利用烟叶外观与内在质量相关性完善烟叶分级探析

李丽娟++曹红梅++何斌++胡铁龙

摘要 本文通过对烟叶外观质量和内在质量相关性的思考和讨论，指出烟叶外观质量指标与评吸指标、烟叶分级标准之间的相关性，以期为烟叶国家标准执行提供建议。

关键词 烤烟；外观质量；内在质量；相关性；烟叶分级

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0245-02

烟叶生产上，人们运用人体的感觉器官（包括味觉、嗅觉和视觉器官），以《烤烟》国家标准规定的42级文字内容为依据，依靠实践经验对烟叶的外观质量优劣进行评价分级[1-2]。但由于烟叶外观质量与内在质量并不是完全吻合，且烟叶生产上烟叶等级标准还未量化（除叶长宽、伤残度），通过烟叶外观评价烟叶等级质量带往往有一定的误差和主观性。感官评吸则是利用鼻腔、口腔、咽喉等感官对烟叶香气质、香气量、杂气、余味等内在质量进行评价，主要应用在烟叶可用性、卷烟配方研究上，还没有应用于烟叶分级。因此，研究分析烟叶外观质量和内在质量相关性并完善烟叶分级，建立量化的烤烟质量评价指标和综合评价方法，具有现实的必要性和可行性。

1 烟叶外观质量评判标准及存在的问题

烟叶的内在质量是看不见、摸不着的东西，目前通用的方法是通过烟叶内在质量所表现出来的外观特征来进行评判。经常使用的烟叶外部特征有成熟度、叶片结构、生长部位、品种、身份、油分、残伤、破损等[2-3]。这些特征是烟叶质量等级划分的理论依据。一般认为优质烟叶的外观特征是：烟叶成熟度好，叶组织疏松，颜色金黄、橘黄，油分足，弹性好[3]。目前，烤烟分级存在的不足之处是分级标准都是定性描述，且各分级指标相互独立，因此造成分级人员难以把握尺度。

2 烟叶内在质量与外观质量的相关性

感官评吸是对烟叶内在质量的评判，烟叶外观质量是内在质量的反映。因此，烟叶外观质量指标和评吸指标之间存在显著相关性。

2.1 烟叶内在质量与成熟度的相关性

成熟度与烟叶评吸质量的相关性规律为：随成熟度的提高，香气量增大，香气质逐渐变好，烟叶吸食质量明显改善，杂气、刺激性减小，劲头趋于适中，当烟叶成熟时吸食质量最佳[4-5]。具体表现为：欠熟烟叶余味苦涩，杂气重，刺激性大，香气量少，香气质差；尚熟烟叶余味微涩，杂气、刺激性较成熟叶略有增加；成熟烟叶香气质最佳，余味最舒适，杂气轻微，香气量充足，劲头中等；完熟叶余味尚纯净，有枯焦气，香气质尚好，劲头和浓度较大。

2.2 烟叶内在质量与颜色的相关性

烟叶的颜色分为红棕、青黄、柠檬黄、橘黄等，与烟叶的内在质量关系密切。当今工业普遍把橘黄色的烟叶当作优质烟叶。其原因就是这类烟叶香气足、吃味好，但也往往伴随着刺激性大、安全性不足等问题；青黄色烟叶虽价格低，但质量较差，不受卷烟工业企业欢迎；而柠檬黄色烟叶吃味平淡，但安全性高，一般作为卷烟配方中的填充料。

2.3 烟叶内在质量与油分的相关性

经验表明，烟叶油分与其评吸质量相关性较强。烟叶油分对烟叶香型得分、烟气成团性与干燥性、香气质、香气量、余味、杂气和评吸总分的直接贡献率最大。油分少的烟叶香气质差，刺激性和杂气较大；油分多的烟叶香气质好，杂气少，劲头适中。

2.4 烟叶内在质量与叶片结构的相关性

叶片结构与烟叶内在质量密切相关，叶片结构紧密的烟叶刺激性、杂气大，香气量不足，香气质差；叶片结构疏松的烟叶刺激性、杂气小，吃味纯净，余味舒适，香气质好。

2.5 烟叶内在质量与残伤的相关性

残伤以百分数表示。殘伤面积愈大，对质量影响愈大。导致中下等烟杂气显著增加，劲头降低，吃味变淡；上等烟杂气增加，香气质变坏。

2.6 烟叶内在质量与色度的相关性

色度的浓强中弱淡与油分多少呈正相关。随着色度的减弱，烟叶质量依次降低。

3 结合烤烟内在品质和外观质量的相关性完善烟叶分级

烟叶品质主要包括烟叶外观质量、化学成分、物理特性及感官质量四大部分，相互之间存在一定的相关性和独立性。目前，国内外烤烟外观质量的评价根据分级标准，定量描述的很少（只有残伤和叶长宽度），多为定性描述；对烟叶的综合质量分析较少，单因素研究较多。这些情况给烤烟外观质量综合评价造成一定难度，往往需要很长时间的经验积累才能对分级指标进行熟练认识和掌握。

