應用隸屬函數模型評價煙葉常規化學成分的方法

徐興陽，羅華元，饒 智，孫 勝，周紹松，閆 輝

(1.昆明市煙草公司煙葉生產技術中心，云南 昆明 650051;2.紅云紅河煙草(集團)責任有限公司，云南 昆明 650202;3.云南省農業科學院農業環境資源研究所，云南 昆明 650205)

煙葉化學成分與外觀質量、評吸質量等密切相關。應用化學指標對煙葉質量進行科學評價，對卷煙工業合理利用煙葉具有十分重要的意義。實踐證明［1－7］，應用模糊數學理論對煙葉化學成分進行評價，不僅可較好地反映煙葉化學指標間的關系，有效地解決評價標準邊界模糊對評價結果的影響，使評價結果具有針對性強、定量、客觀和直觀等優點，還可以克服以往多元統計方法的繁瑣與不足。

本研究應用梯形隸屬函數模型［8］，針對云產煙葉化學成分與云南中煙工業公司的企業標準(Q/YZY1－2009)的符合度進行分析，從區域、海拔、煙田類型、品種和部位等幾個方面評判煙葉化學成分與標準的符合程度，以期為卷煙工業企業選擇和利用煙葉原料提供依據，同時為企業標準制(修)訂及生產技術的不斷改進提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

2010年，在云南省昆明市及紅河州2個主產煙區的9個縣區的煙葉進行布點調查，共計取煙樣420個。通過整理后，獲得1600m、1800m和2000 m三個海拔段的煙樣分別為30個、34個和30個，共94個;NC102、NC297和K326三個品種的煙樣分別為90個、142個和60個，共292個;根據煙田類型，田煙、山地煙樣品分別為74個、110個，共184個。煙葉取樣點分布情況見表1。

表1 煙葉取樣點分布情況Tab.1 distributions of tobacco leaf Sam ples

1.2 化學指標檢測

所有煙樣由云南省農科院檢測，8項常規化學成分檢測方法及標準見下表2。

1.3 隸屬函數模型方法

隸屬函數模型包括三類。根據煙葉化學成分各項指標的適宜性，本研究中，煙葉化學成分“煙堿、總糖、還原糖、總氮、氯、氮/堿”等6項屬于觀測值具有上限和下限的指標，采用中間型梯形隸屬函數(1式)計算其隸屬度;“鉀含量”屬于觀測值越高越好的指標，采用降梯形隸屬函數(2式)計算其隸屬度;“兩糖差”屬于觀測值越小越好的指標，采用升梯形隸屬函數(3式)計算其隸屬度。某項指標的隸屬度越大，說明該項指標與對應標準的符合程度越高。

表2 煙葉常規化學成分檢測方法及標準Tab.2 Determ ination methods and standards of routine chem ical com positions in flue－cured tobacco leaves

中間型梯形隸屬函數模型(又稱為拋物線形):

(1)式中，各字母的代表含義如下:

x——代表被評測的一組樣本中某項指標的一個觀測值;

a——代表某項指標觀測值中的最小值;

b——代表標準規定的下限值;

c——代表標準規定的上限值;

d——代表某項指標觀測值中的最大值。

(2)式中，各字母的代表含義如下:

x——代表被評測的一組樣本中某項指標的一個觀測值;

a——代表某項指標觀測值中的最小值;

b——代表標準所規定的下限值。

(3)式中，各字母的代表含義如下:

x——代表被評測的一組樣本中某項指標的一個觀測值;

a——代表標準規定的上限值;

b——代表某項指標觀測值中的最大值。

1.4 權重系數的計算方法

以各區域挑選的煙葉樣品，參照文獻［9］，采用標準差權重法，按部位進行歸一化處理。標準差大的指標離散性大，被賦予較高的權重。各因子的權重系數計算結果見表3。

表3 昆明、紅河煙葉8項化學成分指標各因子的權重系數Tab.3 W eighting coefficient of each factor for eight chem ical components of tobacco leaves in Kunm ing and Honghe

1.5 優質煙葉化學評價標準

以《云南中煙優質烤煙常規化學成分指標要求》企業標準(Q/YZY1－2009)為準，來檢驗煙葉化學成分與標準的符合度，結果詳見表4。

1.6 數據處理與分析

采用MicrosoftExcel軟件進行統計分析。

表4 云南中煙優質烤煙常規化學成分指標要求(Q/YZY1－2009)Tab.4 The index requirement of routine chem ical com positions in flue－cured tobacco leaves for Yunnan Industrial Co.，Ltd.

