烤煙顏色特征值對(duì)質(zhì)體色素的影響

靳雙珍+李雁斌+楊玉坤+王德勛+戶艷霞+范志勇+蘇家恩

摘要：為了研究烤煙顏色特征值對(duì)質(zhì)體色素含量的影響，采集大量烤煙樣品，測定其顏色特征值與質(zhì)體色素含量，繼而運(yùn)用因子分析法對(duì)烤煙的顏色特征值進(jìn)行代表因子提取，并依據(jù)因子分析結(jié)果對(duì)烤煙質(zhì)體色素進(jìn)行典型相關(guān)分析。結(jié)果表明：從10個(gè)顏色參數(shù)中提取出L*（正面） 、b*（正面） 、h*（正面）、 L*（背面） 、a*（背面） 及C*（背面） 共6個(gè)顏色參數(shù)作為代表性因子。相關(guān)分析顯示，烤煙的顏色特征值與各質(zhì)體色素含量有較高的相關(guān)性。典型相關(guān)分析顯示，烤煙顏色特征值中背面a*值與背面C*值對(duì)烤煙中葉綠素a與葉綠素b影響較大，在一定范圍內(nèi)隨背面a*值升高，葉綠素a與葉綠素b含量降低；隨著背面C*值增加，葉綠素a與葉綠素b含量增加；烤煙顏色特征值中正面L*值和正面b*值對(duì)烤煙中β胡蘿卜素及葉黃素影響較大，在一定范圍內(nèi)隨正面L*值和正面b*值升高，β胡蘿卜素含量降低，葉黃素含量增加。綜之，烤煙顏色特征值對(duì)質(zhì)體色素含量的變化有較大影響，生產(chǎn)中可以利用烤煙顏色特征值對(duì)質(zhì)體色素的高低進(jìn)行初步判斷。

關(guān)鍵詞：烤煙；顏色特征值；質(zhì)體色素；因子分析；典型相關(guān)分析

中圖分類號(hào)：S572文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2017）12-0020-05

Abstract To study the effects of tobacco color characteristic value on the content of plastid pigment， we collected lots of tobacco samples to determine their color feature and plastid pigment values. The representative factors were extracted based on the tobacco color eigenvalues using the factor analysis method， and their correlations with plastid pigment were studied by canonical correlation analysis. Six color parameters including L* （obverse）， b* （obverse）， h* （obverse）， L* （reverse）， a* （reverse） and C*（reverse） were selected from 10 parameters as representative factors. The correlation analysis showed that the characteristic value of tobacco had higher correlation with the content of plastid pigment. The canonical correlation analysis indicated that a* and C* values of reverse side had higher influences on the content of chlorophyll a and b， and they decreased with the increase of reverse a* value in a certain range， while increased with the increase of C* value. The beta carrot content reduced and the lutein increased with the increase of obverse L* and b* in a certain range. In conclusion， the color characteristic value of flue-cured tobacco had great influences on the change of plastid pigment content， so the color characteristic value could be used to make a preliminary judgement on the level of plastid pigment in production.

Keywords Flue-cured tobacco； Color characteristic value； Plastid pigment； Factor analysis； Canonical correlation analysis

烤煙質(zhì)體色素的組成和含量往往隨著煙草品種、大田生長環(huán)境、栽培技術(shù)及調(diào)制加工方法的不同而存在差異[1-5]，而且烤煙質(zhì)體色素含量不僅直接影響煙葉外觀質(zhì)量，且降解后形成的致香物質(zhì)還影響煙葉內(nèi)在品質(zhì)[6-8]。因此增加質(zhì)體色素的含量對(duì)煙葉質(zhì)量的提高有著重要作用。近年來國內(nèi)外學(xué)者為提高煙葉質(zhì)量而圍繞質(zhì)體色素開展的研究較多[7-9]。高琴等[10]研究表明隨著施氮量的增加，煙葉質(zhì)體色素含量及其碳氮代謝關(guān)鍵酶活性升高；劉洪華等[11]研究表明，50%無機(jī)肥+50%芝麻餅肥能夠顯著影響烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的含量；王洪云等[12]研究表明隨著陳化時(shí)間的延長，青筋黃片上部煙葉的質(zhì)體色素含量與中部煙葉的β胡蘿卜素含量趨近于正常煙葉，烤煙的感官質(zhì)量得到穩(wěn)步提升；裴曉東等[13]研究表明溫度對(duì)類胡蘿卜素降解轉(zhuǎn)化影響最大，烤房內(nèi)的相對(duì)濕度對(duì)葉綠素a與葉綠素b含量的影響最大。而烤煙的顏色是煙葉成熟采收、烘烤調(diào)制、分級(jí)加工的重要判斷依據(jù)[14-19]，但關(guān)于烤煙顏色體系對(duì)質(zhì)體色素影響的研究鮮見報(bào)道。因此筆者利用烤煙的顏色特征值系統(tǒng)對(duì)質(zhì)體色素系統(tǒng)的影響進(jìn)行綜合研究，以期能夠?yàn)閮?yōu)化煙葉質(zhì)體色素含量以及烤煙精益生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)提供一定的理論依據(jù)。endprint

