成熟采收的煙葉在烘烤過程中，需要經(jīng)過逐 步脫水并伴有一系列的生理生化變化，才能實(shí)現(xiàn)其使用價(jià)值。而不同素質(zhì)的煙葉在烘烤過程中隨著內(nèi)在物質(zhì)含量的變化，使其在煙葉表面顏色上也存在著嫩黃、濃綠等特殊表現(xiàn)。煙葉表面顏色變化實(shí)質(zhì)上是內(nèi)在復(fù)雜的生理生化的表現(xiàn)，與煙葉中的色素、酚類物質(zhì)、淀粉等含量的變化密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代儀器技術(shù)的不斷發(fā)展，對于煙葉表面顏色變化的研究逐步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和數(shù)字化，目前廣泛應(yīng)用的cIE系統(tǒng)，可通過計(jì)算機(jī)圖像處理及色差儀器量化可達(dá)到識別煙葉表面顏色特征的目的。有關(guān)烤煙顏色與質(zhì)體色素、多酚、化學(xué)成分之間的關(guān)系已有許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究，且在烘烤過程中的生理生化變化也多集中在成熟度、品種、烘烤工藝等方面的研究，而對煙葉烘烤過程中顏色特征值與主要生理指標(biāo)的變化規(guī)律及其關(guān)系缺乏研究。鑒于此，本研究選用烤煙品種中煙100、豫煙7號、豫煙13號作為供試材料，分析烘烤過程中煙葉生理指標(biāo)和煙葉顏色特征值的變化規(guī)律，旨在為快速判斷烘烤過程中煙葉外觀顏色和內(nèi)在生理指標(biāo)的變化，為進(jìn)一步優(yōu)化烘烤工藝，配套烘烤方案的制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料與設(shè)備

試驗(yàn)于2019年7～9月在河南許昌縣進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤質(zhì)地為沙土，土壤肥力中等。供試烤煙品種為中煙100、豫煙7號、豫煙13號，于2019年5月8日移栽；種植行距120cm、株距６0cm，打頂株高110～130cm，留葉數(shù)20～24片。在群體中選擇株高一致、葉片數(shù)相等、葉色基本一致且無病害的煙株，對11～12位葉掛牌，煙葉成熟時(shí)采收，備用。

煙葉烘烤設(shè)備采用改進(jìn)kckY－Ａ型智能烘烤箱，裝煙密度為70kG/m³。采用自制色度值測試設(shè)備箱體測量煙葉表面顏色特征值。色度值測試設(shè)備箱箱體規(guī)格1000mm×200mm×800mm，箱體上端固定2個(gè)帶過載保護(hù)的稱重傳感器，內(nèi)置500mm×６75mm規(guī)格的煙葉雙層碳纖維棒煙夾，懸空掛置在箱體內(nèi)，箱體上2個(gè)稱重傳感器各自垂下2根掛繩，掛繩上帶掛鉤，掛鉤與煙葉夾具上的掛鉤相連，使煙夾懸空掛置于箱體內(nèi)，并可以分離；煙葉夾具中間夾緊一片煙葉，利用測試設(shè)備內(nèi)置攝像頭測試不同處理煙葉的量化色度值。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

煙葉按照三段式烘烤工藝進(jìn)行，烘烤開始后分別在烘烤過程中的關(guān)鍵溫度點(diǎn)（鮮煙、38℃、42℃、48℃、54℃、６0℃）取顏色變化均勻一致的煙葉12片，3片煙葉用于水分含量檢測，另外3片煙葉取樣時(shí)，切去煙葉葉尖與基部的1/3區(qū)域，留葉中間1/3區(qū)域用于煙葉試驗(yàn)過程，僅采集掛牌煙葉。取樣后立即用液氮處理后，放入超低溫冰箱（－80℃）保存，用于葉綠素、淀粉酶活性、總酚、淀粉含量的測定。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 顏色特征值的采集

采用自制色度值測試設(shè)備，煙葉圖像信號1394接口傳輸?shù)教幚碛?jì)算機(jī)后，通過圖像預(yù)處理、特征提取和識別比對，確定煙葉的中心位置和煙葉夾持板遮擋的位置，以中心向四周確定32個(gè)顏色采樣區(qū)域；再使用原始圖像提取每個(gè)區(qū)域20×20像素的R、G、B數(shù)值進(jìn)行均值處理，得到煙葉32個(gè)區(qū)域的R、G、B值；R、G、B值不易表述顏色的變化，將其轉(zhuǎn)換成孟塞爾的顏色立體模型中的亮度H、飽和度S、色度B。并記錄存儲在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含各個(gè)區(qū)域的亮度H、飽和度S、色度B值，以及溫度、濕度、時(shí)間等相關(guān)參數(shù)。

