雪茄茄衣晾制过程中烟叶颜色和含水量变化及其相关分析

高娅北 钟秋 王松峰 宋朝鹏 张瑞娜

摘  要：探究雪茄茄衣在晾制过程中外观颜色变化与内在水分含量之间的关系，为实现其晾制过程中的精准化操作提供参考。以德雪1号品种中部叶为试验材料，测定晾制过程中的烟叶外观参数及水分指标，对二者进行相关分析及逐步回归分析，并对回归方程预测结果加以验证。结果表明，烟叶在晾制过程中烟叶正面与背面各颜色参数变化趋势基本一致，且主要变化波动集中在晾制第3天至第8天期间。晾制过程中烟叶水分呈逐渐减小的趋势，且前期散失主要为自由水，而后为束缚水。相关分析表明，晾制期间各水分指标与颜色参数之间相关性较好，逐步回归方程达到极显著水平。因此，雪茄茄衣晾制期间颜色特征参数和水分含量之间相关性明显，可以用颜色特征参数作为辅助指标来判断烟叶水分含量。

关键词：雪茄茄衣;晾制;颜色;水分

中图分类号：TS44+1          文章编号：1007-5119（2019）02-0057-07      DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.02.009

Abstract： The purpose of this study is to explore the relationship between the color change of the cigar wrap and the internal moisture content during the airing process， and to provide a reference for the precise operation in the air-curing process. Using the middle leaves of Dexue No.1 as the test material， the appearance parameters and water indexes of tobacco leaves during the airing process were determined， and correlation analysis was carried out to establish a regression model and verify it. During the air-drying process， the change trend of the color parameters of the front and back of the tobacco leaves was basically the same， and the main fluctuations were concentrated during the third to eighth days of airing. During the airing process， the moisture content of tobacco leaves decreased gradually， and the main loss was free water at the early stage， then bound water. Correlation analysis showed that the correlation between the water indexes and the color parameters during the airing process was good， and the stepwise regression equation reached a very significant level. Therefore， the correlation between the color characteristic parameters and the moisture content during the airing of the cigar jacket is significant， and the color characteristic parameter can be used as an auxiliary index to judge the moisture content of the tobacco leaf.

Keywords： cigar wrapper; airing; color; moisture

雪茄作為一种特殊的烟草产品，其茄衣的外观质量直接决定了烟支的品质和档次[1]。茄衣在晾制过程中所形成的颜色对其外观质量有直接影响，而在晾制期间的烟叶水分变化则是其外观颜色变化和颜色形成的内在生理基础[2]。因此，研究晾制过程中雪茄茄衣颜色变化与水分之间的关系，对于把握晾制过程中雪茄茄衣颜色变化与烟叶失水干燥的协调性有重要意义。雪茄茄衣的晾制过程中颜色转变一般分为绿-黄-褐3个阶段，包括叶绿素的降解及棕色化反应等过程，期间需要多种酶促反应的参与，而烟叶中水分的存在则是这些酶保持生物活性的前提[3-4]。在烤烟调制方面已对烟叶在烘烤过程中水分与颜色变化的关系进行了大量研究，魏硕等[5]研究表明，在烘烤前对烟叶进行适当水分调控可加速烟叶变黄;戴培刚等[6]研究表明，烘烤过程中失水过快容易使烟叶难以变黄，形成烤青烟;相比较而言雪茄晾制是一个内部生理生化反应较为温和而又缓慢的过程，目前关于雪茄茄衣在晾制期间的颜色以及水分的动态变化研究较少，对二者在晾制期间的相互关系尚不明确。因此本文对雪茄茄衣晾制过程中的烟叶颜色参数与叶片含水率、主脉含水率、烟叶自由水、烟叶束缚水和烟叶水活度之间的定量关系进行了研究，同时进行了晾制过程中的雪茄茄衣水分与颜色值之间的回归分析，对回归方程进行了验证，以期为科学准确快速高效判断雪茄茄衣晾制过程中的外观颜色以及水分的变化情况，加强雪茄茄衣晾制过程中的精准化操作奠定理论基础。

