不同产地C3F烟叶色域、底色和色差的量化分析

徐小青，颜奕华，范坚强，包可翔，陈少滨，陈义强，张恩仁，崔振伟，张永安

（福建中烟工业有限责任公司，厦门361012）

烟叶颜色不仅是烟叶外观质量评价的重要分级因素，能在一定程度上反映烤后烟叶内在质量，而且在烟叶外观区域特征评价上具有重要作用。烤烟C3F颜色色域包含浅橘黄、金黄和深黄等，不同颜色烟叶在物理特性、化学成分、感官质量上均具有明显差异［1～4］。在烟叶区域特征上，王信民等通过专家判定方法初步确定底色、蜡质感、光泽、叶面组织、柔韧性5项指标为烤烟外观区域特征的评价指标，叶面叶背颜色差、叶尖叶基身份差指标不作为烤烟外观区域特征的评价指标［5］。薛超群等通过主成分分析表明，烟叶叶面组织、柔韧性、色度、油分、厚度、底色、叶尖叶基身份差、成熟度、颜色、叶面叶背颜色差10项指标能够较好地反映烟叶外观特征信息，是烤烟烟叶外观特征的评价指标［6］。烟叶外观区域特征指标选择在色差上仍有待研究确定。同时，外观区域特征指标中色差与烟叶外观品质中的成熟度和叶片结构相关性大［7］。

目前，烟叶外观评价主要通过肉眼感官对烟叶颜色鉴定，这个鉴定容易受外部因素的影响，通过精密的仪器对烟叶颜色进行量化可以提高精确度和准确率。色差仪、分光光谱仪等颜色量化技术在烟草颜色量化上的应用逐渐增多。刘新民通过颜色量化方法研究表明，不同产区同一等级的烟叶颜色量化结果有较大差异［4］。王改丽等研究表明，不同产区烤烟C3F等级表面颜色空间分布具有较大的区域特性，生态条件对烤烟表面颜色的影响较大［8］。李悦等测定了不同部位烟叶颜色值并进行了视觉颜色判定，烟叶颜色值聚类结果与外观颜色档次一致［9］。烟叶颜色量化在烟叶质量评价和烟叶区域特征颜色量化等方面具有较好的应用前景［10～12］。但不同烟叶外观颜色指标（色域、底色和色差等）与颜色量化参数（L*、a*、b*）之间关系的研究仍较少。

笔者希望通过对不同颜色特征的烟叶进行颜色量化，结合外观质量评价结果与色差仪颜色量化结果，阐明不同底色、色域和色差烟叶在颜色量化参数上的差异，明确烟叶在叶尖、叶中、叶基等叶面区位之间的色差特征，并分析不同产地烟叶颜色区域特征，以为烟叶质量和区域特征的精确评价提供参考，同时验证通过颜色值判断烟叶外观区域特征的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用2017年全国4大烟区7个省的C3F等级初烤烟叶样品21个，品种涉及云87、K326、云99、红花大金元、CB-1、中烟100、NC55、辽烟19、辽烟17共9个。具体信息如表1。

表1 供试样品品种及来源

1.2 烟叶颜色档次判定方法

由专家判断烟叶在色域、底色和色差3个方面的差异，将试验C3F烟叶表观黄色由浅到深分为浅橘黄、金黄和深黄［13］；烟叶底色分为微灰、白、微红；叶面叶背色差分为小、中、大［5］。外观评价专家小组由具有烟叶分级技师资格的7人组成。

1.3 烟叶表面颜色空间分布特征参数的测定

仪器：MINOLTA-CR-410色彩色差计（日本KONICA）。

方法：采用色差仪检测叶面和叶背烟叶颜色值。叶面上，在叶片距叶尖1/3处、叶中及距叶基部1/3处各选取2个共6个相对称的点取样测定，每个样品取6片叶。其中，叶片距叶尖1/3处2个检测点平均值为叶尖颜色值，叶中2个检测点平均值为叶中颜色值，距叶基1/3处2个检测点平均值为叶基颜色值。叶尖、叶中和叶基各检测点的平均值为叶面颜色值。因烟叶叶背不同区位的颜色差异较小，叶背上在叶中选取2个点取样测定，取平均值作为叶背颜色值。