1.3.2 主要生理指標(biāo)的測量

水分含量的測定采用殺青烘干法、色素含量測定采用分光光度法；總酚采用福林試劑法；淀粉酶活性采用3，5－二硝基水楊酸比色法；淀粉含量采用蒽酮比色法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用ExcEL2007和DPS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉烘烤過程中生理指標(biāo)的變化

2.1.1 煙葉烘烤過程中葉綠素含量的變化

由圖1可知，3個(gè)品種的葉綠素含量隨烘烤過程的推移而呈下降趨勢，采收鮮葉綠素含量表現(xiàn)為豫煙7號＞豫煙13號＞中煙100。在烘烤過程中，豫煙13號和豫煙7號的葉綠素含量在烘烤前期變化基本一致，均在38℃前降解量最大，3個(gè)品種的降解速度表現(xiàn)為豫煙13號＞豫煙7號＞中煙100；豫煙7號和中煙100在38～42℃時(shí)繼續(xù)大幅度降解，豫煙13號在38～42℃時(shí)降解較慢，其降解量在3個(gè)品種中最低；豫煙13號和豫煙7號的葉綠素含量在54～６0℃時(shí)仍有小幅度降解，中煙100則趨于穩(wěn)定。

2.1.2 煙葉烘烤過程中水分含量的變化

失水變黃是煙葉烘烤的最終目標(biāo)之一，烘烤過程中生理生化變化受水分動(dòng)態(tài)的控制，煙葉失水速度的快慢影響了煙葉的烘烤質(zhì)量。由圖2可以看出，3個(gè)品種的水分含量均呈下降趨勢，鮮煙葉的水分含量差異不明顯，但在整個(gè)烘烤過程中，各品種間失水速度差異較大。38℃之前3個(gè)品種的失水速度差異較小，42～54℃時(shí)3個(gè)品種的水分含量變化差異較大，此階段失水速度表現(xiàn)為中煙100＞豫煙13號＞豫煙7號；54～６0℃時(shí)3個(gè)品種的水分含量趨于一致。在整個(gè)烘烤過程中，中煙100的失水速度最快，其次是豫煙13號，豫煙7號的失水速度較慢。

2.1.3 煙葉烘烤過程中淀粉酶活性和淀粉含量的變化

煙葉烘烤過程中淀粉酶活性和淀粉含量的變化由圖3可知，鮮煙葉豫煙13號的淀粉酶活性最低，中煙100和豫煙7號的淀粉酶活性差異不明顯。38～42℃時(shí)中煙100和豫煙7號的淀粉酶活性上升較快，并在42℃時(shí)出現(xiàn)峰值；42～48℃時(shí)有2個(gè)品種的淀粉酶活性開始下降，中煙100的淀粉酶活性下降幅度較大，48℃時(shí)達(dá)到品種間最低；48～54℃時(shí)上升出現(xiàn)第2個(gè)峰值；豫煙13號的淀粉酶活性前期比較低，到48℃時(shí)急劇上升并在54℃達(dá)到峰值；54～６0℃時(shí)3個(gè)品種的淀粉酶活性變化一致，均呈下降趨勢。在整個(gè)烘烤過程中，中煙100和豫煙7號的變化趨勢一致，酶活性變化近似雙峰曲線；豫煙13號的淀粉酶活性變化呈單峰曲線，且前期酶活性較低，后期高于豫煙7號，低于中煙100。

淀粉的降解與多種因素有關(guān)，不僅僅受淀粉酶的影響，可能也與煙葉含水量密切相關(guān)。由圖4可知，3個(gè)品種的淀粉含量均隨烘烤進(jìn)程的推移呈下降趨勢，從烘烤開始到38℃時(shí)，煙葉淀粉含量下降迅速，38℃之后中煙100和豫煙7號的變化趨勢一致，但豫煙7號的淀粉含量降解最快，品種間持續(xù)最低；豫煙13號在38～42℃時(shí)呈上升趨勢，42℃之后與中煙100和豫煙7號的變化趨勢一致，均呈下降趨勢。

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