中式卷煙風格特征剖析

1、中國煙草總公司科技重點項目實施進展報告數(shù)據(jù)計算結(jié)果階段性匯報一、項目運轉(zhuǎn)概況1、程序變動數(shù)據(jù)處理工作所需要的程序在今年3月份基本的框架和算法程序已經(jīng)完成，自香煙各類測試數(shù)據(jù)逐步完成，進入到實質(zhì)的計算階段后，根據(jù)程序?qū)嶋H運轉(zhuǎn)過程中遇到的問題，包括結(jié)果閱讀的方便性、對結(jié)果可靠度的考慮。為此，在原來的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對程序進行了如下的修改，并經(jīng)過多套實測數(shù)據(jù)的測試。、樣本、變量信息匯總：在樣本管理和計算結(jié)果保留的樣本和因子信息更完整，使結(jié)果更容易閱讀。、增加了變量投影，直觀顯示出每個因子對最終投影結(jié)果的影響，使變量的選擇更加直觀化。、為了增加計算結(jié)果的可信度，計算結(jié)果全部采用交叉驗證的方式預(yù)報，以驗證模

2、型的有效性。2、目前擁有的數(shù)據(jù)測試集2010年3月后，前期安排的93種香煙中各種理化指標測試工作及其對應(yīng)的專家評吸結(jié)果逐完成，形成了比較完整的三套數(shù)據(jù)系列：1、54種中式卷煙完整的化學、物理測量與對應(yīng)的評吸質(zhì)量指標、風格口味、香氣風格。2、經(jīng)過試驗補充，將檢測的香煙的品種數(shù)增加到了80種，其中包括歐、美、日式香煙。形成了一套包括中國、美式、歐、日式香煙的教完整的物化測量數(shù)據(jù)和評吸結(jié)果的數(shù)據(jù)。3、93種香煙理化測量數(shù)據(jù)與香煙類型之間的關(guān)系(部分香煙的評吸數(shù)據(jù)尚未完成)。3、原定數(shù)據(jù)處理的目標 在以上3組數(shù)據(jù)的支持下，數(shù)據(jù)處理工作圍繞前期制定的如下目標展開： 中式、美式、日式卷煙不同類型之間的風格

3、差異與化學成分的相關(guān)性。 不同地域國產(chǎn)卷煙之間的風格特征差異與化學成分的相關(guān)性。失敗 中式卷煙代表品牌之間的風格差異與化學成分的相關(guān)性。 表征方法探索與數(shù)學模型建立4、已取得的成果通過實例數(shù)據(jù)的分析計算，目前已經(jīng)取得了一些初步的成果，形成了一些初步的結(jié)論。包括：、與中、日、美、歐不同地域香煙有效的化學成分信息。、54種中式香煙與評吸香韻相關(guān)的化學成分的組成。、80種香煙(含國外香煙)的評吸香韻、香型、口味與化學成分的關(guān)系分析 除了上述教明確的結(jié)論外，也嘗試了“不同地域國產(chǎn)卷煙之間的風格特征差異與化學成分的相關(guān)性”，我們把煙草廠商分為北方、南方、歐、美、日等地域，計算結(jié)果失敗。這或許是分類指標設(shè)

4、置的不合理，也可能是各卷煙商所使用的煙草有很多互相重疊的成分。二、計算結(jié)果1、與中、日、美、歐不同地域香煙分類有效的化學成分信息的提取針對每組測量數(shù)據(jù)，以地域為分類目標(中式烤、中式混合、歐、美、日五類)，以PCA和PLS為計算手段，得到的計算結(jié)果匯總?cè)缦?每個子系統(tǒng)前的數(shù)字代表有效樣本數(shù))：量測子系統(tǒng)計算結(jié)果預(yù)判84頂空_類型經(jīng)自標度后，樣品在一個維度上基本可以分開93Amadori化合物未經(jīng)自標度，中式烤煙獨成一類，每類樣品聚集度高93陰離子無論是否自標度，中式烤煙能與其他類別分開93陽離子分類效果顯著93氨基酸經(jīng)自標度后PLS有分類趨勢，中式烤煙獨成一類93糖分類有一定趨勢93多酚分類較

