豫中煙區(qū)上部煙葉采收成熟度量化研究

張富生 過偉民 閻海濤 陰廣宇 李俊營(yíng)

（1.河南省煙草公司平頂山市公司，河南 平頂山 467000；2.中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，河南 鄭州 450001）

0 引言

由于我國(guó)不同生態(tài)區(qū)煙葉品種、土壤和成熟期存在廣泛差異，各地鮮煙素質(zhì)和成熟鮮煙葉的外觀特征不盡相同，因而眾多學(xué)者針對(duì)上部煙葉的適宜成熟特征開展了研究。周銘穎等［1］提出，湖南省上部煙葉的適宜成熟度為葉片黃綠至落黃50%、主脈變白等。張樹堂［2］認(rèn)為，云南省上部煙葉適宜采的特征為頂部1～3葉位葉面綠黃至淡黃，葉片落黃60%～80%。劉輝［3］認(rèn)為，貴州省上部煙葉的適宜成熟特征為葉面80%呈黃綠色，主脈變白2/3以上。楊明坤［4］認(rèn)為，豫中煙區(qū)上部煙葉在葉片落黃85%～95%時(shí)采收，烤后煙葉質(zhì)量較優(yōu)；而此外，近期眾多學(xué)者還探索了煙葉成熟度的量化判斷方法，如SPAD值［5-8］、圖像分析［9］、Lab顏色模型［10-11］等。綜合來(lái)看，目前以煙葉顏色、落黃程度為基礎(chǔ)的主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)模糊，不同生態(tài)區(qū)和同一生態(tài)區(qū)不同學(xué)者的研究結(jié)果難以統(tǒng)一，而以SPAD值為主的客觀判斷標(biāo)準(zhǔn)研究尚處于起步階段，判斷方法和手段需要進(jìn)一步研究完善?；诖?，筆者利用田間試驗(yàn)，研究不同采收成熟度煙葉的顏色值和烘烤后品質(zhì)指標(biāo)，以顏色值量化為手段建立了豫中煙區(qū)上部煙葉采收成熟度標(biāo)準(zhǔn)，以期為煙葉科學(xué)采收提供方法依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020—2021 年，于河南省許昌市襄城縣和平頂山市郟縣進(jìn)行試驗(yàn)，供試品種為中煙100。選擇地勢(shì)平坦的連片煙田，在上部4～6片煙葉進(jìn)入成熟期后，按照《烤煙烘烤技術(shù)規(guī)程》（GB/T 23219—2008）中的煙葉采收成熟度分類方法，分別定位田間達(dá)到尚熟、成熟和完熟的地塊，每個(gè)成熟度為一個(gè)處理，每類成熟度地塊處理667 m2，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。在各處理煙田隨機(jī)選擇3個(gè)典型煙株，逐片測(cè)量頂1、頂2和頂3葉位煙葉的顏色值，并由3名專家逐片量化評(píng)價(jià)煙葉落黃程度（百分比）。完成顏色值測(cè)定后，對(duì)各處理煙葉采收、編桿、標(biāo)記后裝入標(biāo)準(zhǔn)密集式烤房，按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝正常烘烤。烘烤結(jié)束、煙葉回潮后，隨機(jī)采集各處理代表性煙葉2 kg，評(píng)價(jià)煙葉外觀品質(zhì)指標(biāo)后去梗切絲，測(cè)定主要化學(xué)成分指標(biāo)并完成單料煙卷制及評(píng)吸品質(zhì)評(píng)價(jià)。

1.2 分析方法

1.2.1 顏色值測(cè)定。采用便攜式分光測(cè)色儀（X-rite，美國(guó)愛色麗公司）測(cè)量葉片的顏色值，每片煙葉分別測(cè)量葉尖、葉中和葉基部。測(cè)量時(shí)于煙葉主脈兩側(cè)均勻取點(diǎn)，每片煙葉共測(cè)量6個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)測(cè)量2次后取平均值。測(cè)量指標(biāo)包括明度值L、紅度值a和黃度值b。

1.2.2 主要化學(xué)成分指標(biāo)測(cè)定。按照《煙草及煙草制品總植物堿的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》（YC/T 160-2002）、《煙草及煙草制品總氮的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》（YC/T 161-2002）、《煙草及煙草制品水溶性糖的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》（YC/T 159-2019）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法測(cè)定煙葉煙堿、總氮、還原糖、總糖含量。根據(jù)《煙草及煙草制品淀粉的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法》（YC/T 216-2013），按照高氯酸萃取-碘比色法測(cè)定煙葉淀粉含量。蛋白質(zhì)含量=（總氮-煙堿氮）×蛋白質(zhì)系數(shù)。

