统计学方法在卷烟感官评价及感官质量预测中的应用
杨 露 缪祥凯 唐习书 程 亮 马志荣
（红云红河烟草（集团）有限责任公司会泽卷烟厂，曲靖 654200）
长期以来，评价卷烟感官质量的研究焦点都集中于如何能够科学、合理地将一个多目标问题转化为多个单目标问题。但从实际运用情况来看，只有在一维空间中对这些多目标问题进行处理，才有可能使排序评价具有实际的意义。生成综合性指数常用的方式是对各个评价指标进行加权操作，然后进行综合评价，称为加权评估法。常用的加权评估法种类很多，如专家评分法、模糊综合评定法、层次分析法以及优序法等。评估指数构建时，应尽量采取不同的技术路径，结合专业知识制定对应的评估体系，然后利用实地调查的方法让专家针对每个评价指标在评价系统中的作用进行评价，并在此基础之上建立对应的映射函数，构建一个综合评价指数，最后结合该评价指数中的各个元素对评价对象进行排序。
在对烟草以及卷烟制品的质量进行感官评价和预测时，需要借助统计学方法构建一个行之有效的感官质量评价体系来对其进行定量或者定性描述。常用于卷烟感官质量评价的统计学方法有模糊综合评定法、层次分析法以及优序法等。这些方法有的只是对卷烟感官质量进行定量分析，有的则是对卷烟感官质量进行定性分析[1]，最大的共同点是需要专家针对卷烟感官进行具体评分，不同之处表现在应用的具体方式、评价过程的难易程度以及对数据信息的处理上。模糊综合评定分析法可以精准、科学地评价卷烟制品的感官质量。层次分析法主要是评定卷烟的烟丝质量。有序法则一般用来分析和评价卷烟感官质量评价信息。因此，在使用这些方法时应结合具体的评价指标采取合适的策略。
在使用模糊综合评定法分析评定卷烟感官质量的过程中，应选择一些能够反映卷烟感官质量的典型指标作为评价的论域。通常情况下，依据我国现行的《卷烟感官技术要求》，选择卷烟的光泽度、香气、谐调、杂气、刺激性以及余味等作为模糊综合评定的质量指标。在评价函数中，使用U表示上述指标，有
式中：u1为光泽度；
u2为香气；
u3为谐调；
u4为杂气；
u5为刺激性；
u6为余味。
结合我国烟草标准化卷烟标准样品分析技术委员会制定的卷烟评价标准，设定对指标的评语论域为V，有
式中：v1为A上；
v2为A中；
v3为A下；
v4为B上；
v5为B中；
v6为B下；
v7为C上；
v8为C中；
v9为C下。
在对卷烟感官质量进行评吸过程中，各项感官质量指标对卷烟整体质量的影响大小和程度不一，因此在进行质量评定时还需要对各项指标进行加权。
在模糊综合评价中，通常使用如下公式表示
式中：x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为各项感官质量指标权重，且x1+x2+x3+x4+x5+x6=1，0＜X＜1。结合我国现行的《卷烟感官技术要求》的相关规定，可将所列各项指标权重x1、x2、x3、x4、x5、x6代入得到
在进行卷烟评吸测定时，需要结合实际评测情况邀请具有丰富评吸经验的评委若干名，评委人数用K表示[2]。结合《卷烟感官技术要求》对评委人数的具体要求，参加评吸的专家应不低于7人。卷烟感官质量综合评判的结果用Y表示，则Y是模糊向量X和模糊关系矩阵K的合成，即Y=XK。
借鉴层次分析的相关思想，在评价卷烟烟丝感官质量时，先将各项指标细分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个不同质量档次，并明确各个档次的质量和得分值。
随机抽取若干批次的待检测卷烟进行正态性检验，检验结果在95%的置信度条件下，将卷烟的含水率、填充值、整丝率、破丝率以及纯净度5项指标的检测数据使用正态分步进行处理[3]。由于各项指标均符合正态分布规律，因此可以将各项指标的检测数据在90%以上分布区域内的定位为Ⅰ档质量，然后结合一定时间内的各个指标的平均值、合并标准偏差以及《卷烟感官技术要求》的规定，通过计算得出90%分布的具体区域。表1为卷烟烟丝质量指标和单项得分公式表格。
表1 样品卷烟烟丝质量指标及单项得分（满分为100分）
双侧标准为
单侧标准的望大值和望小值分别为
