香的混合物。烟用香精的调配是技术与艺术的结合，是一定科学理论的基础上综合经验和个人调香才能，通过不断的试验和实践的结晶，因此，嗅觉评定仍然是调配烟用香精的重要手段。由于烟用香精的特殊性，质量控制始终以感官评价为主，一般的，国际上总是将烟用香精的感官评价放在首位，只有通过感官评价，才有可能进行理化指标的检测。在我国，一般也是采用中华人民共和国国家标准GB 5606.4-2005《卷烟第4部分感官技术要求》对烟用香精进行感官评吸，以确定烟用香精的质量。

目前，烟用香精的品质主要通过物理测试与人工评吸相结合的方式进行监控。前者很难有效地监控香精中特征组分的波动质量变化，而后者容易受到人为因素的影响，导致评分的波动。GC/MS气相色谱质谱联用法是一种相对客观、灵敏的检测方法，通过GC/MS分析可以获得香精组分的定性定量信息和香味成分的特征谱图，从整体上表征香精组分的差异。通过主成分分析也可以了解不同配方香精或不同存放期复配烟用香精之间的差异。但在应用特征谱图或主成分分析法，对本不同存放期复配烟用香精进行质量稳定性判断时，分析结果与感官评吸结果存在一定差异，得到的结果准确度较低，限制了GC/MS气相色谱质谱在烟用香精品质检测领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟用香精品质的检测方法，本发明提供的检测方法更加简单，得到的检测结果更加准确。

本发明提供了一种烟用香精品质的检测方法，包括以下步骤：

a）将不同存放期的待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据；

b）将所述步骤a）得到的色谱分析数据进行主成分分析，得到待测样品的主成分分析结果；

c）根据对待测样品的感官评价结果，将待测样品分为三类，第一类样品为正常样品，第二类样品为可分辨香气弱化样品，第三类样品为完全变质样品；

d）根据所述步骤b）得到的主成分分析结果和步骤c）得到的感官评价结果将烟用香精所含组分进行分类，第一类烟用香精组分为不同存放期样品的色谱检测结果中该类组分的色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性小于0.6的组分；第二类烟用香精组分为色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第三类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差小于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第四类烟用香精组分为在存放过程中发生化学变化，色谱峰面积变化的界线值在15%~40%以下其与感官评价结果的相关性小于0.6、超过所述界限值后，其与感官评价结果相关性大于0.8的组分；第五类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差大于20%且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性为0.6~0.8，其色谱峰面积加和、相消或相促后与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；

e）根据所述步骤c）和步骤d）得到的分类结果，对所述步骤a）得到的色谱分析数据进行优化，得到不同类样品组分的校正色谱分析数据；

f）根据所述步骤c）得到的分类结果采用聚类分析法对所述步骤e）得到的校正色谱分析数据进行聚类分析，建立聚类分析图，得到待测样品品质的检测结果。

优选的，所述步骤e）为：

e1）根据所述步骤d）得到烟用香精所含组分的分类，设定每类组分的校正系数；

e2）将步骤c）得到的每类样品中每个成分的峰面积值乘上所述步骤e1）得到的校正系数，得到校正色谱分析数据。

优选的，所述步骤e1）具体为：

按照第一类烟用香精组分、第二类烟用香精组分和第三类烟用香精组分对感官评价结果影响的大小依次随机设定从小到大的校正系数；

第四类烟用香精组分在界限值内校正系数设定为0，超出界限值后减去所述界限值，再按与第一类烟用香精组分、第二类烟用香精组分、第三类烟用香精组分相同的方法设定，得到第四类烟用香精组分的校正系数；