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2016年在云南省大理州煙草公司進(jìn)行。供試烤煙品種為紅花大金元。樣品選自大理市、祥云縣、賓川縣、彌渡縣、永平縣、云龍縣、洱源縣、劍川縣、鶴慶縣、漾濞縣、南澗縣、巍山縣共12個(gè)植煙縣市的248個(gè)煙葉樣品。

1.2 測定方法

對(duì)各個(gè)樣品隨機(jī)選取20片煙葉采用 WSC-3 型全自動(dòng)測色色差計(jì)（北京光學(xué)儀器廠）測其正、背面顏色L*（明度）、a*（紅度）、b*（黃度）、C*（飽和度）及h*（色相角）共計(jì)10個(gè)參數(shù)的值。采用高效液相色譜法測定樣品中β胡蘿卜素、新黃質(zhì)、紫黃質(zhì)、葉黃素、葉綠素a以及葉綠素b共6種質(zhì)體色素的含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsost Excel 2010與Mathmatica 10進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙顏色特征值與質(zhì)體色素的描述性統(tǒng)計(jì)

由表1可知，煙葉顏色特征值的各指標(biāo)變異系數(shù)保持在2.75%～7.96%范圍內(nèi)，其中烤煙正面C*（飽和度）的變異系數(shù)最大，為7.96%；偏度系數(shù)與峰度系數(shù)表明烤煙正、背兩面的b*（黃度）與h*（色相角）、正面的 C*以及背面L*（明度）的數(shù)值類型為左偏型尖峭峰，而正背兩面的a*（紅度）與背面的C*為左偏型平闊峰，正面L*為右偏型平闊峰；但各個(gè)指標(biāo)的偏度系數(shù)與峰度系數(shù)值較小，均在正態(tài)分布可接受范圍內(nèi)；可知烤煙的顏色特征值服從正態(tài)分布。

烤煙質(zhì)體色素中各成分的變異系數(shù)均保持較低水平，其中新黃質(zhì)與紫黃質(zhì)的變異系數(shù)稍高，為6.52%與6.32%，而β胡蘿卜素的變異系數(shù)最小，為1.10%，其它三種色素的變異系數(shù)居中。6種質(zhì)體色素的峰度系數(shù)均為負(fù)值，表明質(zhì)體色素的數(shù)值表現(xiàn)為平闊峰，數(shù)據(jù)比較離散；而β胡蘿卜素、紫黃質(zhì)以及葉綠素a的偏度系數(shù)為正值表明它們的數(shù)值類型為左偏型，而葉黃素、新黃質(zhì)以及葉綠素b則為右偏型。綜合來看各樣品顏色特征值與質(zhì)體色素的變異系數(shù)、峰度系數(shù)與偏度系數(shù)的數(shù)值均保持在較低水平，可知樣品數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性較好，服從正態(tài)分布，具有較好的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 烤煙顏色特征值的因子分析

為了方便對(duì)烤煙顏色特征值與煙葉質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行研究，利用因子分析法篩選出烤煙顏色特征的代表性影響因子。由表2可知，經(jīng)過因子分析共選出6個(gè)主因子，且6個(gè)主因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到91.8%。其中因子 1主要反映烤煙背面a*的變化；因子2主要反映烤煙背面C*的變化；因子 3主要反映正面b*的變化；因子4主要反映正面h*的變化；因子5主要反映正面L*的變化；因子6主要反映背面L*的變化。

2.3 烤煙顏色特征值與質(zhì)體色素的相關(guān)分析

2.3.1 簡單相關(guān)分析 由表3可以看出，除背面L*與β胡蘿卜素、正面h*與β胡蘿卜素、正面h*與紫黃質(zhì)的相關(guān)性未達(dá)到顯著水平外，其它各顏色特征值均與6個(gè)質(zhì)體色素表現(xiàn)為顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，表明烤煙的顏色特征值對(duì)色素含量有較大影響。

