*

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450002；2.中國(guó)煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院，鄭州450008；3.中國(guó)煙葉公司，北京 100055）

烤煙煙葉顏色值和外觀顏色變化分析

李?lèi)?，符云鵬1*，甄煥菊2，魏春陽(yáng)2，王改麗2，唐浩3

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450002；2.中國(guó)煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院，鄭州450008；3.中國(guó)煙葉公司，北京 100055）

為探究煙葉表面顏色呈色特性，以三明煙區(qū)主栽品種CB-1和云煙87為試驗(yàn)材料，采用田間掛牌標(biāo)記試驗(yàn)方法，測(cè)定兩個(gè)品種每個(gè)葉位烤后煙顏色值L*、a*、b*、C*和顏色特性，分析了不同葉位煙葉顏色值、外觀顏色檔次和均勻度變化。結(jié)果表明，不同品種不同葉位煙葉顏色值有相似的變化趨勢(shì)；不同葉位煙葉顏色值聚類(lèi)結(jié)果與不同部位煙葉顏色變化相吻合；隨著葉位上升，明度的均勻度由均勻或尚勻轉(zhuǎn)變?yōu)椴粍颍t度的均勻度變化與此相反，黃度的均勻度先由尚勻轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛟俎D(zhuǎn)變?yōu)樯袆?，視覺(jué)判定的均勻度為先上升后降低的趨勢(shì)，與黃度的均勻度變化較為一致；建立了煙葉顏色值與葉位上升關(guān)系方程，L*線性遞減，a*線性遞增，b*和C*呈拋物線型變化，在7～10葉位達(dá)到最高值。這為煙葉外觀顏色變化提供了一種客觀量化判定方法。

烤煙；顏色；L*；a*；b*

烤煙煙葉顏色是指同一型煙葉經(jīng)調(diào)制后煙葉的相關(guān)色彩、色澤飽和度和色值的狀態(tài)[1]。煙葉顏色的差異在很大程度上反映了煙葉中各種色素存在比例的不同，與煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量密切相關(guān)[1-2]，因此煙葉顏色特征是烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的重要分組因素之一[3]。通常，煙葉顏色特征分組是以專(zhuān)家眼看煙葉黃色的深淺進(jìn)行劃分，正組煙葉葉色劃分為檸檬黃、橘黃和紅棕，具體表述為檸檬黃色煙葉是由100%黃色構(gòu)成，橘黃色煙葉是由70%黃色和30%紅色構(gòu)成，紅棕色煙葉是由70%紅色和30%黃色構(gòu)成[4-5]。而這一表述的顏色分類(lèi)原則自烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)頒布一直沿用至今，仍缺乏客觀數(shù)據(jù)支撐。不同評(píng)判者由于個(gè)體視覺(jué)的差異對(duì)煙葉顏色特征的區(qū)分存在一定的偏差，尤其是在檸檬黃和橘黃色界限劃分中存在爭(zhēng)議。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代儀器科學(xué)和感官評(píng)價(jià)學(xué)科的發(fā)展，使得人們可以借助先進(jìn)儀器設(shè)備和完善的感官評(píng)價(jià)理論去進(jìn)一步深入認(rèn)知、探索煙葉表面顏色的呈色特性（基本光學(xué)特性和顏色混合特性）。Color-Eye 7000A型分光光譜儀所運(yùn)用的L*a*b*均勻顏色空間具有較高的色差分辨力，非常適合較小色差情況下的顏色測(cè)量，在木材[6-7]、地板[8-9]、醫(yī)學(xué)[10-11]和紡織[12-13]等多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。感官技術(shù)是用于喚起、測(cè)量、分析和解釋產(chǎn)品通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)所引起反應(yīng)的一種科學(xué)方法[14]，其關(guān)鍵是把人作為精密測(cè)量?jī)x器，由人的感知能力作為產(chǎn)生數(shù)據(jù)的感官檢驗(yàn)過(guò)程。目前，感官評(píng)價(jià)技術(shù)已成為食品[15-17]、茶葉[18-19]、香精香料[20-21]等眾多行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、原料替換、質(zhì)量控制等方面的重要手段之一。本文將借助于Color-Eye 7000A型分光光譜顏色測(cè)定儀，引入感官評(píng)價(jià)的視覺(jué)顏色測(cè)量理論，以三明煙區(qū)主栽品種翠碧一號(hào)(CB-1)和云煙 87的全葉位煙葉樣品為研究對(duì)象，對(duì)煙葉表面顏色呈色特性的色值狀態(tài)、均勻性和顏色變化規(guī)律等方面進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)煙葉的計(jì)算機(jī)自動(dòng)分級(jí)，從而促使煙葉分級(jí)由傳統(tǒng)的依靠人工向借助計(jì)算機(jī)、由定性向定量、由經(jīng)驗(yàn)化向理論化發(fā)展[22]，為煙葉外觀顏色客觀量化評(píng)價(jià)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用福建省三明市泰寧縣翠碧一號(hào)(CB-1)和云煙87兩個(gè)主栽品種，按當(dāng)?shù)乜緹煒?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)種植，每個(gè)品種選3塊地，每塊地選取50株長(zhǎng)勢(shì)正常且生長(zhǎng)一致的煙株為試驗(yàn)材料，去除底部3片無(wú)效葉，每株可采葉從下到上按葉位依次編號(hào)掛牌標(biāo)記，帶牌采收和烘烤，烤后煙按葉位單存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

