基于聚类分析的3种新香型烤烟烟叶质量特征与香型评价

[目的]建立国产烤烟烟叶新香型风格特征的评价体系，为国内优质特色烟叶识别归类和卷烟生产提供参考。[方法]分别选取清甜香型、蜜甜香型和焦甜焦香型3种不同新香型C2F等级烤烟共60份样品，对其外观质量指标、感官质量指标、常规化学成分及中性香气物质分别采用主成分分析筛选能够有效区分不同香型风格的关键质量指标，最后通过聚类分析利用3组样品进行验证。[结果]主成分分析筛选出了区分3种新香型风格的4类主要质量特征指标，分别为2项外观质量指标(色度和油分)、4项感官质量指标(香气量、感官总分、浓度、刺激性)、3项常规化学成分(氯、总糖、钾)和5项中性香气物质(茄酮、二氢大马酮、巨豆三烯酮、二氢猕猴桃内酯、新植二烯)。筛选的14项质量特征指标能够较为准确地将验证组A组15个样品聚为3类，B组8个样品聚为5类，C组23个样品聚为4类，分类正确率分别为93.33%、87.50%和100%。[结论]筛选出的这14项指标可以准确判别不同烤烟香型风格，并可有效区分这3种不同新香型风格的烟叶。     

烟叶配方模块在卷烟配方设计中的应用研究

[目的]研究不同烟叶配方模块在卷烟配方设计中的应用,缓解单品牌卷烟生产与大模块原料供应的矛盾,确保卷烟产品质量的稳定性。[方法]采用叶组配方设计理论,对不同产区（河南、云南、贵州、江西、辽宁）的不同香型烟叶和不同等级质量烟叶（B2F、B3F、C3F、C4F、C3L、X2F、X2L）按一定比例进行混配,使其形成大的配方模块并对各模块卷烟评吸效果进行对比研究。[结果]研究表明,根据各产区、各香型烟叶在模块配方中的特点,并结合各部位烟叶在感官评吸中的质量规律,通过循序渐进调整配方模块,可使不同香型烟叶在单支卷烟的香气质、香气量、劲头、余味等指标方面得到互补,并且可彰显核心烟叶香气风格特征,使烟叶总体感官质量得到提高,同时可有效降低卷烟制造成本。[结论]研究可为卷烟配方的设计、原料采购提供参考依据,为各产区烟叶质量的提高提供生产技术指标和改进措施,为提高资源利用率、降低原料成本提供帮助。     

聚类分析在卷烟配方中的应用

为研究卷烟配方中叶组配方的等级替代问题,对豫中豫南不同等级烟叶36个样品的常规化学成分及营养元素、烟气成分和感官质量评吸指标进行了聚类分析,利用统计分析软件SPSS11.0提供的方法进行层次聚类法,根据结果确定其在配方中的用途。结果表明,(1)大多数样本的品质指标存在相似性,少数样本则存在较大的差异;(2)属于同一类群样本的品质指标差异较小,属于不同类群样本的品质指标差异较大;(3)进行卷烟配方时,当需要的某一等级原料不足或缺乏时,可根据烟叶质量的相似性,从相同的类群中寻找。     

主成分分析和聚类分析在烟叶全面质量评价中的应用

为研究烟叶全面质量评价的新方法,2014年于四川省宁南县采集烟叶样品,测定分析了烤烟的外观质量、物理特性、化学成分、中性致香物质和感官质量,并应用主成分分析和聚类分析对烟叶38个质量指标进行了分析和聚类。结果表明,38个指标共提取出了7个主成分,方差累计贡献率为87.37%,基本上反映了原来变量的全部信息;烟叶样品经过聚类分析共分成3类,经过判别分析验证,正确率达92.86%;最适宜种植烤烟的海拔高度为1 450 m,其次为海拔1 750 m,海拔2 050 m种植效果最差,黄壤种植效果优于红壤,云烟87和云烟85种植效果优于云烟97。     