对于第五类烟用香精组分需要综合处理，将所述第五类烟用香精组分中各个单组分色谱峰面积乘以系数后的累加、相减、相乘或相除后得到第五类烟用香精组分的校正系数。

优选的，所述步骤f）具体为：

f1）将步骤e）得到的校正色谱分析数据构成的矩阵进行主成分分析，得到主成分分析结果；

f2）根据所述步骤f1）得到的主成分分析结果，抽提出第一主成分和第二主成分投影图；

f3）计算所述第一主成分和第二主成分投影图中所述步骤c）得到的不同类待测样品的类中心的距离；

f4）以所述步骤f3）得到的距离为优化目标函数，采用粒子群优化算法对校正色谱分析数据中的校正系数进行优化，使不同类样品间的类中心距离最大，得到聚类分析图。

优选的，所述步骤a）为：

a1）将待测样品进行萃取，得到色谱分析样品；

a2）将所述步骤a1）得到的色谱分析样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据。

优选的，所述步骤a1）中的萃取为溶剂萃取、顶空固相微萃取或同时蒸馏萃取中的一种。

优选的，所述步骤a1）中的萃取为溶剂萃取。

本发明提供一种烟用香精品质的检测方法，本发明提供的方法将得到的烟用香精待测样品根据感官评价结果进行分类，得到三类烟用香精样品；将得到的烟用香精样品的色谱分析数据进行主成分分析，将得到的主成分分析结果和人工感官评价结果相结合，根据烟用香精中各组分的变化情况以及主成分分析结果与感官评价结果的相关性，将烟用香精所含的组分进行分类，得到五类组分；根据得到的样品的分类结果和烟用香精所含组分的分类结果，采用聚类分析法对烟用香精的色谱分析数据进行分析，根据得到的聚类分析结果直接得到烟用香精的质量变化情况。本发明提供的方法为烟用香精品质的评价提供了一种定量的方法，方法操作简单，而且克服了人工评吸过程中人为造成的误差，如评吸人员水平、其身体状态以及环境因素等对评吸结果的影响，使得到的分析结果更加的准确。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的烟用香精样品的GC/MS图谱；

图2为本发明实施例1得到的烟用香精样品D的主成分分析结果；

图3为本发明实施例2得到的烟用香精样品E的主成分分析结果；

图4为本发明实施例3得到的烟用香精样品F的主成分分析结果；

图5为本发明实施例4得到的烟用香精样品G的主成分分析结果；

图6为本发明实施例5得到的烟用香精样品J的主成分分析结果；

图7为本发明实施例6得到的烟用香精样品K的主成分分析结果；

图8为本发明实施例7得到的烟用香精样品L的主成分分析结果；

图9为本发明实施例8得到的烟用香精样品N的主成分分析结果；

图10为本发明实施例1得到的烟用香精样品的聚类分析结果。

具体实施方式

一种烟用香精品质的检测方法，包括以下步骤：

a）将不同存放期的待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据；

b）将所述步骤a）得到的色谱分析数据进行主成分分析，得到待测样品的主成分分析结果；

c）根据对待测样品的感官评价结果，将待测样品分为三类，第一类样品为正常样品，第二类样品为可分辨香气弱化样品，第三类样品为完全变质样品；

d）根据所述步骤b）得到的主成分分析结果和步骤c）得到的感官评价结果将烟用香精所含组分进行分类，第一类烟用香精组分为不同存放期样品的色谱检测结果中该类组分的色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性小于0.6的组分；第二类烟用香精组分为色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第三类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差小于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第四类烟用香精组分为在存放过程中发生化学变化，色谱峰面积变化的界线值在15%~40%以下其与感官评价结果的相关性小于0.6、超过所述界限值后，其与感官评价结果相关性大于0.8的组分；第五类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差大于20%且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性为0.6~0.8，其色谱峰面积加和或相消或相促后与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；

e）根据所述步骤c）和步骤d）得到的分类结果，对所述步骤a）得到的色谱分析数据进行优化，得到不同类样品组分的校正色谱分析数据；

f）根据所述步骤c）得到的分类结果采用聚类分析法对所述步骤e）得到的校正色谱分析数据进行聚类分析，建立聚类分析图，得到待测样品品质的检测结果。

本发明提供一种烟用香精品质的检测方法，本发明提供的方法将色谱分析和烟用香精的感官评价技术相结合，为烟用香精品质的评价提供了一种定量的方法，根据得到的聚类分析结果，可以得出待测烟用香精样品的感官质量；而且还可以根据权重系数的大小判断所代表的组分对烟用香精样品质量变化的影响。

本发明首先将待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据。

为了防止烟用香精样品变质，本发明优选将所述烟用香精的待测样品在2℃~4℃的条件下储存。

本发明对所述色谱分析的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于香精成分分析的色谱分析的技术方案即可。在本发明中，所述色谱分析优选为气相色谱质谱联用；本发明优选先将待测样品进行萃取，得到色谱分析样品；然后将所述色谱分析样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据。

在本发明中，所述萃取优选为溶剂萃取、顶空固相微萃取或同时蒸馏萃取中的一种，更优选为溶剂萃取。本发明对所述溶剂萃取、顶空固相微萃取和同时蒸馏萃取没有特殊限制，本领域技术人员采用熟知的溶剂萃取、顶空固相微萃取和同时蒸馏萃取的技术方案即可。

