烘焙工藝參數(shù)對(duì)白肋煙評(píng)吸總分的貢獻(xiàn)率分析

張 強(qiáng)，董高峰*，李紅武，王浩雅，向 明，周桂園

[1.云南煙草科學(xué)研究院，昆明 650106；2.紅云紅河煙草（集團(tuán)）責(zé)任有限公司，昆明 650202]

白肋煙是混合型卷煙的核心原料之一，是形成混合型產(chǎn)品風(fēng)格的基礎(chǔ)，而白肋煙處理技術(shù)和方法是混合型卷煙產(chǎn)品最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。白肋煙處理的技術(shù)和方法主要體現(xiàn)在加料系統(tǒng)和工藝體系的設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)制造過程主要體現(xiàn)在加里料和烘焙兩個(gè)工序，其中烘焙工序可明顯改善其香氣質(zhì)量，減輕雜氣和刺激性，改善余味，提高評(píng)吸質(zhì)量[1]。烘焙工序主要包括熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)濕球溫度、干燥時(shí)間和鋪葉厚度等關(guān)鍵工藝參數(shù)。白肋煙在烘焙加工處理過程時(shí)，烘焙機(jī)內(nèi)部的熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)濕球溫度、干燥時(shí)間、鋪葉厚度等工藝參數(shù)之間存在著較為復(fù)雜的關(guān)系[2]。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要報(bào)道[1-3]了烘焙工藝參數(shù)對(duì)白肋煙的感官質(zhì)量影響以及烘焙工藝參數(shù)之間的關(guān)系，但利用貢獻(xiàn)率法[4]分析烘焙工藝參數(shù)對(duì)白肋煙感官質(zhì)量貢獻(xiàn)率方面的報(bào)道較少。

為了分析烘焙工藝參數(shù)對(duì)評(píng)吸總分的貢獻(xiàn)率，本研究采用均勻試驗(yàn)計(jì)[5]法對(duì)熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)濕球溫度、干燥時(shí)間和鋪葉厚度等主要烘焙工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立二次多項(xiàng)式逐步回歸模型并進(jìn)行驗(yàn)證，并利用貢獻(xiàn)率分析法分析各烘焙工藝參數(shù)對(duì)評(píng)吸總分的貢獻(xiàn)率，為白肋煙烘焙工藝參數(shù)優(yōu)化和評(píng)吸總分預(yù)測(cè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試驗(yàn)于 2009年在紅河卷煙廠進(jìn)行，試驗(yàn)材料為湖北中二的白肋煙煙絲。HBT34.5/209烘焙機(jī)（德國(guó) HAUNI公司）；RAYMX2C紅外溫度計(jì)（美國(guó)NDC公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)現(xiàn)行烘絲設(shè)備的運(yùn)行狀況和工藝參數(shù)進(jìn)行分析，確定了熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)濕球溫度、干燥時(shí)間和鋪葉厚度4個(gè)因素，研究不同實(shí)驗(yàn)組合對(duì)烘后白肋煙感官質(zhì)量的影響，其他工藝參數(shù)維持正常生產(chǎn)的水平。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，以確保烘后葉絲的含水率符合生產(chǎn)工藝的要求為前提，對(duì)選取的4個(gè)因素按照均勻設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1）。其中以測(cè)定的1～8組烘絲工藝參數(shù)值和烘后煙絲的評(píng)吸結(jié)果數(shù)據(jù)建立逐步回歸模型，9～12組烘絲工藝參數(shù)值和烘后煙絲的評(píng)吸結(jié)果數(shù)據(jù)作為所建立模型的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design

1.3 取樣與檢測(cè)方法

每次試驗(yàn)參數(shù)經(jīng)調(diào)整并穩(wěn)定運(yùn)行12 min后，由專人按要求[6]在烘絲機(jī)物料出口處（冷卻后）用取樣盤取葉絲，每次試驗(yàn)取6次樣，每次取10 kg，混合均勻后用四分法保留樣品煙絲，卷制成單料煙，置于恒溫恒濕箱（22℃，RH 60%）內(nèi)平衡48 h后，由評(píng)吸專家進(jìn)行評(píng)吸。先計(jì)算出每個(gè)單項(xiàng)平均分，然后把每個(gè)單項(xiàng)的平均分相加即為評(píng)吸總分。感官評(píng)吸指標(biāo)包括：香韻（10分）、香氣質(zhì)（15分）、香氣量（15分）、濃度（10分）、刺激（15分）、勁頭（5分）、雜氣（10分）、干凈度（10分）、濕潤(rùn)度（5分）和回味（5分），評(píng)吸總分滿分為100分。

1.4 分析方法

利用DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件，分別以測(cè)定的烘焙工藝參數(shù)為自變量，白肋煙煙葉的評(píng)吸總分為因變量，建立多元線性回歸方程。其中熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)濕球溫度、干燥時(shí)間、鋪葉厚度和評(píng)吸總分分別用X1、X2、X3、X4和 Y 表示，

2 結(jié) 果

2.1 烘焙工藝參數(shù)與白肋煙評(píng)吸總分逐步回歸模型的建立與驗(yàn)證

2.1.1 模型的建立 將表1中前8組工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)作為自變量，表2中與之對(duì)應(yīng)的前8組評(píng)吸總分?jǐn)?shù)據(jù)為因變量，進(jìn)行逐步回歸計(jì)算，建立如下方程：

