色差儀在烤煙煙葉顏色檢測中的應用

任夏　邱軍　段蘇珍等

摘要：為探討色差儀在烤煙煙葉顏色檢測中的應用，依據(jù)烤煙國家標準制定樣品，選取上部葉11個等級，對比不同顏色主組和不同等級之間的顏色參數(shù)（L*、a*、b*、C*、h*）和色差參數(shù)（ΔE）變化特征。結(jié)果表明，色差儀測量的顏色參數(shù)和煙葉顯色物質(zhì)相關(guān)性顯著，且能定量表征不同顏色主組及不同等級之間色度的差異。通過色差儀定量表征煙葉顏色和人工感官評價煙葉顏色結(jié)果基本一致，可通過色差儀對煙葉顏色進行量化，使煙葉分級更加準確、便捷。

關(guān)鍵詞：色差儀；烤煙；顏色；煙葉；檢測；顏色參數(shù)；色差參數(shù)

中圖分類號： TS41+3 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0335-03

收稿日期：2013-10-14

作者簡介：任夏（1989—），女，山東濰坊人，碩士研究生，研究方向為作物生理。E-mail：1989renxia@163.com。

通信作者：張忠鋒，研究員。E-mail：zhangzhongfeng@caas.cn?？緹煙熑~分級是工商交接的重要環(huán)節(jié)，合理分級有利于提高煙葉質(zhì)量，促進煙葉生產(chǎn)。我國現(xiàn)行烤煙國標規(guī)定，烤煙分級是先分組、再分級[1]?？緹煙熑~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]，既是重要的分組因素，又是分級因素“色度”的重要組成部分，對顏色的鑒定直接關(guān)系到分級的合理性。長期以來，國內(nèi)外對煙葉顏色的鑒定多依靠感官進行定性評價，由于每個人對顏色的辨識度不盡相同，加之受到環(huán)境、光線的影響，這些評價方式在客觀性和科學性上存在一定缺陷。在我國實行42 級國家烤煙分級標準中，對煙葉的顏色和特征描述都沒有定量標準，這也大大影響了煙葉品質(zhì)分級的效率。為減少各種因素對煙葉顏色檢測帶來的影響，近年來，國內(nèi)外進行了一些相關(guān)研究，計算機圖像處理技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)和模糊信息處理技術(shù)等已被逐漸應用于煙葉顏色的提取[2-5]，并取得了一定成果。先進的分析技術(shù)和圖像處理技術(shù)為煙葉顏色的鑒定提供了新的分析方法，從而促使煙葉分級由傳統(tǒng)的依靠人工向借助計算機、由定性向定量、由經(jīng)驗化向理論化發(fā)展[6]。目前，煙葉顏色的儀器測定有新的突破，運用色差儀對煙葉顏色進行測量已有文獻報道[7-11]，大多數(shù)都是針對色度學指標和煙葉化學成分、物理指標等進行研究，沒有針對色差儀在煙葉顏色檢測中應用的相關(guān)研究。為此，通過對標準分級煙葉的測量，運用國際通用的CIELAB顏色空間，探討色差儀在煙葉分級中顏色檢測的應用，以期為烤煙顏色科學判斷和快速鑒定提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

依據(jù)GB 2635—1992《烤煙》分級制定的標準樣品，選取上部檸檬黃（BL）、上部橘黃（BF）、上部紅棕（BR）的煙葉作為研究對象，即上部檸檬黃4個等級B1L、B2L、B3L、B4L，上部橘黃4個等級B1F、B2F、B3F、B4F，上部紅棕3個等級B1R、B2R、B3R，共11個等級（表1）。煙葉樣品一部分用于顏色測定，一部分抽去煙梗，烘箱烘干，過40目篩，進行顏色色素的檢測。表1上部煙葉不同等級檔次劃分