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验于2017—2018年在四川省什邡市师古镇大泉坑村雪茄烟叶生产基地进行，供试品种为德雪1号，试验田土壤pH值5.8～7，有机质含量13.01 g/kg，速效钾含量89 mg/kg，速效磷含量38.1 mg/kg，速效氮含量120 mg/kg，按照当地常规优质雪茄烟叶生产技术规范进行统一管理，选取叶片成熟度、大小及朝向一致的10～12叶位适熟烟叶进行采收。

1.2  试验设计

试验分为两组，分别采用3台恒温恒湿箱和控温控湿晾房进行烟叶晾制，参照邹宇航等[7]的方法进行调制过程中温湿度设定。晾制过程中分别在晾制当天（鲜烟叶）、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10 d进行取样。每次取样选取24片具有代表性的烟叶样品，其中12片用于烟叶颜色参数和含水率的测定，另外12片用于烟叶自由水、束缚水和水活度的测定。两组试验中通过恒温恒湿箱所采集的数据用于数据分析，通过控温控湿晾房采集的数据用于数据的验证。

1.3  测定项目与方法

1.3.1  烟叶颜色参数  采用深圳汉谱光彩科技有限公司生产的HP-C210精密色差仪，参照贺帆等[8]的方法分别测量叶片正面和背面的颜色参数亮度值L*、红绿值a*和黄蓝值b*，并计算饱和度C、色相角H º、色泽比H，以及晾制过程中各样品正面、背面分别与鲜烟叶的色差值和正背面之间的色差值∆E。叶片测量共6个位点（图1）。

1.3.2  烟叶水分测定  将烟叶主脉与叶片分离，采用烘箱法[9]分别测定主脉和叶片的含水率;采用阿贝折射仪法[10]测定烟叶中的自由水和束缚水含量;利用8 mm打孔器分别在叶尖、叶中和叶基部快速打孔5片，迅速放入样品皿中，利用HD-6型水分活度测量仪（无锡市华科仪器仪表有限公司）进行烟叶水活度的测定。

1.4  数据分析

试验结果用Excel 2010进行数据统计，利用origin 2018进行作图，利用SPSS 23.0对数据进行处理和统计分析。

2  结  果

2.1  晾制过程中烟叶颜色参数的变化

2.1.1  晾制过程中烟叶L*、a*、b*值的变化  由图2可见，晾制过程中烟叶正面与背面的L*、a*和b*值变化趋势基本一致，基本都从晾制1 d后开始变化，到晾制7 d后各颜色指标变化趋于平稳。烟叶的L*值呈现先增大而后减小的规律，在晾制第3天时烟叶正面与背面的L*值达到最大，在晾制各时期烟叶背面的L*值均大于正面。烟叶的a*值在晾制过程中呈现出“S”型变化规律，在晾制的前3 d烟叶的a*值变化较不明显，而后迅速增大，在晾制7 d后变化趋势趋于平稳，在晾制第8天烟叶正面与背面a*值达到最大，在晾制的前5 d烟叶正面与背面的a*值较为一致，无明显差异，而后随晾制时间的增长，正背面的a*值差逐渐变大。烟叶的b*值在晾制过程中呈现出先增大而后逐渐减小的变化趋势，在晾制开始第2天到第5天的这个过程中烟叶b*值较大，随后随晾制过程的增加b*值逐渐减小，烟叶正面与背面b*值在晾制的前8 d有较大差异，而后逐渐趋于一致。

2.1.2  晾制過程中烟叶C、Hº、H值的变化  由图3可见，烟叶在晾制过程中正面与背面的H值变化趋势基本一致，都随晾制过程的推进而逐渐增加，在晾制的前5 d，烟叶正面与背面的H值为负值，表明此时烟叶正面与背面的颜色主要表现为绿色，在晾制第7天后H值达到最大，随后趋于稳定基本保持不变;烟叶正面与背面Hº值在晾制过程中变化趋势基本一致，表现出先略有下降趋势，到晾制第5天时Hº值迅速增大，在晾制8 d后趋于稳定的规律，在晾制的前5 d烟叶正面与背面的Hº值差别较小，而后差值逐渐增大，烟叶正面Hº值逐渐高于烟叶背面;烟叶晾制过程中正面与背面C值变化趋势基本一致，呈先增加后减小的变化趋势，烟叶正面C值在晾制第2天达到最大，背面C值在晾制第3天达到最大，而后逐渐降低，在晾制7 d后基本保持一致，期间烟叶正面与背面C值差异较大，烟叶正面C值明显高于背面。

