錢建財(cái) 趙才能 王猷勝 付金存 韓云龍 吳佳

(江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210019)

目前，全國(guó)煙葉庫(kù)存居高不下，在煙葉庫(kù)存水平高、嚴(yán)格調(diào)控產(chǎn)量的背景下，等級(jí)質(zhì)量的好壞直接影響銷售，影響煙區(qū)持續(xù)發(fā)展[1]。隨著等級(jí)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，收購(gòu)煙葉的中上等煙的比例有相當(dāng)程度提高[2-5]。從卷煙發(fā)展形勢(shì)看，行業(yè)未來發(fā)展更大程度依托于結(jié)構(gòu)提升；一、二類煙逐漸成長(zhǎng)為規(guī)模與結(jié)構(gòu)的“雙重支撐”[6]。高結(jié)構(gòu)卷煙對(duì)原料質(zhì)量水平要求較高，中等煙葉需求量有限，隨著卷煙產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的快速提升，中等煙葉出現(xiàn)積壓現(xiàn)象，庫(kù)存保障周期明顯高于上等煙葉。

前人針對(duì)如何提升煙葉使用價(jià)值方面研究主要集中在農(nóng)藝方面、加工方面、加香加料等方面。如馬彩娟等[7]為改善上部煙葉品質(zhì)和工業(yè)可用性，運(yùn)用感官分析技術(shù)，將上部煙葉葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)分；孫志濤等[8]為緩解較高等級(jí)緊缺，提高較低等級(jí)使用比例，將其制絲工藝由傳統(tǒng)葉片加料轉(zhuǎn)換為葉絲加料工藝；王建兵等[9]為提高庫(kù)存低次煙葉的可用性，研究開發(fā)功能調(diào)節(jié)劑；任志廣等[10]為研究提高上部葉可用性栽培調(diào)制措施，綜述了生態(tài)條件、栽培調(diào)制措施、烘烤工藝等方面對(duì)上部葉可用性的影響。

對(duì)工業(yè)企業(yè)已經(jīng)調(diào)撥入庫(kù)的中等煙葉如何提升使用價(jià)值方面未見報(bào)道。基于此，開展中等煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色分析，基于品牌導(dǎo)向研究中等煙葉工業(yè)適用性，旨在挖掘中等煙葉工業(yè)可用性，提升使用價(jià)值，緩解上等煙葉庫(kù)存短缺壓力，減少中等煙葉積壓。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司2015—2018年在庫(kù)中等煙葉等級(jí)，包括云南、貴州、福建、四川、重慶、河南、湖南、山東、吉林等地區(qū)共計(jì)81個(gè)等級(jí)(見表1)。

表1 煙葉樣品等級(jí)、產(chǎn)地信息

1.2 感官評(píng)價(jià)方法

由江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司10名具有卷煙感官評(píng)吸技術(shù)檢驗(yàn)資格證人員組成評(píng)吸小組，評(píng)吸員的選擇符合GB/T 16291.2-2010要求，參照標(biāo)準(zhǔn)YC/T530-2015《煙葉質(zhì)量風(fēng)格特色感官評(píng)價(jià)方法》進(jìn)行評(píng)吸[11]。香韻及雜氣要求有5位以上評(píng)吸人員做出判斷為有效標(biāo)度值。按照表2將煙氣濃度與勁頭的比值轉(zhuǎn)化為濃勁比分值。

表2 濃勁比分值轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel2007軟件繪圖制表；運(yùn)用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。功能分組優(yōu)化使用K-近鄰分類法；采用Fisher逐步判別[12-14]進(jìn)行判別分析；采用Wiks Lambda法[15]進(jìn)行變量篩選，主要分析煙氣濃度(x1)、濃勁比(x2)、香氣質(zhì)(x3)、香氣量(x4)、透發(fā)性(x5)、雜氣(x6)、細(xì)膩程度(x7)、柔和程度(x8)、圓潤(rùn)感(x9)、刺激性(x10)、干燥感(x11)、余味(x12)等12個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)系。

1.4 使用價(jià)值提升設(shè)計(jì)

