CN104931430A - 一种复烤片烟自然醇化品质评价及模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复烤片烟自然醇化品质评价及模型构建方法，属于烟草加工及品质评价技术领域。本发明根据影响烟叶自然醇化过程中品质变化的因素，确定主要品质评价指标，再利用数量特征分析、因子分析、线性相关和典型相关分析4种分析方法，筛选得到与烟叶感官评吸质量相关性较强的品质评价指标，再将筛选得到的评价指标做因子分析，得到因子得分系数矩阵，并将公因子得分）与感官评吸质量做主成分回归分析，得到标准化方程，再将因子分析得到的得分系数矩阵代入到标准化方程中，即可得到复烤片烟自然醇化过程中品质评价模型。该方法和模型不仅科学有效，稳定性好，而且涉及到的检测指标检测简单，快速，误差较小。

Description

一种复烤片烟自然醇化品质评价及模型构建方法

技术领域

本发明属于烟草加工及品质评价技术领域，具体涉及一种基于物理、外观、化学和生物等方面评价指标统计分析的复烤片烟自然醇化过程中品质评价及模型构建方法。

背景技术

烟草是一种以吸食为主要目的的特殊经济作物。烟草的吸食品质决定了它的使用价值和可用性。当年收获的新烟往往存在着品质上的缺陷，不能直接用于生产卷烟，初烤烟经过复烤后，还需要经过1～3年的自然醇化使烟叶内含物发生一系列化学或生物化学变化，以减少原烟的某些品质缺陷，使香气风格进一步突显，香气质和香气量有所提高，刺激性和杂气显著降低，余味和燃烧性改善，吸食品质明显增强，从而满足卷烟生产的需要。

已有的一些研究表明，复烤片烟下部叶的最佳醇化时间一般在1年左右，中部叶1.5～2年，上部叶3年左右。复烤片烟在醇化过程中品质经历了改善、最佳和退化的3个阶段，总体上看烟叶品质的变化类似于抛物线的变化过程，因此如果能对复烤片烟在品质最佳时或较适宜时期就加以利用，不但能加快烟叶原料的利用效率，减小库存积压，而且对于维持卷烟香气风格和质量特征的稳定都具有重要的意义。基于此，复烤片烟自然醇化过程中品质的评价显得尤其重要，但是长期以来，复烤片烟自然醇化过程中品质的判定主要依靠感官质量评价，而感官质量评吸对于烟叶的质量评价来说虽然直观有效，但是需要较多有丰富评吸经验的评吸人员，工作量较大，难免引起检测滞后，且由于感官质量评价是依靠人的感觉器官鉴别烟叶品质的好坏，以个人的主观评价为基础，检测结果受评吸人员的主要影响较大，因此建立一种科学有效且快速准确的品质评价方法或模型对于烟草质量的判定和区分具有较大的现实意义。

目前除感官评价质量外，烟草行业还未找到较为行之有效的评价指标或评价方法来判定复烤片烟自然醇化过程中烟叶质量的变化。专利申请号200810197049.5公开了一种判定烟叶自然醇化过程中质量判定的方法，该发明以pH值的变化来表征烟叶质量的变化，但仅用一个评价指标来表征烟叶醇化品质的变化，判定难免会有些偏差。另外，复烤片烟在自然醇化过程中，pH值的变化并不是很大，而且由于每次取样时间间隔较短(3个月取样一次)，因此可能会导致两次取样检测到的pH值的变化幅度甚至小于检测间的误差值，从而导致利用该模型计算出来的值出现偏差。因此如何克服现有技术的不足是目前烟草加工及品质评价技术领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的问题是提供一种基于复烤片烟品质评价指标检测值所构建出的品质评价方法，并构建品质评价模型。该方法和模型不仅科学有效，稳定性好，而且涉及到的检测指标检测简单，快速，误差较小。

为实现上述目的，本发明通过如下技术措施来实现：

一种复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型：品质得分(Z)＝-0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；

