色差仪在烤烟烟叶颜色检测中的应用

[摘 要]为探讨色差仪在烤烟烟叶颜色检测中的应用，依据烤烟国家标准制定样品，选取上部叶11个等级，对比不同颜色主组和不同等级之间的颜色参数（ L*、a*、b*、C*、h*） 和色差参数（ ΔE） 变化特征。结果表明，色差仪测量的颜色参数和烟叶显色物质相关性显著，且能定量表征不同颜色主组及不同等级之间色度的差异。通过色差仪定量表征烟叶颜色和人工感官评价烟叶颜色结果基本一致，可通过色差仪对烟叶颜色进行量化，使烟叶分级更加准确、便捷。

[关键词]色差仪 烤烟 颜色 烟叶 检测 颜色参数 色差参数

中图分类号：TS47 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0174-01

烤烟烟叶分级是工商交接的重要环节，合理分级有利于提高烟叶质量，促进烟叶生产。先进的分析技术和图像处理技术为烟叶颜色的鉴定提供了新的分析方法，从而促使烟叶分级由传统的依靠人工向借助计算机、由定性向定量、由经验化向理论化发展。

目前，烟叶颜色的仪器测定有新的突破，运用色差仪对烟叶颜色进行测量已有文献报道，大多数都是针对色度学指标和烟叶化学成分、物理指标等进行研究，没有针对色差仪在烟叶颜色检测中应用的相关研究。为此，通过对标准分级烟叶的测量，运用国际通用的CIELAB颜色空间，探讨色差仪在烟叶分级中颜色检测的应用，以期为烤烟颜色科学判断和快速鉴定提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料

依据GB2635―1992《烤烟》分级制定的标准样品，选取上部柠檬黄（BL）、上部橘黄（BF）、上部红棕（BR）的烟叶作为研究对象，即上部柠檬黄4个等级B1L、B2L、B3L、B4L，上部橘黄4个等级B1F、B2F、B3F、B4F，上部红棕3个等级B1R、B2R、B3R，共11个等级。烟叶样品一部分用于颜色测定，一部分抽去烟梗，烘箱烘干，过40目筛，进行颜素的检测。

1.2仪器

NH310型色差计，由深圳三恩驰有限公司生产；WatersAcquity超高效液相色谱仪，由美国Waters公司生产。

1.3试验方法

1.3.1颜色测量在每个等级样品中，选取具有代表性的烟叶20张，放于恒温恒湿箱中，设定环境相对湿度65%、温度（22±2）℃，平衡时间不少于24h；利用NH-310色差仪，选择测色大口径8mm，在D65/10°（指光源和测定角）和SCE（排除镜面反射光）条件下，先对仪器进行黑白版校正，然后在每张烟叶的叶尖、叶中和叶基处分别取点进行测定；测量时，将烟叶平放在实验台上，正面朝上使其自然展平，取点时，在平分主脉3等分处两侧对应的位置（主脉与叶缘的中间点，尽量避开病斑）均匀各选择3个点，每张烟叶6个点进行测定。测定的色度学指标主要包括L*值（明度值）、a*值（红绿色度值，正值代表红色度，负值代表绿色度）、b*值（黄蓝色度值，正值代表黄色度，负值代表蓝色度）、c*值（饱和度）、h*值（色调角）和ΔE值（总色差值）。

1.3.2类胡萝卜素含量检测超高效液相色谱仪法，依据行业标准[12]进行样品前处理，对色谱条件略做修改。色谱条件：色谱柱为WatersAcquityUPLCBEHC18（1.7μm，2.1mm×50mm）；流动相为A：异丙醇，B：80%乙腈/水；流速：0.3mL/min；梯度洗脱：0～6min（40%A+60%B），6～14min（70%A+30%B），15min（100%A），15min（100%B），平衡3min后自动进下一样品；进样量为5μL，柱温为25℃。甲醇、异丙醇为Fisher公司（美国）生产的色谱纯试剂；叶黄素、β-胡萝卜素标准物由WAKO公司（日本）生产，纯度>97%。

2结果与分析

2.11976LAB颜色参数和烟叶色素的相关性分析

烟叶颜色由叶片中多种显色物质决定，其中，色素类物质如叶绿素、叶黄素和β-胡萝卜素等在烟叶颜色形成过程中起重要作用。烟叶成熟过程中，各种色素比例不断变化，使烟叶呈现不同的颜色[13]，各种色素随烟叶的生长发育以不同速度分解，随着成熟度提高，黄色更为明显。类胡萝卜素是调制后烟叶黄色品质得以体现的基本物质[14]。运用色差仪测量的不同烟叶颜色参数和烟叶内类胡萝卜素（叶黄素和胡萝卜素）含量有一定相关性，均达显著水平。

2.2上部柠檬黄不同等级的烟叶颜色比较

在烤烟国标中，对品质因素色度规定了3方面的含义，即烟叶颜色的均匀度、饱和程度和光泽强度。均匀度是指烟叶表面颜色均匀一致的状态；饱和程度是指颜色的浓淡状态；光泽强度是指视觉对颜色鲜艳的反映强弱状态。对应于颜色空间的指标中，用c*来表示同一色调内烟叶颜色的饱满状态，用a*、b*值的变异系数来表示烟叶颜色的均匀程度。由表6可见，c*值逐渐减小，且每个等级的范围都是不重合的，色差在可见的范围内，这和烟叶分级中规定，高等级烟叶比低等级烟叶的饱和度更高的分级标准是一致的；随着等级的降低，a*、b*值的变异系数逐渐增大，这说明高等级烟叶表面颜色均匀度高于低等级烟叶。

3 小结与讨论

色差计是利用具有特定光谱灵敏度的光电积分元件，运用国际通用的CIELAB色度空间，直接测量物体表面色度学指标的仪器，对于只需要控制物体颜色而不需配色的行业来说，具有测量速度快、精度高的优点，目前，已经广泛应用于肉类、面粉、水果及茶叶等领域颜色的检测。将色差仪应用于烟叶颜色检测是一种新的尝试，本试验依据烤烟国家标准制作的样品，选取上部叶作为研究对象，对色差仪在区别分组因素颜色和分级品质因素色度上的作用进行探讨，结果表明，烟叶颜度学指标和烟叶中的显色物质具有一定的相关性，可以用来定量表征烟叶的颜色。

烟叶分级是对烟叶质量的综合评价，对烟叶其他的分组分级因素，如成熟度、油分、身份、残伤等测试方法也有必要进行研究，开发相应的测试技术，以替代或补充人工感官方法，使烟叶外观质量的评定逐步实现量化和规范化。

参考文献：

[1] 中国烟草总公司，郑州烟草研究所.GB2635―1992烤烟[S].北京：中国标准出版社，1992.

[2] 张杰，巫迎红，周慧玲.烟叶的计算机辨色系统[J].中国烟草学报，2002，8（2）：38-40.