2.3.2 典型相關(guān)分析 僅對(duì)烤煙顏色特征值與質(zhì)體色素進(jìn)行簡單相關(guān)分析，只能反映單個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，難以客觀反映烤煙顏色特征值與質(zhì)體色素兩組變量整體間的綜合內(nèi)在聯(lián)系，而典型相關(guān)分析則能夠揭示出兩組變量之間的內(nèi)在聯(lián)系。現(xiàn)對(duì)兩組變量初值化的數(shù)據(jù)進(jìn)行典型相關(guān)分析。由表4可知，第1組典型相關(guān)系數(shù)與第2組典型相關(guān)系數(shù)均達(dá)到了P﹤0.05顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為0.611與0.586。

第1組典型變量為：

U1=-0.124X1+ 0.155X2-0.296X3+1.847X4-0.303X5+0.572X6；

V1=-0.243Y1-0.341Y2-0.344Y3 +1.432Y4-0.731Y5+0.187Y6。

在典型相關(guān)變量1中，由U1與原始數(shù)據(jù)X的相關(guān)系數(shù)可以看出，U1與背面a*值有較大的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.931，與背面C*有較大的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.936，因此U1為主要描述烤煙背面a*（X5）與背面C*（X6）變化的綜合指標(biāo)。同樣，由V1與Y的相關(guān)系數(shù)可知，V1與背面葉綠素a（Y5）、葉綠素b（Y6）均有較大的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.894、-0.939，因此V1可以理解為主要描述烤煙質(zhì)體色素中葉綠素a與葉綠素b的綜合指標(biāo)。U1和V1呈顯著相關(guān)，說明烤煙顏色特征值中背面a*值與背面C*值對(duì)烤煙中葉綠素a與葉綠素b影響較大，具體表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)隨背面a*的升高，葉綠素a與葉綠素b的含量降低，隨著背面C*值增加，葉綠素a與葉綠素b的含量增加。

第2組典型相關(guān)變量為：

U2=-0.621X1+0.358X2-1.273X3-0.169X4+1.036X5-0.252X6；

V2=0.514Y1+2.835Y2+ 1.469Y3-0.772Y4-1.259Y5+0.256Y6。

在典型相關(guān)變量2中，由U2與原始數(shù)據(jù)X的相關(guān)系數(shù)可以看出，U2與正面L*（X1）和正面b*（X2）均有較大的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.926與-0.954，因此U2為主要描述烤煙正面L*（X1）和正面b*（X2）變化的綜合指標(biāo)。同樣，由V2與Y的相關(guān)系數(shù)可知，V2與β胡蘿卜素（Y1）以及葉黃素（Y4）均有較大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.921、-0.933，因此V2可以理解為主要描述烤煙質(zhì)體色素中β胡蘿卜素（Y1）以及葉黃素（Y4）的綜合指標(biāo)。U2和V2呈顯著相關(guān)，說明烤煙顏色特征值中正面L*值和正面b*值對(duì)烤煙中β胡蘿卜素以及葉黃素影響較大，具體表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)隨正面L*值和正面b*值的升高，β胡蘿卜素含量降低，而葉黃素含量增加。

3 討論與結(jié)論

煙葉的外觀顏色是烤煙生產(chǎn)中的重要判斷標(biāo)準(zhǔn)。賀帆等[20]依據(jù)烘烤過程中煙葉顏色的變化，模擬出了烤煙化學(xué)成分的變化，而多酚含量的高低直接影響著烤煙香氣質(zhì)與香氣量的高低。本研究表明樣本顏色特征值的各指標(biāo)均保持在一定范圍內(nèi)，這和景延秋等[21]的研究有相似之處。描述統(tǒng)計(jì)表明質(zhì)體色素的變異系數(shù)保持在1.10%～6.52%范圍內(nèi)，且數(shù)據(jù)類型為離散型數(shù)據(jù)，服從正態(tài)分布。葉綠素a、葉綠素b以及β胡蘿卜素的含量高于史宏志等[22]的研究結(jié)果，但葉黃素、紫黃質(zhì)與新黃質(zhì)的含量低于其研究結(jié)果，可能是由于產(chǎn)區(qū)差異所致。endprint

經(jīng)過因子分析可知，煙葉正面與背面的10個(gè)顏色特征值參量中，可以提取的L*（正面）、b*（正面）、h*（正面）、L*（背面）、a*（背面）以及C*（背面）共6個(gè)顏色參數(shù)與各因子的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.896以上，因此以這6項(xiàng)指標(biāo)作為烤煙樣品的主因子代表。