運(yùn)用感官視覺(jué)原理和分光光譜儀對(duì)煙葉顏色屬性進(jìn)行測(cè)定。感官分析從過(guò)程來(lái)看主要由人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)要素組成[23]。本試驗(yàn)中，“人”是指由中國(guó)煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院組織的 10名農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)烤煙煙葉分級(jí)專(zhuān)家，進(jìn)行煙葉表面顏色及其均勻度的判別；“機(jī)”是指Color-Eye 7000A型分光光譜儀（美國(guó)，GretagMac-beth公司），測(cè)量孔為最大孔徑，直徑 25.4 mm。所用軟件為 Color iControl標(biāo)準(zhǔn)版；“料”是指試驗(yàn)材料；“法”是指煙葉表面顏色值測(cè)量方法和均勻度判別方法；“環(huán)”是指實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，色溫5500 K，溫度24 ℃，相對(duì)濕度70%，照度2100 lx[24]。

1.2.1 煙葉顏色檔次判定方法 基于視覺(jué)顏色測(cè)量方法[23]，專(zhuān)家感知煙葉在色調(diào)、明亮度和飽和度3個(gè)方面的差異[25]，把試驗(yàn)煙葉表觀黃色由淺到深分為檸檬黃-、檸檬黃、檸檬黃+、橘黃-、橘黃、橘黃+、紅棕-等7個(gè)顏色檔次。“+”、“-”分別表示該顏色檔次偏深和偏淺。

1.2.2 煙葉顏色儀器測(cè)定方法 利用Color-Eye 7000A 型分光光譜儀（美國(guó)，GretagMac-beth公司）測(cè)定樣品的L*（明度）、a*（紅度）、b*（黃度）、C*（飽和度）值，每個(gè)品種每個(gè)葉位由專(zhuān)家選取10片代表性煙葉，測(cè)定每片煙葉葉尖、葉中和葉基部對(duì)稱(chēng)選取6個(gè)點(diǎn)，選取時(shí)避開(kāi)葉脈、殘傷和病斑等，其具體測(cè)量原理和方法見(jiàn)文獻(xiàn)[26]。

1.2.3 顏色均勻度判定方法 （1）基于感官視覺(jué)的顏色均勻度判定方法：專(zhuān)家以煙葉基本色占全葉面積的百分率劃分均勻度檔次，該基本色百分率代表達(dá)到基本色底線的煙葉部分（表1）；（2）基于儀器測(cè)定的顏色均勻度判定方法：根據(jù)分光光譜儀測(cè)定的顏色值來(lái)判斷均勻度的不同，參照文獻(xiàn)[27]，結(jié)合表1劃分均勻度檔次。

表1 煙葉顏色均勻度比對(duì)關(guān)系Table 1 The comparison relationship of color uniformity of tobacco leaves

