烟草质量分析评价研究进展

烟草质量分析评价研究进展烟草质量分析评价研究进展 王涛 1 （1 河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002） 摘要：摘要：烟叶品质好坏不仅直接影响烟草产品的质量和效益，而且对烟草经济发展起着举足轻重的作 用。本文外观品质、物理特性、化学成分、烟气成分和内在质量等方面对我国近几年在烟草质量分 析评价上的研究进行了综述，以期为我国特色优质烟叶开发中质量评价提供理论依据。 关键词：关键词：烟草；质量评价；研究进展 烟叶品质是反映和体现烟叶必要性状均衡情况的综合性模糊概念，受烟叶的外观 品质、物理特性、化学成分、烟气成分和内在质量等方面多项因素综合作用的影响1。 烟叶品质好坏不仅直接影响烟草产品的质量和效益，而且对烟草经济发展起着举足轻 重的作用。目前，对烟叶品质的综合评价研究中，众多学者均把烟叶内在化学成分作 为评价烟叶品质的重要指标，多采用人工感官评判与仪器检测分析相结合的方法，采 用常规统计方法进行数据处理，也有学者采用综合指数评价法、相关分析法将这种模 糊性用一种比较明确的界限加以区分，依据各指标得分累加值的高低或相关性参数来 确定烟叶品质的优劣2-4。 l 烤烟外观质量评价烤烟外观质量评价 外观质量是眼看手摸能够直接感触和识别的外部特征，如烟叶部位、颜色、叶片 结构、油分等。国家烤烟分级标准中用 6 个品质因素和 1 个控制因素来具体评价烤烟 外观质量5。闫克玉等6 研究了河南烤烟叶片厚度、叶质重及叶片密度的变化情况， 并对烤烟外观质量进行评价。于川芳等7研究了玉溪烤烟外观质量与主要化学成分之间 的关系。Moseley 8研究认为随着成熟度增加，烟碱、还原糖含量增加，总糖、总氮、 淀粉、总挥发碱含量减小。艾复清等 研究了烤烟成熟特征与烤后外观质量、化学成分、 香吃味的关系。周汉平等9先给烤烟叶片结构、油分赋值，再用近红外光谱仪对样品扫 描，用偏最小二乘法建立了叶片结构和油分的近红外预测模型。蔡宪杰等10建立了初 步量化的烟叶外观质量评价指标体系，并运用相关分析、聚类分析和主成分分析对外 观质量评价指标进行了研究。梁洪波等11研究了烟叶颜色的明度、饱和度、色调角， 以及红、黄度等因素与化学因素和评吸质量的相关性，认为：所测颜色值基本能反映 出烟叶的内在品质。 2 烤烟物理特性评价烤烟物理特性评价 烤烟物理特性是指影响烟叶质量的物理方面特性，包括叶片厚度、含梗率、填充 性、单叶重、叶质重等。王玉军等12研究发现叶片厚度与烟碱含量呈极显著正相关， 与糖碱比呈极显著负相关。招启柏13研究了烤烟物理性状对烟碱含量影响，随着烟叶 单叶重、叶面积的增加，烟碱含量分别呈现出逐渐增大和先下降后增大的趋势。孙建 锋等14对河南烤烟物理性状进行了分析和评价。刘丽等15研究了玉溪烤烟拉力与主要 化学成分的关系。李东亮等16采用典型相关分析研究了烤烟物理性状与主要化学成分 的关系。 3 烤烟化学成分评价烤烟化学成分评价 化学成分是烟叶质量的内涵，烤烟品质主要由其化学成分所决定的。秦军等17利 用对应因子法对不同等级烟叶中氨基酸含量与香吃味的关系进行了探索，并利用氨基 酸含量对不同等级烟叶的内在质量进行了评价。殷勇18运用粗糙集理论研究了烟草主 要化学成分对烟草品质影响程度的判别方法，该法简单，易行。王玉龙等19运用数量 统计法对烟草化学成分的原始进行处理，并结合评吸结果以及各项化学指标间的相关 系，计算出了多项化学指标对烟草质量的总分，对烟草化学品质进行综合评价。陈景 云等20以烟叶品质的评价等级、化学成分、品质指标为物元，建立了烟叶化学成分一 品质综合评价的物元模型，并用该模型对烤烟和白肋烟化学成分品质进行了综合评价。 陈学平等21对不同烟叶样品的化学成分进行了聚类分析，并用分析结果对烟叶样品的 质量状况和特点进行了评价。毕淑峰22运用因子分析法评价了烤烟的内在质量。李国 栋等23丁对河南烤烟的部分化学成分与烟气成分的相关性进行了分析。厉昌坤等24研 究认为：烟叶焦油释放量与化学成分的相关关系密切，与总糖、还原糖含量呈极显著 负相关；与总氮、烟碱、石油醚提取物、总挥发碱含量呈极显著正相关。王允白25对 烤烟烟叶总粒相物与部分内在化学成分进行了相关分析，并建立了卷烟的总粒相物最 优预测数学模型。毕淑峰等26以烤烟的总糖、还原糖、总氮、烟碱含量为指标，用距 离判别法对不同品质的烤烟进行判别分析，建立了判别函数，并对烟叶质量进行了评 价。