不同產(chǎn)地C3F煙葉色域、底色和色差的量化分析

徐小青，顏奕華，范堅(jiān)強(qiáng)，包可翔，陳少濱，陳義強(qiáng)，張恩仁，崔振偉，張永安

（福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廈門(mén)361012）

煙葉顏色不僅是煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要分級(jí)因素，能在一定程度上反映烤后煙葉內(nèi)在質(zhì)量，而且在煙葉外觀區(qū)域特征評(píng)價(jià)上具有重要作用。烤煙C3F顏色色域包含淺橘黃、金黃和深黃等，不同顏色煙葉在物理特性、化學(xué)成分、感官質(zhì)量上均具有明顯差異［1～4］。在煙葉區(qū)域特征上，王信民等通過(guò)專(zhuān)家判定方法初步確定底色、蠟質(zhì)感、光澤、葉面組織、柔韌性5項(xiàng)指標(biāo)為烤煙外觀區(qū)域特征的評(píng)價(jià)指標(biāo)，葉面葉背顏色差、葉尖葉基身份差指標(biāo)不作為烤煙外觀區(qū)域特征的評(píng)價(jià)指標(biāo)［5］。薛超群等通過(guò)主成分分析表明，煙葉葉面組織、柔韌性、色度、油分、厚度、底色、葉尖葉基身份差、成熟度、顏色、葉面葉背顏色差10項(xiàng)指標(biāo)能夠較好地反映煙葉外觀特征信息，是烤煙煙葉外觀特征的評(píng)價(jià)指標(biāo)［6］。煙葉外觀區(qū)域特征指標(biāo)選擇在色差上仍有待研究確定。同時(shí)，外觀區(qū)域特征指標(biāo)中色差與煙葉外觀品質(zhì)中的成熟度和葉片結(jié)構(gòu)相關(guān)性大［7］。

目前，煙葉外觀評(píng)價(jià)主要通過(guò)肉眼感官對(duì)煙葉顏色鑒定，這個(gè)鑒定容易受外部因素的影響，通過(guò)精密的儀器對(duì)煙葉顏色進(jìn)行量化可以提高精確度和準(zhǔn)確率。色差儀、分光光譜儀等顏色量化技術(shù)在煙草顏色量化上的應(yīng)用逐漸增多。劉新民通過(guò)顏色量化方法研究表明，不同產(chǎn)區(qū)同一等級(jí)的煙葉顏色量化結(jié)果有較大差異［4］。王改麗等研究表明，不同產(chǎn)區(qū)烤煙C3F等級(jí)表面顏色空間分布具有較大的區(qū)域特性，生態(tài)條件對(duì)烤煙表面顏色的影響較大［8］。李?lèi)偟葴y(cè)定了不同部位煙葉顏色值并進(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［9］。煙葉顏色量化在煙葉質(zhì)量評(píng)價(jià)和煙葉區(qū)域特征顏色量化等方面具有較好的應(yīng)用前景［10～12］。但不同煙葉外觀顏色指標(biāo)（色域、底色和色差等）與顏色量化參數(shù)（L*、a*、b*）之間關(guān)系的研究仍較少。

筆者希望通過(guò)對(duì)不同顏色特征的煙葉進(jìn)行顏色量化，結(jié)合外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果與色差儀顏色量化結(jié)果，闡明不同底色、色域和色差煙葉在顏色量化參數(shù)上的差異，明確煙葉在葉尖、葉中、葉基等葉面區(qū)位之間的色差特征，并分析不同產(chǎn)地?zé)熑~顏色區(qū)域特征，以為煙葉質(zhì)量和區(qū)域特征的精確評(píng)價(jià)提供參考，同時(shí)驗(yàn)證通過(guò)顏色值判斷煙葉外觀區(qū)域特征的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采用2017年全國(guó)4大煙區(qū)7個(gè)省的C3F等級(jí)初烤煙葉樣品21個(gè)，品種涉及云87、K326、云99、紅花大金元、CB-1、中煙100、NC55、遼煙19、遼煙17共9個(gè)。具體信息如表1。

