烤煙X2F等級煙葉表面顏色區(qū)域特征量化分析

王改麗，甄煥菊，鄭憲濱，于建軍，李悅，魏春陽，胡建軍

（1.中國煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院，河南鄭州450008；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州450002）

烤煙X2F等級煙葉表面顏色區(qū)域特征量化分析

王改麗1，甄煥菊1，鄭憲濱1，于建軍2，李悅2，魏春陽1，胡建軍1

（1.中國煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院，河南鄭州450008；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南鄭州450002）

為揭示烤煙X2F等級煙葉表面顏色的區(qū)域性差異，以2015年全國5大煙區(qū)的X2F等級初烤煙葉為材料，采用多重比較和系統(tǒng)聚類法，對煙葉樣品的表面顏色進(jìn)行量化分析。結(jié)果表明，我國烤煙X2F等級煙葉表面顏色空間分布特征，明度（L*）為53.76～65.09，紅度（a*）為14.12～15.56，黃度（b*）為39.91～53.52，顏色飽和度（C*）為41.13～53.50；烤煙X2F等級煙葉表面顏色存在區(qū)域性差異，長江中上游烤煙X2F表面顏色的明度L*、黃度b*和顏色飽和度C*均顯著高于東南煙區(qū)，東南煙區(qū)烤煙X2F等級表面顏色的明度L*、黃度b*和顏色飽和度C*均顯著低于其他4個煙區(qū)；烤煙X2F等級表面顏色區(qū)域性差異成因分析結(jié)果表明，生態(tài)條件的差異是造成烤煙X2F煙葉表面顏色區(qū)域性差異形成的重要原因，品種對其影響較小。

分光光譜儀；烤煙；顏色；區(qū)域特征；量化分析

烤后煙葉的顏色是烤煙分組第2因素，主要由光澤強(qiáng)度、顏色飽和度和均勻程度共同呈現(xiàn)[1-2]，與煙葉品質(zhì)密切相關(guān)[3-4]，在一定程度上影響著烤煙的外觀質(zhì)量[5]?？緹煹耐庥^特性是目前煙葉分級的重要依據(jù)，主要是依靠人們眼觀、手摸、鼻聞等做出的感官判斷[6]。由于生態(tài)環(huán)境條件[7-9]、栽培[10-11]、調(diào)制技術(shù)和品種[12-13]的差異，烤后煙葉顏色表現(xiàn)不盡相同[14-15]。同一產(chǎn)地的烤煙受品種、成熟度、部位等的影響，烤后煙葉的顏色特征也存在一定的差異性[16-18]。目前，關(guān)于烤煙表面顏色的定性評價較多，定量研究的較少[19]。即使是定量研究也多集中在對同一產(chǎn)區(qū)不同品種烤煙表面顏色的研究上，而對于烤煙表面顏色地域性差異的研究鮮有報道[20-21]。采用分光光譜儀測定L*，a*，b*和C*色空間分布特征的研究，在木板、紡織及煙草等行業(yè)已得到了廣泛應(yīng)用[22-24]。魏春陽等[25]研究結(jié)果表明，烤煙C3F等級煙葉表面顏色特征在不同產(chǎn)區(qū)間存在顯著性差異。

本研究采用全國5大煙區(qū)9個主栽品種X2F等級的初烤煙葉為材料，對烤煙X2F煙葉進(jìn)行表面顏色特征參數(shù)的測定，運用差異性分析和系統(tǒng)聚類等統(tǒng)計學(xué)方法，探究烤煙X2F等級在不同產(chǎn)區(qū)表面顏色的呈色特性，深入研究烤煙X2F等級表面顏色的區(qū)域性差異和成因分析，為烤煙表面顏色區(qū)域性分類提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 材料

表1 樣品信息

供試材料采用2015年全國5大煙區(qū)14個省（市）44個植煙縣（區(qū)）47個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的9個烤煙品種的X2F等級初烤煙葉樣品。具體樣品信息如表1所示。

1.2 方法

采用Color-Eye 7000A型分光光譜儀（美國，GretagMac-beth公司）測定煙葉表面顏色空間分布特征參數(shù)，測量孔直徑25.4 mm。所用軟件為Color iControl標(biāo)準(zhǔn)版。