部位組別顏色級別代號色度具體規(guī)定上部（B）檸檬黃（L）煙葉表面呈現(xiàn)純正的黃色，包括1B1L濃煙葉表面顏色均勻、飽滿、視覺色彩反映強正黃和淡黃2B2L強煙葉表面顏色均勻、尚飽滿、視覺色彩反映較強3B3L中煙葉表面顏色稍有不均、不夠飽滿、視覺色彩反映一般4B4L弱煙葉表面顏色不均、飽滿度差、視覺色彩反映較弱橘黃（F）煙葉表面以黃色為主，并呈現(xiàn)較1B1F濃煙葉表面顏色均勻、飽滿、視覺色彩反映強明顯的紅色，包括金黃和深黃2B2F強煙葉表面顏色均勻、尚飽滿、視覺色彩反映較強3B3F中煙葉表面顏色稍有不均、不夠飽滿、視覺色彩反映一般4B4F弱煙葉表面顏色不均、飽滿度差、視覺色彩反映較弱紅棕（R）煙葉表面呈現(xiàn)紅色或淺棕色，包1B1R濃煙葉表面顏色均勻、飽滿、視覺色彩反映強括橘紅、淺紅棕和紅棕2B2R強煙葉表面顏色均勻、尚飽滿、視覺色彩反映較強3B3R中煙葉表面顏色稍有不均、不夠飽滿、視覺色彩反映一般

1.2儀器

NH310型色差計，由深圳三恩馳有限公司生產(chǎn)；Waters Acquity 超高效液相色譜儀，由美國Waters公司生產(chǎn)。

1.3試驗方法

1.3.1顏色測量在每個等級樣品中，選取具有代表性的煙葉20張，放于恒溫恒濕箱中，設定環(huán)境相對濕度 65%、溫度（22±2）℃，平衡時間不少于 24 h；利用NH-310色差儀，選擇測色大口徑8 mm，在D65/10°（指光源和測定角）和 SCE（排除鏡面反射光）條件下，先對儀器進行黑白版校正，然后在每張煙葉的葉尖、葉中和葉基處分別取點進行測定；測量時，將煙葉平放在實驗臺上，正面朝上使其自然展平，取點時，在平分主脈3等分處兩側(cè)對應的位置（主脈與葉緣的中間點，盡量避開病斑）均勻各選擇3個點，每張煙葉6個點進行測定。測定的色度學指標主要包括L*值（明度值）、a*值（紅綠色度值，正值代表紅色度，負值代表綠色度）、b*值（黃藍色度值，正值代表黃色度，負值代表藍色度）、c*值（飽和度）、h*值（色調(diào)角）和ΔE值（總色差值）。

1.3.2類胡蘿卜素含量檢測超高效液相色譜儀法，依據(jù)行業(yè)標準[12]進行樣品前處理，對色譜條件略做修改。色譜條件：色譜柱為Waters Acquity UPLC BEH C18（1.7 μm，2.1 mm×50 mm）；流動相為A：異丙醇，B：80%乙腈/水；流速：0.3 mL/min；梯度洗脫：0～6 min（40%A+60%B），6～14 min（70%A+30%B），15 min（100%A），15 min（100%B），平衡 3 min 后自動進下一樣品；進樣量為5 μL，柱溫為25 ℃。甲醇、異丙醇為Fisher公司（美國）生產(chǎn)的色譜純試劑；葉黃素、β-胡蘿卜素標準物由WAKO公司（日本）生產(chǎn)，純度>97%。endprint

1.3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計顏色統(tǒng)計軟件為 CQCS3 標準版；數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件。

2結(jié)果與分析

2.11976LAB顏色參數(shù)和煙葉色素的相關(guān)性分析

煙葉顏色由葉片中多種顯色物質(zhì)決定，其中，色素類物質(zhì)如葉綠素、葉黃素和β-胡蘿卜素等在煙葉顏色形成過程中起重要作用。煙葉成熟過程中，各種色素比例不斷變化，使煙葉呈現(xiàn)不同的顏色[13]，各種色素隨煙葉的生長發(fā)育以不同速度分解，隨著成熟度提高，黃色更為明顯。類胡蘿卜素是調(diào)制后煙葉黃色品質(zhì)得以體現(xiàn)的基本物質(zhì)[14]。

