【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種倉儲煙葉霉變模型，具體涉及一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型及其應用，屬于倉儲煙葉研究。
技術介紹
1、煙草霉變問題是目前各卷煙企業煙葉倉儲中普遍存在的一大難題，對我國煙草行業造成巨大損失。煙草霉變是由于霉菌在煙草中繁殖引起的。煙葉化學成分復雜，含有霉菌繁殖所需的必要物質和營養成分，如碳，如糖、淀粉、纖維素、果膠和有機酸等。同時，煙葉中含有大量的蛋白質和核酸，也可以為霉菌提供能量，這些成為霉變的發生內在因素。這些物質一方面進行同化作用，合成霉菌體的結構成分，另一部分則通過異化作用產生能量，同時也生成一系列復雜的代謝產物。
2、常見揮發性代謝產物(mvocs)的產生途徑，分為初級代謝產物和次級代謝產物。例如黑曲霉具有大量特異性蛋白參與蛋白質、碳水化合物、脂肪酸以及類異戊二烯等次級代謝途徑的代謝，產生各種烷烴、烯烴和酯類化合物。此外，現有研究表明霉變會促進大部分烷烴類復雜化合物的降解，可能會生成一些簡單的烷烴有機分子。呋喃類衍生物mvocs可能通過微生物以木質纖維素為原料的生物轉化過程獲得。而部分醇類mvocs也可由氨基酸的異化作用產生，如2-甲基-1-丙醇、2-苯基己醇和色氨醇可分別由纈氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的異化作用生成。mvocs中異丙醇在生物體內主要通過氧化反應進行代謝，它可以通過生物反應合成，例如利用微生物發酵半纖維素碳源。苯甲酸降解是煙葉中最豐富的微生物生物質降解和代謝功能之一，煙葉霉變過程中許多揮發性芳香類化合物可能由該途徑產生。
3、傳統的煙草霉變檢測方法主要依賴于感
4、感官評估的主觀性強：感官評估主要依賴于專業人員的經驗判斷，因評估者個體差異，易導致評估結果的波動性和不準確性，難以實現標準化、定量化的霉變程度判定。理化分析周期長、成本高：通過檢測煙草中霉變相關的化學成分(如霉菌毒素)的理化分析，通常需要復雜的儀器設備和專業人員操作，測試周期較長，且測試成本較高，不適合大規模煙草霉變檢測的需求。微生物檢測存在延遲：通過培養霉菌菌落或檢測霉菌代謝物來評估霉變程度，雖然精度較高，但檢測周期較長，通常需要數天時間才能得到結果，不適用于快速檢測。
5、隨著氣體傳感技術和數據分析技術的快速發展，利用特征氣氛(包括常見無機氣體、揮發性有機物等)評估煙草霉變程度的技術逐漸受到關注。煙草在霉變過程中，會釋放特定的揮發性有機物(vocs)，這些氣體成分的變化可反映煙草的霉變情況。因此，通過監測煙草周圍的特征氣氛成分，并結合數據分析模型，有可能實現煙草霉變程度的快速、準確評估。
6、現有的基于特征氣氛的霉變檢測技術仍存在一些不足，如檢測精度有待提高，氣體傳感器的選擇、信號處理以及數據分析模型的優化還不夠成熟。因此，亟需一種更為高效、準確的評估煙草霉變程度的方法，能夠實現對煙草霉變過程的實時監控和快速評估。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術的第一個目的在于提供一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型。該模型利用監測煙草在霉變過程中釋放的特征氣氛成分，通過玻爾茲曼模型構建霉變所生的霉菌數目與特征氣氛含量之間的相關性模型，從而有效克服現有技術當中倉儲煙草霉變程度檢測流程長、實驗過程復雜的技術問題。
2、本專利技術的第二個目的在于提供一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型應用。本專利技術基于上述模型優異的性能，可用于煙草霉變預警及分類，實現對煙草霉變過程的在線監控，及時發現霉變跡象，避免了霉變的進一步發展，且該專利技術具有優異的普適性，可適用于多種場景，包括煙草生產加工環節、倉儲運輸以及市場終端等多種環境中，具有較強的通用性和靈活性。
3、為了實現上述技術目的，本專利技術提供了一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：
4、步驟s1：采用內標法對倉儲煙葉霉變前后揮發氣體進行定性和定量分析；
5、步驟s2：將倉儲煙葉霉變前后揮發氣體按照變化量大小進行分類，設置變化量閾值，并篩選特征氣氛；
6、步驟s3：在標準條件下，對倉儲煙葉進行連續霉變測試，獲取霉菌數目和特征氣氛含量，建立霉菌數目與特征氣氛含量的相關性關系模型；
7、步驟s4：根據同模型數據集檢驗步驟s3所得模型在不同環境因子下的同一性與普適性。
8、作為一項優選的方案，所述內標法的定性和定量過程為：向待測樣品中添加已知濃度的常見voc內標物，通過蘇瑪罐直接抽取上樣進行gcms分析。
9、作為一項優選的方案，所述gcms分析的溫度條件為：在室溫下，以3～5℃/min的速度升至150～170℃保持5～7min，然后以15～20℃/min的速度升至180～200℃保持3～5min，進樣器溫度為230～250℃，傳輸線溫度為200～230℃。
10、作為一項優選的方案，所述倉儲煙葉霉變前后揮發氣體變化量的分類方式為：將霉變過程的揮發性產物變化量按照0～30％、30～50％、50～100％和＞100％進行分類。
11、作為一項優選的方案，所述揮發性產物包括有機揮發產物和無機揮發產物。
12、作為一項優選的方案，所述有機揮發產物包括烷烴類、烯烴類、呋喃類和芳烴類揮發產物。
13、作為一項優選的方案，所述無機揮發產物包括一氧化碳和/或二氧化碳。
14、作為一項優選的方案，所述變化量＞100％的揮發性產物包括：乙烯、丙烯、丙烷、1-丁烯、正戊烷、異戊二烯、3-甲基己烷、苯乙烯、丙烯醛、異丙醇、四氫呋喃、呋喃、2-氯丙烷和二氧化碳。
15、作為一項優選的方案，所述變化量為50～100％的揮發性產物包括：異戊烷、1-戊烯、苯、2-甲基呋喃、2-甲基-3-戊酮、3-甲基-2-戊酮、正十一烷、正十二烷、1,1-二氯乙烯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯和乙酸乙烯酯。
