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灰色聚类分析法在卷烟感官质量评价中的应用初探
摘要:卷烟感官质量是烟支在燃吸过程中产生的烟气使人体感官产生的综合感觉,本研究在综合运用各种统计分析方法,全面系统地评价每位评吸员评吸评分的准确性与稳定性。并提出运用灰色聚类法评估评吸员的综合评吸水平的方法[1]。
关键词:卷烟;感官质量;质量评价;统计分析;
1 研究材料与方法
1.1 标准样品
全国烟草标准化卷烟标样分技术委员会制定的标样烟。
1.2 评吸方法
采用暗评形式评吸,确保评吸人员在不了解样烟的来源和相关信息的情况下进行评吸评分,保证评吸测试数据客观、真实,避免印象评分和心理作用对评吸评分产生的影响[2]。
2 主要研究阶段
2.1 积累评吸原始数据
共评吸标准样品40样次,积累卷烟感官标准样品测试数据1000组,同时积累企业卷烟产品评吸数据1352组。
2.2结果与分析
2.2.1 评吸评分的准确性和稳定性评价
对评吸员不同时间评吸评分相对标准分的误差绝对值的平均值进行系统聚类分析(标准化处理、欧氏距离、聚类方法为类平均法),按照评吸员评吸评分准确性和稳定性的高低将评吸员的准确性和稳定性均划分为高、中、低3类。
2.2.2 评吸评分的有效信息评价
参照田口式品质工程原理,用单指标评吸评分的准确性评价指数的平方与稳定性评价指数的平方之和来表征每位评吸人员单指标评吸评分的平均信息损失, 为符合表达习惯,取评吸评分的平均信息损失的倒数作为评吸员单指标评吸评分的有效信息指数,即:
评吸评分的有效信息指数:
式中:单项指标i的n次评吸评分的误差绝对值的平均值的平方,即准确性评价指数的平方。单项指标i的n次评吸评分误差绝对值的方差,即稳定性评价指数的平方。
2.2.3 综合评吸水平的灰色聚类评估
评吸员在进行感官评吸判断时,其评吸评分的准确性与稳定性受到多种因素的影响,既与评吸员评吸水平的高低有关,也与评吸员的个人偏好有关,还与评吸员对评吸样品的熟悉程度有关。因此,评吸综合水平的高低,具有相对性、模糊性和不确定性,亦即具有灰色性。据此,考虑运用灰色评估方法对不同评吸员的综合评吸水平进行评估。
在标准化处理的基础上,将各单一评吸指标的有效信息指数划分为三类:高、中、低。以平均值为中类中限Z,加一倍标准差为高类下限H,减一倍标准差为低类上限L。构造各指标的白化权函数及权系数高类型、中类型、低类型计算公式,并判断各样本点的灰类,最后根据综合权系数向量计算每位评吸员(样点)评分分值(百分制),计算公式为:
式中:fi1表示高类型评吸员评分分值,fi2表示中类型评吸员评分分值,fi3表示低类型评吸员评分分值,依据分值大小,将评估对象进行排序或赋权。
根据各指标有效信息指数的分布特征,确定各指标有效信息指数、各灰类界限值如表1所示。
将计算所得的香气、谐调、杂气、刺激性、余味等5个权系数矩阵的对应值,进行加权平均(权重分别为0.34、0.06、0.13、0.21、0.26)。根据各样本点(评吸员)行向量最大值判断各评吸员所属灰类,根据综合权系数向量评分分值(百分制)计算公式可得每位评吸员的综合得分,此综合得分即为每位评吸员的综合评吸水平指数。
将单指标准确性评价指数、稳定性评价指数、有效信息指数系统聚类结果和灰色聚类结果汇总。灰色聚类评估结果与单一指标准确性、稳定性指数系统聚类结果较为一致,但灰色聚类评估可以得到每位评吸员的综合评吸水平指数,有利于准确给出不同评吸员评吸评分的有效权重。
2.2.4评吸评分结果的综合评价
2.2.4.1 评吸人员评分有效权重的确定
根据灰色聚类评估得到的综合评分值即评吸员的综合评吸水平指数即可方便地确定每次参加评吸评分的评吸员的有效权重。
2.2.4.2 评吸结果的综合评价
参照《卷烟》国标要求,原则上所有评吸人员的评吸结果都有效,按下式将各评吸员的单项评吸结果加权平均,得单项指标得分的加权平均分值,结果保留至两位小数。然后再将各单项加权平均分值相加得到评吸样品的总分,结果保留至一位小数。
式中:n为参加评吸的人数,为某单项指标的加权平均分,为某项指标第k位评吸员的评分,为第k位评吸员的有效权重。
在5%显著水平下,加权平均法处理评吸结果,其最终得到的评吸分与标准分值的误差绝对值较简单平均法的误差绝对值的平均降低0.12分以上。同时统计检验表明,加权平均法较简单平均法的误差绝对值平均降低值的95% 置信区间为(0.1122,0.2580)。这就是说,有95%的把握认为加权平均法较简单平均法的误差绝对值平均降低0.11分至0.26分。 因此,可以认为本研究提出的评吸结果综合评价方法是较为理想的一种评吸原始数据处理方法。
3 综合评价方法体系的应用
灰色聚类分析法在卷烟感官质量评价应用过程中,应注意以下两点:首先要求参与评吸的人员具备一定的资质,以确保其评吸评分具有一定的准确性和稳定性。第二,每次评吸前都应选用标准样品校对评吸人员的评吸口径,以增强不同评吸员评分的可比性[3]。
参考文献
[1] 黄清芬,王玉胜,灰色决策和聚类分析在卷烟感官质量评价中的应用,2018,46(16),14-16+29
[2] 王艳红,周桂园,屠彦刚等,造纸法再造烟叶感官质量评价有效性研究,湖北农业科学,2020.59(19)
[3] 马一琼,刘超,程良琨,王宝林,姚倩,李悦,崔廷,郑文超,杨欣玲,刘茂林. 河南浓香型烤烟不同分切区位常规化学成分和感官质量的差异性分析[J].食品与机械. 2020(12)

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