主要测定参数：L*（明度值）、a*（红绿色度值）、b*（黄蓝色度值）。

1.4 数据统计分析

烟叶叶面与叶背色差值计算公式为：

采用Microsoft ExceL 2016进行数据整理，SPSS 16.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 烤烟C3F等级烟叶颜色值的统计分析

由表2可知，各产地C3F叶面颜色量化参数为：明度L*分布于47.04～57.26，红度a*分布于7.50～10.76，黄度b*分布于23.53～28.41；烟叶背面明度L*分布于53.65～61.91，红度a*分布于4.53～6.80，黄度b*分布于22.04～25.94。与叶背相比，烟叶叶面明度L*较小，红度a*和黄度b*较大，这与烟叶正面颜色较深且背面颜色较浅的外观判断结果相吻合。同时，烟叶叶面和叶背的颜色黄度b*大于红度a*，符合橘黄色烟叶的颜色特征。可见，烟叶颜色值状态与烟叶实际颜色特征基本吻合。

烟叶的叶面和叶背颜色值指标的变异系数表现出相同的变化趋势，烟叶红度a*的变异系数最大，黄度b*的变异系数次之，明度L*的变异系数最小。说明不同产区烟叶颜色指标（L*、a*、b*）均存在差异，且红度a*的差异较大。

表2 烟叶表面颜色值描述与统计分析

2.2 不同产地烟叶的外观颜色特征分析

由表3可知，不同产地烟叶在色域、底色等方面具有明显的差异。在色域方面，东（中）南烟区C3F烟叶色域为深黄，西南烟区C3F烟叶色域以金黄为主，个别产区为浅橘黄或深黄。在底色方面，北方和黄淮烟区以微灰为主，东（中）南烟区以微红为主，西南烟区以白为主。东南和西南产区色差主要为中，黄淮和北方产区色差为小—中。可见，烟叶表面颜色在色域和底色上具有明显的区域特征。

表3 不同产区C3F的烟叶颜色特征

续表3

由表4可知，西南和黄淮烟区烟叶明度L*和黄度b*普遍大于东（中）南烟区烟叶。红度a*在不同产区间差异不明显，但同一产区不同产地间具不同程度的差异。烟叶背面各颜色指标和色差值在不同产区之间无明显的变化规律，但不同产地间具不同程度的差异。可见，烟叶表面颜色指标L*和b*具有明显的区域特征，而烟叶背面颜色指标和色差值的区域特征不明显。

表4 不同产区C3F烟叶的颜色量化指标差异比较

2.3 不同色域烟叶的颜色量化分析

根据外观评价结果可知，试验样品中包含浅橘黄样品4个，金黄样品8个，深黄样品10个。不同色域烟叶颜色量化分析结果如表5所示。不同色域烟叶样品在颜色量化指标上具有明显规律性差异，且在烟叶叶面和叶背上具有相同趋势。明度L*随着色域颜色加深呈减小趋势，且深黄色烟叶L*显著低于浅橘黄与金黄烟叶。红度a*随着色域颜色加深呈增大趋势，且深黄色和金黄色烟叶a*显著大于浅桔黄烟叶。明度b*随着色域颜色加深呈减小趋势，且深黄色烟叶b*显著低于浅橘黄与金黄烟叶。

表5 不同色域C3F烟叶颜色量化参数特征

2.4 不同底色烟叶的颜色量化分析

根据外观评价结果可知，不同底色烟叶样品中包含微红样品9个，微灰样品4个，白色样品9个。不同底色烟叶颜色量化分析结果如表6所示。微红底色烟叶在L*和b*上显著低于白色和微灰烟叶。白色底色与微灰底色在L*、a*、b*上均无显著差异。

表6 不同底色C3F烟叶颜色量化参数特征

2.5 不同产地烟叶表面区位色差值的差异分析

一般而言，色差值和视觉感受的对应关系为：（1）0～0.5（微小色差），感觉极微；（2）0.5～1.5（小色差），感觉轻微；（3）1.5～3（较小色差），感觉明显；（4）3～6（较大色差），感觉很明显；（5）6以上（大色差），感觉强烈［14］。

