不同品种烤烟表面颜色量化与质体色素的关系研究

景延秋， 张豹林, 李广良， 刘剑君， 鲁 平， 李怀奇， 张月华

(1.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002；2.河南省烟草公司漯河市公司，河南 漯河 462000;3.河南省烟草公司郑州市公司，河南 郑州 450016；4.河南中烟工业公司技术中心，河南 郑州 451150;5.河南中烟工业公司新郑卷烟厂，河南 新郑 451150)

不同品种烤烟表面颜色量化与质体色素的关系研究

景延秋1， 张豹林1, 李广良2， 刘剑君3， 鲁 平4， 李怀奇4， 张月华5

(1.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002；2.河南省烟草公司漯河市公司，河南 漯河 462000;3.河南省烟草公司郑州市公司，河南 郑州 450016；4.河南中烟工业公司技术中心，河南 郑州 451150;5.河南中烟工业公司新郑卷烟厂，河南 新郑 451150)

为了明确河南不同品种烤烟烟叶颜色特征值和质体色素含量的差异及其关系，以河南烟区11个品种烤烟C3F为材料，研究了不同品种烤烟烟叶颜色量化参数、质体色素的含量及其关系.研究结果表明：(1)河南烤烟颜色空间分布特征，明度L*范围是53～66，平均值为60，红度a*9～18，平均值是13，黄度b*为38～51，平均值是44，饱和度C为40～53，平均值是46，色度角H为68～78，平均值是73；不同品种之间量化值差异存在显著性；(2)叶绿素a的含量为0.018～0.051 mg·g-1，叶绿素b的含量是0.023～0.063 mg·g-1，类胡萝卜素的含量是0.158～0.292 mg·g-1；不同品种之间叶绿素含量差异不存在显著性，类胡萝卜素和质体色素含量差异存在一定显著性；(3)叶绿素a和叶绿素b与红度a*之间显著负相关，类胡萝卜素与黄度b*和饱和度C之间显著正相关；(4)叶绿素与烟叶颜色量化参数之间回归分析不存在显著性，而类胡萝卜素和质体色素含量与烟叶颜色量化参数之间回归分析存在显著性.

不同品种;烟叶颜色;量化参数;质体色素

烤后烟叶颜色是评价烟叶外观质量的重要指标之一，能在一定程度上反映烤后烟叶的内在质量.在国家烤烟分级标准中，颜色是分级的第2分组要素，而颜色主要是指烤后烟叶的色度，烟叶颜色也是烟农种植时判断和确定烤烟生长状况与成熟与否的重要依据[1,2],同时也是烘烤过程中操作的重要指导依据，更是烟叶内含化学成分与质量的外在表现，与烟叶品质密切相关[3].同一地区的烟叶颜色由于部位、烟叶成熟度、栽培条件与调制技术等因素之间的差异,导致烟叶表面颜色的黄度、红度、明度与饱和度差异较大[4～6].质体色素与烤烟的香气和显色有重要联系，是烤烟中香气成分的前提物和烤后烟叶的重要显色物[7,8].在烟叶成熟和烘烤过程中叶绿素的降解和类胡萝卜素所占质体色素比例的增加是烟叶颜色变化由绿变黄的重要物质基础.近年来，国内利用L*,a*,b*对烟叶颜色量化方面的研究逐渐增加，梁洪波等[4]通过L*a*b*法研究颜色参数指标L*,a*,b*等与烟叶内成分之间的关系；彭新辉等[5]研究不同等级烟叶正反面的颜色指标L*,a*,b*值之间的差异和与β-胡萝卜素含量之间的关系.目前,关于不同烤烟品种之间烟叶表面颜色特征值的差异还未见报道，对烟叶颜色的研究也多为定性描述，对其定量研究也较少[9～13]，尤其是关于烟叶颜色量化参数饱和度C和色度角H的研究更是未见报道.本研究通过L*a*b*色差仪对河南不同烤烟品种烟叶颜色进行量化，并分析其与质体色素之间的关系，为分析河南烟区不同烤烟品种颜色存在差异原因提供一定的理论指导.