其中，Z最大时所对应的复烤片烟自然醇化时间即为最佳醇化周期。

采用上述的复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型判定复烤片烟自然醇化品质的方法，包括如下步骤：

步骤(1)，对待判定复烤片烟自然醇化品质的烟叶样品进行取样，得到待测样品；

步骤(2)，对步骤(1)得到的待测样品进行检测，检测其白度、红色度、多酚、β-胡萝卜素、糖碱比、总氮和淀粉这7个指标；

步骤(3)，将步骤(2)检测得到的7个指标值代入模型中，计算品质得分Z的值，品质得分(Z)＝-0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；

步骤(4)，比较不同取样醇化时间时所对应的Z值大小，找出Z值最大时所对应的时间点即为样品的最佳醇化周期。

上述复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型的构建方法，包括如下步骤：

步骤(1)，利用数量特征分析、因子分析、线性相关和典型相关分析4种分析方法，筛选得到与烟叶感官评吸质量相关性较强的复烤片烟自然醇化品质评价指标；得到的评价指标包括白度、红色度、总氮、淀粉、糖碱比、β-胡萝卜素和多酚7个指标；

步骤(2)，将步骤(1)筛选得到的评价指标做因子分析，得到2个因子得分系数矩阵，分别为：

(1)F₁＝-0.298白度+0.296红色度+0.217多酚-0.032β-胡萝卜素-0.120糖碱比+0.232总氮+0.199淀粉；

(2)F₂＝-0.107白度+0.114红色度+0.047多酚-0.415β-胡萝卜素+0.312糖碱比-0.161总氮+0.443淀粉；

步骤(3)，用因子分析将得到的这个7个品质评价指标的公因子得分与感官评吸质量总分做主成分回归分析，得到标准化的品质评价方程，Z＝0.480F₁+0.129F₂；

步骤(4)，将步骤(2)因子分析得到的得分系数矩阵代入到步骤(3)得到的标准化的品质评价方程中，即可得到复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型，得到的复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型为：

品质得分(Z)＝-0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；其中，Z最大时所对应的时间点即为最佳醇化时间；

步骤(5)，模型验证：采用感官质量评吸方法及步骤(4)得到的模型对待判定样品进行判定，将模型预测到的最佳醇化周期与评吸的实际最佳醇化周期进行对比，比较预测值和实际值之间的差异。

本发明根据影响烟叶自然醇化过程中品质变化的因素，利用数量特征分析、因子分析、线性相关和典型相关分析4种分析方法，筛选得到与烟叶感官评吸质量相关性较强的品质评价指标，再将筛选得到的评价指标做因子分析，得到因子得分系数矩阵，并将公因子得分与感官评吸质量做主成分回归分析，得到标准化方程，再将因子分析得到的得分系数矩阵代入到标准化方程中，即可得到烟叶品质评价模型，得到的烟叶品质自然醇化过程中品质评价模型为：

品质得分(Z)＝-0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；

其中，Z为总得分，Z最大时所对应的时间点即为最佳醇化时间，也即是说在此时复烤片烟自然醇化品质最佳。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明提供了一种基于复烤片烟品质评价指标检测值所构建出的品质评价方法，并构建品质评价模型。该方法和模型不仅科学有效，稳定性好，而且涉及到的检测指标检测简单，快速，误差较小。

本发明通过烟叶自然醇化过程中品质变化的评价指标来判定烟叶最佳醇化周期，准确性高；本发明对样品醇化品质的评价只需检测7个指标，摒弃了以往对烟叶醇化品质评价时所需要检测一大批指标的做法，在实际操作中可节省大量的人力物力财力，成本较低廉，可完全替代利用传统的感官质量评吸方法对烟叶醇化质量的判定，从而对于监控烟叶醇化质量，在烟叶品质最佳时对烟叶进行利用，减小因库存积压造成的损失，以及为改善仓储结构、提高资金使用效率和经济效益。