取樣時要盡量避開殘傷或病斑的煙葉，在距葉片葉尖1/3處、葉中及距葉基部1/3處各選取2個共6個相對稱的點進(jìn)行測定，結(jié)果取平均值，每個樣品取5片葉子。具體原理及測定方法參考文獻(xiàn)[25]進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2013，SPSS18.0和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。系統(tǒng)聚類采用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理、歐氏距離和離差平方和法，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙X2F等級煙葉表面顏色空間分布特征

從表2可以看出，我國烤煙X2F煙葉表面顏色指標(biāo)空間分布總體特征為，明度（L*）均值為60.63，變幅為53.76～65.09；紅度（a*）均值為14.59，變幅為12.68～17.03；黃度（b*）均值為47.69，變幅為41.13～53.50；顏色飽和度（C*）均值為49.90，變幅為43.16～55.48。

表2 烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征參數(shù)描述性分析

從表2還可以看出，烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征參數(shù)存在廣泛變異，紅度指數(shù)a*的變異系數(shù)最大，為7.08%，其次為黃度指數(shù)b*，明度L*變異程度最小。

2.2 烤煙X2F等級表面顏色區(qū)域性分布特征

2.2.1 烤煙X2F等級煙葉表面顏色區(qū)域性分布特征從表3可以看出，我國烤煙X2F煙葉表面顏色呈區(qū)域性空間分布，其中，西南煙區(qū)烤煙X2F煙葉表面顏色指標(biāo)空間分布總體特征：明度（L*）為54.54～63.41；紅度（a*）為13.25～17.03；黃度（b*）為43.64～51.68；顏色飽和度（C*）為46.78～53.77。

表3 烤煙X2F等級煙葉表面顏色區(qū)域性分布特征

東南煙區(qū)烤煙X2F煙葉表面顏色指標(biāo)空間分布總體特征：明度（L*）為53.76～62.37；紅度（a*）為13.04～15.79；黃度（b*）為41.13～47.25；顏色飽和度（C*）為43.16～49.31。長江中上游煙區(qū)烤煙X2F煙葉表面顏色指標(biāo)空間分布總體特征：明度（L*）為63.15～65.07；紅度（a*）為13.13～15.19；黃度（b*）為49.35～53.50；顏色飽和度（C*）為51.15～55.48。黃淮煙區(qū)烤煙X2F煙葉表面顏色指標(biāo)空間分布總體特征：明度（L*）為62.35～63.19；紅度（a*）為12.68～13.94；黃度（b*）為48.26～50.54；顏色飽和度（C*）為50.17～52.44。北方煙區(qū)烤煙X2F煙葉表面顏色指標(biāo)空間分布總體特征：明度（L*）為59.04～65.09；紅度（a*）為12.68～15.47；黃度（b*）為45.01～50.91；顏色飽和度（C*）為47.04～53.22。

2.2.2 烤煙X2F等級煙葉表面顏色區(qū)域性差異分析從表4可以看出，明度L*均值以長江中上游煙區(qū)最高（63.91），東南煙區(qū)最低（58.02），長江中上游煙區(qū)的明度L*顯著高于東南煙區(qū)，說明了長江中上游煙區(qū)烤煙X2F等級表面顏色較為鮮亮，東南煙區(qū)的則比較暗淡。紅度a*均值以西南煙區(qū)最高（15.15），顯著高于其他4個煙區(qū)。

表4 不同種植區(qū)烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征參數(shù)多重比較

黃度b*均值以長江中上游煙區(qū)最高（51.30），東南煙區(qū)最低（43.95），2個煙區(qū)的黃度指數(shù)存在顯著性差異，說明長江中上游煙區(qū)烤煙X2F等級的煙葉表面黃色特征比東南煙區(qū)的要突出。顏色飽和度C*以長江中上游煙區(qū)最高（53.25），東南煙區(qū)最低（46.23），其中，東南煙區(qū)烤煙X2F等級表面顏色的明度L*、黃度b*和顏色飽和度C*均顯著低于其他4個煙區(qū)。

