江西农业学报2011,23(1):14~17Acta Agr i culturae Jiangxi相似距离分析法在卷烟感官评价分析中的应用张强1,王浩雅1*,黄伟2,查宏波2,向明1,董高峰1收稿日期基金项目云南中烟工业公司科技项目备选烟叶的工业可用性特性评价(6YL )。
作者简介张强(6),男,云南曲靖人,助理研究员,主要从事烟叶原料研究。
*通讯作者王浩雅。
(1.云南烟草科学研究院,云南昆明650106;2.云南省烟草公司昭通市公司,云南昭通657000)摘要:为研究卷烟的感官评价,将相似距离计算方法运用到卷烟感官及香气特征比较分析中,计算两组变量间的亲疏程度,并将其具体应用到卷烟香气风格综合定量分析中,成功解决了传统雷达图对不同品牌卷烟之间、同品牌卷烟不同批次之间品质特征难以进行比较的问题,对新产品开发、老产品的优化提质、卷烟品质稳定性控制、产品异地加工的质量稳定性评价具有实际指导意义。
关键词:相似距离分析法;香气;雷达图法;卷烟风格;感官评吸中图分类号:S572文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2011)01-0014-04App li ca ti on of S i m il ar ity D istance Ana l ysis i n Sensory E val ua ti on of C igar etteZ HANG Q i ang 1,WANG H ao-ya 1*,HUAN G W e i 2,Z HA H ong-bo 2,XI ANG M i ng 1,DO NG Gao-feng 1(1.Yunnan A cademy of Tobacco Sc i ence ,Kun m i ng 650106,Chi na ;2.Z haotong B ranch ,Yunnan Tobacco Co m pany ,Zhaot ong 657000,Chi na)Abstra ct :In order to study t he sensory eva l uati on of c i garette ,t h is paper i ntroduced t he app licati on of si m ilarity distance analysis in t he evaluatio n of sensory qua lity and aro m a character i sti cs of c i garette .S i m il a rity d i stance ana l ysis could carry out co mprehensi ve and quantitati ve ana lysi s of c i garette aro m a style through calcu l a ting the relative degree be t w een t w o groups of var i ables ,and th i s meth od successf u lly sol ved t he difficu lty of traditi ona l radar map wh i ch is difficu lt to co mpare the qua lity characte ristics of c i garettes a m o ng d ifferent brands ,or a m o ng d ifferent batches of the sa m e brand .Si m ilarity distance analysis has very i m portant practical si gnificance o n the deve l op ment of ne w products ,opti m izatio n of ol d products ,control of c i garette qua lity stab ility ,and qualit y stability eva l uati on of pro ducts processed i n different places .K ey wor ds :Si m ilarity d i stance analysis ;Aro m a ;R adar chartm ethod ;Style of ci ga rette ;Sensory evalua tio n卷烟风格特征的定位,往往是新产品研发中的关键环节,并且对于新产品销售起到至关重要的作用,同时也是稳定产品质量的重要指标之一。
卷烟香气风格的好坏难以区分,加之目前没有办法将复杂的香气风格做综合定量描述,导致当卷烟品质水平相近,而品质特征有明显差异,且难以区分;新产品研发中对卷烟香气风格也难以把握;异地加工中质量控制也难以准确评价。
对此,国内外卷烟制造企业及相关行业对卷烟品质特征的评价进行了大量研究[1~5]。
如红云烟草(集团)有限责任公司和云南瑞升烟草技术(集团)有限公司设计出的香味轮廓分析法[6],从基本味觉、基本感觉、芳香香气和整体感受三方面进行卷烟香味轮廓分析,设置了16个香气标准物,帮助评吸人员准确定位和判断香气风格,客观评价,在分析卷烟口感特征、芳香香气特征方面具有明显的优点。
该方法借用传统雷达图的基础理论,对卷烟品质特征进行描述,具有清晰、直观、易判断的特点,但是同样存在一定局限性。