甘蓝型油菜品种的聚类分析

本研究以品种主成分值间的欧氏距离作聚类统计量,用系统聚类分析中的最长距离法和离差平方和法对来自世界7国的50个甘蓝型油菜品种进行了聚类分析。结果表明:50个品种可明显地分为6个大类,一些大类可以进一步地划分为若干亚类。品种间的遗传差异与其地理起源有密切的关系,来自同一地区的品种一般被聚在同一类中。具有相同血缘的品种也被聚在同一类中。不同的聚类方法和不同的聚类统计量其聚类结果非常一致,符合率达94%。本文还证明了表型水平主成分值之间的欧氏距离等于基因型水平主成分值之间的欧氏距离与观测值之间的欧氏距离。     

基于主成分聚类分析的湘南烟叶子外观质量分类评价

采用湘南烟区2007-2011年烟叶外观质量指标数据,运用专家咨询法、因子分析法、模糊数学等方法,建立了基于主成分分析和聚类分析的烟叶质量评价模型,并对湘南烟区14个县市84个烟叶样品进行烟叶外观质量分类评价。结果表明：2007-2011年湘南烟区烟叶外观质量指标变异系数小,年度间差异只有2008年偏大;成熟度是影响烟叶外观质量的最主要因子,占总权重的20%;84个样品的两个主成分聚类与主成分总分聚类结果相差不大,而湘南烟区烟叶外观质量集中在第2类烟（占32.14%）,其次是第3类烟（占29.76%）,而第5类烟最少（占3.57%）。     

山东黄瓜地方种质资源的聚类分析

选择与育种相关的17个性状用主成分分析法和系统聚类法对山东48份黄瓜地方品种进行主成分分析和聚类分析,主成分分析保留前7个主成分,其累计方差贡献达到87 2%。聚类分析将其分为7类,华南型黄瓜和华北型黄瓜聚为不同的类群,分类结果与传统的根据生态特性和地理分布的分类吻合。     

基于主成分聚类分析的湘南烟叶子外观质量分类评价

采用湘南烟区2007~2011年烟叶外观质量指标数据,运用专家咨询法、因子分析法、模糊数学等方法,建立了基于主成分分析和聚类分析的烟叶质量评价模型,并对湘南烟区14个县市84个烟叶样品进行烟叶外观质量分类评价。结果表明:2007~2011年湘南烟区烟叶外观质量指标变异系数小,年度间差异只有2008年偏大;成熟度是影响烟叶外观质量的最主要因子,占总权重的20%;84个样品的两个主成分聚类与主成分总分聚类结果相差不大,而湘南烟区烟叶外观质量集中在第2类烟(占32.14%),其次是第3类烟(占29.76%),而第5类烟最少(占3.57%)。     

基于聚类和逐步判别分析的烤烟感官质量特征分类评价

为优化烟叶原料感官质量的评价方法,促进配方设计中不同质量特点烟叶的合理配置,采集陕西中烟曲靖沾益基地县不同等级的初烤烟叶,运用系统聚类和Fisher线性判别法,建立基于化学成分的烤烟感官质量特征分类评价方法。结果表明:聚类分析可将陕西中烟曲靖沾益基地县烟叶的感官质量特征合理分类,三类样品的主要特征分别为香气和烟气浓度低、口感有优势;杂气大、口感差、生理满足感有优势;香气品质有优势。经交叉分析,糖氮碱的协调对香气品质的影响较大,蛋白质、总氮对生理满足感和口感特征的影响较大,两糖比对香气、烟气的充足程度和口感特征的影响较大。建立了烟碱、总氮、还原糖、淀粉、氮碱比、两糖比、糖蛋比和糖氮比等8项指标的烟叶感官质量特征分类评价模型,模型的自身和交互验证平均准确率达80.8%,验证效果较好。     

原烟配方模块设计原料使用定位研究

【目的】揭示原烟配方模块和单等级烟叶原料之间化学成分的关系，研究以烟叶化学成分为主要依据进行原烟配方模块组配的可行性，为更加客观、便捷地开展原烟模块设计工作提供科学参考。【方法】利用模糊综合评判方法，以河南中烟工业有限责任公司云南某产区2个原烟模块的化学成分为目标，对同产区21个单等级烟叶进行相似性分类，并用感官质量指标进行验证。【结果】相似性分类后，2个原烟配方模块的高、中、低目标值原料分别有4、5和12个以及3、9和9个；21个单等级烟叶的化学指标综合评判结果与感官质量分类结果吻合度分别达90.48%和76.19%。【结论】以原烟配方模块的化学成分为目标，可较准确地对同产区单等级烟叶进行相似性分类。研究结果在原烟模块设计目标原料快速确定方面有较好的实用性。     