2 結(jié) 果

2.1 不同品種煙葉表面顏色值統(tǒng)計(jì)分析

從表2來(lái)看，兩個(gè)品種煙葉表面顏色值表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，煙葉紅度a*的變異系數(shù)最大，表明煙葉顏色有明顯的紅度變化；L*變異系數(shù)次之，表明煙葉有較為明顯的明度變化；b*和C*的變異系數(shù)最小，相對(duì)穩(wěn)定。CB-1品種L*和a*的變異大于云煙87，b*和C*的變異小于云煙87，說(shuō)明CB-1品種整體上明度和紅度較不穩(wěn)定，煙葉顏色的光亮度差別較大，黃度和飽和度較穩(wěn)定，視覺(jué)上色度較濃。

表2 煙葉表面顏色值描述統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Statistics of color value of tobacco leaves

2.2 不同葉位煙葉表面顏色值統(tǒng)計(jì)分析

通常，煙葉表面顏色隨葉位呈現(xiàn)規(guī)律性變化，從表3可以看出，隨葉位上升，L*值逐漸降低趨勢(shì)，但變異系數(shù)逐漸變大趨勢(shì)，表明隨葉位上升明度變暗、且差異增大，說(shuō)明了葉位越靠上，煙葉顏色越深，光亮度差別較大；a*的變異系數(shù)逐漸變小趨勢(shì)，煙葉的紅度變化隨葉位上升逐漸穩(wěn)定；b*和C*的變異系數(shù)有緩慢上升的趨勢(shì)，表明煙葉黃度和飽和度的變化較為穩(wěn)定。兩個(gè)品種表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，CB-1在a*和C*的變異上第12～14葉位明顯大于云煙87，說(shuō)明CB-1上部3片葉的色度濃淡差別較大。

表3 不同葉位表面顏色值描述統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of color value of different leaf-positions

表3 不同葉位表面顏色值描述統(tǒng)計(jì)（續(xù)）Table 3 Statistics of color value of different leaf-positions (continued)

2.3 不同葉位煙葉顏色值和外觀顏色變化分析

2.3.1 煙葉顏色值與外觀顏色檔次變化 一般情況下，部位由下而上，煙葉顏色由淺趨深。從表4來(lái)看，1～5葉位多為檸檬或檸檬+，其L*較高，a*較低，表明下部葉顏色較為明亮；6～10葉位多為橘黃-或橘黃，其b*和C*較高，表明中部葉黃度和飽和度較高；11～14葉位多為橘黃+或紅棕-，其L*較低，a*較高，上部葉顏色較深。云煙87的橘黃和橘黃+煙葉比CB-1要多，其L*低于CB-1，a*高于CB-1，表明云煙87比 CB-1葉色深?？傊瑹熑~色值與其對(duì)應(yīng)的色值狀態(tài)基本吻合。

2.3.2 不同葉位煙葉顏色值聚類(lèi)分析 顏色值聚類(lèi)時(shí)通常外觀表現(xiàn)一致的煙葉易聚為一類(lèi)。結(jié)合表4和圖1來(lái)看，CB-1在距離2.25時(shí)，可分為6類(lèi)，第1～5葉位被分成1類(lèi)，說(shuō)明CB-1下部葉顏色更相近，變化浮動(dòng)較小，外觀表現(xiàn)為檸檬色；第6、8、10、11葉位，第7葉位和第9葉位這3類(lèi)代表了中部葉顏色特征，表示CB-1中部葉顏色有深有淺，變化較大，分別表現(xiàn)為橘黃-、橘黃、橘黃+；第12、13葉位和第14葉位分別代表上二棚和頂葉，外觀分別表現(xiàn)為橘黃+和紅棕-。云煙87在距離2.9時(shí)分為6類(lèi)，即第1葉位（底腳葉），外觀表現(xiàn)為檸檬-；第2、3葉位（下二棚）表現(xiàn)為檸檬；第4～9葉位（腰葉）表現(xiàn)為橘黃-和橘黃；第10～12葉位（上二棚）表現(xiàn)為橘黃+；第13葉位和第14葉位（頂葉）表現(xiàn)為橘黃+和紅棕-。