2.1.3  晾制过程中烟叶色差值的变化  由图4可见，烟叶在晾制过程中烟叶正面相对于鲜烟叶的色差值以及烟叶背面相对与鲜烟叶的色差值变化规律基本一致，呈现出逐渐增加的变化趋势，在晾制8 d后趋于稳定基本保持不变，烟叶正面与背面相对于鲜烟叶的色差值在晾制5 d后均大于12，表明此时烟叶颜色与鲜烟叶之间具有明显差别。烟叶正面与背面的色差值呈现出较为平稳的变化规律，在晾制的前4 d基本保持不变，而后逐渐降低，在晾制7 d后趋于平稳基本保持不变，说明随晾制时间的增长，烟叶正面与背面的色差值会逐渐降低。

2.2  晾制过程中烟叶水分的变化

2.2.1  晾制过程中烟叶含水率的变化  由图5可见，雪茄烟叶晾制过程中烟叶叶片和主脉含水率均呈逐渐降低的变化趋势，其中叶片含水率在晾制过程中变化幅度较大，而主脉含水率前后变化较小。在晾制初期，烟叶叶片失水量较少，在晾制1 d后烟叶叶片失水变快，失水量较大，在晾制第10天时叶片含水率相对于鲜烟叶降低了58%;烟叶主脉含水率在晾制期间虽然逐渐降低，但变化幅度较小，在晾制第10天时主脉含水率相对于鲜烟叶只减少了16%。

2.2.2  晾制过程中烟叶水分状态的变化  由图6可见，烟叶在晾制过程中水分含量及水活度呈现出逐渐降低的变化趋势，其中自由水含量呈逐渐减小的规律，而束缚水含量呈逐渐增加而后减少的规律。在晾制初期烟叶水分散失较少，此时自由水及束缚水含量均变化较小，晾制1 d后，随烟叶水分逐渐散失，自由水含量逐渐降低，且降低速度较快;而束缚水含量在晾制前期逐渐增加，7 d后因自由水散失过多，束缚水含量开始逐渐减少。表明晾制前期水分散失主要为自由水，而后为束缚水，且在晾制期间自由水可能向束缚水进行转化，水活度变化趋势与烟叶水分变化趋势一致。

2.3  晾制过程中烟叶颜色参数与水分的相关分析

由表1可知，烟叶叶片含水率、主脉含水率和叶片自由水含量与烟叶正面和背面的L*值、b*值和C值均表现为极显著正相关关系，与烟叶正面和背面的a*值、H值和Hº值均表现为极显著负相关关系，与烟叶正面、背面∆E值表现为极显著负相关关系，与烟叶正面与背面∆E值呈显著正相关关系;叶片束缚水与烟叶正面和背面的a*值、H值和正面的Hº值均表现为极显著正相关关系，与烟叶背面的L*值、正面和背面的C值呈极显著负相关关系;叶片水活度与烟叶正面和背面的L*值、b*值和C值呈极显著正相关关系，与烟叶正面和背面的a*值、H值、Hº值和∆E值呈极显著负相关关系。说明烟叶晾制过程中颜色参数变化与水分变化相关性较强。

2.4  晾制过程中烟叶颜色参数与水分的回归分析

以晾制过程中烟叶叶片含水率（Ŷ1）、主脉含水率（Ŷ2）、叶片自由水含量（Ŷ3）、叶片束缚水含量（Ŷ4）和叶片水活度（Ŷ5）5个指标为因变量，以叶片正面和背面L*、叶片正面和背面a*、叶片正面和背面b*、叶片正面和背面C、叶片正面和背面Hº、叶片正面和背面H、正面∆E和背面∆E（X1-X14）为自变量，进行逐步回归分析，建立晾制过程中烟叶水分动态变化的预测方程：