许自成等27 对中国主产烟区烤烟硫含量分布特点及与其他化学成分进行相关分析。 刘春奎等28分析了中国烤烟含氯农残含量，提出相应控制措施。李葆等29对湖北恩施 烤烟化学成分特点进行分析，对烤烟化学成分可用性进行评价。 4 烤烟感官质量评价烤烟感官质量评价 烟叶感官质量是指烟叶通过燃烧所产生烟气的特性。感官质量是卷烟产品质量的 重要组成部分，是产品质量的基础和核心 广义的感官质量是指烟支在燃吸过程中产生 的主流烟气对人体感官产生的综合感受。如香气的质和量、口感的舒适程度等；此外 还包括一些代表产品风格特征的因素，如香气类型和风格、烟气浓度和劲头大小等。 烟叶感官质量评定采用的方法十分重要，它直接关系到评定结果的正确性。采用不同 的评定方法评价同一种样品会得出不同的结论：采用何种评价方法取决于评价目的。 感官评吸的评定方法有两种：一种是在感官评吸过程中按照人的吸烟行为习惯，在烟 气经口腔吸入、通过喉部进入肺部、再由鼻腔呼出的过程中感受并捕捉烟气的特征特 性：另一种是在感官评吸过程中根据评吸项目的不同，采用相应的感官进行评吸。 胡建军30利用模糊综合评定法对卷烟感官质量进行评价，提出合理恰当地运用模 糊综合评定法统计和处理评分结果，有助于对卷烟感官质量做出科学、公正、准确的 判断的结论 李东亮等31针对单料烟感官质量评定大多采用描述性语言对各单项指标进 行评价不易形成定量的综合评价结果这一问题，采用层次模糊法对单料烟感官质量进 行了综合评价结果表明，层次分析法确定各单项指标的权重符合实际的评吸要求，模 糊综合评价容易给出定量的综合评价结果，在此基础上计算 f 函数值便于对不同单料烟 样品进行排序。何琴等32采用广义回归神经网络分别对烤烟的主要化学成分与香气质、 香气量、杂气、刺激、余味、劲头和烟气浓度等感官质量进行建模。结果表明，在训 练集样本数据较少时，广义回归神经网络的预测准确度仍然很高。高大启等33应用并 联神经网络分析方法能直接将烤烟主要化学成分测量数据转换为与香气、吃味、杂 气、刺激性等评吸专家的感官评定指标值相一致的结果。应用实例表明，与感官评定 方法相比，该方法在客观性、准确性等方面具有其优越性。另外，利用 3 层 BP 人工神 经网络识别烟叶品质的方法优于传统的识别方法34。林丽莉等35通过对单料烟评吸的 结果与理化测定的指标参数进行分析，结合专家经验并采用神经一模糊方法，提出一 种基于单料烟的理化指标对各感官参数进行分类、分级，建造单料烟感官质量评价专 家系统的方法。试验表明，该系统具有学习与知识提取能力，在卷烟产品质量管理新 产品开发中具有指导意义。杨宁36把 1 对多 SVM、KSVM、LSSVM 等几种支持 向量机对单料烟的香型识别的能力进行了对比，结果说明在这些 SVM 中，LS-SVM 在食品感官分析中明显优于其他两类。 5 综合评价综合评价 Diachkin37尝试根据烟叶的光学性质来评价烟叶的品质。Gjusele 等38采用分光光 度法评价烟叶质量。闫克玉39在全面检测各等级烟叶主要理化特性指标和烟气特征指 标、系统分析各指标间的关系和各指标对烟叶综合质量贡献大小的基础上，初步建立 了烤烟质量评价指标体系。吴殿信等40对烤烟外观质量、内在质量、物理特性、化学 成分和安全性方面指标进行量化处理，制定了各等级烤烟质量指数。 我国烟叶原料比较丰富，但目前对质量的深人研究还远远不够，同时，还存在业 内烟叶质量评价法与工商业评价法不统一等问题。随着我国特色烟叶开发重大专项的 启动，对于准确分析和评价烟叶质量特性以及提高烟叶品质具有重要意义。 参考文献：参考文献： l朱尊权烟叶的可用性与卷烟的安全性J烟草科技，2000，8：3-6 2毕淑峰，朱显灵，马成泽云南烤烟化学成分与香气品质的关系研究J中国农学通报， 2004，20(6)：67-68 3高家合，秦西云，谭仲夏，等烟叶主要化学成分对评吸质量的影响J山地农业生物学报， 2004，23(6)：497-501 4阎克玉，王建民，屈剑波，等河南烤烟评吸质量与主要理化指标的相关分析J烟草科技， 2001，10：5-9 5闰克玉，赵献章. 烟叶分级M. 北京: 中国农业出版社出版，2003. 12-26. 