当所述萃取为溶剂萃取时，所述溶剂萃取的具体过程如下：

将所述烟用香精待测样品与有机溶剂混合，得到有机层；

将所述有机层干燥，得到色谱分析样品。

本发明优选向所述烟用香精样品中加入有机溶剂，混合均匀后，优选将得到的混合溶液进行振荡平衡，得到有机层。在本发明中，所述有机溶剂优选为二氯甲烷，更优选为色谱纯的二氯甲烷；所述烟用香精样品与所述二氯甲烷的体积比优选为1:（1~10），更优选为1:（2.5~6.5）；为了实现对所述混合溶液的振荡平衡，本发明优选将得到的混合溶液置于回旋式振荡器上平衡，所述平衡的时间优选为5分钟~20分钟，更优选为8分钟~15分钟；将所述混合溶液震荡平衡后，本发明优选将得到的平衡后的混合溶液静置，得到有机层，所述静置的时间优选为5分钟~20分钟，更优选为8分钟~15分钟。

得到有机层后，本发明将所述有机层进行干燥，得到色谱分析样品。本发明对所述干燥的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥的技术方案即可。在本发明中，所述干燥优选采用无水硫酸钠干燥，本发明优选将购买的无水硫酸钠试剂在600℃~700℃下灼烧3小时~8小时，除去其中因保存、运输等过程中吸收的水分。完成无水硫酸钠的灼烧后，用其对上述技术方案得到的有机层进行干燥，优选在常温下对所述有机层进行干燥，所述干燥的时间优选为20分钟~50分钟，更优选为25分钟~40分钟。

当所述萃取为顶空固相微萃取时，所述顶空固相微萃取的具体过程如下：

将烟用香精待测样品置于顶空萃取瓶中，采用固相微萃取头对其中的烟用香精待测样品进行顶空吸附，得到色谱分析样品。

本发明将烟用香精待测样品置于顶空萃取瓶中，所述待测样品占所述顶空萃取瓶的体积比优选为（0.1~1）:15，更优选为（0.2~0.6）:15；所述待测样品被置于顶空萃取瓶中以后，本发明优选将所述顶空萃取瓶密封，并摇匀，优选在室温下进行气-液平衡30分钟~60分钟，更优选为35分钟~50分钟；然后将固相微萃取头进行顶空吸附，所述固相微萃取头优选为聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯（PDMS/DVB）固相微萃取头，所述吸附的时间优选为20分钟~60分钟，更优选为25分钟~50分钟。为了避免交叉污染，本发明在采用顶空固相微萃取时，在每次萃取前，优选将固相萃取纤维头在150℃~300℃下净化8分钟~15分钟。

当所述萃取为同时蒸馏萃取时，所述同时蒸馏萃取的具体过程如下：

将烟用香精待测样品与二次水和沸石混合，得到混合溶液；

加热所述混合溶液，得到蒸馏产物；

将所述蒸馏产物与有机溶剂混合，得到蒸馏产物的有机溶液；

将所述蒸馏产物的有机溶液在水浴条件下加热，得到色谱分析样品。

为了更好地实现对烟用香精的同时蒸馏萃取，本发明优选将烟用香精待测样品置于同时蒸馏萃取装置的圆底烧瓶中，并向其中加入二次水和沸石；加热所述同时蒸馏萃取装置，得到蒸馏产物。所述烟用香精待测样品与所述圆底烧瓶的体积比优选为（0.5~5）:50，更优选为（1~3）:50；所述烟用香精待测样品与所述二次水的体积比优选为（0.5~5）:20，更优选为（1~3）:20；本发明对所述沸石的用量没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的在蒸馏过程中采用的沸石的用量即可；本发明优选采用可控温电热套对所述圆底烧瓶进行加热，所述加热的温度优选为100℃~150℃，更优选为110℃~140℃，最优选为120℃~130℃。

在对烟用香精样品进行蒸馏的过程中会不断产生蒸馏产物，所述蒸馏产物沿着所述同时蒸馏萃取装置的路径流入另一个圆底烧瓶中，在这个圆底烧瓶中盛有有机溶剂，所述蒸馏产物进入到这个圆底烧瓶中后与所述有机溶剂混合，得到蒸馏产物的有机溶液；将所述蒸馏产物的有机溶液在水浴的条件下进行加热，得到色谱分析样品。在本发明中，所述有机溶剂优选为二氯甲烷，所述有机溶剂与所述待测烟用香精样品的体积比优选为（0.5~5）:20，更优选为（1~3）:20；所述水浴的温度优选为50℃~70℃，更优选为55℃~65℃；所述水浴加热的时间优选为1小时~5小时，更优选为2小时~4小时，得到蒸馏萃取液。

