統(tǒng)計學(xué)方法在卷煙感官評價及感官質(zhì)量預(yù)測中的應(yīng)用

楊 露 繆祥凱 唐習(xí)書 程 亮 馬志榮

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司會澤卷煙廠，曲靖 654200）

長期以來，評價卷煙感官質(zhì)量的研究焦點都集中于如何能夠科學(xué)、合理地將一個多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為多個單目標(biāo)問題。但從實際運用情況來看，只有在一維空間中對這些多目標(biāo)問題進(jìn)行處理，才有可能使排序評價具有實際的意義。生成綜合性指數(shù)常用的方式是對各個評價指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)操作，然后進(jìn)行綜合評價，稱為加權(quán)評估法。常用的加權(quán)評估法種類很多，如專家評分法、模糊綜合評定法、層次分析法以及優(yōu)序法等。評估指數(shù)構(gòu)建時，應(yīng)盡量采取不同的技術(shù)路徑，結(jié)合專業(yè)知識制定對應(yīng)的評估體系，然后利用實地調(diào)查的方法讓專家針對每個評價指標(biāo)在評價系統(tǒng)中的作用進(jìn)行評價，并在此基礎(chǔ)之上建立對應(yīng)的映射函數(shù)，構(gòu)建一個綜合評價指數(shù)，最后結(jié)合該評價指數(shù)中的各個元素對評價對象進(jìn)行排序。

1 卷煙感官評價及卷煙感官質(zhì)量預(yù)測中常用的統(tǒng)計學(xué)方法

在對煙草以及卷煙制品的質(zhì)量進(jìn)行感官評價和預(yù)測時，需要借助統(tǒng)計學(xué)方法構(gòu)建一個行之有效的感官質(zhì)量評價體系來對其進(jìn)行定量或者定性描述。常用于卷煙感官質(zhì)量評價的統(tǒng)計學(xué)方法有模糊綜合評定法、層次分析法以及優(yōu)序法等。這些方法有的只是對卷煙感官質(zhì)量進(jìn)行定量分析，有的則是對卷煙感官質(zhì)量進(jìn)行定性分析[1]，最大的共同點是需要專家針對卷煙感官進(jìn)行具體評分，不同之處表現(xiàn)在應(yīng)用的具體方式、評價過程的難易程度以及對數(shù)據(jù)信息的處理上。模糊綜合評定分析法可以精準(zhǔn)、科學(xué)地評價卷煙制品的感官質(zhì)量。層次分析法主要是評定卷煙的煙絲質(zhì)量。有序法則一般用來分析和評價卷煙感官質(zhì)量評價信息。因此，在使用這些方法時應(yīng)結(jié)合具體的評價指標(biāo)采取合適的策略。

2 模糊綜合評定法

在使用模糊綜合評定法分析評定卷煙感官質(zhì)量的過程中，應(yīng)選擇一些能夠反映卷煙感官質(zhì)量的典型指標(biāo)作為評價的論域。通常情況下，依據(jù)我國現(xiàn)行的《卷煙感官技術(shù)要求》，選擇卷煙的光澤度、香氣、諧調(diào)、雜氣、刺激性以及余味等作為模糊綜合評定的質(zhì)量指標(biāo)。在評價函數(shù)中，使用U表示上述指標(biāo)，有

式中：u1為光澤度；u2為香氣；u3為諧調(diào)；u4為雜氣；u5為刺激性；u6為余味。

結(jié)合我國煙草標(biāo)準(zhǔn)化卷煙標(biāo)準(zhǔn)樣品分析技術(shù)委員會制定的卷煙評價標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定對指標(biāo)的評語論域為V，有

式中：v1為A上；v2為A中；v3為A下；v4為B上；v5為B中；v6為B下；v7為C上；v8為C中；v9為C下。

在對卷煙感官質(zhì)量進(jìn)行評吸過程中，各項感官質(zhì)量指標(biāo)對卷煙整體質(zhì)量的影響大小和程度不一，因此在進(jìn)行質(zhì)量評定時還需要對各項指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)。

在模糊綜合評價中，通常使用如下公式表示

式中：x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為各項感官質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重，且x1+x2+x3+x4+x5+x6=1，0＜X＜1。結(jié)合我國現(xiàn)行的《卷煙感官技術(shù)要求》的相關(guān)規(guī)定，可將所列各項指標(biāo)權(quán)重x1、x2、x3、x4、x5、x6代入得到