3小結(jié)與討論

色差計是利用具有特定光譜靈敏度的光電積分元件，運用國際通用的CIELAB色度空間，直接測量物體表面色度學指標的儀器，對于只需要控制物體顏色而不需配色的行業(yè)來說，具有測量速度快、精度高的優(yōu)點，目前，已經(jīng)廣泛應用于肉類、面粉、水果及茶葉等領(lǐng)域顏色的檢測[15-18]。將色差儀應用于煙葉顏色檢測是一種新的嘗試，本試驗依據(jù)烤煙國家標準制作的樣品，選取上部葉作為研究對象，對色差儀在區(qū)別分組因素顏色和分級品質(zhì)因素色度上的作用進行探討，結(jié)果表明，煙葉顏色色度學指標和煙葉中的顯色物質(zhì)具有一定的相關(guān)性，可以用來定量表征煙葉的顏色。在本研究中，運用L*、a*、b*指標來區(qū)分不同的顏色主組，以h*來作為驗證指標，對上部檸檬黃、橘黃、紅棕3個顏色主組進行分析，結(jié)果表明，L*可以很好表征不同顏色主組之間的色澤變化，a*、b*能夠表征不同顏色主組之間色值的變化，同時h*值的變化也可以驗證色值的變化。利用色差儀測定烤煙煙葉的顏色指標時，變異系數(shù)小，測定結(jié)果比較穩(wěn)定，重現(xiàn)性相對較高。運用飽和度C*和色值指標的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的均勻程度和飽和度，結(jié)果表明，高等級煙葉的c*和色值指標的變異系數(shù)均小于低等級煙葉。綜合以上研究表明，運用色差儀表征煙葉的顏色和色度是可行的。

運用L*、a*、b* 指標，以h*來作為驗證指標，可以定量表征不同的顏色主組之間的差異，飽和度c*和色值指標的變異系數(shù)可以來區(qū)分不同等級之間的色度差異。通過色差儀定量表征煙葉的顏色和人工感官評價煙葉顏色的結(jié)果基本是一致的，而且克服了環(huán)境、主觀因素的影響，更具客觀性。在煙葉分級和收購中，按照部位進行分組后，將煙葉顏色分組指標和色度分級指標進行量化，可以綜合運用感官評價和色差儀相結(jié)合的方法，彌補人工感官方法的缺陷，使煙葉分級更加準確及便捷。但是，利用色差儀測定煙葉顏色也有一定的缺點，測定時往往受到煙葉表面狀態(tài)和所取位置等因素的影響。因此，在檢測前先要對煙葉樣品進行篩選，要求每片煙葉完整，同時，選取的測量點要有代表性。

煙葉分級是對煙葉質(zhì)量的綜合評價，對煙葉其他的分組分級因素，如成熟度、油分、身份、殘傷等測試方法也有必要進行研究，開發(fā)相應的測試技術(shù)，以替代或補充人工感官方法，使煙葉外觀質(zhì)量的評定逐步實現(xiàn)量化和規(guī)范化。

參考文獻：

[1]中國煙草總公司，鄭州煙草研究所. GB 2635—1992烤煙[S]. 北京：中國標準出版社，1992.

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[9]霍開玲，宋朝鵬，武圣江，等. 不同成熟度煙葉烘烤中顏色值和色素含量的變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2011，44（10）：2013-2021.

[10]王濤，賀帆，詹軍，等. 烘烤過程中不同部位煙葉顏色值和主要化學成分的變化[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2012，38（2）：125-130.

[11]彭新輝，易建華，周清明，等. 同部位不同等級烤煙的色澤和化學成分及其關(guān)系[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2008，34（1）：39-43.

[12]國家煙草專賣局. YC/T 382—2010煙草及煙草制品質(zhì)體色素的測定高效液相色譜法[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

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[14]楊立均，宮長榮，馬京民.烘烤過程中煙葉色素的降解及與化學成分的相關(guān)分析[J]. 中國煙草科學，2002，23（2）：5-7.

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[16]孫向東，王樂凱，任紅波，等. 色彩色差計在面粉色澤測定上的應用[J]. 糧油食品科技，2002，10（2）：31-33.

[17]Salvador A，Sanz T，F(xiàn)iszman S M. Changes in colour and texture and their relationship with eating quality during storage of two different dessert bananas[J]. Postharvest Biology and Technology，2007，43（3）：319-325.

[18]嚴俊，林剛. 測色技術(shù)在茶葉色澤及品質(zhì)評價中的應用研究[J]. 茶業(yè)通報，1995（1）：7-9.endprint

1.3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計顏色統(tǒng)計軟件為 CQCS3 標準版；數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件。

2結(jié)果與分析

2.11976LAB顏色參數(shù)和煙葉色素的相關(guān)性分析

煙葉顏色由葉片中多種顯色物質(zhì)決定，其中，色素類物質(zhì)如葉綠素、葉黃素和β-胡蘿卜素等在煙葉顏色形成過程中起重要作用。煙葉成熟過程中，各種色素比例不斷變化，使煙葉呈現(xiàn)不同的顏色[13]，各種色素隨煙葉的生長發(fā)育以不同速度分解，隨著成熟度提高，黃色更為明顯。類胡蘿卜素是調(diào)制后煙葉黃色品質(zhì)得以體現(xiàn)的基本物質(zhì)[14]。