1.4.1 配方功能分類

根據(jù)中等煙葉原料在葉組配方中的使用特點(diǎn)以及煙葉感官質(zhì)量情況，按照配方功能明確類別。

1.4.2 煙葉配方適用性標(biāo)度

通過建立各配方功能類別核心指標(biāo)評(píng)價(jià)方法，明確各功能類別中適用性較強(qiáng)等級(jí)與較弱等級(jí)。

1.4.3 使用價(jià)值優(yōu)化調(diào)整

選擇配方適用性較弱中等煙葉與部分上等煙葉重組模塊加工，篩選最優(yōu)組合比例。

1.4.4 工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證

根據(jù)產(chǎn)品風(fēng)格特色選擇適用模塊分別在常規(guī)卷煙、細(xì)支類卷煙葉組配方中進(jìn)行使用驗(yàn)證。

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)格特征與品質(zhì)特性

煙葉樣品根據(jù)產(chǎn)地不同劃分為濃香型、中間香型、清香型3部分[16,17]。

2.1.1 風(fēng)格特征評(píng)價(jià)結(jié)果

在13個(gè)濃香型中等煙中，主要香韻分值按照平均值大小排序?yàn)楦刹菹?焦甜香>焦香>木香，干草香為尚明顯至較明顯，焦甜香為微顯至尚明顯，木香和焦香為微顯至稍顯；在33個(gè)中間香型中等煙中，主要香韻分值按照平均值大小排序?yàn)楦刹菹?正甜香>木香，干草香為尚明顯至較明顯，正甜香為微顯至尚明顯，木香為微顯至稍顯；在35個(gè)清香型中等煙中，主要香韻分值按照平均值大小排序?yàn)楦刹菹?清甜香>青香>木香，干草香為尚明顯至較明顯，清甜香為微顯至較明顯，木香和青香為微顯至稍顯。

2.1.2 品質(zhì)特性評(píng)價(jià)結(jié)果

上部、中部、下部3個(gè)部位煙葉香氣質(zhì)為稍好至尚好，中部煙葉香氣質(zhì)相對(duì)較好；香氣量為稍有至尚足，上部煙葉香氣量相對(duì)較足；煙氣透發(fā)性為稍透發(fā)至尚透發(fā)，上部煙葉煙氣透發(fā)性相對(duì)較好。雜氣方面，3個(gè)部位煙葉雜氣主要表現(xiàn)為青雜氣、生青氣、枯焦氣、木質(zhì)氣，程度為稍有至有，其中上部煙葉枯焦氣較顯露(均值>1.4)，中部煙葉和下部煙葉木質(zhì)氣較為顯露(均值>1.4)；煙氣細(xì)膩度為稍細(xì)膩至尚細(xì)膩，中、下部煙葉煙氣細(xì)膩度更高；煙氣柔和程度為稍柔和至尚柔和，中、下部煙葉煙氣柔和程度更高；煙氣圓潤(rùn)感為稍圓潤(rùn)至尚圓潤(rùn)。煙氣刺激性為稍有至有，上部煙葉煙氣刺激性更大；煙氣干燥感為稍有至有，上部煙葉干燥感更強(qiáng)；余味為稍凈稍舒適至尚凈尚舒適，中、下部煙葉余味較上部煙更好。

2.2 中等煙配方功能定位模型的建立

2.2.1 配方功能定位分析

采用專家咨詢法，根據(jù)中等煙的感官質(zhì)量及在品牌中的應(yīng)用特點(diǎn)明確81個(gè)中等煙按照配方功能可分為3個(gè)類別：ZX(相對(duì)于中等煙而言香氣質(zhì)、香氣量較好)，ZN(相對(duì)于中等煙而言有一定的濃度、勁頭)，ZP(輔料煙、平衡煙氣、填充料)。研究確定，ZX組分代表性樣品9個(gè)；ZN組分代表性樣品9個(gè)；ZP組分代表性樣品7個(gè)。根據(jù)3個(gè)功能類別代表性樣品的煙氣濃度(x1)、濃勁比(x2)、香氣質(zhì)(x3)、香氣量(x4)、透發(fā)性(x5)、雜氣(x6)、細(xì)膩程度(x7)、柔和程度(x8)、圓潤(rùn)感(x9)、刺激性(x10)、干燥感(x11)、余味(x12)等12個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用逐步判別分析建立3個(gè)類別的Fisher判別函數(shù)：