2.2.3 不同種植區(qū)烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征參數(shù)變異程度分析由表5可知，不同種植區(qū)烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征參數(shù)存在不同程度的變異。明度L*以東南煙區(qū)的變異系數(shù)最大，黃淮煙區(qū)的最小，說明東南煙區(qū)烤煙X2F等級煙葉表面顏色的亮度變化幅度較大。紅度a*的變異程度以西南煙區(qū)的最大，黃度b*和顏色飽和度指數(shù)C*均以北方煙區(qū)的變異系數(shù)最高。從表5還可以看出，烤煙X2F等級煙葉表面顏色的紅度a*在不同種植區(qū)域間的變異系數(shù)最大，而其他特征參數(shù)在不同種植區(qū)的變異系數(shù)均在5%以內(nèi)，說明烤煙X2F表面顏色的紅色特性受生態(tài)條件的影響最大。

表5 不同種植區(qū)烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征參數(shù)變異系數(shù)%

2.3 烤煙X2F等級表面顏色區(qū)域性差異成因分析

2.3.1 生態(tài)條件對烤煙X2F等級表面顏色空間分布的影響從表6可以看出，烤煙品種云煙87和K326在不同生態(tài)條件下的X2F等級表面顏色空間特征參數(shù)均存在不同程度的變異性。

表6 同一品種在不同種植區(qū)烤煙X2F等級表面顏色特征差異

2個主栽品種在不同生態(tài)種植區(qū)X2F等級表面顏色均以黃度b*的變異系數(shù)最大，紅度a*的變異系數(shù)最小，說明生態(tài)條件對烤煙X2F等級表面顏色黃色特性的影響大于對紅色特性的影響。由表6可知，2個烤煙品種X2F煙葉表面顏色特征參數(shù)在不同種植區(qū)的變異系數(shù)均值為3.68%。

2.3.2 品種對烤煙X2F等級表面顏色空間分布的影響由表7可知，同一種植區(qū)內(nèi)不同烤煙品種X2F等級表面顏色特征變異性不大，除了長江中上游紅度指數(shù)a*的變異系數(shù)相對較大，為5.03%，其他變異系數(shù)均在5%以內(nèi)，其中，西南煙區(qū)不同烤煙品種X2F等級表面顏色特征變異系數(shù)最小，均值為1.5%。由表7還可知，同一種植區(qū)不同烤煙品種X2F煙葉表面顏色特征參數(shù)變異系數(shù)均值為2.69%，明顯低于同一品種在不同種植區(qū)烤煙X2F煙葉表面顏色特征參數(shù)的變異系數(shù)均值。

綜上分析可知，生態(tài)條件對烤煙X2F煙葉表面顏色空間分布的影響大于烤煙品種對其的影響，也就是說，生態(tài)條件的差異是造成烤煙X2F煙葉表面顏色區(qū)域性差異形成的重要原因。

表7 同一種植區(qū)不同品種烤煙X2F等級表面顏色特征差異

2.4 烤煙X2F等級表面顏色特征參數(shù)值聚類分析

采用L*，a*，b*，C*顏色特征參數(shù)值，數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，采用歐式距離、離差平方和法進(jìn)行烤煙X2F等級表面顏色的聚類分析（圖1）。從圖1可以看出，在歐式距離11.17處，可將不同種植區(qū)烤煙X2F等級表面顏色空間分布劃分為4種類型：第1類主要包括曲靖市師宗縣、普洱市寧洱縣、郴州市桂陽縣、遵義市余慶縣等10個植煙縣（地級市），此類別烤煙X2F等級表面顏色特征參數(shù)值處于中等水平，煙葉表面煙葉顏色較為鮮亮，紅色、黃色以及顏色飽和度尚可，主要集中在云南和湖南等產(chǎn)區(qū)。

第2類主要包括南平市松溪縣、三明市永安縣、龍巖市永定縣、三明市清流縣等7個植煙縣（地級市），此類別烤煙X2F等級表面顏色特征參數(shù)值的明度L*、黃度b*和飽和度C*均值都是最低的，紅度a*值一般，煙葉表面顏色暗淡，黃色特征不明顯，顏色飽和度欠佳，主要集中在東南煙區(qū)。第3類主要包括涼山州越西縣、涼山州德昌縣、恩施州宣恩縣、紅河州等14個植煙縣（地級市），此類別烤煙X2F等級表面顏色的紅度a*值最高，黃度b*和飽和度C*次之，明度L*尚可，煙葉表面紅色特性最為明顯，顏色較為鮮艷、黃色特性明顯，顏色飽和度較高，主要集中在西南煙區(qū)大部分和重慶等產(chǎn)區(qū)。第4類主要包括平頂山市郟縣、許昌市襄城縣、遵義市仁懷縣、湘西自治州龍山縣、哈爾濱市富錦縣等16個植煙縣（地級市），烤煙X2F等級表面顏色具有較高的明度L*、黃度b*和飽和度C*值，但是紅色特性最差，主要集中在黃淮和北方大部分及小部分西南煙區(qū)。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，我國烤煙X2F煙葉表面顏色空間分布特征：明度L*為53.76～65.09；紅度a*為12.68～17.03；黃度b*為41.13～53.50；顏色飽和度C*為41.13～53.50。煙葉表面顏色特征參數(shù)在不同種植區(qū)存在不同程度的變異，西南煙區(qū)烤煙X2F等級煙葉表面顏色的紅度a*和東南煙區(qū)煙葉表面明度L*的變異程度最大，其中，紅度a*在不同種植區(qū)域的變異系數(shù)最大，說明烤煙X2F表面顏色的紅色特性的區(qū)域性特征最為突出。