式中：USL为Ⅰ档质量的上限；
LSL为Ⅰ档质量的下限；
u为总体均值（用样本均值估计）；
σ为总体标准差（用合并样本标准差估计）。
在完成Ⅰ档质量鉴定后，样品卷烟检测数据值处于技术标准要求范围之外的可将其定义为Ⅲ档质量，各个档次的界限和得分如表2所示。
表2 卷烟各项指标档次界限及得分
在使用优序法分析评定卷烟感官质量的过程中，应结合《卷烟感官技术要求》选择卷烟的光泽度、香气、谐调、杂气、刺激性以及余味作为卷烟感官质量评定的具体指标，并对其分别赋予权值0.06、0.36、0.06、0.16、0.16、0.20。结合《卷烟感官技术要求》对评定专家人数的要求，邀请不低于7位专家对待测卷烟感官质量进行具体的评吸鉴定，并按照固定的格式填写评定结果[4]。为了方便对卷烟各个单项指标的感官质量进行精准评价，以显示样品之间的细微差异，在开展评价过程中通常将各个单项的感官指标分值统一记为0.1分。
4.1 卷烟感官质量单排序
分别按照单一的卷烟感官指标对所有专家的评吸结果采用优序法进行综合、精准排序，各个感官指标的单排序样式按固定格式格进行确定。依照每位评吸专家单项指标的打分情况对卷烟样品依照质量进行排序。在N个卷烟牌号中，将评价得分最高的排在最前面，次之排在第二位。如果在排序过程中出现得分相同的情况，则将两款卷烟排在同一位置上。如果出现有多个牌号的卷烟名次相同，那么随后将会空出S-1个位置，接着进行排序，直至所有卷烟排序完成[5]。经过排序后，每个卷烟牌号所在位置对应的优序号就是该卷烟牌号对应的优序数值。如果出现有多个排名相同的卷烟牌号，那么每个卷烟牌号的优序数则为这些卷烟对应的优序号减去0.5，即S-1。等到所有专家都对卷烟打完分数后，将卷烟牌号对应的优序数累加，就可以得到卷烟牌号最终的单项感官指标优序数，此时根据该优序数就可以对所有卷烟牌号进行单排序。
4.2 卷烟感官质量总排序
待得出卷烟各个单项感官质量的排序后，利用优序法对各个单项指标进行综合，计算其对应的优序数，并依照大小顺序对卷烟牌号进行排序，得到卷烟感官质量的总排序结果。卷烟感官质量总排序过程与4.1章节论述的卷烟感官质量单排序前面步骤相同，只是如果出现有多个排名相同的卷烟牌号，那么每个卷烟牌号的优序数则为这些卷烟所对应的优序号减去0.5后和对应感官指标权重之积[6]。依照上述方式对卷烟牌号按照大小进行排序，就是卷烟感官质量评定的优劣顺序。
4.3 优序法在卷烟感官质量评价中的应用举例
某项质量评定活动中共有4个不同牌号的卷烟参与了感官质量评价，在此分别将这4个牌号卷烟计作为①、②、③、④，邀请具有丰富经验和较高专业知识水平的10位评吸专家组成活动的评定小组，分别将评吸专家对应编号为M1、M2、…、M10，采用优序法对4种不同牌号的卷烟进行评价。
首先，10位评吸专家结合《卷烟感官技术要求》分别对4个牌号的卷烟感官质量进行评吸打分，并填写单项感官指标评价表。其次，依据单项感官质量指标评价对专家评吸结果采用优序法进行综合性单排序。比如，专家M1对4个不同牌号卷烟的感官质量指标f2的单排序为③②①④，综合10位专家对感官质量指标f2的单排序，可以得出最终的4种牌号卷烟感官质量f2的单排序，如表3所示。
表3 单项感官指标f2的单排序计算表
结合表3对4种不同牌号卷烟的f2优序数进行计算，有
同理，可计算得到K2=13.5、K3=20.5、K4=22.5，由此可知4种不同牌号的卷烟单项感官质量f2的优劣次序为④-③-②-①。
采用上述方法对f1、f3、f4、f5、f6进行计算，得出其对应的优劣顺序，具体如表4所示，最终计算得出4种不同牌号卷烟的总优序数K1=0、K2=1.52、K3=1.81、K4=2.43。
对4种不同牌号卷烟优序数大小进行排列，顺序为④-③-②-①。
表4 卷烟感官质量总排序计算表
统计学方法在卷烟的烟叶、烟卷质量评定和预测中应用广泛，且不同方法具体的使用方式和测定内容不同，因而在实际使用过程中应结合所要评价的目标选择合适方法，以获得理想的评价效果。
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