烘烤过程中烟叶叶尖部分颜色特征值与色素含量的关系

摘要：为优化烤烟密集烘烤技术，实现烟叶烘烤进程的精准化和智能化控制，以中烟 100 为试验材料，研究了密集烘烤过程中烟叶正背面烟叶亮度值（L*）、红度值（a*）、黄度值（b*）、彩度值（C*）、色相角（H）与主要色素含量的变化的关系。结果表明：密集烘烤过程中烟叶正背面各颜色值变化趋势基本一致，开始烘烤至 42 ℃变化最为显著；在烟叶叶尖烘烤过程中颜色特征参数和色素含量之间具有较好的相关性，其中叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素含量与各个颜色特征参数的相关性尤为突出，除与叶片背面为显著相关关系和ΔE3与各色素含量没有相关性外，其它各颜色特征参数与色素含量均呈极显著的相关关系。类胡萝卜素与除叶片正面b、叶片背面b、叶片正面C和 ΔE3外的颜色特征值均呈极显著负相关，与叶片正面b和叶片正面C呈显著负相关，与叶片正面H1和叶片背面H1呈极显著正相关关系。

颜色变化是烟叶烘烤过程中最明显、最直观的外观变化。烟叶烘烤过程中颜色变化的实质是叶绿素的降解和类胡萝卜素等黄色色素的增加[1，2]。在烟叶烘烤过程中叶尖部先变黄而后蔓延至整个叶面和叶脉。由于在烘烤过程中根据整体叶面情况判定关键转火点往往会导致烟叶过度烘烤，从而影响烤后烟叶的质量，鉴于此，建立一套根据烟叶叶尖部颜色变化，来调节烘烤过程中的关键转火点显得尤为重要。前人对于烟叶烘烤过程中颜色特征值与色素含量变化的研究多有涉及，但其研究对象仅仅涉及整片烟叶颜色特征值和色素含量，对于烟叶局部的颜色特征值和色素含量变化尚未涉及。本文通过研究烘烤过程中烟叶叶尖部分颜色特征值与色素含量的关系，为提前预判关键转火点，防止烟叶过度烘烤提供理论基础。

1 材料与方法

1.1样品制备

采用４台规格相同的电热式温湿度自控密集烤烟箱进行烘烤。分别于鲜烟叶、38℃始、42℃末、47℃末、54℃末、68℃末，各取烟叶12片进行烟叶颜色参数的测定。

2.结果与分析

2.1烘烤过程中烤烟叶片颜色参数的变化

2.1.1叶片亮度值（L）

由图1可知，烘烤过程中烟叶叶尖正背面的亮度值呈先升高后降低的变化趋势。随着烘烤温度的提高，烟叶正背面的亮度值先呈快速增加的趋势，在温度点42℃时达到最大值，而后呈缓慢降低的趋势。从整体上看叶片背面的亮度值高于叶片正面，鲜烟叶叶尖的的亮度值均低于烟68℃时的亮度值，叶尖背面的亮度值在从54℃到烘烤结束没有明显的变化。总的来说烟叶叶尖正背面亮度值的变化主要集中在变黄期。

2.1.2叶片红度值（a）

由图2可以知道，在叶尖烘烤过程中正背面的红度值的变化趋势一致，均呈现先升高后降低的趋势，并在54℃达到最大值。叶尖正背面在变黄期均为负值表现为绿色度，定色期和干筋期为正值表现为红色度。在整个烘烤过程中叶尖正面的红度值均高于叶尖背面的红度值。随着烘烤开始到54℃，叶尖正背面红度值呈现出快速升高的趋势，42℃到54℃之后叶尖正背面的红度值升高的缓慢，54℃之后，叶尖正面红度值略有降低，叶尖背面的红度值趋于稳定。总的来说烟叶叶尖正背面红度值的变化主要集中在变黄期，在定色期和干筋期叶尖红度值变化不明显。

2.1.3叶片黄度值（b）

由图3可知，在烘烤过程中叶尖的黄度值正背面均呈先升高后降低的趋势，并且在整个烘烤过程中叶尖正面的黄度值一直高于叶尖背面。叶尖正面的黄度值在47℃时达到最大值，而叶尖背面的黄度值在42℃时达到最大值  。叶尖的正背面在开烤时的黄度值均小于烘烤结束68℃时叶尖的黄度值。总的来说叶尖黄度值的变化分布在烘烤的整个过程中。

2.1.4  叶尖色相角（H°）

由图4可知，整个烘烤过程中烟叶叶尖正背面的色相角均呈降低的趋势。且烟叶叶尖正背面色相角在各个烘烤阶段差别不大。从开烤温度到42℃，烟叶叶尖的色相角迅速降低，42℃到68℃烘烤结束降低幅度较小，基本上趋于稳定。42℃作为一个重要的分段点，前段烘烤时间烟叶叶尖背面的色相角高于烟叶叶尖正面，后一段烘烤时间烟叶叶尖正面的色相角高于烟叶叶尖背面的色相角。从整个烘烤过程来看，烟叶叶尖色相角变化主要集中在变黄期。色相角是颜色的重要特征参数，在整个叶尖烘烤过程中，叶尖色相角的在80°--110°之间变化，表明烟叶叶尖在烘烤过程中主要颜色变化以黄色为主。

2.1.5 叶片色泽比（H）

由图5可知，在整个叶尖烘烤过程中。叶尖正背面色泽比均呈升高的趋势，且两者之间数值差别不大。烟叶叶尖变黄前期色泽比均为负值，表明鲜烟叶的颜色以绿色为主，变黄后期、定色期和干筋期叶尖的色泽比为正值，表示该阶段烟叶叶尖颜色主要为红色。在整个变黄期，叶尖正背面色泽比升高的较快，且叶尖正面的色泽比高于叶尖背面，在定色期和干筋期时，正背面色泽比趋于平缓，且叶尖背面色泽比高于叶尖正面。