3小結(jié)與討論

色差計是利用具有特定光譜靈敏度的光電積分元件，運用國際通用的CIELAB色度空間，直接測量物體表面色度學指標的儀器，對于只需要控制物體顏色而不需配色的行業(yè)來說，具有測量速度快、精度高的優(yōu)點，目前，已經(jīng)廣泛應用于肉類、面粉、水果及茶葉等領(lǐng)域顏色的檢測[15-18]。將色差儀應用于煙葉顏色檢測是一種新的嘗試，本試驗依據(jù)烤煙國家標準制作的樣品，選取上部葉作為研究對象，對色差儀在區(qū)別分組因素顏色和分級品質(zhì)因素色度上的作用進行探討，結(jié)果表明，煙葉顏色色度學指標和煙葉中的顯色物質(zhì)具有一定的相關(guān)性，可以用來定量表征煙葉的顏色。在本研究中，運用L*、a*、b*指標來區(qū)分不同的顏色主組，以h*來作為驗證指標，對上部檸檬黃、橘黃、紅棕3個顏色主組進行分析，結(jié)果表明，L*可以很好表征不同顏色主組之間的色澤變化，a*、b*能夠表征不同顏色主組之間色值的變化，同時h*值的變化也可以驗證色值的變化。利用色差儀測定烤煙煙葉的顏色指標時，變異系數(shù)小，測定結(jié)果比較穩(wěn)定，重現(xiàn)性相對較高。運用飽和度C*和色值指標的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的均勻程度和飽和度，結(jié)果表明，高等級煙葉的c*和色值指標的變異系數(shù)均小于低等級煙葉。綜合以上研究表明，運用色差儀表征煙葉的顏色和色度是可行的。

運用L*、a*、b* 指標，以h*來作為驗證指標，可以定量表征不同的顏色主組之間的差異，飽和度c*和色值指標的變異系數(shù)可以來區(qū)分不同等級之間的色度差異。通過色差儀定量表征煙葉的顏色和人工感官評價煙葉顏色的結(jié)果基本是一致的，而且克服了環(huán)境、主觀因素的影響，更具客觀性。在煙葉分級和收購中，按照部位進行分組后，將煙葉顏色分組指標和色度分級指標進行量化，可以綜合運用感官評價和色差儀相結(jié)合的方法，彌補人工感官方法的缺陷，使煙葉分級更加準確及便捷。但是，利用色差儀測定煙葉顏色也有一定的缺點，測定時往往受到煙葉表面狀態(tài)和所取位置等因素的影響。因此，在檢測前先要對煙葉樣品進行篩選，要求每片煙葉完整，同時，選取的測量點要有代表性。

煙葉分級是對煙葉質(zhì)量的綜合評價，對煙葉其他的分組分級因素，如成熟度、油分、身份、殘傷等測試方法也有必要進行研究，開發(fā)相應的測試技術(shù)，以替代或補充人工感官方法，使煙葉外觀質(zhì)量的評定逐步實現(xiàn)量化和規(guī)范化。

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[8]張長云，周淑平，田曉霞，等. 初烤煙葉顏色與化學成分關(guān)系分析[J]. 廣西農(nóng)業(yè)科學，2007，38（6）：621-624.

[9]霍開玲，宋朝鵬，武圣江，等. 不同成熟度煙葉烘烤中顏色值和色素含量的變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2011，44（10）：2013-2021.

[10]王濤，賀帆，詹軍，等. 烘烤過程中不同部位煙葉顏色值和主要化學成分的變化[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2012，38（2）：125-130.

[11]彭新輝，易建華，周清明，等. 同部位不同等級烤煙的色澤和化學成分及其關(guān)系[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2008，34（1）：39-43.

[12]國家煙草專賣局. YC/T 382—2010煙草及煙草制品質(zhì)體色素的測定高效液相色譜法[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

[13]宋朝鵬，高遠，武圣江，等. 密集烘烤定色期煙葉類胡蘿卜素降解及相關(guān)酶活性變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2009，42（8）：2875-2881.

[14]楊立均，宮長榮，馬京民.烘烤過程中煙葉色素的降解及與化學成分的相關(guān)分析[J]. 中國煙草科學，2002，23（2）：5-7.