式中：X1為熱風(fēng)溫度、X2為熱風(fēng)濕球溫度、X3為干燥時(shí)間、X4為鋪葉厚度；Y為評(píng)吸總分。

表2 不同試驗(yàn)組合的評(píng)吸結(jié)果Table 2 Smoking results of different experimental combination

方程相關(guān)系數(shù)R＝0.9999*，回歸系數(shù)經(jīng)t檢驗(yàn)都達(dá)到了顯著或極顯著水平（表3），表明所建立的模型較可靠。

表3 偏回歸系數(shù)的檢驗(yàn)Table 3 Test of partial regression coefficients

2.1.2 模型的驗(yàn)證 將驗(yàn)證數(shù)據(jù)帶入建立的逐步回歸方程中，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相對(duì)偏差較小，表明所建立的逐步回歸模型在試驗(yàn)范圍內(nèi)有較高的擬合度（表4）。

表4 模型驗(yàn)證結(jié)果Table 4 The verification results of the model

2.2 各工藝參數(shù)對(duì)評(píng)吸總分貢獻(xiàn)率的大小分析

對(duì)于多元二次非線性模型，分析因素的重要性必須將一個(gè)因素的一次項(xiàng)和二次項(xiàng)綜合考慮，不能只從線性化方程的某一項(xiàng)孤立評(píng)價(jià)各因素的相對(duì)重要性[4]。在這方面，貢獻(xiàn)率[4,7]分析是較為適用的一個(gè)方法，它可以將各試驗(yàn)因素按貢獻(xiàn)率大小排序，從而幫助確定限制因素。首先，求出回歸模型的各項(xiàng)偏回歸系數(shù)方差比Fj、Fjj、Fij，并按照下面的公式計(jì)算因素的貢獻(xiàn)率α。

然后求第j個(gè)因素的貢獻(xiàn)率Aj。

式中Aj為第j項(xiàng)總體貢獻(xiàn)率，αj為一次項(xiàng)貢獻(xiàn)率，αjj為平方項(xiàng)貢獻(xiàn)率，1/2αij為交互項(xiàng)貢獻(xiàn)率。

根據(jù)上述原理分別計(jì)算模型的F值和模型各個(gè)因變量的貢獻(xiàn)率，也即各個(gè)烘焙工藝參數(shù)對(duì)評(píng)吸質(zhì)量的貢獻(xiàn)率（表5）。可以看出，各因子貢獻(xiàn)率大小順序?yàn)椋篈1＞A2＞A3＞A4，也即在試驗(yàn)范圍內(nèi) 4個(gè)烘焙工藝參數(shù)對(duì)評(píng)吸總分貢獻(xiàn)率的大小順序?yàn)椋簾犸L(fēng)溫度＞熱風(fēng)濕球溫度＞干燥時(shí)間＞鋪葉厚度。在試驗(yàn)范圍內(nèi)熱風(fēng)溫度與熱風(fēng)濕球溫度、熱風(fēng)濕球溫度與干燥時(shí)間、干燥時(shí)間與鋪葉厚度之間的交互作用對(duì)評(píng)吸總分都有一定的影響。

表5 偏回歸系數(shù)、F值、α值、Aj統(tǒng)計(jì)表Table 5 The partial regression coefficient, F-value, α-value and Aj-value

3 小 結(jié)

（1）對(duì)評(píng)吸總分和主要烘焙工藝參數(shù)所建立的二次多項(xiàng)式逐步回歸模型，經(jīng)驗(yàn)證，表明所建立的回歸方程有較高大的擬合度，可以在一定范圍內(nèi)為烘焙工藝參數(shù)的優(yōu)化和評(píng)吸總分的預(yù)測(cè)提供一定的參考。

（2）各烘焙工藝參數(shù)對(duì)評(píng)吸總分的貢獻(xiàn)率分析結(jié)果表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，熱風(fēng)溫度對(duì)白肋煙評(píng)吸總分的影響最大，其次是熱風(fēng)濕球溫度和干燥時(shí)間，而鋪葉厚度對(duì)白肋煙評(píng)吸總分的影響最小。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，熱風(fēng)溫度與熱風(fēng)濕球溫度、熱風(fēng)濕球溫度與干燥時(shí)間、干燥時(shí)間與鋪葉厚度之間的交互作用對(duì)評(píng)吸總分都有一定的影響。因此在生產(chǎn)中優(yōu)化工藝參數(shù)時(shí)，不僅要考慮一個(gè)或幾個(gè)烘焙工藝參數(shù)對(duì)白肋煙評(píng)吸總分的影響，還應(yīng)從整體上考慮烘焙工藝參數(shù)之間的交互作用，在盡量保留白肋煙優(yōu)點(diǎn)的條件下，改善其品質(zhì)缺陷。

（3）本試驗(yàn)條件下的研究結(jié)果，為研究烘焙工藝參數(shù)對(duì)白肋煙質(zhì)量的影響提供了新思路和新方法，但是不同卷煙企業(yè)在不同產(chǎn)品中使用的白肋煙煙葉質(zhì)量不一致，應(yīng)根據(jù)混合型卷煙產(chǎn)品設(shè)計(jì)的風(fēng)格要求和白肋煙葉組的具體特點(diǎn)，通過試驗(yàn)確定出與之相適應(yīng)的關(guān)鍵工藝技術(shù)參數(shù)，因此，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還需進(jìn)一步深入研究。

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