2.1.6叶片饱和度（C）

饱和度即纯度，表示含色的多少，饱和度低度表示色泽稀疏暗淡， 而高饱和度意味着饱满、强烈的颜色；饱和度数值在0～60°间变化【】。由图六可知，在整个叶尖烘烤过程中正背面饱和度的变化趋势一致，且变化趋势比较平稳。叶尖正面的饱和度高于叶尖背面的饱和度。

2.1.7 叶片色差（ΔE）

由图7可知，ΔE1和ΔE2在整个烘烤过程中色差的变化趋势基本一致，且均呈先升高后降低的趋势。在温度点为42℃时，正背面色差均达到最大值，而后逐渐下降。从鲜烟叶开始烘烤到38℃，叶尖正面的色差略微大于叶尖背面的色差，38℃到42℃叶尖背面的色差略微大于叶尖正面的色差，47度到烘烤结束叶尖正面的色差值略微大于叶尖背面的色差值。从整体上看，ΔE1和ΔE2变幅主要集中在变黄期，定色期和干筋期趋于平缓。ΔE3在整个烘烤过程中变幅不大，总体上呈先降低后升高的趋势。在42℃时，色差值达到最低值，变黄后期、定色期和干筋期色差值有小幅度的升高。在鲜烟叶时，ΔE3低于ΔE1和ΔE2，在烘烤过程中ΔE3的变化趋势和ΔE1、ΔE2相反，且在整个变黄期、定色期和干筋期ΔE3低于ΔE1和ΔE2。

2.1.8色素含量

由图8可知，在整个烟叶烘烤过程中，各个阶段叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量和类胡萝卜素含量的变化主要集中在变黄期，各类色素的含量分别减少78.89%、79.82%、82.46%和38.55%。叶绿素a的含量在整个烟叶烘烤过程中呈降低的趋势，主要集中在变黄期，减少了78.89%，定色期和干筋期变幅缓慢。叶绿素b的含量在整个烟叶烘烤过程中呈先降低后升高的趋势，主要变化阶段集中在烟叶变黄期和定色期，分别减少了79.82%和50.00%。在干筋期烟叶叶绿素b的含量较定色期略有升高。叶绿素的含量和叶绿素a含量的变化趋势一致，在整个烘烤过程中均一直降低，主要变化阶段集中在变黄期，减少了82.46%，整个烘烤阶段叶绿素的含量减少了89.79%。类胡萝卜素的含量变化分布在烟叶烘烤的各个阶段，在整个烘烤过程中类胡萝卜素的含量减少了63.86%。

2.2烟叶烘烤过程中中颜色特征参数与色素含量的相关性

相关分析表明，在烟叶叶尖烘烤过程中颜色特征参数和色素含量之间具有较好的相关性，其中叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素含量与各个颜色特征参数的相关性尤为突出，除与叶片背面为显著相关关系和ΔE3与各色素含量没有相关性外，其它各颜色特征参数与色素含量均呈极显著的相关关系。叶绿素a、叶绿素b和叶绿素含量与除叶片正面H1、叶片背面H1和ΔE3外的颜色特征参数均呈极显著负相关关系。类胡萝卜素含量与叶片正面b和叶片正面C呈显著相关关系，与叶片背面b、叶片背面C和ΔE3没有显著相关关系，与其它烟叶特征参数均呈极显著相关关系。

3.结论与讨论

本研究表明，在整个烟叶烘烤过程中烤烟叶尖正背面的颜色特征参数的变化趋势基本一致，各个烟叶叶尖的颜色特征参数均在变黄期发生剧烈变化，定色期和干筋期的变化幅度较小。研究发现各颜色值的变化主要集中在变黄期，进入定色期后变化幅度趋缓，烟叶颜色基本固定，这主要是因为烘烤过程中随着叶绿素的降解，类胡萝卜素类色素比例增大，烟叶的黄色和橘色度明显增加[9]。变黄期是色素等大分子物质降解的关键，48℃之后叶绿素、类胡萝卜素含量趋于稳定，影响烟叶颜色的糖或多酚的深色复合体转化基本稳定。在烟叶叶尖烘烤过程中颜色特征参数和色素含量之间具有较好的相关性，其中叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素含量与各个颜色特征参数的相关性尤为突出，除与叶片背面为显著相关关系和ΔE3与各色素含量没有相关性外，其它各颜色特征参数与色素含量均呈极显著的相关关系。类胡萝卜素与除叶片正面b、叶片背面b、叶片正面C和ΔE3外的颜色特征值均呈极显著负相关，与叶片正面b和叶片正面C呈显著负相关，与叶片正面H1和叶片背面H1呈极显著正相关关系。因此，在烟叶烘烤过程中可以用颜色特征参数作为辅助指标来判断烟叶色素含量，确定烟叶烘烤关键转火点。

参考文献

[1]李生栋， 谭方利， 黄克久，吴文信，陈少鹏，郭保银，宋朝鹏.不同素质烟叶烘烤过程中颜色值与含氮化合物的关系分析[J].河南农业大学学报，2016，50（06）：709-714.

[2]王涛，贺帆，詹军，霍开玲，赵华武，王梅，宫长荣.烘烤过程中不同部位烟叶颜色值和主要化学成分的变化[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2012，38（02）：125-130.

作者简介：姚鹏鹏，男，汉族，大专，烟叶收购站站长，评级员五级。