長江中上游烤煙X2F表面顏色的明度L*、黃度b*和顏色飽和度C*均顯著高于東南煙區(qū)，說明長江中上游煙區(qū)烤煙X2F等級表面顏色較為鮮亮，煙葉表面黃色特征明顯，顏色飽和度高，而東南煙區(qū)烤煙X2F表面顏色暗淡，顏色飽和度不夠。

烤煙X2F等級表面顏色區(qū)域性差異成因分析結(jié)果表明，生態(tài)條件對烤煙表面顏色空間分布的影響較大，品種對其影響較小，此結(jié)論與前人研究結(jié)果相一致[25]。

烤煙X2F等級煙葉表面顏色特征可分為4類，并呈現(xiàn)較強(qiáng)的區(qū)域特征分布：第1類主要集中在云南昆明、曲靖、普洱，湖南郴州、永州等產(chǎn)區(qū)，該類別煙葉表面煙葉顏色較為鮮亮，紅色、黃色以及顏色飽和度尚可。第2類主要集中在東南煙區(qū)，該類別煙葉表面顏色暗淡，黃色特征不明顯，顏色飽和度欠佳。第3類主要集中在西南煙區(qū)大部，重慶，恩施州等產(chǎn)區(qū)，此類別煙葉表面紅色特性最為明顯，顏色較為鮮艷、黃色特性明顯，顏色飽和度較高。第4類主要集中在黃淮煙區(qū)大部，哈爾濱，湘西等產(chǎn)區(qū)，此類別煙葉顏色的紅色特性較差。

［1］程學(xué)青，徐志強(qiáng)，李玉輝，等.烤煙基本色的主要色相構(gòu)成及非煙參比系的建立[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（24）：22-25.

［2］丁根勝，張慶明，巴金莎，等.煙葉顏色色度學(xué)指標(biāo)與烤煙品質(zhì)的關(guān)系分析[J].中國煙草科學(xué)，2011，32（4）：14-18.

［3］張大純.烤煙新品種在豫中煙區(qū)的適應(yīng)性研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

［4］胡安傳，胡巍耀，李佛琳，等.中國烤煙種植品種現(xiàn)狀分析與展望[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)），2011，26（S2）：104-109.

［5］張國，王奎武，朱列書，等.湖南烤煙外觀質(zhì)量指標(biāo)因子分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報（食品科學(xué)版），2007，23（2）：114-116.

［6］閆克玉，趙獻(xiàn)章.煙葉分級[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［7］周方舟，程昌新，周冀衡，等.光照和紫外強(qiáng)度對烤煙生長及葉片組織結(jié)構(gòu)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，23（4）：14-18.

［8］張慢慢，邵惠芳，許自成，等.烤煙產(chǎn)量與氣候因子的關(guān)系分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，45（7）：34-38.

［9］劉曉迎，左璇，劉雅星，等.河南濃香型煙葉產(chǎn)區(qū)氣候條件分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，46（3）：52-58.

［10］毛家偉，翟文匯，孫大為，等.不同種類鉀肥對烤煙SPAD值、根系活力及經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（5）：584-587.

［11］高華軍，林北森，韋忠，等.不同鎂肥用量對高鈣區(qū)烤煙產(chǎn)量、鎂含量及香氣質(zhì)量的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（10）：1503-1507.

［12］彭玖華.烘烤條件對烤煙不同組織水分變化的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，23（5）：78-82.