附图说明

图1是因子分析的特征值碎石图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步阐述，但不因此而限制本发明。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

为了探讨和研究复烤片烟各个品质评价指标与醇化进程及品质的关系，以及哪些评价指标对品质的贡献更大，本发明对这些评价指标进行了筛选，筛选出对品质影响较大的指标，并在此基础上构建烟叶自然醇化过程中品质评价模型。本发明对不同产区不同等级的单等级烟叶进行了实验，选用云南省烟草烟叶公司2010年打叶复烤的成品复烤片烟，按云南省植烟区划，产区选择滇中的玉溪、滇西的大理、滇南的红河和滇东的曲靖，每个产区均选择3个部位，分别为X2F、C3F和B2F，如表1，样品按200kg/箱装箱，存放于云南省烟草烟叶公司仓库中让其自然醇化。

表1 复烤片烟样品的基本信息

以放置时间为醇化起始时间，上、中部叶每3个月取样一次，下部叶每2个月取样一次，每次取样按均五点取样法取样，混合均匀，每次取样1kg。实验测定的烟叶品质评价指标包括色度、油分、平衡含水率、pH值、总糖、还原糖、总氮、烟碱、淀粉、蛋白质、多酚、色素、石油醚提取物、纤维素、木质素、微生物、多酚氧化酶和纤维素酶，各指标由云南瑞升烟草技术(集团)有限公司和云南省烟草烟叶公司分工检测，另外聘请两家公司的专业感官质量评吸人员对实验样品进行评吸打分。感官质量评价指标包括：(1)香气风格特征：清香(10分)、甜香(10分)、焦香(10分)，小计30分；(2)烟气特征：浓度(10分)，劲头(10分)，小计20分；(3)质量特征：香气量(20分)、香气质(20分)、杂气(20分)、刺激性(20分)、余味(20分)，小计100分，感官评吸质量的总分为150分。

品质评价模型构建方法

(1)品质评价指标的数量特征分析

通过统计自然醇化过程中复烤片烟的品质评价指标的数量特征，见表2～表5。统计的数量特征主要有变幅、均值、方差、标准偏差、变异系数、偏度系数和峰度系数，主要探讨各评价指标变异系数和峰度系数的特点。从变异系数上看，pH值、黄色度和木质素这些指标的变异系数较小，表明这些指标在自然醇化前后变化的幅度较小；两糖差、烟碱、糖碱比、纤维素酶、淀粉酶、甜香和焦香这些指标在自然醇化过程中变异系数较大，表明这些指标在醇化前后变化幅度较大；从峰度系数上看，白度、红色度、黄色度、油分、平衡含水率、pH值、总糖、还原糖、总氮、烟碱、糖碱比、淀粉、蛋白质、莨菪亭、绿原酸、芸香苷、多酚总量、β-胡萝卜素、石油醚提取物、纤维素和木质素这些指标的峰度系数小于0，属于平阔峰，表明这些指标在自然醇化过程中数据比较分散，随着自然醇化时间的推进这些指标在不断变化的；两糖差、叶黄素、纤维素酶和淀粉酶的峰度系数大于0，属于尖峭峰，数据比较集中，表明自然醇化过程中这些指标的大部分数据集中在一个较窄的范围内。

表2 复烤片烟自然醇化过程中品质评价指标的数量特征

表3 复烤片烟自然醇化过程中品质评价指标的数量特征(续)

表4 复烤片烟自然醇化过程中品质评价指标的数量特征(续)

表5 复烤片烟自然醇化过程中品质评价指标的数量特征(续)

数量特征	纤维素(％)	木质素(％)	纤维素酶(u)	淀粉酶(u)
					变幅	6.92-9.45	6.15-7.38	0.0032-0.77	0.096-4.392
均值	8.24	6.78	0.18	1.45
					方差	0.42	0.08	0.03	1.16
标准偏差	0.65	0.29	0.19	1.08
					变异系数	7.88	4.20	103.94	74.11
偏度系数	-0.27	-0.05	1.74	1.12
					峰度系数	-0.52	-0.69	2.40	0.37