5、好，主要分類貢獻來自第一主成分93中性致香經(jīng)自標度后PLS分類最好，中式烤煙有分類趨勢93生物堿除了極個別樣本，PLS/PCA均分類良好93有機酸經(jīng)自標度的PLS分類結(jié)果最好，每個類別都能分開93煙草常規(guī)未經(jīng)自標度化一維可分，自標度后二維可分84煙氣常規(guī)分類情況不佳，部分香煙重做后分類結(jié)果沒有改善93硅烷化未經(jīng)自標度的PCA/PLS分類結(jié)果均較良好93色素無論是否采用數(shù)據(jù)預(yù)處理，分類結(jié)果都不好93西柏烷類分類結(jié)果不明顯95物性數(shù)據(jù)結(jié)果離散，自標度化后有一定改善，但仍不能分類以上各子系統(tǒng)在進行分析時，有一些共同的特征，主要表現(xiàn)為：中式烤煙往往自成一類，與其他香煙有較大區(qū)別“中南?！?“金鹿”/“

6、金橋”/“都寶”常和歐美、日本煙相似以中國的南方、北方及歐、美、日本為地域難以分類，如果以廠商為分類目標，重度混合，無法分類美國煙樣本過少 以中式烤煙、混合煙、歐、美、日為分類目標，在對以上每個子系統(tǒng)的研究過程中，通過對變量貢獻投影圖、樣本得分投影圖的對照分析，配合PLS回歸系數(shù)，確定對目標有重要響應(yīng)的因子，從各個子系統(tǒng)中，最終選擇得到13個重要的因子，如下表：Mg(mg/g)Ca(mg/g)天門冬酰胺谷氨酸組氨酸NORNICOTINE草酸(mg/g)丙二酸(mg/g)檸檬酸(mg/g)蛋白質(zhì)%揮發(fā)堿3-甲基吡啶2,3-二甲基吡嗪以這13個變量建立PLS-DA判別模型，得到的最終投影圖如下：類

7、標 1.0 中式烤煙; 2.0 中式混合; 3.0 歐; 4.0 美; 5.0 日 用這13個變量，采用10份交叉驗證的準確率為：94.6%。如下圖：2、54種中式香煙與評吸香韻相關(guān)的化學成分組成的分析。54種中式卷煙數(shù)據(jù)，目前重點工作圍繞著評吸中的香韻與化學成分組合的關(guān)系，在對所有的子系統(tǒng)進行分析后，對每個子測量系統(tǒng)的整體計算結(jié)果統(tǒng)計如下：有13個香韻評吸指標找不到對應(yīng)的相關(guān)子系統(tǒng)，即沒有能夠與這些評吸指標形成關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)。只與一個子系統(tǒng)相關(guān)的香韻指標有7種與多個子系統(tǒng)相關(guān)的香韻指標包括：吸果香、 吸可可香、 吸甜香嗅果香、 嗅可可香、 嗅清香、嗅甜香統(tǒng)計如下：對每個子系統(tǒng)計算的結(jié)果，整理每

8、個子系統(tǒng)可能與各種指標之間的關(guān)系，得到如下結(jié)果：頂空香氣與評吸指標氨基酸與評吸指標多酚與評吸指標煙草常規(guī)vs香韻中性致香vs香韻生物堿vs香韻 粒相香味成分有機酸vs香韻硅烷化嗅果香嗅果香嗅果香嗅果香嗅果香嗅果香嗅辛香嗅可可香嗅可可香嗅可可香嗅可可香嗅可可香嗅可可香嗅可可香嗅可可香嗅可可香吸甜香吸甜香吸木香吸辛香嗅清香嗅清香嗅烘焙香嗅甜香嗅甜香吸果香吸果香吸果香吸果香吸果香吸果香吸清香嗅花香嗅膏香吸可可香吸可可香吸可可香吸可可香吸可可香吸可可香吸可可香吸可可香吸可可香通過數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析，得到的香韻評吸指標與之相關(guān)的成分整理如下：香韻指標影響因子專家指標僅受一個子測量體系影響的評吸香韻指標吸

9、木香己醛、二氫大馬酮、三醋酸甘油酯、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯丁香酚、乙基香蘭素、香蘭素無吸清香綠原酸、莨菪靈、莨菪亭己醛、2己烯醛、長葉烯(樹苔浸膏）吸辛香2，6二甲基吡啶、丙酸、芳樟醇 、尼可他因、異戊酸異戊酯、大茴香醛、丁香酚、乙基香蘭素1戊烯3酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、大茴香醛、丁香酚、吡嗪嗅膏香香葉基丙酮、-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃酯無嗅烘焙香2，6二甲基吡啶、芳樟醇、茶香酮、苯甲醇、苯乙醇、紫羅蘭酮、泛酰酯、三醋酸甘油酯、甲基乙基馬來酰亞胺、尼可他因、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯、薄荷醇、楓酯、吡嗪、乙基香蘭素、香蘭素糠醛、糠醇、楓酯、2，6二甲基吡嗪嗅花香pH值、總