2 結果與分析

2.1 不同縣區煙葉化學指標的符合度

從表5可看出，不同縣區(區域)的煙葉常規化學成分與標準的符合度具有明顯的差異。根據隸屬度排序，可初步分為三個檔次，以石林、宜良和安寧的煙葉屬于第一檔次，符合度最好;五華、嵩明和祿勸的煙葉屬于第二檔次，符合度中等;瀘西、晉寧和蒙自的煙葉屬于第三檔次，符合度較差。

表5 不同縣區煙葉8項化學成分指標與標準的隸屬度Tab.5 The Subordinate degree between index and standard of eight tobacco chem ical com positions in different counties

2.2 不同海拔煙葉的化學成分的符合度

表6 三個海拔煙葉8項化學指標的隸屬度Tab.6 The Subordinate degree of eight tobacco chem ical com position indexes for different altitudes

由表6可看出，不同海拔的煙葉化學成分與標準的符合度有明顯的差異。從符合度排序來看，隨著海拔的升高，煙葉化學成分與標準的符合度表現為下降趨勢，且海拔1600m、1800m的煙葉與標準的符合度明顯較好，而海拔2000 m的煙葉與標準的符合度較差。

2.3 不同品種煙葉化學成分的符合度

表7 三個品種煙葉8項化學指標的隸屬度Tab.7 The Subordinate degree of eight chem ical com position indexes for different tobacco varieties

由表7可看出，不同品種的煙葉常規化學成分與標準的符合度有明顯的差異。從符合度排序來看，NC102品種煙葉與標準的符合度最好，NC297品種煙葉與標準的符合度中等，K326品種煙葉與標準的符合度較差。

2.4 不同類型煙田煙葉化學成分的符合度

表8 不同煙田類型煙葉8項化學指標的隸屬度Tab.8 The Subordinate degree of eight tobacco chem ical composition indexes for different field types

由表8可看出，不同類型煙田的煙葉化學成分與標準的符合度具有明顯差異。從符合度排序來看，田煙煙葉與標準的符合度較好，山地煙煙葉與標準的符合度較差。

2.4 不同部位煙葉化學成分指標與標準的符合度

表9 不同部位煙葉8項化學成分指標與標準的隸屬度Tab.9 The Subordinate degree of eight tobacco chem ical com position indexes for different leaf positions

由表9可看出，不同部位煙葉的化學成分與標準的符合度具有明顯差異。從區域(縣區)、海拔和品種3個因素來看，無論是單個因素還是綜合因素，與標準的符合度均表現為中部煙葉優于上部煙葉。

3 小結與討論

通過對昆明、紅河9個縣級區域的煙葉進行抽樣化驗，以云南中煙工業公司的企業標準(Q/YZY1－2009)為參照，應用梯形隸屬函數模型對煙葉化學成分與標準的符合度進行分析，結果表明:

(1)不同縣區、海拔的煙葉化學成分與云南中煙優質煙葉標準的符合度有明顯的差異。其中，以石林、宜良和安寧縣的煙葉與標準的符合度最好，五華、嵩明和祿勸縣的煙葉與標準的符合度次之，瀘西、晉寧和蒙自縣的煙葉與標準的符合度較差，且隨著海拔的升高，煙葉化學成分與標準的符合度表現為下降趨勢。其中以海拔1600米、1800米的煙葉與標準的符合度較好，2000米的煙葉與標準的符合度較差。

(2)不同品種、不同類型煙田和不同部位的煙葉化學成分與標準的符合度有明顯的差異。其中，以NC102品種煙葉與標準的符合度最好，NC297品種煙葉與標準符合度中等，K326品種煙葉與標準的符合度較差，且以田煙優于山地煙，中部葉優于上部葉。

由于采用梯型隸屬函數模型評價煙葉化學成分的方法針對性較強，不同地域煙葉化學成分指標的離散性不同，所賦予的權重系數可不同;各卷煙企業的產品風格不同，所制訂的企業標準可不一致。本研究選用的參照對象是中煙工業公司針對自身卷煙產品對煙葉原料的需求而提出的企業標準，對主要的8項煙葉化學成分指標都有具體要求。本研究的結果與以往其它作者我們對各地域、海拔、煙田類型和部位的煙葉認識是基本一致的［10－13］，沒有任何矛盾。因此，采用梯型隸屬函數模型評價云產煙葉化學成分的符合度是可行的。

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