通过对各评价指标的数量特征分析表明，在自然醇化过程中变异系数较大的指标，越能够反映复烤片烟在自然醇化过程中的变化规律。

(2)复烤片烟品质评价指标的因子分析

为了进一步确定并筛选合适的品质评价指标作为判定复烤片烟醇化质量的指标，对自然醇化期间影响烟叶品质的所有指标进行了因子分析，得到的因子分析解释的总方差表如表6所示，前6个公因子旋转平方和载入方差贡献率分别为20.58％、18.46％、15.43％、13.13％、8.75％、6.90％，积累方差贡献率为83.25％，即说明提取的前6个公因子能够较好的解释品质变化所包含的信息。从图1因子分析的特征值碎石图也可以看出，前6个公因子特征值变化比较陡峭，第6个公因子后的特征值变化趋缓，这也说明选取6个公因子是比较恰当的。

表6 因子分析解释的总方差

旋转后的成分矩阵如表7所示，它是经过旋转后的因子载荷矩阵，因子载荷是评价指标与筛选出来的6个公共因子的相关系数。根据各个评价指标的特点，可以把第一个公因子解释为色度、多酚类和酸度因素；第二个公因子解释为多酚因素；第三个公因子可以解释为色素因素；第四个公因子解释为糖类因素；第五个公因子解释为石油醚提取物因素；第六个公因子解释为酶活性因素。因此，可以将以上的品质影响因素归纳为6个潜在因素(色度和酸度因素、多酚类因素、色素类因素、糖类因素、石油醚提取物因素和酶活性因素)对自然醇化过程中烟叶品质的变化加以描述。

表7 因子分析旋转后的成份矩阵

(3)复烤片烟品质评价指标与感官评吸质量的线性相关分析

表8 品质评价指标与感官质量评价指标的线性相关分析

*表示p<0.05，达到显著相关水平；*表示p<0.01，达到极显著相关水平。

为进一步考察和筛选品质评价指标，将不同评价指标与感官质量评价指标进行了线性相关分析，如表8所示，大部分评价指标与感官评吸质量均存在一定的相关性。其中，白度、红色度、油分、平衡含水率、pH值、还原糖、两糖差、总氮、总碱、糖碱比、淀粉、蛋白质、莨菪亭、叶黄素、石油醚提取物、纤维素和木质素这些指标与感官评吸质量总分呈极显著或显著相关关系，并且在这些评价指标中，白度、红色度、黄色度、油分、平衡含水率、总氮、烟碱、糖碱比、淀粉、蛋白质、莨菪亭、绿原酸、芸香苷和多酚总量这些指标与感官评吸质量的15个评价指标中的8个以上指标呈极显著或显著相关关系，因此可初步认为这些指标与烟叶品质的相关性较密切。