基于因子得分的卷烟风格特征聚类分析

为不同风格特征卷烟产品的分类提供参考,采用因子分析方法,对8个牌号不同批次76个卷烟样品的烟丝进行化学常规、卷烟香气前体物质和中性香气物质等35个指标检测,并用因子得分代替原始化学检测指标进行系统聚类分析,并对聚类结果进行验证,从而实现不同卷烟产品的分类。结果表明:35个烟丝化学指标可划分为6个因子,这6个因子包含烟丝化学指标88%以上的信息;同一个牌号不同批次的卷烟样品能很好地聚为一类。该方法可准确地对不同风格特征的卷烟产品进行识别。     

不同含水率干头干尾烟丝挥发性有机酸含量的变化

分析了滚筒烘丝后不同含水率干头干尾烟丝挥发性有机酸含量的变化规律,以8种挥发性有机酸作为评价指标,利用多重比较法、主成分综合得分的箱线图分析法、聚类分析法,研究了不同含水率烟丝挥发性有机酸含量的变化,以及综合差异的含水率临界点,最后利用感官评吸对上述统计结果进行验证。结果表明:(1)除辛酸外,不同含水率区间烟丝的其余挥发性有机酸均存在显著性差异;(2)挥发性有机酸综合含量随着烘后烟丝含水率的降低呈逐渐下降的变化趋势;(3)烘后烟丝挥发性有机酸综合含量出现较大差异的含水率临界点为8%左右;(4)卷烟整体感官质量随着烘后烟丝含水率的降低呈逐渐下降的变化趋势。根据主成分综合得分箱线图、系统聚类及感官质量的分析结果,该配方叶组干头干尾烟丝与正常烟丝品质差异的含水率临界点应为8%左右;为保证产品质量稳定性,建议将含水率小于8%的干头干尾烟丝回潮后降级使用。     

不同含水率干头干尾烟丝挥发性有机酸含量的变化

分析了滚筒烘丝后不同含水率干头干尾烟丝挥发性有机酸含量的变化规律,以8种挥发性有机酸作为评价指标,利用多重比较法、主成分综合得分的箱线图分析法、聚类分析法,研究了不同含水率烟丝挥发性有机酸含量的变化,以及综合差异的含水率临界点,最后利用感官评吸对上述统计结果进行验证。结果表明:(1)除辛酸外,不同含水率区间烟丝的其余挥发性有机酸均存在显著性差异;(2)挥发性有机酸综合含量随着烘后烟丝含水率的降低呈逐渐下降的变化趋势;(3)烘后烟丝挥发性有机酸综合含量出现较大差异的含水率临界点为8%左右;(4)卷烟整体感官质量随着烘后烟丝含水率的降低呈逐渐下降的变化趋势。根据主成分综合得分箱线图、系统聚类及感官质量的分析结果,该配方叶组干头干尾烟丝与正常烟丝品质差异的含水率临界点应为8%左右;为保证产品质量稳定性,建议将含水率小于8%的干头干尾烟丝回潮后降级使用。     

不同切丝宽度烟丝在干燥过程中挥发性香味物质的变化

【目的】为卷烟配方叶组切丝宽度的选择和优化提供参考依据。【方法】利用方差分析、主成分分析与聚类分析等统计方法系统研究了滚筒干燥前后及不同切丝宽度烟丝干燥后挥发性香味物质的差异性及变化规律,并通过感官质量评价对上述分析结果进行了验证。【结果】(1)干燥前后及不同切丝宽度烟丝干燥后的挥发性香味物质存在较大差异;干燥后烟丝中的挥发性香味物质总体含量较干燥前呈降低趋势;对于干燥后烟丝,随着切丝宽度的增加,挥发性香味物质综合含量呈逐渐降低的变化趋势。(2)聚类结果显示:干燥前的烟丝样品与切丝宽度为0.85 mm的干燥后烟丝样品聚为一类;切丝宽度为0.95 mm和1.05 mm的干燥后烟丝样品各自单独聚为一类;随着切丝宽度的增加,挥发性香味物质综合含量的差异在增大。(3)不同切丝宽度成品卷烟的整体感官品质存在一定差异,且随着切丝宽度的增加,感官品质呈逐渐降低的变化趋势。【结论】在卷烟加工过程中,切丝宽度对卷烟品质具有较大影响,在设定切丝宽度时,应同时兼顾感官品质和工艺损耗两个因素。     