表1 供試樣品品種及來(lái)源

1.2 煙葉顏色檔次判定方法

由專(zhuān)家判斷煙葉在色域、底色和色差3個(gè)方面的差異，將試驗(yàn)C3F煙葉表觀黃色由淺到深分為淺橘黃、金黃和深黃［13］；煙葉底色分為微灰、白、微紅；葉面葉背色差分為小、中、大［5］。外觀評(píng)價(jià)專(zhuān)家小組由具有煙葉分級(jí)技師資格的7人組成。

1.3 煙葉表面顏色空間分布特征參數(shù)的測(cè)定

儀器：MINOLTA-CR-410色彩色差計(jì)（日本KONICA）。

方法：采用色差儀檢測(cè)葉面和葉背煙葉顏色值。葉面上，在葉片距葉尖1/3處、葉中及距葉基部1/3處各選取2個(gè)共6個(gè)相對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)取樣測(cè)定，每個(gè)樣品取6片葉。其中，葉片距葉尖1/3處2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)平均值為葉尖顏色值，葉中2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)平均值為葉中顏色值，距葉基1/3處2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)平均值為葉基顏色值。葉尖、葉中和葉基各檢測(cè)點(diǎn)的平均值為葉面顏色值。因煙葉葉背不同區(qū)位的顏色差異較小，葉背上在葉中選取2個(gè)點(diǎn)取樣測(cè)定，取平均值作為葉背顏色值。

主要測(cè)定參數(shù)：L*（明度值）、a*（紅綠色度值）、b*（黃藍(lán)色度值）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

煙葉葉面與葉背色差值計(jì)算公式為：

采用Microsoft ExceL 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙C3F等級(jí)煙葉顏色值的統(tǒng)計(jì)分析

由表2可知，各產(chǎn)地C3F葉面顏色量化參數(shù)為：明度L*分布于47.04～57.26，紅度a*分布于7.50～10.76，黃度b*分布于23.53～28.41；煙葉背面明度L*分布于53.65～61.91，紅度a*分布于4.53～6.80，黃度b*分布于22.04～25.94。與葉背相比，煙葉葉面明度L*較小，紅度a*和黃度b*較大，這與煙葉正面顏色較深且背面顏色較淺的外觀判斷結(jié)果相吻合。同時(shí)，煙葉葉面和葉背的顏色黃度b*大于紅度a*，符合橘黃色煙葉的顏色特征。可見(jiàn)，煙葉顏色值狀態(tài)與煙葉實(shí)際顏色特征基本吻合。

煙葉的葉面和葉背顏色值指標(biāo)的變異系數(shù)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，黃度b*的變異系數(shù)次之，明度L*的變異系數(shù)最小。說(shuō)明不同產(chǎn)區(qū)煙葉顏色指標(biāo)（L*、a*、b*）均存在差異，且紅度a*的差異較大。

表2 煙葉表面顏色值描述與統(tǒng)計(jì)分析

2.2 不同產(chǎn)地?zé)熑~的外觀顏色特征分析

由表3可知，不同產(chǎn)地?zé)熑~在色域、底色等方面具有明顯的差異。在色域方面，東（中）南煙區(qū)C3F煙葉色域?yàn)樯铧S，西南煙區(qū)C3F煙葉色域以金黃為主，個(gè)別產(chǎn)區(qū)為淺橘黃或深黃。在底色方面，北方和黃淮煙區(qū)以微灰為主，東（中）南煙區(qū)以微紅為主，西南煙區(qū)以白為主。東南和西南產(chǎn)區(qū)色差主要為中，黃淮和北方產(chǎn)區(qū)色差為小—中。可見(jiàn)，煙葉表面顏色在色域和底色上具有明顯的區(qū)域特征。

表3 不同產(chǎn)區(qū)C3F的煙葉顏色特征

續(xù)表3

由表4可知，西南和黃淮煙區(qū)煙葉明度L*和黃度b*普遍大于東（中）南煙區(qū)煙葉。紅度a*在不同產(chǎn)區(qū)間差異不明顯，但同一產(chǎn)區(qū)不同產(chǎn)地間具不同程度的差異。煙葉背面各顏色指標(biāo)和色差值在不同產(chǎn)區(qū)之間無(wú)明顯的變化規(guī)律，但不同產(chǎn)地間具不同程度的差異。可見(jiàn)，煙葉表面顏色指標(biāo)L*和b*具有明顯的區(qū)域特征，而煙葉背面顏色指標(biāo)和色差值的區(qū)域特征不明顯。