［13］朱義勇，王敏，李翔，等.移栽期低溫強(qiáng)光對烤煙新生葉和成熟葉PSⅡ功能的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2017，32（2）：138-144.

［14］魏春陽，王信民，程森，等.基于兩維圖論聚類分析的烤煙外觀質(zhì)量特征區(qū)域歸類[J].煙草科技，2009（12）：42-48.

［15］王浩雅，王理珉，張強(qiáng)，等.煙葉的顏色指標(biāo)與煙葉其他物理指標(biāo)的相關(guān)研究[J].煙草工業(yè)科技，2011（1）：114-120.

［16］霍開玲.烤煙成熟和調(diào)制期間顏色參數(shù)變化及烤前晾制及其質(zhì)量的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011．

［17］輕工業(yè)部煙草工業(yè)科學(xué)研究所《烤煙分級》編寫小組.烤煙分級[M].北京：輕工業(yè)出版社，1982.

［18］蔡憲杰，王信民，尹啟生.成熟度與煙葉質(zhì)量的量化關(guān)系研究[J].中國煙草學(xué)報，2005，11（4）：42-46.

［19］過偉民，魏春陽，張艷玲.烤煙表面顏色的量化及其與胡蘿卜素類物質(zhì)的關(guān)系[J].煙草科技，2012（1）：62-68.

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

［21］梁洪波，李念勝，元建，等.烤煙煙葉顏色與內(nèi)在品質(zhì)的關(guān)系[J].中國煙草科學(xué)，2002，23（1）：9-11．

［22］魏春陽，張云鶴，宋瑜冰，等.基于顏色分形的不同產(chǎn)地?zé)熑~聚類分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2010，41（8）：200-205.

［23］董高峰，楊威，張強(qiáng)，等.昭通煙區(qū)烤煙表面顏色特征分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（11）：353-355.

［24］楊少春，王克奇，戴天虹，等.基于L*a*b*顏色空間對木材分類的研究[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2007，35（10）：28-30.

［25］魏春陽，李峰，祁萌，等.基于分光光譜儀測量的不同產(chǎn)區(qū)烤煙表面顏色分析[J].煙草科技，2011（4）：67-73.

聲明

本刊已許可中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社在中國知網(wǎng)及其系列數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品中以數(shù)字化方式復(fù)制、匯編、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳播本刊全文。該社著作權(quán)使用費與本刊稿酬一并支付。作者向本刊提交文章發(fā)表的行為即視為同意我部上述聲明。

《山西農(nóng)業(yè)科學(xué)》編輯部

Quantitative Analysis of Surface Color Regional Characteristics of Flue-cured Tobacco X2F Grade

WANGGaili1，ZHENHuanju1，ZHENGXianbin1，YUJianjun2，LI Yue2，WEI Chunyang1，HUJianjun1
（1.College ofStaffTraining，China National TobaccoCorporation，Zhengzhou 450008，China；2.College ofTobacco，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China）

To reveal the regional disparities of surface color of flue-cured tobacco X2F grade,using 2015 year,14 provinces flue-cured tobacco X2F grade as the experimental material,the paper used the method of multiple comparison and system clustering to quantitative analysis on the surface color of the tobacco leaf samples.The results showed that the surface color of the flue-cured tobacco spatial distribution features:brightness（L*）was 53.76-65.09,red degrees（a*）was 14.12-15.56,yellowdegree（b*）was 39.91-53.52, color saturation（C*）was 41.13-53.50.There were strong regional differences of tobacco leaf surface color of flue-cured tobacco X2F grade.Brightness（L*）,yellowdegree（b*）and color saturation（C*）ofupper-middle reaches ofYangtze river were significantly higher than that ofSoutheast area,while brightness（L*）,yellowdegree（b*）and color saturation（C*）of Southeast area were significantly lower than that of the other four area.Analysis results of flue-cured tobacco X2F grade surface color showed that ecological condition was the important reasons for the formation offlue-cured tobaccoX2F leafsurface color regional differences and varieties had the small effects.

spectrophotometer;flue-cured tobacco;color;provincial characteristics;quantitative analysis

S572

：A

：1002-2481（2017）06-0932-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.06.17

2016-12-26

中國煙草總公司職工進(jìn)修學(xué)院課題

王改麗（1983-），女，河南尉氏人，博士，主要從事煙葉分級研究工作。甄煥菊為通信作者。