16、作為一項優選的方案，所述標準條件為的溫度為25℃，濕度為97％。
17、作為一項優選的方案，所述連續霉變測試的過程為：將1～3g煙葉接種100000～300000cfu/g孢子后置于標準條件箱中，霉菌數目和特征氣氛含量每10～30min收集一次。
18、作為一項優選的方案，所述霉菌數目與特征氣氛含量的相關性關系模型通過相對擬合度最高的玻爾茲曼模型構建。
19、作為一項優選的方案，所述霉菌數目與特征氣氛含量的相關性關系模型的擬合方程為：
20、式1：
21、式1中：y為霉菌數目，量綱為cfu/g；x為特征氣氛含量，x0為特征氣氛的初始含量，量綱為μg/m3；a1和a2為特征參數，無量綱。
22、本專利技術還提供了一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度模型的應用，其特征在于：用于煙草霉變預警及分類。
23、相對于現有技術，本專利技術技術方案的有益技術效果為：...
【技術保護點】
1.一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述內標法的定性和定量過程為：向待測樣品中添加已知濃度的常見VOC內標物，通過蘇瑪罐直接抽取上樣進行GCMS分析。
3.根據權利要求2所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述GCMS分析的溫度條件為：在室溫下，以3～5℃/min的速度升至150～170℃保持5～7min，然后以15～20℃/min的速度升至180～200℃保持3～5min，進樣器溫度為230～250℃，傳輸線溫度為200～230℃。
4.根據權利要求1所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述倉儲煙葉霉變前后揮發氣體變化量的分類方式為：將霉變過程的揮發性產物變化量按照0～30％、30～50％、50～100％和＞100％進行分類；所述揮發性產物包括有機揮發產物和無機揮發產物。
5.根據權利要求1或4所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述有機揮發產物包括
6.根據權利要求5所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述變化量＞100％的揮發性產物包括：乙烯、丙烯、丙烷、1-丁烯、正戊烷、異戊二烯、3-甲基己烷、苯乙烯、丙烯醛、異丙醇、四氫呋喃、呋喃、2-氯丙烷和二氧化碳；所述變化量為50～100％的揮發性產物包括：異戊烷、1-戊烯、苯、2-甲基呋喃、2-甲基-3-戊酮、3-甲基-2-戊酮、正十一烷、正十二烷、1,1-二氯乙烯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯和乙酸乙烯酯。
7.根據權利要求1所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述標準條件為的溫度為25℃，濕度為97％；所述連續霉變測試的過程為：將1～3g煙葉接種100000～300000CFU/g孢子后置于標準條件箱中，霉菌數目和特征氣氛含量每10～30min收集一次。
8.根據權利要求1所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述霉菌數目與特征氣氛含量的相關性關系模型通過相對擬合度最高的玻爾茲曼模型構建。
9.根據權利要求1或8所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述霉菌數目與特征氣氛含量的相關性關系模型的擬合方程為：式1：
10.權利要求1～9所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度模型的應用，其特征在于：用于煙草霉變預警及分類。
...【技術特征摘要】
1.一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述內標法的定性和定量過程為：向待測樣品中添加已知濃度的常見voc內標物，通過蘇瑪罐直接抽取上樣進行gcms分析。
3.根據權利要求2所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述gcms分析的溫度條件為：在室溫下，以3～5℃/min的速度升至150～170℃保持5～7min，然后以15～20℃/min的速度升至180～200℃保持3～5min，進樣器溫度為230～250℃，傳輸線溫度為200～230℃。
4.根據權利要求1所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述倉儲煙葉霉變前后揮發氣體變化量的分類方式為：將霉變過程的揮發性產物變化量按照0～30％、30～50％、50～100％和＞100％進行分類；所述揮發性產物包括有機揮發產物和無機揮發產物。
5.根據權利要求1或4所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程度的模型，其特征在于：所述有機揮發產物包括烷烴類、烯烴類、呋喃類和芳烴類揮發產物；所述無機揮發產物包括一氧化碳和/或二氧化碳。
6.根據權利要求5所述的一種基于特征氣氛評估倉儲煙葉霉變程...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任建新，秦燕華，練文柳，羅瑋，劉巍，程喬，
申請(專利權)人：湖南中煙工業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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