1 材料与方法

1.1材料

烟叶于2013年采自河南省7大烟区，分别是土壤肥力差别不大，生长良好，长势一致，用同一类型烤房烘烤，烤后外观颜色基本一致的11个品种的C3F样品.中烟100:许昌襄城、禹州，漯河舞阳、临颍、偃城区，南阳方城、内乡；云烟87、NC 71、豫烟6号和豫烟9号：漯河偃城区、三门峡灵宝、陕县、渑池、卢氏县；中烟101、中烟203和中烟202：平顶山舞钢、叶县、三门峡渑池、灵宝、洛阳宜阳；秦烟96：南阳方城、三门峡卢氏；南江3号和YN 105：三门峡卢氏、渑池、陕县.采样点基本覆盖河南烟区主要栽培品种和烟区.

1.2烟叶表面颜色量化方法

利用CIE-L*a*b*颜色系统提取烟叶颜色参数时需要利用测色色差仪.选择外观大小和色泽基本一致的烟叶，每个品种取10片，每片颜色测量6个点，分别位于烟叶的1/3,1/2,2/3处，位于离主脉对称点[12](选取点应避开叶脉、残缺和病斑等)，如图1所示.测量之前应用色差仪自身携带的标准白色矫正拌和黑色矫正盒进行矫正.烟叶测量时需要以白色矫正瓷砖为背景，将所取的烟叶颜色点背面置于白色校正瓷砖之上，然后用测量孔测量样品烤烟的表面颜色.

图1 颜色测量点在烟叶上的分布示意图Fig.1 Color measurement point on the tobacco distribution diagram

1.3质体色素测量方法

质体色素的测量见参考文献[12].

2 结果与分析

2.1河南烤烟烟叶颜色特征值的统计分析

在颜色空间分布中，L*表示明度，a*为红绿轴色品指数，b*为黄蓝轴色品指数，C为色饱和度，H为色度角.从表1中可以看出，河南烤烟颜色空间分布特征为:明度L*为53～66，平均值为60，a*为9～18，平均值是13，b*为38～51，平均值是44，C为40～53，平均值是46，H为68～78，平均值是73.各颜色特征值均存在一定的差异，其中以a*和b*变异系数相对较高，其他颜色特征参数值变异系数均不大.

2.2河南烤烟质体色素的统计分析

由表2可以看出，河南烤烟质体色素的总量及其变化为，叶绿素a的含量范围是0.018～0.051 mg·g-1，平均值是0.031 mg·g-1，变异系数是25.34%；叶绿素b的含量范围是0.023～0.063 mg·g-1，平均值是0.041 mg·g-1，变异系数是29.71%，变异系数最大；叶绿素含量范围是0.041～0.114 mg·g-1，平均值是0.071 mg·g-1，其变异系数是26.85%；类胡萝卜素的含量是0.158～0.292 mg·g-1，平均值是0.258 mg·g-1，其变异系数是13.45%；质体色素总量范围是0.219～0.380 mg·g-1，平均值是0.329 mg·g-1，变异系数是11.93%，变异系数最小.

表1 河南烤烟颜色参数描述性统计分析Table 1 Descriptive statistical analysis of color parameters of flue-cured tobacco in Henan

表2 河南烤烟质体色素含量描述性统计分析Table 2 Descriptive statistical analysis of plamochromic pigment of flue-cured tobacco in Henan

2.3不同烤烟品种质体色素含量比较分析

河南不同烤烟品种质体色素含量多重比较结果如表3.由表3可知，不同品种之间叶绿素a的含量以NC 71和秦烟96含量最高，为0.038 mg·g-1，其次是豫烟6号，为0.034 mg·g-1，含量最低的是中烟101，含量是0.024 mg·g-1，各品种之间叶绿素a含量差异不显著；叶绿素b的含量最高的是NC 71，为0.052 mg·g-1，其次是豫烟6号和秦烟96，含量都是0.045 mg·g-1，含量最低的是中烟100，含量是0.031 mg·g-1，各品种叶绿素b含量差异也不显著；叶绿素含量最高是NC 71，含量是0.090 mg·g-1，其次是秦烟96，为0.083 mg·g-1，叶绿素含量最低的是中烟101，含量是0.058 mg·g-1，各品种之间叶绿素含量差异也不显著.类胡萝卜素的含量是云烟87最高，与中烟203和南江3号之间差异不显著，显著高于其他品种；含量最低的是豫烟9号，显著低于其他处理；秦烟96与中烟100，NC 71与中烟101，这几个品种之间差异不显著，其他品种之间差异达到显著水平.质体色素总量最高的是南江3号，与NC 71，云烟87和秦烟96之间差异不显著，含量最低的是豫烟9号，显著低于其他品种质体色素含量；豫烟6号与中烟100和中烟101之间差异不显著，其余品种之间差异均达到显著水平.

