化学成分与感官舒适度指标-中国统计教育学会.doc

挖掘影响卷烟感官舒适性的重要烟草化学因素 云南财经大学 焦玉磊、姜山、谷晓然 摘 要 吸烟有害健康已是老生常谈，然而，毋容置疑的事实是国家推行的控烟措施实施效果甚微。因而，“减害”这一立足于降低烟草危害的解决途径，近年来得到越来越多的重视。“减害保润”，即在减害的同时如何做到尽量保持卷烟的感官舒适性，已经成为烟草企业必须研究的课题。 这一研究课题在统计分析方面的难点主要有三点：(1)烟草的化学因素与卷烟感官舒适性之间的影响关系，由于卷烟的化学成分异常复杂，二者的影响关系可能存在非线性形式；(2)哪些化学因素对卷烟感官品质有高度显著影响，烟草企业要考虑模型的应用代价，在卷烟生产成本与减害之间寻求某种平衡；(3)基于卷烟样本数据得到的结论对实际卷烟产品开发和生产是否具有实用意义，即模型对样本外卷烟的实用性。 相比较存在的研究，本文的创新之处在于以实用为目标，同时针对以上三点进行统计建模： （1）对于难点(1)，本文引入线性模型和3种非线性模型：半对数模型、双对数模型和Box-Cox变换模型。研究表明线性模型仅在口腔毛刺、 （2）针对难点(2)，采用逐步回归的方法得到了对卷烟感官舒适性有显著影响的化学因素。结果表明有19种化学因素对卷烟感官舒适性无显著影响，6种具有正面影响，7种具有负面影响，另有2种对不同的指标有不同影响。 （3）对于难点(3),本文将数据随机地分为训练集和检验集两部分，利用训练集建立模型，计算模型在检验集上的预测误差，并以此为标准从四种模型中选择最优模型。结果表明所得到的最优模型预测性能很高。参数的估计和检验采用正版SPSS16.0和MATLAB7.0进行。 此外，由于目前的仪器水平、技术手段无法测定某些烟丝化学成分，文中所使用化学数据存在少量缺失。本文首先对缺失数据插补完整后进行回归建模。从均值插补、中位数插补和回归插补中选择效果最好的方法——回归方法为最后采用的插补方法。 关键词：卷烟感官舒适性 化学因素 逐步回归 线性模型 非线性模型 预测误差 目 录 摘 要 I 一、论文的背景与研究意义 1 （一）烟草的危害性 1 （二）烟草减害保润 1 二、本文的创新性 2 （一）减害保润难点 2 （二）统计分析方面存在研究的不足 3 （三）本文创新性 4 三、数据介绍 5 （一）数据来源 5 （二）化学成分与感官舒适度指标 5 （三）缺失值及其插补 6 四、回归建模 8 （一）模型形式的设定 8 （二）变量选择 9 （三）模型形式选择 10 1、检验预测误差 10 2、四个模型的检验预测误差比较 12 五、模型结论、实用性与改进 14 （一）模型结论 14 （二）模型的实用性 18 （三）模型的改进 20 参考文献 21 附录 22 附录A 烟丝原料信息表 22 附录B 方差膨胀因子 23 附录C 缺失值三种插补方法 24 附录D 回归插补 26 附录E 检验预测误差 27 一、论文的背景与研究意义 （一）烟草的危害性 吸烟行为自16世纪传入中国以来，历经数百年的传承和衍进，早已不再是单纯的个人选择，已经成为了市井文化的一部分，拥有庞大的烟民数量。2011年1月6日发布的《控烟与中国未来——中外专家中国烟草使用与烟草控制联合评估报告》指出总吸烟人数为3.56亿现在吸烟者人数3亿相比于庞大的吸烟人群，更多不吸烟者遭受着二手烟危害。所谓二手烟暴露，又称为被动吸烟，即由不吸烟者吸入吸烟者呼出的烟雾以及卷烟燃烧后的产物形成的混合气体。根据目前的暴露水平估计，在9亿多不吸烟的成人中，有5.56亿人暴露于二手烟，加上1.82亿儿童，共计有7.38亿不吸烟者遭受二手烟危害。 ，(刘哲华等，2000),吸烟已成为继高血压之后的第二号全球杀手。 2000年以来，100万，2007年中国控制吸烟报告》提供的数据，2002年，11000，31300，10万。未来20年，中国将持续承担烟草归因疾病的负担，且与我国“人口红利”期的结束一致[1]。 显然对于中国这样的烟民大国，降低吸烟的危害不仅攸关中国的公共健康和公共卫生形势，而且成为影响中国社会发展的刻不容缓的公共政策议题。 （二）烟草减害保润 我国为降低吸烟的危害性，于2003年11月签署了《烟草控制框架公约》，通过提高烟草的价格和税收，禁止烟草广告，禁止或限制烟草商进行赞助活动， 打击烟草走私，禁止向未成年人出售香烟，在香烟盒上标明“吸烟危害健康”的警示，减少公共场所被动吸烟等措施力图降低烟民数量。然而自2006年1月该公约在中国生效以来，这些措施被证明效果极其微弱，根据2010年国家疾病控制中心的抽样调查结果显示2002年以来每年吸烟率下降大约仅有0.77%[1,5]。 在此背景下，降低烟草的危害性已经成为烟草企业义不容辞的责任。为此，烟草行业启动了烟草的“减害降焦