在進(jìn)行卷煙評吸測定時，需要結(jié)合實際評測情況邀請具有豐富評吸經(jīng)驗的評委若干名，評委人數(shù)用K表示[2]。結(jié)合《卷煙感官技術(shù)要求》對評委人數(shù)的具體要求，參加評吸的專家應(yīng)不低于7人。卷煙感官質(zhì)量綜合評判的結(jié)果用Y表示，則Y是模糊向量X和模糊關(guān)系矩陣K的合成，即Y=XK。

3 層次分析法

借鑒層次分析的相關(guān)思想，在評價卷煙煙絲感官質(zhì)量時，先將各項指標(biāo)細(xì)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3個不同質(zhì)量檔次，并明確各個檔次的質(zhì)量和得分值。

隨機抽取若干批次的待檢測卷煙進(jìn)行正態(tài)性檢驗，檢驗結(jié)果在95%的置信度條件下，將卷煙的含水率、填充值、整絲率、破絲率以及純凈度5項指標(biāo)的檢測數(shù)據(jù)使用正態(tài)分步進(jìn)行處理[3]。由于各項指標(biāo)均符合正態(tài)分布規(guī)律，因此可以將各項指標(biāo)的檢測數(shù)據(jù)在90%以上分布區(qū)域內(nèi)的定位為Ⅰ檔質(zhì)量，然后結(jié)合一定時間內(nèi)的各個指標(biāo)的平均值、合并標(biāo)準(zhǔn)偏差以及《卷煙感官技術(shù)要求》的規(guī)定，通過計算得出90%分布的具體區(qū)域。表1為卷煙煙絲質(zhì)量指標(biāo)和單項得分公式表格。

表1 樣品卷煙煙絲質(zhì)量指標(biāo)及單項得分（滿分為100分）

雙側(cè)標(biāo)準(zhǔn)為

單側(cè)標(biāo)準(zhǔn)的望大值和望小值分別為

式中：USL為Ⅰ檔質(zhì)量的上限；LSL為Ⅰ檔質(zhì)量的下限；u為總體均值（用樣本均值估計）；σ為總體標(biāo)準(zhǔn)差（用合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差估計）。

在完成Ⅰ檔質(zhì)量鑒定后，樣品卷煙檢測數(shù)據(jù)值處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之外的可將其定義為Ⅲ檔質(zhì)量，各個檔次的界限和得分如表2所示。

表2 卷煙各項指標(biāo)檔次界限及得分

4 優(yōu)序法

在使用優(yōu)序法分析評定卷煙感官質(zhì)量的過程中，應(yīng)結(jié)合《卷煙感官技術(shù)要求》選擇卷煙的光澤度、香氣、諧調(diào)、雜氣、刺激性以及余味作為卷煙感官質(zhì)量評定的具體指標(biāo)，并對其分別賦予權(quán)值0.06、0.36、0.06、0.16、0.16、0.20。結(jié)合《卷煙感官技術(shù)要求》對評定專家人數(shù)的要求，邀請不低于7位專家對待測卷煙感官質(zhì)量進(jìn)行具體的評吸鑒定，并按照固定的格式填寫評定結(jié)果[4]。為了方便對卷煙各個單項指標(biāo)的感官質(zhì)量進(jìn)行精準(zhǔn)評價，以顯示樣品之間的細(xì)微差異，在開展評價過程中通常將各個單項的感官指標(biāo)分值統(tǒng)一記為0.1分。

