【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟草，具体涉及一种基于化学组分特征谱图的再造烟叶感官质量数字化评价方法。
技术介绍
1、再造烟叶作为传统卷烟和加热卷烟的重要原料组成，是影响卷烟产品感官质量的关键因素。再造烟叶作为原料进入卷烟配方前，需要对其感官质量进行评价，并依次对香气、烟气、杂气、刺激性、余味等指标项进行打分。传统的再造烟叶感官质量评价方式，主要依靠专家反复的品尝或评吸活动完成的。每次须组织9名以上(单数)感官评吸专家，按照感官质量检验标准对各个感官质量指标项进行评价打分，评价过程时间长、费用大。同时，受评吸专家的个人喜好、技术水平、身体状态等诸多因素影响，同一产品不同专家、甚至同一专家不同时期的品质感觉有时存在较大的差异，评价结果主观性强、评价不稳定，导致对再造烟叶质量的判定缺少公信力。总之，传统的再造烟叶感官质量评价方式，评吸工作量大、组织困难、周期长、效率低，且存在评价主观性强、质量判定结果公信力不足等问题，严重制约了再造烟叶质量管控工作，直接对卷烟产品的质量产生了不利影响。因此，烟草工业企业亟需一种客观、快速、高效、稳定的再造烟叶感官质量判定方法，满足企业对再造烟叶这一重要烟草原料进行品控的需要。
2、感官评估是一门通过人的感觉器官进行测量和解释产品中(或物理化学反应后的)某些化学成分对人体感官作用的科学。因此，产品内在化学成分的组成及含量在一定程度上决定着产品的感官质量，如烟草中的糖类、氮类、植物碱等化合物与感官品质的香气、烟气、口感等特性紧密相关。各行业的领域专家和研究学者试图利用统计分析算法和机器学习算法实现产品(原辅
3、近红外光谱分析技术主要是通过对含氢基团振动的倍频与合频吸收来反映有机化合物的分子组成以及含量信息，相对于传统检测方法承载了更为丰富的品质信息。烟草近红外光谱具有品质信息充分、光谱重现性好等特点，如风格特征、感官质量等，是感官品质信息的综合体现，相对于传统的检测技术是一种更为有效的质量检测和评价手段。因此，近年来研究人员开始采用近红外光谱数据构建智能感官评估模型，相对于传统的基于化学成分指标的感官评估模型，具有更高的模型准确度。
4、考虑到再造烟叶感官品质影响规律复杂以及影响因素繁多，如化学成分指标就包括了水溶性糖、总植物碱、总氮、硝酸盐、钾、氯、热水可溶物等多种化学物质，单一使用化学成分指标或近红外光谱数据，均难以全面表征再造烟叶品质信息。因此，单纯的基于化学成分指标或近红外光谱数据建立的智能感官评估模型，受制于信息的不完备性，难以得到理想的预测准确性。
5、为此提出本专利技术。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于化学组分特征谱图的再造烟叶感官质量数字化评价方法。本专利技术的方法充分考虑了再造烟叶感官品质的化学物质基础及化学成分指标间的协同影响作用，并借鉴卷积神经网络算法的思想，通过“谱段筛选-矩阵相乘-最大值池化”等步骤将化学成分指标信息与近红外光谱数据进行有机融合，构建能够充分表征再造烟叶感官品质的化学组分特征谱图，并在此基础上运用偏最小二乘回归算法构建信息更为充分、预测准确度更高的感官质量数字化评价方法，为企业提供客观、快速、高效、稳定的再造烟叶感官质量判定工具。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种再造烟叶感官质量数字化评价方法，包括如下步骤：
4、(1)制备再造烟叶样品；
5、(2)采集步骤(1)再造烟叶样品的近红外光谱并对近红外光谱进行预处理；
6、(3)构建化学光谱特征向量fm；
7、(4)对再造烟叶化学成分流动分析检测，构建化学成分特征向量fn；
8、(5)构建化学组分特征谱图bm；
9、(6)构建感官质量数字化评价模型，根据该模型即得到再造烟叶感官质量数字化评价结果。
10、优选地，步骤(1)按照标准yc/t31制备再造烟叶样品。
11、优选地，步骤(2)使用布鲁克mpa近红外光谱仪采集再造烟叶样品的近红外光谱，光谱扫描范围为4000-12000cm-1，分辨率为8cm-1，扫描次数为64次；采用一阶导数+norris(13)平滑方法对近红外光谱进行预处理。
12、优选地，步骤(3)化学光谱特征向量fm的构建包括如下步骤：
13、(31)按照近红外光谱含氢基团c-h、o-h、n-h、s-h、p-h振动的倍频和合频吸收波长范围，分别筛选以下化学成分的特征谱段：
14、水溶性糖的特征谱段λ11：4300-4900cm-1
15、总植物碱的特征谱段λ12：6180-7500cm-1
16、总氮的特征谱段λ13：5180-5645cm-1
17、钾的特征谱段λ14：8180-8550cm-1
18、氯的特征谱段λ15：8290-9030cm-1