表4 煙葉顏色值與顏色檔次Table 4 Color value and level of appearance color of tobacco leaves

圖1 顏色值的聚類(lèi)分析（以歐氏距離和最短距離法進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)）Fig. 1 Clustering analysis of color value（system clustering in the method of Euclidean distance and the shortest distance）

2.4 不同葉位煙葉表面顏色均勻度分析

煙葉顏色均勻度與煙葉外觀質(zhì)量密切相關(guān)，從表5、6來(lái)看，隨葉位上升，L*由均勻或尚勻轉(zhuǎn)變?yōu)椴粍?，表明煙葉的明度由分布較均勻轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪鶆?，a*的均勻度變化與此相反，紅度分布漸趨均勻，b*的均勻度先由尚勻轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛟俎D(zhuǎn)變?yōu)樯袆?，黃度分布以中部葉最為均勻。專(zhuān)家評(píng)定的均勻度變化趨勢(shì)為先上升后降低，與b*的均勻度變化較為一致，云煙87的12～14葉位顏色均勻度比CB-1稍好。

2.5 不同品種煙葉顏色值與葉位相關(guān)分析

從圖2來(lái)看，隨葉位上升，L*呈線性遞減，a*呈線性遞增，b*和C*的變化趨勢(shì)呈拋物線型，均先緩慢升高后逐漸降低，在7～10葉位達(dá)到最高值。說(shuō)明部位由下至上，明度逐漸降低，紅度逐漸增加，葉色加深，黃度和飽和度均以7～10葉位最高。各擬合方程的擬合率均在85%以上，擬合度較好。CB-1的明度高于云煙87，紅度低于云煙87，黃度和飽和度的變幅低于云煙87，說(shuō)明CB-1的煙葉顏色比云煙87偏淺，且波動(dòng)較小。

表5 CB-1不同葉位煙葉表面顏色均勻度Table 5 Color uniformity of tobacco leaves at different leaf positions of the tobacco cultivar CB-1

表6 云煙87不同葉位煙葉表面顏色均勻度Table 6 Color uniformity of tobacco leaves at different leaf positions of the tobacco cultivar Yunyan87

圖2 不同品種煙葉顏色值與葉位相關(guān)分析Fig. 2 Correlation analysis of color value and leaf-position of different cultivars

3 討 論

煙葉顏色檔次表示在顏色模式中所對(duì)應(yīng)的顏色值的煙葉外觀表現(xiàn)。本研究以三明煙區(qū)3個(gè)主栽品種為試驗(yàn)材料，采用了Lab顏色模式，由專(zhuān)家進(jìn)行了視覺(jué)顏色判定，不同基本色煙葉的質(zhì)量不同[28]，顏色值也不同。顏色值的聚類(lèi)分析與視覺(jué)顏色判定結(jié)果相吻合，說(shuō)明煙葉顏色值能較好地反映外觀判定結(jié)果。

由于煙葉在生產(chǎn)、調(diào)制、運(yùn)輸、貯存過(guò)程當(dāng)中，色素轉(zhuǎn)化程度的不同、調(diào)制失當(dāng)、以及貯存運(yùn)輸條件不當(dāng)均會(huì)造成煙葉表面呈現(xiàn)出基本色（檸檬黃、橘黃、紅棕）深淺不一以及青雜等非基本色不同[4]，從而造成煙葉顏色呈現(xiàn)不同的均勻程度，不同的均勻度對(duì)煙葉質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生不同的影響。顏色均勻度是影響煙葉外觀質(zhì)量的主要因素[29]，現(xiàn)行烤煙國(guó)標(biāo)中對(duì)副組煙葉（除微帶青以外）無(wú)均勻度的要求，而國(guó)外分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)顏色均勻度有一定要求[28]，一般也僅體現(xiàn)在高等級(jí)定級(jí)原則中?？紤]到國(guó)內(nèi)各種植區(qū)域煙葉顏色呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律，因此，本研究選用了同一產(chǎn)區(qū)的正組煙葉。利用顏色值變異系數(shù)判定顏色均勻度并與專(zhuān)家判定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)專(zhuān)家判定的均勻度以中部葉最好，與黃度的均勻度變化較一致，專(zhuān)家判定均勻度時(shí)是以煙葉基本色所占比例的多少為依據(jù)，可見(jiàn)中部葉黃色的分布更為均勻一致。