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[16]孫向東，王樂凱，任紅波，等. 色彩色差計在面粉色澤測定上的應用[J]. 糧油食品科技，2002，10（2）：31-33.

[17]Salvador A，Sanz T，F(xiàn)iszman S M. Changes in colour and texture and their relationship with eating quality during storage of two different dessert bananas[J]. Postharvest Biology and Technology，2007，43（3）：319-325.

[18]嚴俊，林剛. 測色技術(shù)在茶葉色澤及品質(zhì)評價中的應用研究[J]. 茶業(yè)通報，1995（1）：7-9.endprint

1.3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計顏色統(tǒng)計軟件為 CQCS3 標準版；數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件。

2結(jié)果與分析

2.11976LAB顏色參數(shù)和煙葉色素的相關(guān)性分析

煙葉顏色由葉片中多種顯色物質(zhì)決定，其中，色素類物質(zhì)如葉綠素、葉黃素和β-胡蘿卜素等在煙葉顏色形成過程中起重要作用。煙葉成熟過程中，各種色素比例不斷變化，使煙葉呈現(xiàn)不同的顏色[13]，各種色素隨煙葉的生長發(fā)育以不同速度分解，隨著成熟度提高，黃色更為明顯。類胡蘿卜素是調(diào)制后煙葉黃色品質(zhì)得以體現(xiàn)的基本物質(zhì)[14]。

3小結(jié)與討論

色差計是利用具有特定光譜靈敏度的光電積分元件，運用國際通用的CIELAB色度空間，直接測量物體表面色度學指標的儀器，對于只需要控制物體顏色而不需配色的行業(yè)來說，具有測量速度快、精度高的優(yōu)點，目前，已經(jīng)廣泛應用于肉類、面粉、水果及茶葉等領(lǐng)域顏色的檢測[15-18]。將色差儀應用于煙葉顏色檢測是一種新的嘗試，本試驗依據(jù)烤煙國家標準制作的樣品，選取上部葉作為研究對象，對色差儀在區(qū)別分組因素顏色和分級品質(zhì)因素色度上的作用進行探討，結(jié)果表明，煙葉顏色色度學指標和煙葉中的顯色物質(zhì)具有一定的相關(guān)性，可以用來定量表征煙葉的顏色。在本研究中，運用L*、a*、b*指標來區(qū)分不同的顏色主組，以h*來作為驗證指標，對上部檸檬黃、橘黃、紅棕3個顏色主組進行分析，結(jié)果表明，L*可以很好表征不同顏色主組之間的色澤變化，a*、b*能夠表征不同顏色主組之間色值的變化，同時h*值的變化也可以驗證色值的變化。利用色差儀測定烤煙煙葉的顏色指標時，變異系數(shù)小，測定結(jié)果比較穩(wěn)定，重現(xiàn)性相對較高。運用飽和度C*和色值指標的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的均勻程度和飽和度，結(jié)果表明，高等級煙葉的c*和色值指標的變異系數(shù)均小于低等級煙葉。綜合以上研究表明，運用色差儀表征煙葉的顏色和色度是可行的。

運用L*、a*、b* 指標，以h*來作為驗證指標，可以定量表征不同的顏色主組之間的差異，飽和度c*和色值指標的變異系數(shù)可以來區(qū)分不同等級之間的色度差異。通過色差儀定量表征煙葉的顏色和人工感官評價煙葉顏色的結(jié)果基本是一致的，而且克服了環(huán)境、主觀因素的影響，更具客觀性。在煙葉分級和收購中，按照部位進行分組后，將煙葉顏色分組指標和色度分級指標進行量化，可以綜合運用感官評價和色差儀相結(jié)合的方法，彌補人工感官方法的缺陷，使煙葉分級更加準確及便捷。但是，利用色差儀測定煙葉顏色也有一定的缺點，測定時往往受到煙葉表面狀態(tài)和所取位置等因素的影響。因此，在檢測前先要對煙葉樣品進行篩選，要求每片煙葉完整，同時，選取的測量點要有代表性。

煙葉分級是對煙葉質(zhì)量的綜合評價，對煙葉其他的分組分級因素，如成熟度、油分、身份、殘傷等測試方法也有必要進行研究，開發(fā)相應的測試技術(shù)，以替代或補充人工感官方法，使煙葉外觀質(zhì)量的評定逐步實現(xiàn)量化和規(guī)范化。

參考文獻：

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