库存低次烟叶模块提质技术的应用

为提高库存低次烟叶的可用性,对库存烟叶按照可用性进行功能模块组合,研究开发功能调节剂,提升烟叶模块的使用价值,在600 kg/h制丝线上进行加料中试,并在卷烟生产中进行可用性验证。结果表明:烟叶模块添加1.0%的功能调节剂后,木质杂气和刺激性明显降低,甜润感提升,卷烟抽吸品质显著提升;烟叶中总糖、还原糖、糖/碱、糖/氮等指标有所提升;非挥发性有机酸的含量增加4.4%;总致香成分含量增加10.97%,主要是醇类、酸类、酯类和新植二烯含量的增加;当处理后的模块烟叶添加比例控制在15%以下时,对某四类卷烟的感官评价无负面作用。     

基于近红外光谱的卷烟配方模块香型预测

为提高卷烟配方模块的分类识别准确率，并为卷烟配方模块的科学评估提供技术支撑，提出了一种基于近红外光谱特征筛选的卷烟配方模块香型预测方法。选取2017—2019年238个卷烟配方模块样品的近红外光谱数据，结合特征工程中的递归特征消除法和BP神经网络、随机森林、XGBoost 3种机器学习技术，构建了基于特征变量的香型预测模型。与全光谱数据训练的分类效果对比，经过递归特征消除法筛选后的光谱特征变量能够有效提升卷烟配方模块香型的识别准确率，其中，XGBoost算法分类效果最佳，模型对测试集的识别准确率达到了90.41%。结果表明，基于近红外光谱特征筛选的香型预测方法对卷烟配方模块的快速定位、科学评价及卷烟配方设计等有一定的辅助决策作用。     

中国部分烤烟产区模块配方烟叶品质特色分析

为了合理利用不同烤烟产区的模块配方烟叶,采用9个常见烤烟产区同一模块配方烟叶BF-2-1为材料进行研究.结果表明,不同产区烟叶聚类为3个区,分别为:(1)建石、梅州、郴州、毕节、临沂的烟叶为一类,总糖、还原糖含量分别为16.19%～19.92%,12.73%～17.67%;总氮在2.13%～2.38%;烟碱含量在3.1...     

云南罗平烟区烟叶主要化学成分含量及其与感官质量的相关性

[目的]探明云南罗平烟区烟叶主要化学成分含量及其与感官质量的相关性,为云南罗平烤烟生产技术方案的改进和卷烟配方的应用提供科学依据.[方法]选择罗平县10个乡镇中部叶(C3F)和上部叶(B2F)共计423个样品,采用烟草行业标准连续流动法测定烟叶主要化学成分的含量,用平方欧氏距离法对化学成分含量进行聚类,分析云南罗平烟区...     

近红外光谱的主成分分析——马氏距离分类法应用于品牌卷烟烟丝的快速鉴别

 研究了对成品卷烟烟丝进行快速分类鉴别的一种方法。利用傅里叶变换近红外光谱对国内部分不同品牌的卷烟烟丝主成分进行分析,应用主成分分析——马氏距离法分类建模,结果建立了两个不同的近红外光谱判别分类模型,一个用于同一厂家生产的3个品牌成品卷烟的分类鉴别,另外一个用于云南省某知名品牌卷烟同省外同一价位的6个知名品牌卷烟的判别分类鉴别。两个模型对校验集烟丝的类归属的正确率为100%,该研究方法对成品卷烟烟丝能够进行快速、准确的定性鉴别。     

数量分类的加权聚类法

叙述了加权聚类的基本思想与方法，即应用性状多样性理论与计算方法获得各统计性状的聚类权重，应用Ｂ模距离进行加权聚类分析，通过实例证明了加权聚类法对解决数量分类学系统聚类权重不合理，对各公式计算结果不一等问题的有效性。