一般來(lái)說(shuō)，煙葉顏色隨部位上升而加深，部位是影響顏色的主要因素之一[30]。本研究顯示，隨葉位上升，煙葉明度線性遞減，紅度線性遞增，黃度和飽和度呈拋物線型變化，在 7～10葉位達(dá)到最高值，與梁洪波[31]等研究結(jié)果一致。下部葉多為檸檬色，明度較高；上部葉多為紅棕色，紅度較高；中部葉多為橘黃色，黃度和飽和度均較高，符合三明地區(qū)煙葉顏色基本特征[32]。而且與烤煙不同部位煙葉顏色變化規(guī)律一致。煙葉顏色具有區(qū)域性差異，本試驗(yàn)方法對(duì)進(jìn)一步研究其他煙區(qū)煙葉顏色特征有一定指導(dǎo)價(jià)值。

4 結(jié) 論

試驗(yàn)選取了三明主栽品種CB-1和云煙 87共300株、14個(gè)葉位作為研究對(duì)象，測(cè)定了顏色值并進(jìn)行了視覺(jué)顏色判定，煙葉顏色值聚類(lèi)結(jié)果與外觀顏色檔次一致；專(zhuān)家判定均勻度與儀器測(cè)量均勻度相吻合，中部葉均勻度最好；顏色變化規(guī)律明顯，即隨部位上升，煙葉表面顏色的明度遞減，紅度遞增，黃度和飽和度以7～10葉位最高，煙葉顏色隨部位上升而加深。為煙葉顏色光學(xué)性質(zhì)提供了一種快速、無(wú)破壞、無(wú)損傷檢測(cè)和煙葉表面顏色客觀量化評(píng)價(jià)方法。

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Analysis on Color Value and Appearance Color Variation of Tobacco Leaves

LI Yue1, FU Yunpeng1*, ZHEN Huanju2, WEI Chunyang2, WANG Gaili2, TANG Hao3
(1. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Key Laboratory of Tobacco Cultivation in the Tobacco Industry, Zhengzhou 450002, China; 2. Worker Institute of Further Education, China National Tobacco Corporation, Zhengzhou 450008, China; 3. China National Leaf Tobacco Company, Beijing 100055, China)

The experiments were conducted to discover color characteristics of flue-cured tobacco through analyzing changes ofL*, a*, b*, C*and features in each leaf-position. The tobacco cultivars CB-1 and Yunyan 87 ware used in these experiments. Color value, level of appearance color and variation of uniformity were evaluated. The results showed that the trends of changes in color value were similar between different nodes. The clustering results of color value in different nodes agreed with color variation in different stalk portions. With the rising of nodes, the uniformity of brightness decreased and redness increased. The patterns of the uniformity change of yellowness and sensory evaluation at different nodes showed some similarities with the color uniformity of cutters being the highest. A corelation equation between color value of tobacco leaves and the rise in nodes was establelished. TheL*value linearly decreased and thea*value linearly increased. The changes of theb*value was a parabola which reached the highest value at the 7th to the 10th nodes. The change of theC*value was similar to theb*value. The traditional theory of tobacco grading could be complemented by evaluating color characteristics throughL*a*b*color space and sensory evaluation techniques. An objective and quantitative method was provided for appearance color variation of tobacco leaves.

flue-cured tobacco; color;L*;a*;b*

TS44+1

1007-5119（2017）01-0078-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2017.01.014

中國(guó)煙草總公司特色優(yōu)質(zhì)煙葉開(kāi)發(fā)重大專(zhuān)項(xiàng)“濃香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉開(kāi)發(fā)”（Ts-01-2011005）

李 悅（1992-），女，碩士研究生，主要從事煙草栽培生理生化研究。E-mail：1508328705@qq.com。*

，E-mail：ypfu01@163.com

2016-09-14

2016-11-04