10、植物堿、揮發(fā)酸(%,以乙酸計）、揮發(fā)堿（%,以氨計）無嗅辛香異戊醇、芳樟醇、楓酯、大茴香醛、丁香酚、吡嗪1戊烯3酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、大茴香醛、丁香酚、吡嗪以下為多個子系統(tǒng)都有影響的評吸指標吸果香天門冬氨酸、天門冬酰胺、賴氨酸、綠原酸、莨菪靈、總氮（%）己醛、異戊醇、6甲基5庚烯2酮、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯吸可可香天門冬氨酸、天門冬酰胺、總氮（%）、-damascenone（-大馬酮）、檸檬酸(mg/g)、NORNICOTINE、MYOSMIN、2,3DIPYRIDINE無吸甜香己醛、2己烯醛、2羥基3丁酮、丁香酚、吡嗪、2，6二甲基吡嗪、乙酰丙酸(mg/g)2羥基

11、3丁酮、1羥基2丙酮、丁酯、吡嗪、乙基香蘭素、香蘭素嗅果香二氫獼猴桃酯，Megastigmatrienone（巨豆三烯酮），亞油酸(mg/g)，楓酯，citric acid （檸檬酸），丙酸，phosphric acid (磷酸)，gernylacetone（香葉基丙酮），長葉烯，2，6二甲基吡嗪，蛋白質(zhì)，glycerol (甘油)，4-O-咖啡基奎尼酸，糠醇己醛、異戊醇、6甲基5庚烯2酮、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯嗅可可香尼古丁、香蘭素、天門冬氨酸、天門冬酰胺、檸檬酸(mg/g)、NORNICOTINE、MYOSMIN無嗅清香2己烯醛、2，6二甲基吡啶、糠醇、茄酮、二氫大馬酮、三醋酸甘油酯、

12、二氫獼猴桃酯、丁香酚、丙二醇、香蘭素、綠原酸己醛、2己烯醛、長葉烯(樹苔浸膏）嗅甜香半胱氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、乙酰丙酸(mg/g)、亞油酸(mg/g)2羥基3丁酮、1羥基2丙酮、丁酯、吡嗪、乙基香蘭素、香蘭素結(jié)論：所有的子系統(tǒng)都參與評吸香韻的數(shù)據(jù)處理后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反而不如僅僅頂空數(shù)據(jù)參與分析時，與專家的意見一致。專家致香成分表辛1戊烯3酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、大茴香醛、丁香酚、吡嗪清己醛、2己烯醛、長葉烯(樹苔浸膏）果己醛、異戊醇、6甲基5庚烯2酮、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯甜2羥基3丁酮、1羥基2丙酮、丁酯、吡嗪、乙基香蘭素、香蘭素酸乙酸，烘焙糠醛、糠醇、楓酯、2，6

13、二甲基吡嗪涼薄荷醇3、54種中式香煙與評吸香韻相關(guān)的化學成分的組成(僅使用頂空數(shù)據(jù)分析)。香韻指標影響因子專家指標嗅辛香大茴香酚、丁香酚、楓酯、芳樟醇、異戊醇1戊烯3酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、大茴香醛、丁香酚、吡嗪嗅可可香2己烯醛、糠醛、尼古丁、巨豆三烯酮2、乙基香蘭素、2，6二甲基吡嗪、香蘭素無吸甜香己醛、2己烯醛、2羥基3丁酮、糠醛、丁酯、茶香酮、苯甲醇、異戊酸異戊酯、丁香酚、吡嗪、2，6二甲基吡嗪、香蘭素2羥基3丁酮、1羥基2丙酮、丁酯、吡嗪、乙基香蘭素、香蘭素吸木香己醛、二氫大馬酮、三醋酸甘油酯、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯、丁香酚、香蘭素、乙基香蘭素無吸辛香2,6-