相關(guān)分析表明，烤煙的顏色特征值與質(zhì)體色素含量有較大的相關(guān)性，這與梁太波等[23]以及過偉民等[24]的研究結(jié)果有一致之處。典型相關(guān)分析表明，烤煙顏色特征值中背面a*值與背面C*值對(duì)烤煙中葉綠素a與葉綠素b影響較大，具體表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)隨背面a*值的升高，葉綠素a與葉綠素b含量降低；隨著背面C*值的增加，葉綠素a與葉綠素b含量增加?？緹燁伾卣髦抵姓鍸*值和正面b*值對(duì)烤煙中β胡蘿卜素及葉黃素影響較大，具體表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)隨正面L*值和正面b*值的升高，β胡蘿卜素含量降低，而葉黃素含量增加。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 周冀衡，王勇，邵巖，等. 產(chǎn)煙國部分煙區(qū)烤煙質(zhì)體色素及主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的比較[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，31（2）：128-132.

[2] 許自成，張婷，馬國華，等. 不同調(diào)控措施對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，40（1）：15-17.

[3] 趙銘欽，劉金霞，劉國順，等. 不同成壟方式與分次施鉀對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，42（4）：56-59.

[4] 過偉民，張駿，劉陽，等. 烤煙質(zhì)體色素及多酚與外觀質(zhì)量關(guān)系研究[J]. 中國煙草學(xué)報(bào)，2009，15（2）：33-40.

[5] 趙銘欽，劉金霞，劉國順，等. 增施不同有機(jī)物質(zhì)對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（2）：243-246.

[6] 劉國順，何永秋，楊永鋒，等. 不同鉀肥配施對(duì)烤煙質(zhì)體色素和碳氮代謝及品質(zhì)的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2013，（33）：49-55.

[7] 趙銘欽，張迪，趙進(jìn)恒，等. 種植密度對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010， 26（4）：711-715.

[8] 過偉民，尹啟生，宋紀(jì)真，等. 烤煙質(zhì)體色素含量的品種間差異及其與感官質(zhì)量的關(guān)系[J]. 煙草科技，2009（8）：50-55.

[9] 葉協(xié)鋒，張春華，劉國順，等. 不同氮磷鉀肥配施對(duì)烤煙質(zhì)體色素及其降解產(chǎn)物含量的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，26（4）：178-183.

[10]高琴，劉國順，李姣，等. 不同氮肥水平對(duì)烤煙質(zhì)體色素和碳氮代謝及品質(zhì)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，47（2）：138-142.

[11]劉洪華，趙銘欽，王付峰，等. 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)烤煙質(zhì)體色素及降解產(chǎn)物的影響[J]. 中國煙草科學(xué)，2010，31（5）：38-43.

[12]王洪云，楊式華，李鋒，等. 陳化對(duì)青筋黃片烤煙質(zhì)體色素含量和吸食品質(zhì)的影響[J]. 中國煙草學(xué)報(bào)，2010，16（1）：16-19.

[13]裴曉東，郭瑞，路曉崇，等. 散葉堆積烘烤過程中烘烤環(huán)境與煙葉質(zhì)體色素的灰色典型相關(guān)分析[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，43（7）：169-172.

[14]宋朝鵬，路曉崇，裴曉東，等. 烘烤過程中烘烤環(huán)境對(duì)烤煙外觀特征的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，45（4）：71-78.

[15]景延秋，張豹林，王衛(wèi)峰，等. 噴施有機(jī)酸對(duì)煙葉顏色特征值和類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，50（5）：75-80.

[16]霍開玲，張勇剛，樊軍輝，等. 密集烘烤中烤煙顏色變化及其與主要成分的關(guān)系研究[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（9）：115-119.

[17]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.

[18]李悅，符云鵬，甄煥菊，等. 烤煙煙葉顏色值和外觀顏色變化分析[J]. 中國煙草科學(xué)，2017，38（1）：78-84.

[19]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.

[20]賀帆，王濤，王梅，等. 烘烤過程中煙葉顏色變化與主要化學(xué)成分的關(guān)系[J]. 中國煙草學(xué)報(bào)，2014， 20（6）：97-102.

[21]景延秋，張豹林，李廣良，等. 不同品種烤煙表面顏色量化與質(zhì)體色素的關(guān)系研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，48（6）：689-694.

[22]史宏志，顧少龍，段衛(wèi)東，等. 不同基因型烤煙質(zhì)體色素降解及與烤后煙葉揮發(fā)性降解物含量關(guān)系[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（16）：3346-3356.

[23]梁太波，張艷玲，尹啟生，等. 山東烤煙煙葉顏色量化分析及與多酚和類胡蘿卜素含量的關(guān)系[J]. 煙草科技，2012（4）：67-71.

[24]過偉民，魏春陽，張艷玲，等. 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）：64-70.endprint