(4)复烤片烟品质评价指标与感官评吸质量的典型相关分析

为深入分析各品质评价指标与感官评吸质量的关系，以筛选到尽量少的，并与感官评吸质量相关性强的指标，对品质评价指标与感官评吸质量的关系做典型相关分析。

①外观质量、物理特性与感官评吸质量的典型相关分析

通过调用SPSS中的MANOVA程序命令，对12个烟叶样品的外观质量、物理特性与感官评吸质量做典型相关分析。具体为：将复烤片烟白度(X₁)、红色度(X₂)、黄色度(X₃)、油分(X₄)、平衡含水率(X₅)作为第1组典型变量，将清香(Y₁)、甜香(Y₂)、焦香(Y₃)、浓度(Y₄)、劲头(Y₅)、香气量(Y₆)、香气质(Y₇)、杂气(Y₈)、刺激性(Y₉)、余味(Y₁₀)、香气风格特征(Y₁₁)、烟气特征(Y₁₂)、质量特征(Y₁₃)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)作为第2组典型变量，进行典型相关分析，结果如表9所示，从典型相关结果来看，有3对典型变量的相关系数达到了极显著水平(p<0.01)或显著水平(p<0.05)，说明烟叶外观质量、物理特性与感官评吸质量之间存在极显著或显著的典型相关。从典型变量的构成线性表达式看，典型变量中红色度(X₂)、白度(X₁)、平衡含水率(X₅)、香气量(Y₆)、杂气(Y₈)、清香(Y₁)、烟气特征(Y₁₂)、劲头(Y₅)、香气风格特征(Y₁₁)和质量特征(Y₁₃)的载荷量相对较大，主要反映了红色度与香气量、杂气的正相关，白度与清香、烟气特征、烟气特征和质量特征的正相关，与劲头、香气风格、质量特征的负相关；平衡含水率与清香、烟气、烟气特征和质量特征的负相关，与劲头、香气风格、质量特征的正相关。综合分析认为，感官评吸质量与红色度、白度、平衡含水率关系密切，这些指标可分别作为复烤片烟自然醇化过程中外观质量、物理特性和感官评吸质量关系分析中的显著性指标。典型相关系数平方(0.822、0.415、0.240)表明，4对典型变量中2个典型变量之间的共享方差分别为82.2％、41.5％和24.0％。

表9 外观质量、物理特性与感官评吸质量的典型相关

②常规化学成分与感官评吸质量的典型相关分析

将复烤片烟pH值(X₆)、总糖(X₇)、还原糖(X₈)、两糖差(X₉)、总氮(X₁₀)、烟碱(X₁₁)、糖碱比(X₁₂)、淀粉(X₁₃)、蛋白质(X₁₄)作为第1组典型变量，将清香(Y₁)、甜香(Y₂)、焦香(Y₃)、浓度(Y₄)、劲头(Y₅)、香气量(Y₆)、香气质(Y₇)、杂气(Y₈)、刺激性(Y₉)、余味(Y₁₀)、香气风格特征(Y₁₁)、烟气特征(Y₁₂)、质量特征(Y₁₃)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)作为第2组典型变量，进行典型相关分析，结果如表10所示。从典型相关结果来看，有4对典型变量的相关系数达到了极显著水平(p<0.01)或显著水平(p<0.05)，说明常规化学成分与感官评吸质量之间存在极显著或显著的典型相关。从典型变量的构成线性表达式看，典型变量中淀粉(X₁₃)、总氮(X₁₀)、糖碱比(X₁₂)、香气量(Y₆)、浓度(Y₄)、杂气(Y₈)、烟气特征(Y₁₂)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)(新增)的载荷量相对较大，主要反映了淀粉与香气量、浓度、杂气的正相关，与烟气特征、烟气和质量特征的负相关；总氮、糖碱比与浓度、劲头、杂气的正相关，与焦香的负相关。综合分析认为，感官评吸质量与淀粉、总氮、糖碱比关系密切，这些指标可分别作为复烤片烟自然醇化过程中常规化学成分和感官评吸质量关系分析中的显著性指标。典型相关系数平方(0.853、0.541、0.390、0.272)表明，3对典型变量中2个典型变量之间的共享方差分别为85.3％、54.1％、39.0％和27.2％。