烟叶不同区位（叶尖、叶中、叶基和叶背）之间的色差因产地不同而异。由表4可知，在叶面和叶背之间，各产地烟叶色差值分布于5.10～8.67。各产地烟叶均有较大色差或大色差，基于烟叶色差判断烟叶产地的难度较大。

由表7可知，各产地烟叶叶尖与叶基色差分布在0.50～4.16，叶基与叶中色差分布于0.29～2.27。叶面不同区位颜色差异主要为小色差至较小色差。福建三明、四川凉山等个别产地叶尖与叶基具有较大色差。在叶面不同区位之间色差因产地的不同而有较大差异，但不同产区之间叶面区位色差差异特征不明显。

表7 不同产地烟叶表面区位色差的颜色量化特征

续表7

3 讨论与结论

CIE1976-Lab颜色系统具有均匀的颜色空间，与人的视觉相一致，可以用来定量量化烟叶颜色特性。颜色指标红绿轴色品指数a*表示烟叶颜色从绿到红的变化，其值越大表示橘红色愈浓，黄蓝轴色b*表示烟叶颜色从蓝到黄的变化，其值越大表示黄色越浓；L*是烟叶颜色明度［11］。本研究采用的C3F烟叶样品颜色色域分布于浅桔黄至红黄，底色分布于白、微灰、微红，色差分布于小和中。

颜色是最直观的烟叶外观质量评价因素，而且又与烟叶品质密切相关，所以在烟叶的分级应用中具有重要作用。烟叶基本色常因产地、品种、部位、等级、贮存养护等因素变化而变化。本研究中，在外观判定颜色的基础上对烤烟颜色进行量化，烤烟C3F烟叶随着色域颜色加深，明度L*和黄度b*逐渐降低，红度a*逐渐增大。烟叶颜色值的量化分析与视觉颜色判定结果相吻合，说明烟叶颜色值能较好地反映烟叶外观判定结果。

外观区域特征是区域间相对稳定出现的外观差异特征，可能是不同区域烟叶风格的表观体现［15］。王信民等认为，底色可作为烤烟外观区域特征的评价指标［5］。底色是指正常烟叶表面除基本色外的色彩表现。过伟明等研究表明，底色指标可相对区分东南区与其他种植区的烟叶［1］。本研究中西南区烟叶底色主要为白色，东（中）南区烟叶底色主要为微红，黄淮区烟叶底色主要为微灰，这与其他研究结果相似［1，5］。对不同底色烟叶进行颜色量化分析，微红底色烟叶明度L*和黄度b*显著低于微灰和白色底色烟叶。东（中）南区烟叶底色为微红，具有明显的区域特征，且微红底色烟叶的颜色量化特征与其他底色烟叶具有显著差异。可见，通过色差仪进行底色量化是外观区域特征指标量化的可行方法。

在烟叶外观区域特征分析中，色差指正常烟叶正面与背面基本色彩的差异程度。过往研究主要采用视觉判定烟叶色差差异。王信民等通过外观判定发现叶背叶面色差小、中、大3种类型在全国都有一定的分布，但区域分布规律不明显［5］。过伟民等认为色差指标易受烟叶成熟程度的影响，相对不适用于烟叶产地识别［7］。本研究中通过颜色量化分析发现，不同产地烟叶叶面与叶背均有较大色差或大色差，通过色差判断烟叶产地的难度较大。

烟叶颜色在烟叶上的变化一般为由叶基至叶尖逐渐加深。同时，烟叶颜色与其化学成分密切相关，可在一定程度上反映烟叶内在化学品质［16～18］。陈伟等研究表明，从叶尖到叶基致香成分含量呈现增大趋势；上段和中段评吸质量均高于烟叶样品的全片质量［19］。近年来基于不同区位的化学、物理、感官质量差异进行分类加工的生产技术和方法已得到初步应用，具有较好的应用前景［20，21］。本研究中各产地叶尖与叶基色差分布在0.50～4.16，叶基与叶中色差分布于0.29～2.27。叶面不同部位颜色差异主要为小色差至较小色差。个别产地叶尖与叶基具有较大色差。在工业加工过程中，可根据色差的颜色量化初步判断烟叶不同部位之间的质量差异，进而对烟叶部位色差较大的烟叶进行部位分切加工，以提高烟叶使用价值。