4.1 卷煙感官質(zhì)量單排序

分別按照單一的卷煙感官指標(biāo)對所有專家的評吸結(jié)果采用優(yōu)序法進(jìn)行綜合、精準(zhǔn)排序，各個感官指標(biāo)的單排序樣式按固定格式格進(jìn)行確定。依照每位評吸專家單項指標(biāo)的打分情況對卷煙樣品依照質(zhì)量進(jìn)行排序。在N個卷煙牌號中，將評價得分最高的排在最前面，次之排在第二位。如果在排序過程中出現(xiàn)得分相同的情況，則將兩款卷煙排在同一位置上。如果出現(xiàn)有多個牌號的卷煙名次相同，那么隨后將會空出S-1個位置，接著進(jìn)行排序，直至所有卷煙排序完成[5]。經(jīng)過排序后，每個卷煙牌號所在位置對應(yīng)的優(yōu)序號就是該卷煙牌號對應(yīng)的優(yōu)序數(shù)值。如果出現(xiàn)有多個排名相同的卷煙牌號，那么每個卷煙牌號的優(yōu)序數(shù)則為這些卷煙對應(yīng)的優(yōu)序號減去0.5，即S-1。等到所有專家都對卷煙打完分?jǐn)?shù)后，將卷煙牌號對應(yīng)的優(yōu)序數(shù)累加，就可以得到卷煙牌號最終的單項感官指標(biāo)優(yōu)序數(shù)，此時根據(jù)該優(yōu)序數(shù)就可以對所有卷煙牌號進(jìn)行單排序。

4.2 卷煙感官質(zhì)量總排序

待得出卷煙各個單項感官質(zhì)量的排序后，利用優(yōu)序法對各個單項指標(biāo)進(jìn)行綜合，計算其對應(yīng)的優(yōu)序數(shù)，并依照大小順序?qū)頍熍铺栠M(jìn)行排序，得到卷煙感官質(zhì)量的總排序結(jié)果。卷煙感官質(zhì)量總排序過程與4.1章節(jié)論述的卷煙感官質(zhì)量單排序前面步驟相同，只是如果出現(xiàn)有多個排名相同的卷煙牌號，那么每個卷煙牌號的優(yōu)序數(shù)則為這些卷煙所對應(yīng)的優(yōu)序號減去0.5后和對應(yīng)感官指標(biāo)權(quán)重之積[6]。依照上述方式對卷煙牌號按照大小進(jìn)行排序，就是卷煙感官質(zhì)量評定的優(yōu)劣順序。

4.3 優(yōu)序法在卷煙感官質(zhì)量評價中的應(yīng)用舉例

某項質(zhì)量評定活動中共有4個不同牌號的卷煙參與了感官質(zhì)量評價，在此分別將這4個牌號卷煙計作為①、②、③、④，邀請具有豐富經(jīng)驗和較高專業(yè)知識水平的10位評吸專家組成活動的評定小組，分別將評吸專家對應(yīng)編號為M1、M2、…、M10，采用優(yōu)序法對4種不同牌號的卷煙進(jìn)行評價。

首先，10位評吸專家結(jié)合《卷煙感官技術(shù)要求》分別對4個牌號的卷煙感官質(zhì)量進(jìn)行評吸打分，并填寫單項感官指標(biāo)評價表。其次，依據(jù)單項感官質(zhì)量指標(biāo)評價對專家評吸結(jié)果采用優(yōu)序法進(jìn)行綜合性單排序。比如，專家M1對4個不同牌號卷煙的感官質(zhì)量指標(biāo)f2的單排序為③②①④，綜合10位專家對感官質(zhì)量指標(biāo)f2的單排序，可以得出最終的4種牌號卷煙感官質(zhì)量f2的單排序，如表3所示。

表3 單項感官指標(biāo)f2的單排序計算表

結(jié)合表3對4種不同牌號卷煙的f2優(yōu)序數(shù)進(jìn)行計算，有

同理，可計算得到K2=13.5、K3=20.5、K4=22.5，由此可知4種不同牌號的卷煙單項感官質(zhì)量f2的優(yōu)劣次序為④-③-②-①。

采用上述方法對f1、f3、f4、f5、f6進(jìn)行計算，得出其對應(yīng)的優(yōu)劣順序，具體如表4所示，最終計算得出4種不同牌號卷煙的總優(yōu)序數(shù)K1=0、K2=1.52、K3=1.81、K4=2.43。

對4種不同牌號卷煙優(yōu)序數(shù)大小進(jìn)行排列，順序為④-③-②-①。

表4 卷煙感官質(zhì)量總排序計算表

5 結(jié)語

統(tǒng)計學(xué)方法在卷煙的煙葉、煙卷質(zhì)量評定和預(yù)測中應(yīng)用廣泛，且不同方法具體的使用方式和測定內(nèi)容不同，因而在實際使用過程中應(yīng)結(jié)合所要評價的目標(biāo)選擇合適方法，以獲得理想的評價效果。