得到蒸馏萃取液后，本发明优选将所述蒸馏萃取液进行浓缩后干燥，得到色谱分析样品。本发明优选采用氮吹仪对所述蒸馏萃取液进行浓缩，所述浓缩的温度优选为常温，所述浓缩时的压力优选为0.01MPa，所述浓缩的比例优选为30%~60%，更优选为40%~50%；本发明优选采用无水硫酸钠对得到的浓缩液进行干燥，本发明优选将购买的无水硫酸钠试剂在600℃~700℃下灼烧3小时~8小时，除去其中因保存、运输等过程中吸收的水分。完成无水硫酸钠的灼烧后，用其对上述技术方案得到的有机层进行干燥，优选在常温下对所述有机层进行干燥，所述干燥的时间优选为20分钟~50分钟，更优选为25分钟~40分钟。

得到色谱分析样品后，本发明将所述色谱分析样品进行色谱分析，得到烟用香精待测样品的色谱分析数据。

本发明对所述色谱分析的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的色谱分析的技术方案即可。在本发明中，所述色谱分析优选为气相色谱质谱联用分析，所述气相色谱质谱联用分析的条件优选为：

色谱柱优选为型号HP-5MS、尺寸为60m×0.25mm×0.25μm的石英毛细管柱；载气优选为He；流量优选为1mL/min；进样口温度优选为280℃；分流比优选为10:1；优选采用程序升温的方式加温，所述程序升温的过程优选为接口温度优选为280℃；（电子轰击）离子源优选为EI；电离能量优选为70eV；离子源温度优选为230℃；四级杆检测器温度优选为150℃；溶剂延迟时间优选为6min；扫描范围优选为40amu~350amu。

得到色谱分析数据后，本发明将所述色谱分析数据进行主成分分析，得到主成分分析结果。本发明对所述主成分分析的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的主成分分析的技术方案即可。本发明优选在Matlab（2009A，MathWorks Inc.）下对得到的烟用香精的色谱分析数据进行数据处理和主成分分析，得到主成分分析结果。

得到所述主成分分析结果后，本发明根据所述主成分分析结果和预先获得的感官评价结果将待测样品分为三类，第一类样品为正常样品，第二类样品为可辨香气弱化样品，第三类样品为完全变质样品。本发明对所述感官评价结果的获得没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的烟用香精感官评价的技术方案即可。本发明优选采用中华人民共和国国家标准GB 5606.4-2005《卷烟第4部分感官技术要求》对所述烟用香精待测样品的品质进行评价，具体过程为：

本发明用辨香纸蘸取烟用香精待测样品，并将其均匀涂抹在无加香卷烟上，通过评吸分别加有烟用香精待测样品与标准样品的卷烟，其香气、协调、杂气、刺激性、余味的一致性，从而判定各存放期香精样品是否存在质量异常，在本发明中，所述标准样品是指存放期5天内（标识为0月）的烟用香精样品。

得到主成分分析结果和样品的分类结果后，本发明根据上述技术方案得到的主成分分析结果和感官评价结果将烟用香精所含组分进行分类，得到五类烟用香精组分，所述五类烟用香精组分分别为：

根据所述步骤b）得到的主成分分析结果和步骤c）得到的感官评价结果将烟用香精所含组分进行分类，第一类烟用香精组分为不同存放期样品的色谱检测结果中该类组分的色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性小于0.6的组分；第二类烟用香精组分为色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第三类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差小于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第四类烟用香精组分为在存放过程中发生化学变化，色谱峰面积变化的界线值在15%~40%以下其与感官评价结果的相关性小于0.6、超过所述界限值后，其与感官评价结果相关性大于0.8的组分；第五类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差大于20%且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性为0.6~0.8，其色谱峰面积加和、相消或相促后与感官评价结果的相关性大于0.8的组分。

本发明研究发现，在烟用香精所含的组分中，存在某些含量高或存放期内波动大、但对评吸香味贡献极小的组分，这类组分对主成分分析的结果有很大影响，其色谱峰面积变化的相对偏差大于20%，但对评吸结果无贡献（或无太大贡献），也就是说其色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性小于0.6，从而造成两种方法鉴别结果的不同，在本发明中，这类组分被命名为第一类烟用香精组分；

第二类烟用香精组分，其色谱峰面积波动明显且影响感官评价结果，这类组分色谱峰面积的相对偏差大于20%，表现出色谱峰面积的波动明显，而且这类组分的色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8，这类组分的变化能够影响感官评价的结果；