2.4不同烤烟品种烟叶颜色量化参数值比较分析

不同品种烤烟烤后烟叶颜色量化参数值如表4所示.由表4可知，红绿轴色品指数a*值最高的品种是南江3号，其次是豫烟87，显著高于其他品种，最低的是豫烟6号，显著低于其他品种，其余品种之间差异不显著.黄蓝轴色品指数b*值最高的是云烟87，显著高于其他品种，最低的品种是豫烟9号，显著低于其他品种，豫烟6号、YN 105与南江3号之间差异无显著性，NC 71和中烟203之间差异无显著性，其他品种之间差异有显著性.明度L值最高的是中烟202，其次是豫烟6号，显著高于其他品种，最低的是中烟203，其次低的是秦烟96，显著低于其他品种，YN 105、中烟101和NC 71之间差异无显著性，其他品种之间差异有显著性.饱和度C值最高的是云烟87，显著高于其他品种，最低的是豫烟9号，显著低于其他品种，其中NC 71和中烟203之间差异无显著性，豫烟6号和中烟202之间差异无显著性，其余各品种之间差异有显著性.色度角H值最高的是豫烟6号，显著高于其他品种，最低的是豫烟9号，显著低于其他品种，NC71、中烟202和中烟100之间差异无显著性，YN 105、中烟203、云烟87、中烟101、南江3号和秦烟96之间差异也无显著性，其他品种之间差异有显著性.

表3 不同品种质体色素含量多重比较分析Table 3 Comparative analysis of plastid pigment content in different varieties mg·g-1

注：不同小写英文字母表示差异在5%水平上显著(P<0.05).下同.

Note:Data with different lowercase letters in the same column mean significant difference at 5% level (P<0.05). The same as below.

表4 不用品种烤烟颜色量化参数值多重比较分析Table 4 Comparative analysis of color parameters in different varieties

2.5烤烟烟叶颜色量化参数与质体色素相关性分析

烟叶质体色素与烟叶颜色量化参数间相关性分析结果见表5.从表5可知，叶绿素a和叶绿素b与红绿轴色品指数a*之间是显著负相关，且显著性极高,而类胡萝卜素与黄绿轴色品指数b*和饱和度C显著正相关，且与b*显著性达到极显著程度，其他成分之间无显著性.

表5 颜色参数与质体色素的相关分析Table 5 Analysis of correlation between color parameters and plamochromic pigment

注：*表示在5%水平差异达显著水平；**表示在1%差异达极显著水平.

Note: * indicates significant difference at 5% level; * * indicates extremely significant difference at 1% level.

2.6烤烟质体色素与烟叶颜色量化参数的关系分析

为了研究烟叶颜色量化参数与质体色素含量及叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素含量之间的关系，分别进行叶绿素、类胡萝卜素和质体色素与烟叶颜色量化参数(a*，b*，L*，C和H)的线性回归分析，结果如表6.在线性回归分析中，调整R2表示回归方程的拟合度，调整R2数值越大，回归方程拟合度越高，模型越准确.P值可以判断回归方程的显著性，当P小于5%时，回归方程是具有显著性的.由表6可知，叶绿素与烟叶颜色量化参数之间回归方程不显著，其拟合度最小；类胡萝卜素和质体色素含量与烟叶颜量化参数回归方程显著，拟合度较高.