ZX=-461.169+228.601x1+102.522x3

ZN=-500.066+254.786x1+89.103x3

ZP=-399.186+214.636x1+93.430x3

采用自身驗(yàn)證方法和留一交互驗(yàn)證方法進(jìn)行驗(yàn)證，正確率均為92%，說明模型擬合較優(yōu)，模型分類正確率較高。通過判別模型對(duì)其它樣品進(jìn)行配方功能定位。Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)結(jié)果均為拒絕原假設(shè)，表明各配方功能的感官質(zhì)量指標(biāo)均在5%水平下差異顯著；表明判別模型可以將81個(gè)等級(jí)定位為存在質(zhì)量差異的3個(gè)配方功能類別。

2.2.2 模型優(yōu)化與驗(yàn)證

根據(jù)確定的中等煙配方功能定位，使用81個(gè)樣品的煙氣濃度(x1)、濃勁比(x2)、香氣質(zhì)(x3)、香氣量(x4)、透發(fā)性(x5)、雜氣(x6)、細(xì)膩程度(x7)、柔和程度(x8)、圓潤(rùn)感(x9)、刺激性(x10)、干燥感(x11)、余味(x12)等12個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用逐步判別分析建立3個(gè)類別的Fisher判別函數(shù)：

ZX=-425.399+257.595x1+49.545x3

ZN=-467.793+82.525x1+38.563x3

ZP=-360.210+240.414x1+42.077x3

從圖1判別函數(shù)聯(lián)合分布圖中可以看出，3個(gè)配方功能率在空間上可以明顯區(qū)分。

圖1 判別函數(shù)聯(lián)合分布圖

采用自身驗(yàn)證方法和留一交互驗(yàn)證方法進(jìn)行驗(yàn)證，自身驗(yàn)證方法正確率為93.8%，留一交互驗(yàn)證方法正確率為92.6%，說明模型擬合較優(yōu)，模型分類正確率較高。在定位分析模型的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了中等煙配方功能定位模型的優(yōu)化。

2.3 質(zhì)量核心指標(biāo)的確定

對(duì)ZX配方功能類別進(jìn)行聚類分析，結(jié)果顯示，ZX配方功能類別指標(biāo)可以分為7類指標(biāo)：第1類是細(xì)膩程度、圓潤(rùn)感、柔和程度；第2類是香氣質(zhì)、余味；第3類是香氣量、透發(fā)性；第4類是煙氣濃度；第5類是雜氣；第6類是刺激性、干燥感；第7類是濃勁比。對(duì)ZX配方功能類別指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，獲取相關(guān)性在0.01水平下，相關(guān)系數(shù)≥0.6情況的指標(biāo)關(guān)系，結(jié)果顯示，通過煙氣濃度、濃勁比、香氣質(zhì)、透發(fā)性、雜氣和刺激性等6個(gè)指標(biāo)即可反映出該配方功能類別煙葉的質(zhì)量，所以確定煙氣濃度、濃勁比、香氣質(zhì)、透發(fā)性、雜氣和刺激性等6個(gè)指標(biāo)為ZX配方功能類別核心質(zhì)量指標(biāo)。根據(jù)感官質(zhì)量數(shù)據(jù)確定了6個(gè)核心質(zhì)量指標(biāo)的技術(shù)要求，分別是煙氣濃度≥2.8、濃勁比≥2.8、香氣質(zhì)≥2.8、透發(fā)性≥2.7、雜氣≥3.8、刺激性≥2.4。使用ZX配方功能類別確定核心質(zhì)量指標(biāo)的方法，分別確定ZN、ZP配方功能類別的核心質(zhì)量指標(biāo)(見表3)。

表3 ZX、ZN、ZP配方功能類別核心質(zhì)量指標(biāo)技術(shù)要求

2.4 中等煙葉適用性評(píng)價(jià)方法的建立與驗(yàn)證

按照9/9～9/1標(biāo)度對(duì)比矩陣構(gòu)建方法構(gòu)建ZX、ZN、ZP配方功能核心指標(biāo)重要性對(duì)比矩陣，將對(duì)比矩陣的各列數(shù)據(jù)求和；將每列的各指標(biāo)分別除以該列的和把每一列數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后得到歸一化矩陣，再對(duì)歸一化矩陣各行數(shù)據(jù)求和即為該行對(duì)應(yīng)指標(biāo)的特征向量，將各指標(biāo)的特征向量除以所有指標(biāo)特征向量的總和即為各指標(biāo)的權(quán)重(見表4)。