它虽然综合了大量的指标,从卷烟评价角度看对卷烟品质特征的评价也较全面,但它的指标是孤立的,缺乏横向比较的量化指标,雷达图描述的指标轨迹只是卷烟品质特征的一种自我孤立反映[7,8],因而其评价概念是模糊的,难以得出客观的量化评价结论,不满足评价的基本定义。
这样的效果显然不够理想。
它既不便于不同品牌卷烟之间进行比较,也不便于对同品牌卷烟不同批次之间进行比较和异地加工品质稳定性评价。
因此,传统雷达图不能综合反映所代表的指标,在此必须引入一种可量化的综合评价方法。
本文中提出的综合评价方法是一种基于图形和数值相结合的方法。
通过对国内名优卷烟产品感官质量评吸,并对卷烟香韵组成进行评价分析,做出雷达图,从雷达图中提取其特征向量并对其进行相似距离计算分析,从而准确定量得到指标的综合信息,建立不同品牌、同品牌不同批次间品质特征差异性描述方法。
1材料与方法1.1试验材料从市场上购买同一时期生产的6个品牌的国内知名一类卷烟,盒标焦油量在12~15mg /支之间,假定名称为A 、B 、C 、D 、E 、F 共6个品牌卷烟。
按拉丁方阵[]的设计原则进行编号,以确保能有效消除位置:2010-10-29:20001-2:199:9效应和尾随效应。
1.2评价方法样品的制备:按国标GB/T16447 2005调节卷烟样品的水分,备用。
评吸方法:由云南烟草科学研究院的专家,按照参考文献[10]的方法进行感官评吸。
1.2.1卷烟感官评价方法结合国标GB/T5606.4 2005!卷烟感官技术要求打分标准,进行评吸表格设计。
考虑到国家标准是对卷烟总体质量的综合评价,但不能清楚反映某些细节指标,因此,对国标单项评价指标进行拆分:国标的色泽指标由于加香加料的不同及烟叶原料的类型不同,对卷烟色泽的影响较大,不纳入评价指标范围;香气部分划分成协调性、香气质、香气量、杂气4部分;余味部分划分成干净度、回味、湿润3部分,并设置相应的权重系数,同时,增加浓度、劲头指标。
各指标以10分为满分。
其中,劲头以适中为10分,偏大偏小分值递减,并以正负号表示;杂气、刺激性越小分值越高;浓度、香气量越高分值越高;其它指标表现越好分值越高。
指标分解见表1。
表1指标分值及权重系数项目香气协调性香气质香气量杂气刺激刺激性余味干净度回味湿润分值1010101010101010权重系数0.621.21.221.20.60.7在进行数据处理时,浓度、劲头不纳入处理范围,把其余单项数据结果乘以相应权重系数后,按香气、刺激、口感3方面进行加和。
1.2.2卷烟香气特征评价方法参考香味轮廓法,结合评吸样品香型特征,设计芳香香气包括:酒香、坚果香、薄荷香、木香、可可香、花香、清香、辛香、干草香、奶香、水果香、甜香、药草香、烘烤及焦糖香、膏香、豆香、苔香共17种香型。
在对香气特征进行评价时,按照感受香韵强弱进行序号排列,越强的序号排在前面。
进行香韵统计时,按序号进行赋分,例如:总的数据中出现过的香韵有10种,那么标记序号为1的赋予10分,标记序号为2的赋予9分,依次类推,标记序号为10的赋予1分,然后再对香气特征数据进行统计整理。
未出现的香韵用0分代替。
对评吸香韵分值进行均值计算,得出各品牌卷烟香气特征数据,做出各个品牌香气特征对应雷达图。
当然在实际应用中香气韵味的赋分应结合不同研究目标设置不同权重,使之转化为一组带权重的向量。
权重的设定可以通过层次分析法或专家组讨论确定。
如设各个香韵的原始分值Y=(x1,x2,#,x n),各指标权重为W=(1,2,#,n),则组成的新分值向量为Z =(1x1,2x2,#,n x n)。
本文中权重W为一个全为1的向量集。
1.3指标综合评价方法的选择提取雷达图特征向量,通过计算各样品或变量之间亲疏关系的相似程度[11],从而达到对卷烟香气特征和品质特征准确区分的目的。
常见的距离函数有绝对距离(Block距离)、欧氏距离(Eucli dean d istance)、标准化欧氏距离、明可斯基距离(M i nko wsk i)、余弦距离、Jaccard距离、相关系数距离、切比雪夫距离(Chebyc hev)、马氏距离(M a h alanob i s)等[,3]。
对于卷烟产品来说,卷烟香气风格间的相似程度主要由香气类型、香韵强弱、香韵组成及比例来决定。
往往一支卷烟产品由多种香韵组成,每种香韵强度又有所不同,所以在对两支不同卷烟产品进行相似度计算时,不仅需要考虑到两点间距离的大小,还需要考虑距离方向的问题;同时,又由于卷烟组成的某一特定香韵未在另一支卷烟中出现,所以又会涉及到数值为零的计算。
因此必须根据实际公式选择恰当的相似距离计算方法。
假设A卷烟样品香气特征组成向量为:(xi1,xi2,#,xi m),而B卷烟样品香气特征组成向量为(xj1,xj2,#,xjm),根据公式计算,可以得出:夹角余弦(相似系数,Cosine)=mk=1x ik x jk[k=1x2ikk=1x2jk]1/2相关系数=mk=1|xik-xi||xjk-xj|[mk=1(xik-xi)2mk=1(xjk-xj)2]1/2指数相似系数=1/mmk=1exp[34(x ik-x jk)2s2k]欧式距离=[mk=1(xik-xjk)2]1/2绝对距离(布洛克距离)=mk=1|xik-xjk|明可斯基距离=[|xik-xjk|q]1/q(当q=1时,即为绝对距离;当q=2时,为欧式距离)Jaccar d距离=b+ca+b+c马氏距离(M ahal anob is)=[(xi-xj)T V-1(xi-xj)]1/2;V=1m-1mk=1(xik-xi)(xjk-xj)T只对同一平面两点间距离进行计算,但对于由N个特征组成的向量间的比较具有较大局限。