表6 质体色素与烟颜色参数的回归分析Table 6 Analysis of regression between color parameters and plamochromic pigment

3 结论与讨论

目前，人们主要是通过肉眼感观对烟叶颜色进行鉴定[14]，但是,由于每个人的感官对颜色的敏感程度不同、与识别能力的差别等主观原因和外部环境影响的客观原因，导致鉴定结果存在一定程度上的偏差[14,15]，而通过精密的仪器对烟叶颜色进行量化则可以提高颜色判定的准确率，颜色的量化分析在其他行业早已经应用并得到了验证，如涂料[16]，对其加工与贸易起了重要作用.河南烤烟烟叶颜色量化结果如下：河南烤烟颜色空间分布特征为，明度L*为53～66，平均值为60，a*为9～18，平均值是13，b*为38～51，平均值是44，C为40～53，平均值是46，H为68～78，平均值是73.关于烟叶颜色量化结果现在全国没有同一标准，与过伟民等[17]测量全国烤烟烟叶颜色量化结果相比，颜色颜色量化值均小于其平均值，但与其测量的河南烟区烤烟量化值差别不大，且烟区烟叶变异系数较小，说明河南烤烟同一等级烟叶颜色稳定，无太大差异.不同品种之间烟叶颜色特征值存在较大差异，尤其是黄度b*、明度L*和饱和度C，烟叶颜色与其内含物质成分之间有重要相关[10]，不同品种之间差异显著可能是由其内含化学成分的差异造成的，具体哪种物质对颜色量化指标的影响有待需要进一步的验证.

河南烤烟质体色素含量叶绿素a的含量为0.018～0.051 mg·g-1，叶绿素b的含量是0.023～0.063 mg·g-1，类胡萝卜素的含量是0.158～0.292 mg·g-1；烤后烟叶叶绿素、类胡萝卜素及质体色素含量变异系数均高于10%，表明河南烤烟整体之间质体色素含量差异较大.而各品种之间相比较，叶绿素含量差异不显著，类胡萝卜素和质体色素总含量之间差异存在显著性.类胡萝卜素是烤后烟叶重要显色物质，通过相关分析和回归分析可以看出，类胡萝卜素与烟叶颜色之间存在重要联系，且与黄度(b*)和色饱和度(C)之间相关性较强，这与过伟民等[17]的研究结果相一致，但叶绿素与烟叶颜色量化指标之间差异不显著，这与张丽英的研究结果不一致[18].

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(责任编辑：常思敏)

Quantizationthesurfacecolorofthedifferentvarietiesofflue-curedtobaccoanditsrelationshipwithplastidpigment

JING Yan-qiu1, ZHANG Bao-lin1, LI Guang-liang2， LIU Jian-jun3， LU Ping4， LI Huai-qi4， ZHANG Yue-hua5
(1.College of Tobacco Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China;2.Luohe Branch of henan National Tobacco Corporation， Luohe 462000， China;3.Zhengzhou Branch of henan National Tobacco Corporation， Zhengzhou 450016， China;4.Technology Center for Tobacco Industrial Company in Henan, Zhengzhou 450000 China;5.Xinzheng Cigarette Factory of Chinese Tobacco Industrial Company in Henan, Xinzheng 451150, China)

Relationship between different surface color of the different varieties of flue-cured tobacco and plastid pigment was studied using materials with 11 varieties C3F flue-cured tobacco in Henan tobacco growing areas. The results indicated that :(1)Henan color space distribution of flue-cured are as follows: the lightnessL*ranges from 53 to 66, with an average value of 60, rednessa*ranges from 9 to 18, with an average of 13,b*ranges from 38 to 51, with an average of 44,Cranges from 40 to 53, with an average of 46,Hranges from 68 to 78, with an average of 73; quantized values there are significant differences in quantification values between the varieties.(2) The content of chlorophyll a content ranges from 0.018 to 0.051 mg·g-1, chlorophyll b content ranges from 0.023 to 0.063 mg·g-1, the content of carotenoids ranges from 0.158 to 0.292 mg·g-1; There is no significant resistance in chlorophyll content difference between the cultivars, there are some significant differences in the content of carotenoids and plastid pigments. (3)There is significant negative correlation between the chlorophyll a and chlorophyll b and rednessa*, associated significant positive correlation between carotenoids and yellownessb*and saturationC. (4) There is no significant regression between the chlorophyll and tobacco color quantization parameter, but there is a significant regression between carotenoids and toba-cco plastid pigment content and color quantization parameter.

different varieties; tobacco color; quantification parameter; plastid pigment

景延秋，1972年生，女，河南南阳人，副教授，博士，主要从事烟草调制与加工研究.

1000-2340(2014)06-0689-06

S 572

：A

2014-05-25

河南省烟草公司资助项目(HYKJM201203;HYKJM201037;HYKJM201040)

张月华，1971年生，男，河南虞城人，工程师，学士.