1.2.3 外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)。由全國(guó)煙草標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)樣分技術(shù)委員會(huì)委員、高級(jí)技師、技師組成的煙葉外觀鑒定專家組（5人）完成煙葉外觀品質(zhì)指標(biāo)量化評(píng)價(jià)，具體方法見表1。

表1 煙葉外觀品質(zhì)指標(biāo)量化評(píng)價(jià)方法

1.2.4 評(píng)吸品質(zhì)評(píng)價(jià)。由河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心具備煙草行業(yè)感官評(píng)吸鑒定資質(zhì)的人員（7人）完成煙葉評(píng)吸品質(zhì)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味，并按照文獻(xiàn)［12］方法，以（香氣質(zhì)分值×0.3+香氣量分值×0.3+雜氣分值×0.08+刺激性分值×0.15+余味分值×0.17）×11.11計(jì)算評(píng)吸品質(zhì)綜合分值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和繪圖，采用IBM Statistics SPSS 24.0進(jìn)行相關(guān)、方差分析，采用LSD（最小顯著差數(shù)法）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采收成熟度煙葉顏色值和落黃程度

不同成熟度頂1、頂2、頂3葉位煙葉的顏色值見圖1。

圖1 頂1、頂2、頂3葉位不同采收成熟度煙葉顏色值

由圖1可知，隨著成熟度提高，頂1至頂3葉位的明度值L和紅度值a總體呈上升趨勢(shì)；黃度值b在葉片基部呈上升趨勢(shì)，葉片中部和尖部的變化規(guī)律不明顯。具體來(lái)看，頂1葉位煙葉基部、中部的明度值L和紅度值a隨成熟度提高顯著上升：從尚熟至完熟，葉基部的L值分別為53.2、60.2和67.4，葉中部分別為57.9、65.6和70.3；葉基部的紅度值a分別為-8.4、-5.4和-0.6，葉中部分別為-7.9、-4.1和-0.6。總體來(lái)看，明度值L和紅度值a在不同成熟度煙葉之間存在顯著差異，頂1葉位煙葉基部和中部明度值和紅度值隨成熟度提高的梯度上升規(guī)律明顯。

不同成熟度頂1、頂2、頂3葉位煙葉的落黃程度見圖2。由圖2可知，隨成熟度提高，煙葉落黃程度呈上升趨勢(shì)，尚熟處理各葉位煙葉的落黃程度在37.7%～51.1%，成熟處理各葉位煙葉的落黃程度在72.0%～80.0%，完熟處理各葉位煙葉的落黃程度在81.1%～92.2%。頂1葉位不同成熟度處理的煙葉落黃程度差異顯著，頂2和頂3葉位尚熟處理的煙葉落黃程度顯著低于成熟和完熟處理。

圖2 頂1、頂2、頂3葉位不同采收成熟度煙葉落黃程度

2.2 煙葉顏色值與落黃程度的相關(guān)性

由圖3可知，煙葉不同區(qū)位顏色值與葉片落黃程度存在相關(guān)性。Pearson相關(guān)分析表明，主觀判斷的葉片落黃程度與煙葉中部明度值L的相關(guān)性較強(qiáng)（r=0.78，P＜0.01），與葉片基部和尖部的明度值L、葉片中部和尖部的紅度值a也呈明顯相關(guān)性（r=0.63～0.67，P＜0.01），說(shuō)明葉片中部明度值L與主觀判斷煙葉落黃程度的一致性較好。

圖3 煙葉不同區(qū)位顏色值與葉片落黃程度的相關(guān)系數(shù)

2.3 不同采收成熟度煙葉烤后品質(zhì)指標(biāo)

2.3.1 化學(xué)成分。由表2可知，不同采收成熟度烤后煙葉的化學(xué)成分含量存在差異。其中，尚熟處理烤后煙葉的總氮、蛋白質(zhì)含量明顯較高，還原糖含量明顯較低，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較差；成熟和完熟處理烤后煙葉的化學(xué)成分差異不明顯，完熟處理烤后煙葉的還原糖和總糖含量稍低。