表4 各配方功能類別特征向量和指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)各配方功能類別質(zhì)量指標(biāo)技術(shù)要求和指標(biāo)評(píng)價(jià)權(quán)重，計(jì)算中等煙配方功能適用性評(píng)價(jià)權(quán)重(見表5)公式：

表5 各配方功能類別適用性評(píng)價(jià)權(quán)重

(1)

式中，S為配方功效類別指標(biāo)適用性權(quán)重；J為指標(biāo)質(zhì)量技術(shù)要求；Z為指標(biāo)質(zhì)量權(quán)重。

應(yīng)用確定的各配方功能類別適用性評(píng)價(jià)權(quán)重對(duì)3個(gè)配方功能類別煙葉適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)，ZX、ZN、ZP3個(gè)配方功能類別中均有部分樣品的適用性分值>100，適用性較好；部分樣品的適用性分值<100，分別對(duì)于各自配方功能的適用性相對(duì)稍差。通過對(duì)江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司各卷煙產(chǎn)品規(guī)格葉組配方已使用中等煙葉等級(jí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在3個(gè)類別的配方功能分類中，得分排序靠前(適用性得分≥100分)的中等煙葉等級(jí)均在一、二類卷煙配方中進(jìn)行使用；得分排序居中的(95≤適用性得分<100)中等煙葉等級(jí)原料在三、四類卷煙配方中進(jìn)行使用；得分排序靠后的(適用性得分<95)中等煙煙葉等級(jí)在四類卷煙配方和膨脹煙絲配方中使用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，證明該評(píng)價(jià)方法能合理、有效地將中等煙等級(jí)進(jìn)行量化區(qū)分，可以更加直觀、高效地服務(wù)于配方維護(hù)和新品開發(fā)工作。

適用性得分低于100分的中等煙等級(jí)雖然可以在三、四類卷煙和膨脹煙絲配方中使用，但是由于此類卷煙與膨脹煙絲用量相對(duì)較小，且近幾年一、二類卷煙產(chǎn)量逐年上升，三、四類卷煙產(chǎn)量逐年下降，膨脹煙絲由于大量使用在三、四類卷煙中，使用量也出現(xiàn)大幅減少，造成庫(kù)存中等煙消耗速度減慢，出現(xiàn)積壓現(xiàn)象，同樣上等煙等級(jí)出現(xiàn)庫(kù)存短缺問題；為解決中等煙葉庫(kù)存積壓?jiǎn)栴}，對(duì)于適用性得分較低的中等煙葉采用復(fù)烤混配技術(shù)提升煙葉使用價(jià)值，試驗(yàn)其能否使用在一、二類卷煙葉組配方中，

2.5 重組加工與使用驗(yàn)證

分別選取3類組分中配方適用性評(píng)價(jià)得分值<100的中等煙葉，與處在相同配方功能類別庫(kù)存年份較長(zhǎng)的零頭上等煙葉進(jìn)行混配組合。分別按照中等用占比30%、50%、70%后進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示30%、50%模塊感官質(zhì)量明顯高于70%模塊，30%、50%模塊感官質(zhì)量差異不顯著，因此，選擇中等煙占比50%的模塊進(jìn)入下階段試驗(yàn)。混配之后的3個(gè)配方模塊分別是M1模塊(ZX)、M2模塊(ZN)、M3模塊(ZP)。重組加工混配后的3個(gè)煙葉模塊經(jīng)過感官評(píng)價(jià)：M1模塊適用性得分109.78，配方適用性較好，理論上可在一類卷煙產(chǎn)品葉組配方中使用；M2模塊適用性得分100.38，配方適用性中上，理論上可在二類卷煙葉組配方中使用；M3模塊適用性得分97.85，配方適用性一般，理論上可在三類卷煙產(chǎn)品葉組配方中使用。

