烟叶是卷烟制造企业的原料,不同质量的烟叶原料给烟制品带来的质量优劣差异在加香加料或后续任何加工工序均很难弥补。如何科学、客观地评价烟叶质量是烟草行业一直以来研究的重点和热点问题,烟叶质量评价结果既可指导农业生产,调控烟叶原料质量,提高其应用价值,又可为烟制品工业生产提供依据,维护制品质量风格稳定。河南烟区历史悠久,生产的烤烟原料特色鲜明,优势突出,在国内多家卷烟制造企业多个牌号产品中得到广泛应用。本文挑选有代表性的河南烤烟烟叶样品174个,采用经典或标准方法检测其物理特性、化学成分及感官质量指标。经离群值检验和剔除后,保留169个烤烟样品作为研究对象的样本集,分析了河南烤烟质量整体概况;筛选出了各质量模块的关键指标;根据烤烟各质量模块的因子分析及规律性研究了样品综合质量的均衡性和差异性;在相似度统计量研究基础上,确定了烤烟综合质量相似性评价方法;建立了烤烟关键物理指标的近红外预测模型和感官质量指标的判别分析模型,主要研究结论如下:(1)河南烤烟质量整体上表现为叶片偏厚,吸湿性好,结构较为疏松,填充性和燃烧性中等,耐加工性中等偏上;总植物碱、总糖及还原糖含量高,总氮含量较为适宜,氯、淀粉含量及糖碱比偏高,氮碱比、钾氯比及钾含量偏低;香气质、香气量均为中等偏上,杂气、刺激性中等稍偏小,余味中等稍偏干净,浓度介于中等与稍浓之间,劲头较大。(2)根据烤烟质量指标间的相互关系,兼顾指标所表征的质量特性,筛选出了叶片厚度、叶面密度、填充值、抗张强度、平衡含水率和阴燃时间作为表征烤烟物理特性的关键指标,总糖、总氮、总植物碱、还原糖、钾、氯及糖碱比作为表征烤烟化学成分的关键指标,香气质、香气量、杂气、刺激性、余味、浓度及劲头作为感官质量的关键指标。(3)提出了一种基于综合因子得分评价烤烟综合质量均衡性及差异性的方法。基于关键指标建立的河南烤烟感官质量、化学成分及物理特性的综合因子得分数学模型分别为F感=0.367X1+0.370X2+0.424X3+0.440X4+0.441X5+0.304X6+0.108X7-14.572,F化=-0.282X1+0.020X2+0.038X3-0.458X4+0.223X5+0.223X6+0.031X7-0.825,F物=-0.188X1+7.064X2+0.005X3+0.055X4+0.394X5-0.043X6-6.692。169个烤烟样品的感官质量、化学成分、物理特性综合因子得分分布范围分别为-1.942~1.916、-1.714~1.710、-1.243~1.771,其平均得分均为0。综合因子得分越接近于0,说明该质量模块各指标值越接近整体平均水平,均衡性越好;反之,则均衡性差,即为优势突出或缺点明显的样品。综合因子得分相差越大,则样品间该质量模块的整体差异性越大。基于各质量模块综合因子得分的聚类结果可为分组加工或配方维护提供指导,以感官质量或化学成分为分组依据时,同一亚组内或同一主组内不同亚组的烤烟样品均可分入同一组中,不同主组的烤烟则不宜分到同一组内。同一亚组内的烤烟样品可为配方维护提供参考。以物理特性为分组加工的分组依据时,则要充分考虑烟叶着生部位因素。(4)基于简单相关系数和欧氏距离构建了新的统计变量即相似度(S),根据相似度评价烟叶样品两两之间综合质量相似程度,其结果优于单独使用简单相关系数或欧氏距离。建立了河南烤烟综合质量相似程度评价标准及检验评价标准的原则与方法。综合物理特性相似性评价标准为弱(S<1.2)、较弱(1.2≤S<2.5)、中等(2.5≤S<5.0)、较强(5.0≤S<9.5)、强(S≥9.5);综合化学成分相似性评价标准为弱(S<1.5)、较弱(1.5≤S<4.5)、中等(4.5≤S<9.5)、较强(9.5≤S<17.5)、强(S≥17.5);综合感官质量相似性评价标准为较弱(S<27.5)、中等(27.5≤S<50.0)、较强(50.0≤S<83.5)、强(83.5≤S<127.5)、很强(S≥127.5)。以不同相似度临界值(Sα)对样品的分组结果均表明相似度能表征烟叶综合质量的相似性,相似度评价标准较为合理。(5)建立了烤烟主要物理指标(叶面密度、叶片厚度、填充值、阴燃时间、平衡含水率及抗张强度)的近红外预测模型,实现对关键物理指标的快速批量检测。首次利用近红外技术定性判别基于烤烟单项感官质量指标得分的聚类结果,判别整体平均准确率在75%以上,预测准确率最高达到70%以上。这可为烤烟关键质量指标的速测提供依据,为综合质量评价模型的推广应用奠定基础。