6于川芳，李晓红，罗登山，等玉溪烤烟外观质量因素与其主要化学成分之间的关系J烟草 科技，2005(1)：5-7 7闫克玉，王海燕，李兴波，等烤烟国家标准(40 级)河南烟叶叶片厚度、叶质重及叶片密度研究 J郑州轻工业学院学报，1999，14(2)：45-50 8Moseley JMThe relationship of maturity of the leaf at harvest andcertain properties of the cured leaf of flue-cured tobaccoJTObaceo Science，1963(7)：67-75 4艾复清，江锡瑜，肖吉中，等烤烟外观成熟特征与品质关系研究J中国烟草科学，1999(3)： 27-30 9周汉平，王信民，宋纪真，等烟叶结构和油分的近红外光谱预测J烟草科技，2006(1)：10- 14 10蔡宪杰，王信民，尹启生，等. 烤烟外观质量指标量化分析初探J . 烟草科技，2004，(6) :37- 39，42 . 11梁洪波，李念胜. 烤烟烟叶颇色与内在品质的关系J. 中国烟草科学，2002，(1) : 9-11. 12王玉军，谢胜利，邢淑华，等烤烟叶片厚度与主要化学组成相关性研究J中国烟草科学， 1997(1)：11-14 13招启柏烤烟烟碱含量农艺调节原理研究D南京：南京农业大学，2004 14孙建锋，宫长荣，许自成，等河南烤烟主产区烟叶物理性状的分析评价J河南农业科学， 2005(12)：l721 15刘丽，张晓兵，许自成，等烤烟拉力与主要化学成分的关系研究J郑州轻工业学院学报， 200722(4)：1-3 16李东亮，许自成，陈景云烤烟主要物理性状与化学成分的典型相关分析J河南农业大学学 报，2007，41(5)：492-497 17 秦军，陈桐，彭黔荣，等.对应因子法研究烟叶氨基酸含量与香吃味品质的关系J.贵州工业 大学学报( 自然科学版) ，2001，(3) :86-90. 18 殷勇，烟草成分对其品质影响程度的粗糙集判别法J.农业机械学报，2004，35(4) :124-127 . 19王玉龙，魏成熙.烟草化学品质值化综合评价研究J.耕作与栽培，1999，(3) :63 -65. 20陈景云，胡建军.烟叶化学成分-品质综合评价物元模型的建立与应用J.烟草科技 2003，(10) :31 -34. 21陈学平，张良，郭家明，等. 多个化学成分指标烟叶样品的聚类分析研究J.中国烟草学报， 2002，8( 4) :2 1-26 . 22毕淑峰.贵州烤烟化学成分的因子分析J.黄山学院学报，2004，6(3) :103-105. 23李国栋，于建军，董顺德.河南烤烟化学成分与烟气成分的相关性分析J.烟草科技，2001，(8) :28 -30. 24厉昌坤，周显升，王允白.烤烟烟叶焦油释放量与部分化学成分的关系研究J.中国烟草科学， 2004，(2) :25-27. 25王允白.烤烟原料总粒相物与烟叶内在化学成分关系及预测模型研究J.中国烟草学报， 1998，4( 2) :1-5. 26毕淑峰，朱显灵，马成泽.判别分析在烤烟品质鉴定中的应用J.中国农学通报，2005，(1) :79- 80. 27许自成，刘春奎，毕庆文，等中国主产烟区烤烟硫含量的分布特点及与其他化学成分的相关 分析J郑州轻工业学院学报，2008，23(1)：1-5 28刘春奎，许自成，王晖，等中国烤烟含氯农残总量状况及其控制措施探讨J中国农学通报， 23(11)：126-129 29李葆，刘春奎，闫启峰，等湖北恩施烟区烤烟化学成分特点及综合评价J江西农业学报， 2010，22(5)：12-l4 30胡建军模糊综合评定法在卷烟感官评吸中的应用J烟草科技，1998(5)：29-31 31李东亮，胡军，许自成，等单料烟感官质量的层次模糊综合评价J郑州轻工业学院学报(自 然科学版)，2007，22(1)：27-30 32何琴，高建华，刘伟广义回归神经网络在烤烟内在质量分析中的应用J安徽农业大学学报， 2005，32(3)：406-410 33高大启吴守一并联神经网络在烤烟内在品质评定中的应用J农业机械学报，1999，30(1)： 58-62 34杨小勇，彭黔荣，苏红雪单输出径向基神经网络在烟叶品质预测中的应用J贵州工业大学 学报(自然科学版)，2005，34(3)：24-27 35林丽莉，冯天瑾，周文晖，等基于神经-模糊方法的单料烟感官质量评价专家系统J青岛海 洋大学学报，2001，31(6)：931-936 36杨宁支持向量机在感官评估中的应用研究D青岛：中国海洋大学2004 37 Diachkin l l. About the methodology of evaluation of the quality of tobacco