表2 不同采收成熟度烤后煙葉主要化學(xué)成分指標(biāo) %

2.3.2 感官品質(zhì)。由表3可知，不同采收成熟度烤后煙葉的外觀品質(zhì)指標(biāo)分值差異不顯著，尚熟處理烤后煙葉的光澤度相對(duì)較暗，完熟處理烤后煙葉的成熟度略高。由表4可知，不同采收成熟度處理烤后煙葉的香氣質(zhì)、余味分值和評(píng)吸總分差異顯著，隨著成熟度提高，香氣質(zhì)和余味舒適程度顯著改善，評(píng)吸總分顯著提升。綜合兩年試驗(yàn)結(jié)果，尚熟和成熟處理之間評(píng)吸總分的差距在0.8～1.1分，成熟與完熟處理之間評(píng)吸總分的差距在0.9～2.5分。

表3 不同采收成熟度烤后煙葉外觀品質(zhì)指標(biāo)分值 分

表4 不同采收成熟度烤后煙葉評(píng)吸品質(zhì)指標(biāo)分值 分

3 討論與結(jié)論

隨著采收成熟度提高，豫中煙區(qū)頂1、頂2、頂3葉位煙葉的明度值L和紅度值a呈上升趨勢(shì)，黃度值b在葉片不同區(qū)位的變化規(guī)律不一致。此研究中上部煙葉明度值L和紅度值a的變化規(guī)律與劉偉等［10］在滇東煙區(qū)、高憲輝等［11］在川西南煙區(qū)的研究結(jié)果一致，說(shuō)明明度值L和紅度值a在不同成熟度煙葉間的差異規(guī)律在不同類型煙區(qū)間較穩(wěn)定；而黃度值b的變化規(guī)律不一致，這與不同煙區(qū)生態(tài)環(huán)境、品種差異造成的不同成熟度鮮煙葉外觀差異有關(guān)，此次研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，與頂2和頂3葉位相比，頂1葉位的顏色值（明度值L、紅度值a）隨成熟度提高的梯度上升規(guī)律相對(duì)明顯，葉片基部和中部區(qū)位的表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定。

上部不同葉位葉片的落黃程度隨成熟度提高呈上升趨勢(shì)，尚熟、成熟和完熟煙葉的落黃程度分別在37.7%～51.1%、72.0%～80.0%和81.1%～92.2%，即落黃40%～50%、70%～80%和80%～90%，這分別與前人研究的湖南?。?］、云南?。?］和豫中煙區(qū)［4］上部煙葉適宜采收的落黃程度相當(dāng)。此研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，不同成熟度處理頂1葉位的葉片落黃程度存在顯著差異，而頂2和頂3葉位的葉片落黃程度在成熟和完熟處理間差異不顯著，說(shuō)明頂1葉位的葉片落黃程度能較好體現(xiàn)不同成熟度處理差異。進(jìn)一步分析煙葉落黃程度與葉片顏色值的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)葉片中部明度值L與煙葉落黃程度呈強(qiáng)相關(guān)（r=0.78，P＜0.01），說(shuō)明葉片中部區(qū)位的明度值L與主觀判斷煙葉落黃程度的一致性較好。綜合不同成熟度處理煙葉顏色值的變化、煙葉顏色值與葉片落黃程度的關(guān)系，頂1葉位葉片中部或基部的明度值L可作為上部煙葉采收成熟度的量化判斷指標(biāo)。

連續(xù)兩年進(jìn)行不同采收成熟度烤后煙葉的品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，尚熟煙葉烤后化學(xué)成分呈“高氮（蛋）低糖”特點(diǎn)，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較差，評(píng)吸品質(zhì)中的香氣質(zhì)明顯較差，余味欠舒適；成熟和完熟處理煙葉烤后化學(xué)成分協(xié)調(diào)性差異不大，完熟煙葉烤后的評(píng)吸品質(zhì)相對(duì)較好。

綜合煙葉顏色量化分析和烤后煙葉品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，豫中煙區(qū)上部煙葉落黃程度在80%～90%（主觀判斷）、頂1葉位煙葉中部的明度值L在70.3±3.0或基部明度值L在67.4±3.0（客觀判斷）時(shí)，烤后煙葉的化學(xué)成分相對(duì)協(xié)調(diào)，評(píng)吸品質(zhì)較好。