19、硝酸盐的特征谱段λ16：5850-6635cm-1
20、热水可溶物的特征谱段λ17：6700-7800cm-1；
21、(32)上述特征谱段求并集后得到汇总谱段，定义再造烟叶化学光谱特征向量fm为每一个样品在该谱段的吸光度。
22、优选地，步骤(4)对再造烟叶化学成分流动分析检测，构建化学成分特征向量fn的步骤为：按照标准测量再造烟叶样品中总植物碱、水溶性糖、总氮、钾、氯、硝酸盐、热水可溶物的化学成分含量数据；根据化学成分含量数据定义再造烟叶化学成分特征向量fn。
23、优选地，步骤(5)构建化学组分特征谱图bm的步骤为：通过矩阵乘积使得化学光谱特征和化学成分特征两部分信息融合，即am×n＝fm*fn；并进行最大值池化，从而构建再造烟叶化学组分特征谱图bm＝maxn(am×n)。
24、优选地，步骤(6)构建的感官质量数字化评价模型的步骤为：将再造烟叶化学组分特征谱图bm代入运用偏最小二乘回归算法构建的感官质量数字化评价模型：υ＝bmt×k；其中，k为模型回归系数矩阵；y数值即为感官质量数字化评价结果。
25、本专利技术的有益效果：
26、1、相对于传统的感官评吸方法，本专利技术的再造烟叶感官质量数字化评价方法，为企业提供了客观、快速、高效、稳定的再造烟叶感官质量判定工具，解决了感官评吸主观性强、评价不稳定、结果缺乏公信力等问题。
27、2、传统的组织感官评吸大约需要几天时间。本专利技术的再造烟叶感官质量数字化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种再造烟叶感官质量数字化评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(1)按照标准YC/T31制备再造烟叶样品。
3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(2)使用布鲁克MPA近红外光谱仪采集再造烟叶样品的近红外光谱，光谱扫描范围为4000-12000cm-1，分辨率为8cm-1，扫描次数为64次；采用一阶导数+Norris(13)平滑方法对近红外光谱进行预处理。
4.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(3)化学光谱特征向量fm的构建包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(4)对再造烟叶化学成分流动分析检测，构建化学成分特征向量fn的步骤为：按照标准测量再造烟叶样品中总植物碱、水溶性糖、总氮、钾、氯、硝酸盐、热水可溶物的化学成分含量数据；根据化学成分含量数据定义再造烟叶化学成分特征向量fn。
6.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(5)构建化学组分特征谱图Bm的步骤为：通过矩阵乘积使得化学光谱特征和化学成分特征
7.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(6)构建的感官质量数字化评价模型的步骤为：将再造烟叶化学组分特征谱图Bm代入运用偏最小二乘回归算法构建的感官质量数字化评价模型：Y＝BmT×K；其中，K为模型回归系数矩阵；Y数值即为感官质量数字化评价结果。
...【技术特征摘要】
1.一种再造烟叶感官质量数字化评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(1)按照标准yc/t31制备再造烟叶样品。
3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(2)使用布鲁克mpa近红外光谱仪采集再造烟叶样品的近红外光谱，光谱扫描范围为4000-12000cm-1，分辨率为8cm-1，扫描次数为64次；采用一阶导数+norris(13)平滑方法对近红外光谱进行预处理。
4.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(3)化学光谱特征向量fm的构建包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，步骤(4)对再造烟叶化学成分流动分析检测，构建化学成分特征向量fn的步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴丽君，刘晶，白晓莉，王磊，李勇，李韶阳，常晟，白卓，朱世华，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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