結(jié)合產(chǎn)品風(fēng)格特征，根據(jù)配方功能類別在卷煙風(fēng)格特色彰顯貢獻(xiàn)度的高低選擇對(duì)應(yīng)規(guī)格，試驗(yàn)替代上等煙的效果；分別選取M1模塊(ZX)在常規(guī)卷煙S規(guī)格(一類煙)中、M2模塊(ZN)在細(xì)支類卷煙N規(guī)格(二類煙)中使用試驗(yàn)，S規(guī)格、N規(guī)格產(chǎn)品年產(chǎn)量均大于50萬(wàn)箱；S規(guī)格葉組中按照2%、4%、6%比例替代香氣質(zhì)、香氣量稍低的上等煙葉，N規(guī)格葉組中按照2%、4%、6%、8%比例替代濃度、勁頭稍低的上等煙葉，中試樣品煙氣檢測(cè)及感官評(píng)價(jià)結(jié)果見表6。由表6可知，使用中等煙葉重組模塊的規(guī)格S、規(guī)格N卷煙與標(biāo)準(zhǔn)配方卷煙煙氣成分差異較小，均滿足盒標(biāo)要求。在常規(guī)卷煙S中，中試樣與對(duì)照樣的感官質(zhì)量相似度S1>S2>S3；在細(xì)支類卷煙N中，中試樣與對(duì)照樣的感官質(zhì)量相似度N2>N1>N3>N4；S2與S對(duì)照感官質(zhì)量最為接近，而且在余味指標(biāo)微有提升；S2、S3的感官質(zhì)量得分說明，隨著重組模塊使用比例的增加，雜氣、香氣指標(biāo)得分開始出現(xiàn)下降；N2與N對(duì)照感官質(zhì)量最為接近，余味指標(biāo)微有提升；N1與對(duì)照樣也很接近，具備生產(chǎn)條件；N3、N4香氣、余味指標(biāo)開始下降；常規(guī)卷煙S規(guī)格使用2%重組模塊、細(xì)支卷煙N規(guī)格使用4%重組模塊分別替代上等煙后感官質(zhì)量基本接近，風(fēng)格水平一致，煙氣數(shù)據(jù)合規(guī)，說明中等煙重組模塊可以在一、二類卷煙葉組配方中實(shí)現(xiàn)替代上等煙使用。

表6 重組模塊在S、N規(guī)格中的中試驗(yàn)證結(jié)果

3 討論與結(jié)論

以往研究煙葉風(fēng)格特征彰顯程度多以上等煙為主[18-20]，從本次中等煙葉等級(jí)的感官評(píng)價(jià)結(jié)果看，中等煙葉在風(fēng)格香韻彰顯程度上雖然比上等煙弱(風(fēng)格特征得分均低于3.0)，但依然保持各香型的特征，如清香型煙葉中特有的青香香韻、濃香型煙葉特有的焦香香韻均在感官評(píng)價(jià)中有所表達(dá)；通過本研究建立的中等煙葉適用性評(píng)價(jià)方法篩選出的適用性得分較高中等煙葉，選擇風(fēng)格特征合適的品牌規(guī)格葉組配方，有可能直接實(shí)現(xiàn)增量使用，如ZN類別在中等煙等級(jí)中相對(duì)勁頭、濃度較高，與細(xì)支煙風(fēng)格特征需求貼合，篩選出ZN類別適用性得分較高等級(jí)，替代原有配方中勁頭、濃度較低的上等煙葉在理論上是可行的。重組模塊選用適用性得分較低中等煙葉與庫(kù)存年份較長(zhǎng)的零頭(庫(kù)存量小)上等煙葉，既提升了中等煙重組模塊的適用性，又可以解決庫(kù)存零頭上等煙葉工業(yè)使用過程操作難度大的問題。中等煙葉重組模塊實(shí)現(xiàn)在一、二類卷煙中的應(yīng)用比例分別為一類煙2%、二類煙4%，僅從使用比例上看還是比較小的，但試驗(yàn)選擇目標(biāo)均為年產(chǎn)量超過50萬(wàn)大箱的規(guī)格，2%的比例年用量即約為350t，實(shí)際應(yīng)用可操作性強(qiáng)。

本研究立足于對(duì)庫(kù)存中等煙葉的風(fēng)格特征、品質(zhì)特性、配方功能分類等方面進(jìn)行分析，建立中等煙葉適用性評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠；通過中等煙葉重組模塊，實(shí)現(xiàn)在一、二類卷煙葉組配方中替代上等煙應(yīng)用，可緩解上等煙葉短缺壓力，改善中等煙葉庫(kù)存積壓現(xiàn)象，提升中等煙葉使用價(jià)值。