14、二甲基吡啶、丙酸、芳樟醇、尼可他因、異戊酸異戊酯、大茴香醛、丁香酚、乙基香蘭素 1戊烯3酮、巨豆三烯酮1、巨豆三烯酮2、巨豆三烯酮3、大茴香醛、丁香酚、吡嗪嗅清香己醛、2己烯醛、2,6-二甲基吡啶、6甲基5庚烯2酮、糠醛、乙酸、糠醇、茄酮、二氫大馬酮、大馬酮、新植二烯、三醋酸甘油酯己醛、2己烯醛、長葉烯(樹苔浸膏）嗅果香己醛、丙酸、糠醇、二氫大馬酮、紫羅蘭酮氧化物、三醋酸甘油酯、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯、長葉烯、楓酯、丁香酚、吡嗪、2，6二甲基吡嗪己醛、異戊醇、6甲基5庚烯2酮、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯烘焙香1戊烯3酮、異戊醇、茶香酮、香葉基丙酮、苯甲醇、苯乙醇、紫羅蘭酮、泛酰酯、三醋酸甘

15、油酯、尼可他因、楓酯、香蘭素糠醛、糠醇、楓酯、2，6二甲基吡嗪4、80種香煙(含國外香煙)的評吸香型、口味、香韻與化學成分的關(guān)系分析其中香韻部分還在進展中，香型及口味已得到初步結(jié)果?？谖督Y(jié)果羅列如下：口味指標影響因子專家指標甜異亮氨酸，異戊酸異戊酯，薄荷醇，大茴香醛，丁香酚，2，6二甲基吡嗪，蘋果酸(mg/g)，-damascenone（-大馬酮），NORNICOTINE，MYOSMIN，-胡蘿卜素（ug/g）2羥基3丁酮、1羥基2丙酮、丁酯、吡嗪、乙基香蘭素、香蘭素酸6甲基5庚烯2酮，乙酸，苯甲醇，苯乙醇，三醋酸甘油酯，尼可他因，長葉烯，吡嗪，丙二醇，乙基香蘭素，2，6二甲基吡嗪，乙酸乙酯乙

16、酸苦丙氨酸，乙酸，茶香酮，pH值，還原糖，揮發(fā)堿（%，以氨計），NORNICOTINEMYOSMIN，葡萄糖，2,6-二甲基吡啶，2,3-二甲基吡嗪無涼楓酯，乙基香蘭素，2，6二甲基吡嗪，丙二酸(mg/g)，檸檬酸(mg/g)，Mg(mg/g)，硝酸根薄荷醇香型結(jié)果羅列如下（香料煙香僅有54個樣本，且其中51個樣本香型評吸結(jié)果為零，不具備統(tǒng)計意義）：香型指標影響因子專家指標嗅烤煙亞硝酸根，硝酸根，Mg(mg/g)，NH4(ug/g)異戊醇，2羥基3丁酮，茄酮，三醋酸甘油酯，巨豆三烯酮2，尼可他因，乙基香蘭素， 2，6二甲基吡嗪，乙酸乙酯無嗅晾曬硬脂酸(mg/g)，硝酸根，K(mg/g)，蛋白質(zhì)

17、%，2，6二甲基吡嗪，脯氨酸，賴氨酸，sucrose（蔗糖），NORNICOTINE，MYOSMIN，2,3DIPYRIDINE無吸烤煙蘋果酸(mg/g)，揮發(fā)酸(%，以乙酸計），新綠原酸，綠原酸，天門冬氨酸，sucrose（蔗糖），MYOSMIN，2,3DIPYRIDINE無吸晾曬檸檬酸(mg/g)，硝酸根，NH4(ug/g)，甲基乙基馬來酰亞胺，云香苷，天門冬酰胺，谷氨酸，丙氨酸，苯丙氨酸，sucrose（蔗糖），MYOSMIN，2,3DIPYRIDINE，甘油，果糖無香型結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)很多無機鹽的成分在分類中起到重要作用.80種卷煙香韻與化學物質(zhì)關(guān)系分析的部分結(jié)果：香型指標影響因子專家指標嗅果香吡啶、長葉烯、楓酯、丁香酚、揮發(fā)堿（%，以氨計）、NORNICOTINE、天門冬酰胺、組氨酸、Fru-Ala(mg/g)己醛、異戊醇、6甲基5庚烯2酮、二氫獼猴桃酯、異戊酸異戊酯嗅清香gernylacetone（香葉基丙酮）、2,6-二甲基吡啶、2,4-二甲基吡啶、脯氨酸、蘋果酸、綠原酸、云香苷、莰菲醇基-3-云香苷、磷酸、新綠原酸己醛、2己烯醛、長葉烯(樹苔浸膏）嗅辛香芳樟醇、異戊酸