表10 常规化学成分与感官评吸质量的典型相关

③致香前体物质与感官评吸质量的典型相关分析

将复烤片烟莨菪亭(X₁₅)、绿原酸(X₁₆)、芸香苷(X₁₇)、多酚总量(X₁₈)、β-胡萝卜素(X₁₉)、叶黄素(X₂₀)、石油醚提取物(X₂₁)作为第1组典型变量，将清香(Y₁)、甜香(Y₂)、焦香(Y₃)、浓度(Y₄)、劲头(Y₅)、香气量(Y₆)、香气质(Y₇)、杂气(Y₈)、刺激性(Y₉)、余味(Y₁₀)、香气风格特征(Y₁₁)、烟气特征(Y₁₂)、质量特征(Y₁₃)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)作为第2组典型变量，进行典型相关分析，结果如表11所示。从典型相关结果来看，有4对典型变量的相关系数达到了极显著水平(p<0.01)，说明致香前体物质与感官评吸质量之间存在极显著的典型相关。从典型变量的构成线性表达式看，典型变量中β-胡萝卜素(X₁₉)、叶黄素(X₂₀)、石油醚提取物(X_{2 1})、绿原酸(X₁₆)、芸香苷(X₁₇)、焦香(Y₃)、劲头(Y₅)、杂气(Y₈)、甜香(Y₂)、香气质(Y₇)、浓度(Y₄)、香气量(Y₆)和感官质量总分(Y₁₅)的载荷量相对较大，主要反映了β-胡萝卜素、叶黄素与焦香的正相关，与劲头、杂气、感官总体质量的负相关；绿原酸、芸香苷与甜香、焦香、香气质的正相关，与浓度、劲头、香气量、感官总体质量的负相关；石油醚提取物与浓度、劲头、香气量、感官总体质量的正相关。综合分析认为，感官评吸质量与β-胡萝卜素、叶黄素、石油醚提取物、绿原酸和芸香苷关系密切，这些指标可分别作为复烤片烟自然醇化过程中致香前体物质和感官评吸质量关系分析中的显著性指标。典型相关系数平方(0.777、0.468、0.360、0.240)表明，3对典型变量中2个典型变量之间的共享方差分别为77.7％、46.8％、36.0％和24.0％。

表11 致香前体物质与感官评吸质量的典型相关

④细胞壁物质与感官评吸质量的典型相关分析

将复烤片烟纤维素(X₂₂)、木质素(X₂₃)作为第1组典型变量，将清香(Y₁)、甜香(Y₂)、焦香(Y₃)、浓度(Y₄)、劲头(Y₅)、香气量(Y₆)、香气质(Y₇)、杂气(Y₈)、刺激性(Y₉)、余味(Y₁₀)、香气风格特征(Y₁₁)、烟气特征(Y₁₂)、质量特征(Y₁₃)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)作为第2组典型变量，进行典型相关分析，结果如表12所示。从典型相关结果来看，有1对典型变量的相关系数达到了极显著水平(p<0.01)，说明细胞壁物质与感官评吸质量之间存在极显著的典型相关。从典型变量的构成线性表达式看，典型变量中纤维素(X₂₂)、香气量(Y₆)、杂气(Y₈)和感官质量总分(Y₁₅)的载荷量相对较大，主要反映了纤维素与香气量、杂气的正相关，与感官总体质量的负相关。综合分析认为，感官评吸质量与纤维素关系密切，纤维素可作为复烤片烟自然醇化过程中细胞壁物质和感官评吸质量关系分析中的显著性指标。典型相关系数平方(0.580)表明，这对典型变量中2个典型变量之间的共享方差为58.0％。

表12 细胞壁物质与感官评吸质量的典型相关

⑤酶活性与感官评吸质量的典型相关分析

将复烤片烟纤维素酶(X₂₄)、淀粉酶(X₂₅)作为第1组典型变量，将清香(Y₁)、甜香(Y₂)、焦香(Y₃)、浓度(Y₄)、劲头(Y₅)、香气量(Y₆)、香气质(Y₇)、杂气(Y₈)、刺激性(Y₉)、余味(Y₁₀)、香气风格特征(Y₁₁)、烟气特征(Y₁₂)、质量特征(Y₁₃)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)作为第2组典型变量，进行典型相关分析，结果如表13所示。从典型相关结果来看，有1对典型变量的相关系数达到了显著水平(p<0.05)，说明酶活性与感官评吸质量之间存在极显著的典型相关。从典型变量的构成线性表达式看，典型变量中淀粉酶(X₂₅)、浓度(Y₄)、劲头(Y₅)、香气量(Y₆)、质量特征(Y₁₃)、烟气和质量特征(Y₁₄)、感官质量总分(Y₁₅)的载荷量相对较大，主要反映了淀粉酶与浓度、烟气和质量特征、感官质量总分的正相关，与劲头、香气量、刺激性、烟气特征和质量特征的负相关。综合分析认为，感官评吸质量与淀粉酶关系密切，淀粉酶可作为复烤片烟自然醇化过程中酶活性和感官评吸质量关系分析中的显著性指标。典型相关系数平方(0.322)表明，这对典型变量中2个典型变量之间的共享方差为32.2％。