表4 不同產(chǎn)區(qū)C3F煙葉的顏色量化指標(biāo)差異比較

2.3 不同色域煙葉的顏色量化分析

根據(jù)外觀評(píng)價(jià)結(jié)果可知，試驗(yàn)樣品中包含淺橘黃樣品4個(gè)，金黃樣品8個(gè)，深黃樣品10個(gè)。不同色域煙葉顏色量化分析結(jié)果如表5所示。不同色域煙葉樣品在顏色量化指標(biāo)上具有明顯規(guī)律性差異，且在煙葉葉面和葉背上具有相同趨勢(shì)。明度L*隨著色域顏色加深呈減小趨勢(shì)，且深黃色煙葉L*顯著低于淺橘黃與金黃煙葉。紅度a*隨著色域顏色加深呈增大趨勢(shì)，且深黃色和金黃色煙葉a*顯著大于淺桔黃煙葉。明度b*隨著色域顏色加深呈減小趨勢(shì)，且深黃色煙葉b*顯著低于淺橘黃與金黃煙葉。

表5 不同色域C3F煙葉顏色量化參數(shù)特征

2.4 不同底色煙葉的顏色量化分析

根據(jù)外觀評(píng)價(jià)結(jié)果可知，不同底色煙葉樣品中包含微紅樣品9個(gè)，微灰樣品4個(gè)，白色樣品9個(gè)。不同底色煙葉顏色量化分析結(jié)果如表6所示。微紅底色煙葉在L*和b*上顯著低于白色和微灰煙葉。白色底色與微灰底色在L*、a*、b*上均無(wú)顯著差異。

表6 不同底色C3F煙葉顏色量化參數(shù)特征

2.5 不同產(chǎn)地?zé)熑~表面區(qū)位色差值的差異分析

一般而言，色差值和視覺(jué)感受的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：（1）0～0.5（微小色差），感覺(jué)極微；（2）0.5～1.5（小色差），感覺(jué)輕微；（3）1.5～3（較小色差），感覺(jué)明顯；（4）3～6（較大色差），感覺(jué)很明顯；（5）6以上（大色差），感覺(jué)強(qiáng)烈［14］。

煙葉不同區(qū)位（葉尖、葉中、葉基和葉背）之間的色差因產(chǎn)地不同而異。由表4可知，在葉面和葉背之間，各產(chǎn)地?zé)熑~色差值分布于5.10～8.67。各產(chǎn)地?zé)熑~均有較大色差或大色差，基于煙葉色差判斷煙葉產(chǎn)地的難度較大。

由表7可知，各產(chǎn)地?zé)熑~葉尖與葉基色差分布在0.50～4.16，葉基與葉中色差分布于0.29～2.27。葉面不同區(qū)位顏色差異主要為小色差至較小色差。福建三明、四川涼山等個(gè)別產(chǎn)地葉尖與葉基具有較大色差。在葉面不同區(qū)位之間色差因產(chǎn)地的不同而有較大差異，但不同產(chǎn)區(qū)之間葉面區(qū)位色差差異特征不明顯。

表7 不同產(chǎn)地?zé)熑~表面區(qū)位色差的顏色量化特征

續(xù)表7

3 討論與結(jié)論

CIE1976-Lab顏色系統(tǒng)具有均勻的顏色空間，與人的視覺(jué)相一致，可以用來(lái)定量量化煙葉顏色特性。顏色指標(biāo)紅綠軸色品指數(shù)a*表示煙葉顏色從綠到紅的變化，其值越大表示橘紅色愈濃，黃藍(lán)軸色b*表示煙葉顏色從藍(lán)到黃的變化，其值越大表示黃色越濃；L*是煙葉顏色明度［11］。本研究采用的C3F煙葉樣品顏色色域分布于淺桔黃至紅黃，底色分布于白、微灰、微紅，色差分布于小和中。