对于香精样品评吸结果贡献大的组分中，部分含量极低、其色谱检测结果波动也较小，但相对于其它组分量值很低，所以对主成分分析结果贡献率较低，也就是说，这类组分色谱峰面积变化的相对标准偏差小于20%，而且其色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8，在本发明中，这类组分被命名为第三类烟用香精组分；

香精样品中存在某些组分，其在存放过程中会发生变化（如合成、分解或氧化），而这一过程在燃吸过程中会得到加速，从而使这类组分的变化在一定范围内不影响感官评价结果；即这类组分色谱检测结果在一定范围内的变化，不影响感官评价结果，超出这一范围后，其色谱峰面积的变化会对感官评价结果有影响。不同的组分不影响感官评价结果的变化范围是不同的，本发明研究表明，烟用香精中的组分变化的界限值在相对标准偏差15%~40%范围以下时，其变化不会影响感官评价结果，也就是说，烟用香精中的组分变化的界限值在15%~40%范围以下时，其色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性小于0.6，当这些组分的变化超过15%~40%范围内其对应的界限值后，其变化会影响感官评价结果，也就是说，烟用香精中组分的变化超过上述界限值后，其色谱峰面积变化与感官分析结果的相关性大于0.8。在本发明中，将这类组分命名为第四类烟用香精组分；

人的味觉不是成分的简单叠加，且不同成分对味觉的贡献存在的相互作用，如相消作用或促进作用，对于这类组分的作用效果在通常的主成分分析中无法体现出来，只有其相互作用后才能够对感官评价结果产生影响，也就是说，这类组分的色谱峰面积变化的相对偏差大于20%，且其色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性在0.6~0.8之间，但是其色谱峰的面积通过加和、相消或相促后得到的结果与感官评价结果的相关性大于0.8，在本发明中，将这类组分命名为第五类烟用香精组分。

得到烟用香精组分的分类结果后，本发明根据上述技术方案得到的样品的分类结果和烟用香精组分的分类结果，对上述技术方案得到的烟用香精待测样品的色谱分析数据进行优化，得到不同类样品组分的校正色谱分析数据。优选具体为：

e1）根据所述步骤d）得到烟用香精所含组分的分类，设定每类组分的校正系数；

e2）将步骤c）得到的每类样品中每个成分的峰面积值乘上所述步骤e1）得到的校正系数，得到校正色谱分析数据。

本申请研究表明，要使色谱检测数据与感官评价结果具有一致性，需要对各成分色谱检测结果进行系数不同的加权处理，以便使得聚类分析的结果能够尽量与人工评吸的结果一致。即，针对这些造成香精样品色谱数据主成分分析与感官评价结果不一致的现象，需给不同类组分设置不同的校正系数。

在本发明中，所述校正系数优选按照以下方法获得：

按照第一类烟用香精组分、第二类烟用香精组分和第三类烟用香精组分对感官评价结果影响的大小依次随机设定从小到大的校正系数；

第四类烟用香精组分在界限值内校正系数设定为0，超出界限值后减去所述界限值，再按上述技术方案所述的，第一类烟用香精组分、第二类烟用香精组分、第三类烟用香精组分相似的方法设定，得到第四类烟用香精组分的校正系数；

对于第五类烟用香精组分需要综合处理，需将第五类烟用香精组分中各个单组分色谱峰面积乘以系数后的累加、相减、相乘或相除后得到第五类烟用香精组分的校正系数。在本发明中，所述系数为根据第五类烟用香精组分色谱峰面积的变化以及感官评价结果随机设定的数值。

也就是说，针对这些造成香精样品色谱数据主成分分析与感官评价结果不一致的因素，需要给不同类组分设置不同的校正系数。如将第一类烟用香精组分的系数设定为0或极低、第二类烟用香精组分的系数设定为接近于1、第三类烟用香精组分设定较大系数、第四类烟用香精组分根据其允许波动范围及其本身含量高低在一定数值范围内校正系数设定为0、超出一定数值范围后减去该数值再按与第一、二、三类烟用香精组分相似的方法设定校正系数、第五类烟用香精组分则根据多个组分含量乘以一定系数后的累加、或相减、或相乘、或相除得到一个新的数据，从而修正色谱检测数据，实现以色谱检测数据鉴别烟用香精品质稳定性的目标。

设定完成各类组分的校正系数后，本发明根据上述技术方案得到的样品的分类结果和烟用香精所含组分的分类结果，将得到的每类样品中的每个组分的峰面积值相应的乘上其校正系数，得到修正色谱数据，实现以色谱检测数据鉴别烟用香精质量稳定性的目标。