表13 酶活性与感官评吸质量的典型相关

⑥复烤片烟自然醇化过程中品质评价指标的确定

烟草不同于其他作物，它强调的是综合品质，典型相关分析表明复烤片烟自然醇化期间所有品质评价指标并不是孤立的单项指标，都程度不同地直接或间接影响烟叶质量。本发明中采用数量特征、因子分析、线性相关和典型相关4种分析方法对影响烟叶品质的不同评价指标进行了全面的分析。从数量特征上看，指标的选择应该重点考虑随着醇化的进行，一直在变化而且变化幅度较大的一些指标。从因子分析的结果看，可以将影响烟叶品质的因素归纳为色度、多酚类和酸度因素、多酚因素、色素因素、糖类因素、石油醚提取物因素和酶活性因素。

从线性相关分析筛选到白度、红色度、黄色度、油分、平衡含水率、总氮、烟碱、糖碱比、淀粉、蛋白质、莨菪亭、绿原酸、芸香苷和多酚总量这15个品质评价指标，利用典型相关分析筛选到红色度、白度、平衡含水率、淀粉、两糖差、总氮、糖碱比、β-胡萝卜素、叶黄素、绿原酸、芸香苷、多酚总量和淀粉酶这13个指标。

综合数量特征、因子分析、线性相关和典型相关四种分析方法，找到它们共有的特征值，确定白度、红色度、总氮、淀粉、糖碱比、β-胡萝卜素和多酚这7个指标作为评价自然醇化过程中复烤片烟品质变化的指标。

(五)复烤片烟自然醇化过程中品质评价模型的建立

通过对筛选得到的7个品质评价指标做因子分析，得到2个因子得分系数矩阵分别为：(1)F₁＝-0.298白度+0.296红色度+0.217多酚-0.032β-胡萝卜素-0.120糖碱比+0.232总氮+0.199淀粉；(2)F₂＝-0.107白度+0.114红色度+0.047多酚-0.415β-胡萝卜素+0.312糖碱比-0.161总氮+0.443淀粉。然后通过用因子分析得到的这个7个品质评价指标的公因子得分与感官评吸质量总分做主成份回归分析，得到一个标准化的品质评价方程：Z＝0.480F₁+0.129F₂(Z为品质总得分)，再将第一步中得到的两个因子得分系数矩阵代入到标准化方程中，最后得到的标准化品质评价方程模型为：Z＝-0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉(R²＝0.892)，R²>80％，表明该模型可用来客观合理反映烟叶自然醇化过程中品质的变化，Z为总得分，Z值越大表明烟叶的醇化品质越好，Z最大时所对应的时间点即为最佳醇化时间，也即是说在此时复烤片烟自然醇化品质最佳。

本申请人通过对以上多个实验的验证，得到了不同评价指标与品质最佳时期的关系，正是由于本申请人发现了上述的规律，才成功地完成了本发明。使用本方法时，对不同时间取样的样品检测白度、红色度、多酚、β-胡萝卜素、糖碱比、总氮和淀粉这7个指标，检测值代入品质评价模型中算出Z的值，比较Z值的大小，Z值最大时所对应的取样时期即为复烤片烟自然醇化过程中品质最佳时期。