顏色是最直觀的煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)因素，而且又與煙葉品質(zhì)密切相關(guān)，所以在煙葉的分級(jí)應(yīng)用中具有重要作用。煙葉基本色常因產(chǎn)地、品種、部位、等級(jí)、貯存養(yǎng)護(hù)等因素變化而變化。本研究中，在外觀判定顏色的基礎(chǔ)上對(duì)烤煙顏色進(jìn)行量化，烤煙C3F煙葉隨著色域顏色加深，明度L*和黃度b*逐漸降低，紅度a*逐漸增大。煙葉顏色值的量化分析與視覺(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煙葉外觀判定結(jié)果。

外觀區(qū)域特征是區(qū)域間相對(duì)穩(wěn)定出現(xiàn)的外觀差異特征，可能是不同區(qū)域煙葉風(fēng)格的表觀體現(xiàn)［15］。王信民等認(rèn)為，底色可作為烤煙外觀區(qū)域特征的評(píng)價(jià)指標(biāo)［5］。底色是指正常煙葉表面除基本色外的色彩表現(xiàn)。過(guò)偉明等研究表明，底色指標(biāo)可相對(duì)區(qū)分東南區(qū)與其他種植區(qū)的煙葉［1］。本研究中西南區(qū)煙葉底色主要為白色，東（中）南區(qū)煙葉底色主要為微紅，黃淮區(qū)煙葉底色主要為微灰，這與其他研究結(jié)果相似［1，5］。對(duì)不同底色煙葉進(jìn)行顏色量化分析，微紅底色煙葉明度L*和黃度b*顯著低于微灰和白色底色煙葉。東（中）南區(qū)煙葉底色為微紅，具有明顯的區(qū)域特征，且微紅底色煙葉的顏色量化特征與其他底色煙葉具有顯著差異。可見(jiàn)，通過(guò)色差儀進(jìn)行底色量化是外觀區(qū)域特征指標(biāo)量化的可行方法。

在煙葉外觀區(qū)域特征分析中，色差指正常煙葉正面與背面基本色彩的差異程度。過(guò)往研究主要采用視覺(jué)判定煙葉色差差異。王信民等通過(guò)外觀判定發(fā)現(xiàn)葉背葉面色差小、中、大3種類(lèi)型在全國(guó)都有一定的分布，但區(qū)域分布規(guī)律不明顯［5］。過(guò)偉民等認(rèn)為色差指標(biāo)易受煙葉成熟程度的影響，相對(duì)不適用于煙葉產(chǎn)地識(shí)別［7］。本研究中通過(guò)顏色量化分析發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地?zé)熑~葉面與葉背均有較大色差或大色差，通過(guò)色差判斷煙葉產(chǎn)地的難度較大。

煙葉顏色在煙葉上的變化一般為由葉基至葉尖逐漸加深。同時(shí)，煙葉顏色與其化學(xué)成分密切相關(guān)，可在一定程度上反映煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)［16～18］。陳偉等研究表明，從葉尖到葉基致香成分含量呈現(xiàn)增大趨勢(shì)；上段和中段評(píng)吸質(zhì)量均高于煙葉樣品的全片質(zhì)量［19］。近年來(lái)基于不同區(qū)位的化學(xué)、物理、感官質(zhì)量差異進(jìn)行分類(lèi)加工的生產(chǎn)技術(shù)和方法已得到初步應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用前景［20，21］。本研究中各產(chǎn)地葉尖與葉基色差分布在0.50～4.16，葉基與葉中色差分布于0.29～2.27。葉面不同部位顏色差異主要為小色差至較小色差。個(gè)別產(chǎn)地葉尖與葉基具有較大色差。在工業(yè)加工過(guò)程中，可根據(jù)色差的顏色量化初步判斷煙葉不同部位之間的質(zhì)量差異，進(jìn)而對(duì)煙葉部位色差較大的煙葉進(jìn)行部位分切加工，以提高煙葉使用價(jià)值。