2.5  晾制过程中烟叶水分的回归方程验证

以什邡地区德雪1号中部叶为试验材料，利用控温控湿晾房进行晾制，对晾制过程中烟叶水分动态变化的预测方程进行验证，由图7可知，晾制过程中烟叶水分指标的预测值与实测值符合程度较好。对各水分指标的预测值与实测值之间进行相关性分析，结果表明叶片含水率、主脉含水率、叶片自由水含量、叶片束缚水含量和叶片水活度的相关系数分别为0.97、0.95、0.99、0.82、0.93，均达到了极显著水平。其中叶片含水率、主脉含水率、叶片自由水、和叶片水活度实测值与预测值之间的相对误差分别为8.25%、0.90%、6.71%、和4.09%，误差较小，预测精度较高，叶片束缚水实测值与预测值之间的相对误差为11.97%，预测精度稍差。

3  讨  论

雪茄茄衣在晾制期间颜色转变一般是由绿变黄再变褐的过程，在变黄期烟叶颜色变化机理与烤烟的变黄机理相类似，与色素降解有密切关系，叶绿素降解快于类胡萝卜素使烟叶颜色表现出由绿到黄的转变[11-12]。转色期烟叶棕色化反应逐渐增强形成褐色物质，烟叶颜色表现出由黄到褐的转变[13]。在晾制期间，烟叶的颜色参数a*、b*、H和Hº值的变化可反映出烟叶颜色从蓝绿色向红黄色转变的过程，可对烟叶在晾制期间颜色实现量化[14]。本研究结果表明，烟叶在晾制过程中烟叶正面与背面各颜色参数变化趋势基本一致，且主要变化波动集中在晾制第3天至第8天期间，在经过2～3 d的凋萎期后烟叶变黄启动，而在晾制8 d后烟叶基本完成了由黄到褐色的转变。晾制前期烟叶L*、a*、b*、H和C值逐渐增加，Hº值逐渐减小，这与王涛等[15]研究的烤烟变黄期的烟叶颜色参数变化结果相一致，表明在此阶段烟叶的颜色变化主要以由绿到黄的变化为主;晾制后期烟叶的表明在此阶段烟叶表面颜色主要呈现出由黄到褐的转变。

雪茄茄衣在晾制过程中的颜色变化是生产中调控晾制温湿度的主要判断依据。烟叶在晾制过程中外观由绿色转为黄色进而转为褐色是在烟叶内部水分变化的基础上所进行的，烟叶的转色过程同时也是水分干燥过程，晾制品质的好坏与转色期间颜色变化与水分之间的协调性具有密切关系[16]。在实际生产过程中，生产人员通过用肉眼对烟叶颜色进行判别，这种主观性较强的判别方法缺少统一的判定标准，而采用色差计对烟叶颜色参数进行定量测定可带来更为准确的结果，减少了人为因素所造成的误差。贺帆等[17]研究表明，烤烟烘烤过程中烟叶含水量与L*、a*值呈负相关关系，与b*值呈正相关关系;这与本研究结果略有不同，可能是由于调制方法不同或是烟叶类型不同引起的。本研究对晾制过程中雪茄烟叶各颜色参数与主要水分指标进行逐步回归分析，结果表明回归方程的拟合度较好，因此二者之间相关性较好，通过对晾制期间雪茄烟叶颜色参数的量化可对烟叶的水分散失情况进行较为准确的判断。

4  结  论

雪茄茄衣晾制过程中其外观颜色参数与水分变化存在一定的相关性，以烟叶在晾制过程中的颜色参数为自变量，水分指标为因变量进行回归分析并对回归方程的精确度进行验证，方程拟合度较好，因此雪茄茄衣晾制期间颜色特征参数和水分含量之间相关性明显，可依据烟叶在晾制期间的外观颜色变化估计烟叶内部水分变化情况，从而为精准调控晾房温湿度提供支持。

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