通过得到的品质评价模型对云南省烟草烟叶公司2010年生产的12个单等级烟叶和20个配方模块样品的最佳醇化周期进行了判定，结果如表14、15所示，从模型预测到的最佳醇化周期与评吸的最佳醇化周期对比发现，12个单等级样品中有10个样品的模型预测值与评吸最佳醇化周期是吻合的，另外2个样品的预测值与实际值的差异也不大，模型预测的准确率达到83.33％。20个配方模块烟叶样品中，有18个样品的预测值与实际值吻合，模型的预测准确率为90.00％，32个样品中能准确预判最佳醇化周期的达到28个，模型总的预测准确率为87.5％。综上所述，根据不同取样时间点对预测模型公式中的7个烟叶品质评价指标进行检测，再根据公式计算出Z值，比较不同取样时间点时所对应的Z值大小，找出Z值最大时所对应的时间点即为样品的最佳醇化周期。此种烟叶自然醇化过程中品质变化的评价指标判定烟叶最佳醇化周期的准确性高，且对样品醇化品质的评价只需检测7个指标，摒弃了以往对烟叶醇化品质评价时所需要检测一大批指标的做法，在实际操作中可节省大量的人力物力财力，成本较低廉，可完全替代利用传统的感官质量评吸方法对烟叶醇化质量的判定，从而对于监控烟叶醇化质量，在烟叶品质最佳时对烟叶进行利用，减小因库存积压造成的损失，以及为改善仓储结构、提高资金使用效率和经济效益。

表14 单等级烟叶模型预测最佳醇化周期与评吸最佳醇化周期对比

表15 配方模块模型预测最佳醇化周期与评吸最佳醇化周期对比

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型，其特征在于：品质得分（Z）= -0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；

其中，Z最大时所对应的复烤片烟醇化时间即为最佳醇化周期。

2.用权利要求1所述的复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型判定复烤片烟自然醇化品质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1），对待判定复烤片烟自然醇化品质的烟叶样品进行取样，得到待测样品；

步骤（2），对步骤（1）得到的待测样品进行检测，检测其白度、红色度、多酚、β-胡萝卜素、糖碱比、总氮和淀粉这7个指标；

步骤（3），将步骤（2）检测得到的7个指标值代入模型中，计算品质得分Z的值，品质得分（Z）= -0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；

步骤（4），比较不同取样时间点时所对应的Z值大小，找出Z值最大时所对应的复烤片烟醇化时间即为样品的最佳醇化周期。

3.权利要求1所述的复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1），采用利用数量特征分析、因子分析、线性相关和典型相关分析4种分析方法，筛选得到与复烤片烟感官评吸质量相关性较强的品质评价指标；得到的评价指标包括白度、红色度、总氮、淀粉、糖碱比、β-胡萝卜素和多酚7个指标；

步骤（2），将步骤（1）筛选得到的评价指标做因子分析，得到2个因子得分系数矩阵，分别为：

（1）F₁=-0.298白度+0.296红色度+0.217多酚-0.032β-胡萝卜素-0.120糖碱比+0.232总氮+0.199淀粉；

（2）F₂=-0.107白度+0.114红色度+0.047多酚-0.415β-胡萝卜素+0.312糖碱比-0.161总氮+0.443淀粉；

步骤（3），用因子分析将得到的这7个品质评价指标的公因子得分与感官评吸质量总分做主成份回归分析，得到标准化的品质评价方程，Z=0.480F₁+0.129F₂；

步骤（4），将步骤（2）因子分析得到的得分系数矩阵代入到步骤（3）得到的标准化的品质评价方程中，即可得到复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型，得到的复烤片烟自然醇化过程中品质评价的模型为：

品质得分（Z）= -0.517白度+0.157红色度+0.110多酚-0.069β-胡萝卜素-0.017糖碱比+0.091总氮+0.153淀粉；其中，Z最大时所对应的时间点即为复烤片烟自然醇化最佳醇化时间；Z值最大时，复烤片烟的品质最好；

步骤（5），模型验证：采用感官质量评吸方法及步骤（4）得到的模型对待判定样品进行判定，将模型预测到的最佳醇化周期与评吸的实际最佳醇化周期进行对比，比较预测值和实际值之间的差异。