得到修正色谱数据后，本发明根据上述技术方案得到的样品的分类结果，对所述修正色谱数据进行聚类分析，建立聚类分析图，得到待测样品品质的检测结果。具体为：

f1）将步骤e）得到的校正色谱分析数据中的峰面积值构成的矩阵进行主成分分析，得到主成分分析结果；

f2）根据所述步骤f1）得到的主成分分析结果，抽提出第一主成分和第二主成分投影图；

f3）计算所述第一和第二主成分投影图中以感官评价结果为依据划分的不同类待测样品的类中心的距离；

f4）以所述步骤f3）得到的距离为优化目标函数，采用粒子群优化算法对校正色谱分析数据中的校正系数进行优化，使不同类样品间的类中心距离最大，得到聚类分析图。

本发明将得到的修正色谱数据进行主成分分析，根据得到的主成分分析的结果，抽提出第一主成分和第二主成分投影图，计算所述第一主成分和第二主成分投影图中以感官评价结果为依据划分的不同类待测样品的类中心的距离，以此距离为目标函数，采用粒子群优化算法对系数进行优化，使得样本能够在投影空间实现较好的分离。在聚类分析中，并不预先规定哪些物质是典型物质，而是根据最终的权重系数来判定其重要性。系数相对较大的成分，在分类过程中发挥更重要的作用，据此推断其对于人的味觉施加了更重要的影响。应用此分析结果，虽然仍无从知晓各成分的作用机制，但显然对于香精成分的调控具有重要的辅助意义。

本发明根据得到的聚类分析图能够直观的得到待测样品的品质，具体过程为：通过比较得到的权重系数的大小，或直接由聚类分析图观察，即可得出香精中各组分对烟用香精样品变化的影响情况，并判断未知样品的质量，如系数大的组分对于烟用香精样品变化的影响较大，而系数小的组分则对于烟用香精样品变化的影响较小；或将未知样品色谱数据按照所给定比例系数处理后投影到聚类分析图上，由投影所落在的区间，即可判断其感官质量。

本发明提供方法根据感官评价结果将烟用香精样品进行分类，得到三类烟用香精样品；根据得到的主成分分析结果和感官评价结果，将烟用香精所含的成分进行分类，得到五类烟用香精成分。根据得到的烟用香精样品分类结果和烟用香精成分的分类结果，本发明对其进行聚类分析，根据得到的聚类分析图可以直观地获得烟用香精样品的品质。本发明提供了一种定量检测烟用香精样品品质的方法，使得到的检测结果更加准确，且避免了在人工评吸过程中的人为误差，如评吸人员水平、其身体状态以及环境因素对评吸结果等的影响，进一步提高了检测结果的准确度。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的烟用香精品质的检测方法进行详细说明，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下实施例中采用的烟用香精由广东中烟工业有限责任公司提供的编号为D、E、F、G、J、K、L、N复配烟用香精，所述烟用香精储存在2℃~4℃的冰箱中备用；所采用的二氯甲烷为色谱纯，由德国CNW生产；无水硫酸钠为分析纯，由天津富辰生产，所述无水硫酸钠在650℃的马弗炉中高温烘烤5小时后置于干燥器中密封保存备用；辨香纸由澳华达公司生产；6890-5973气相色谱质谱联用仪由美国Agilent公司生产；HY-5回旋振荡器由金坛市富华仪器有限公司生产；Sartorius BS423S天平的精确度为0.001g，由北京赛多利斯仪器系统有限公司生产。

在下述实施例中，按照国家标准GB 5606.4-1996.卷烟感官技术要求对烟用香精样品的质量进行评价。

实施例1~8

采用移液枪分别移取400μL烟用香精样品D、E、F、G、J、K、L和N至4mL样品瓶中，向其中加入800μL二氯甲烷，摇匀后置于回旋式振荡器上振摇10min，静置10min，取下层有机层，然后向得到的下层有机层中加入1g无水硫酸钠，常温下干燥30min后，进行GC/MS分析。

GC/MS分析条件为：

色谱柱：HP-5MS（60m×0.25mm×0.25μm）石英毛细管色谱柱；载气：He；流量：1mL/min；进样口温度：280℃；分流比：10:1；进样量：1μL；程序升温：

接口温度：280℃；离子源：EI；电离能量：70eV；离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；溶剂延迟：6min；扫描范围：40~350amu。

色谱分析的结果如图1所示，图1为本发明实施例1得到的烟用香精样品的色谱分析数据，由图1可以看出，采用溶剂萃取得到的峰较多，反映的信息量较大，能够较全面的反映烟用香精样品D的组成信息。

得到烟用香精样品的GC/MS色谱数据后，将其进行主成分分析，结果如图2~9所示，图2~9分别为本发明实施例1~8得到的烟用香精样品的主成分分析结果。

将烟用香精样品进行感官质量评价，结果如表1所示，表1为本发明实施例1~8得到的不同存放期烟用香精样品的感官评价结果。

表1本发明实施例1~8得到的不同存放期烟用香精样品的感官评价结果

注：表1中●表示正常、◎表示可分辨香气弱化、○表示完全变质。

比较主成分分析投影图与感官评价结果发现：（1）E号香精样品的主成分分析投影图与感官评价结果存在相关性，同样显示为8～10月份样品与0～7月份样品存在明显差异；即依据色谱检测数据主成分分析的判定结果与感官评价结果一致。（2）对于大部分样品（D、F、J、K、L、N号样品），当色谱分析数据存在明显波动时，感官评价结果却为“正常”、无显著差异；即对于这些样品，当依据色谱检测数据波动情况判定烟用香精样品出现重大质量波动时，其感官评价结果为香气质量稳定，两个判定结果间存在巨大差异，依据色谱检测数据的直接判定香精样品质量，将使感官评价为“正常”的样品被鉴别为不合格。（3）对于G号样品，主成分分析谱图中6、7、10月份样品色谱数据与1～3月的相似，而4、5月份样品的数据则有轻微变动、8、9月份样品有明显差异，这与感官评价结果存在一定差异；依据色谱检测数据主成分分析法判定为合格的G号样6、7、10月份样品，其感官质量实际已发生变化、“完全变质”。根据以上分析，得到三类烟用香精样品。

分析以上两种鉴别方法所得结果的差异，本发明将香精样品中所含的成分分为五类，第一类烟用香精组分：香精样品所含组分中，某些含量高或存放期内波动大、但对评吸香味贡献极小的组分，这类组分对主成分分析的结果有很大影响，但对评吸结果无贡献（或无太大贡献），从而造成两种方法鉴别结果的不同；

第二类烟用香精组分，其色谱峰面积波动明显且影响感官评价结果；

第三类烟用香精组分：对于香精样品评吸结果贡献大的组分中，部分含量极低、其色谱检测结果波动也较小，但相对于其它组分量值很低，所以对主成分分析结果贡献率较低；

第四类烟用香精组分：在存放过程中会发生变化（合成、分解或氧化），而这一过程在燃吸过程中会得到加速，从而使这类变化在一定范围内不影响感官评价结果，即这些组分色谱检测结果在一定范围内的变化，不影响感官评价结果；

第五类烟用香精组分：人的味觉不是成分的简单叠加，且不同成分对味觉的贡献存在的相互作用（相消作用或促进作用），对于这类组分的作用效果在通常的主成分分析中无法体现出来。

得到烟用香精成分的分类后，对某些成分的重要性进行加权处理，以便使得聚类分析的结果能够尽量与人工评吸的结果一致。即，针对这些造成香精样品色谱数据主成分分析与感官评价结果不一致的因素，需给不同类组分设置不同的校正系数：第一类类组分设定系数为0或极低、第二类烟用香精组分的系数设定为接近于1、第三类烟用香精组分设定较大系数、第四类烟用香精组分根据其允许波动范围及其本身含量高低设定在一定数值范围内校正系数设定为0、超出一定数值范围后减去该数值再按与第一、二、三类烟用香精组分相似的方法设定校正系数、第五类烟用香精组分则根据多个组分含量乘以一定系数后的累加、或相减、或相乘、或相除得到一个新的数据，从而修正色谱检测数据，实现以色谱检测数据鉴别烟用香精品质稳定性的目标。

根据上述系数的形成规则，本发明随机形成一组系数，并将此系数分别乘以各组分的峰面积值；然后对峰面积值构成的矩阵进行主成分分析，并抽提出第一和第二主成分做投影图；从投影图上计算类中心的距离；并以此距离最大化为优化目标函数，采用粒子群优化算法对系数进行优化，最终，使聚类分析图中不同聚类（即不同感官评价结果的样品）间的距离最大。进行比例系数优化后，结果如图10所述，图10为本发明实施例1得到的烟用香精样品的聚类分析结果。

本发明根据图10所示的分析结果，通过比较比例系数的大小，或直接由图10观察，即可得出烟用香精中各组分对烟用香精样品变化的影响情况，并判断未知样品的质量：系数大的组分对于烟用香精样品变化的影响较大，而系数小的组分则对于烟用香精样品变化的影响较小。将未知样品色谱数据按照所给定比例系数处理后投影到聚类分析图上，由投影所落在的区间，即可判断其感官质量。

由以上实施例可知，本发明提供的方法将得到的烟用香精待测样品根据感官评价结果进行分类，得到三类烟用香精样品；将得到的烟用香精样品的色谱分析数据进行主成分分析，将得到的主成分分析结果和人工感官评价结果相结合，根据烟用香精中各组分的变化情况以及主成分分析结果与感官评价结果的相关性，将烟用香精所含的组分进行分类，得到五类组分；根据得到的样品的分类结果和烟用香精所含组分的分类结果，采用聚类分析法对烟用香精的色谱分析数据进行分析，根据得到的聚类分析结果直接得到烟用香精的质量变化情况。本发明提供的方法为烟用香精品质的评价提供了一种定量的方法，方法操作简单，而且克服了人工评吸过程中人为造成的误差，使得到的分析结果更加的准确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种烟用香精品质的检测方法，包括以下步骤：

a）将不同存放期的待测样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据；

b）将所述步骤a）得到的色谱分析数据进行主成分分析，得到待测样品的主成分分析结果；

c）根据对待测样品的感官评价结果，将待测样品分为三类，第一类样品为正常样品，第二类样品为可分辨香气弱化样品，第三类样品为完全变质样品；

d）根据所述步骤b）得到的主成分分析结果和步骤c）得到的感官评价结果将烟用香精所含组分进行分类，第一类烟用香精组分为不同存放期样品的色谱检测结果中该类组分的色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性小于0.6的组分；第二类烟用香精组分为色谱峰面积的相对偏差大于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第三类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差小于20%，且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；第四类烟用香精组分为在存放过程中发生化学变化，色谱峰面积变化的在界线值15%~40%以下其与感官评价结果的相关性小于0.6、超过所述界限值后，其与感官评价结果相关性大于0.8的组分；第五类烟用香精组分为色谱峰面积变化的相对偏差大于20%且色谱峰面积变化与感官评价结果的相关性为0.6~0.8，其色谱峰面积加和、相消或相促后与感官评价结果的相关性大于0.8的组分；

e）根据所述步骤c）和步骤d）得到的分类结果，对所述步骤a）得到的色谱分析数据进行优化，得到不同类样品组分的校正色谱分析数据；

f）根据所述步骤c）得到的分类结果采用聚类分析法对所述步骤e）得到的校正色谱分析数据进行聚类分析，建立聚类分析图，得到待测样品品质的检测结果。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤e）为：

e1）根据所述步骤d）得到烟用香精所含组分的分类，设定每类组分的校正系数；

e2）将步骤c）得到的每类样品中每个成分的峰面积值乘上所述步骤e1）得到的校正系数，得到校正色谱分析数据。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述步骤e1）具体为：

按照第一类烟用香精组分、第二类烟用香精组分和第三类烟用香精组分对感官评价结果影响的大小依次随机设定从小到大的校正系数；

第四类烟用香精组分在界限值内校正系数设定为0，超出界限值后减去所述界限值，再按与第一类烟用香精组分、第二类烟用香精组分、第三类烟用香精组分相同的方法设定，得到第四类烟用香精组分的校正系数；

对于第五类烟用香精组分需要综合处理，将所述第五类烟用香精组分中各个单组分色谱峰面积乘以系数后的累加、相减、相乘或相除后得到第五类烟用香精组分的校正系数。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤f）具体为：

f1）将步骤e）得到的校正色谱分析数据构成的矩阵进行主成分分析，得到主成分分析结果；

f2）根据所述步骤f1）得到的主成分分析结果，抽提出第一主成分和第二主成分投影图；

f3）计算所述第一主成分和第二主成分投影图中感官评价所述步骤c）得到的不同类待测样品的类中心的距离；

f4）以所述步骤f3）得到的距离为优化目标函数，采用粒子群优化算法对校正色谱分析数据中的校正系数进行优化，使不同类样品间的类中心距离最大，得到聚类分析图。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a）为：

a1）将待测样品进行萃取，得到色谱分析样品；

a2）将所述步骤a1）得到的色谱分析样品进行色谱分析，得到待测样品的色谱分析数据。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a1）中的萃取为溶剂萃取、顶空固相微萃取或同时蒸馏萃取中的一种。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a1）中的萃取为溶剂萃取。