3.1 利用烟叶外观质量各指标间的相关性完善烟叶分级

现行烟叶分级理论中身份、组织结构、油分、颜色、成熟度等指标是相互独立的，事实上这些指标之间存在显著相关性。

以成熟度颜色为例，颜色是烤烟的分组因素，烟叶的颜色和成熟度存在显著相关性。一般情况下，随成熟度的增加（欠熟→尚熟→成熟→完熟），烟叶的颜色逐渐加深，且橘黄色叶被广泛认为是成熟最佳，质量最优的烟叶。烟叶的成熟度与烟叶的油分、色度、组织结构、身份等分级指标有着密切相关性，对烟叶的质量起着决定性作用。成熟度好的烟叶组织结构疏松，油分足，色度浓，身份适中；成熟度差的烟叶则往往油分较少，组织结构致密，身份薄或较厚。因此，有必要对这些指标之间的相关性进行梳理总结，形成定性或定量标准，从而有利于更好地理解和掌握烟叶分级理论，也是对现行分级理论的补充和完善。

3.2 利用评吸指标和烟叶外观质量指标之间的相关性完善烟叶分级

烟叶的外观质量和内在质量具有很大的相关性，这是烟叶分级的理论依据。烟叶外观质量是内在质量的外在表现，例如优质烟叶的外观特征是成熟度好、组织疏松、厚薄适中、颜色橘黄、油分足、色度浓，而质量低劣的烟叶则表现为成熟度差、颜色较淡或较深、组织紧实、油分少。胡战军等[6]经过简单相关试验证明，烤烟感官评吸指标香气质、香气量、余味与外观质量指标呈极显著正相关，浓度、杂气、刺激性与成熟度、身份、油分、色度指标呈显著正相关。唐 宇等[7]研究表明，烟叶油分与其感官评吸质量相关性较强，烟叶颜色对烟气浓度的直接贡献率最大，烟叶油分对烟叶香型得分、香气质、香气量、烟气干燥性、余味、烟气成团性、杂气和评吸总分的直接贡献率最大。在云南宣威，身份适中-至适中，油分有至有+的烟叶内在质量最好。

烟叶的工业可用性最终是通过感官评吸来进行判断的，只有烟叶的感官评吸指标符合一定标准，这种烟叶才具有工业可用性。因此，通过对不同外观质量烟叶进行感官评吸，建立外观特性与感官评吸的相关性数据体系，可以使烟叶分级更科学、更有针对性、更符合工业需求。

3.3 构建包括烟叶外观质量、评吸质量和化学成分在内的综合等级评价体系

当前烟叶分级仅以外观质量作为分级依据，且外观质量中各个指标之间又是独立的，给定级带来很大的难度。而事实上，不仅烟叶各外观质量之间存在显著的相关性，外观质量、内在化学成分、评吸指标间也存在密切的联系。成熟度高的烟叶内在化合物更为合理、比例协调，评吸时往往香气量足、香气质好，余味舒适，杂气少。闫克玉等[8]初步建立了烤烟质量评价指标体系。可见对烟叶的评价不仅限于每一个指标，还需要基于一类烟叶的内外在质量、化学成分、评吸指标等进行综合评价，构建综合评价体系。韩富根等[9]的研究显示，适熟烟叶香气量和浓度明显高于过熟烟叶，劲头、燃烧性及灰分与之相当，欠熟烟叶燃烧性和灰分与过熟烟叶和适熟烟叶相差不大，但刺激性及劲头较大，青杂气重，香气量较低，香气质较差，浓度和余味不足。蔡宪杰等[10]研究指出，烟叶成熟度与灰分、燃烧性、余味、香气量、香气质呈极显著相关性，而杂气、刺激性则与成熟度呈极显著负相关。

目前，工业企业通常采用感官评吸、外觀质量评价、常规化学成分三方面综合评价的方法对烟叶质量进行评价，商业上在烟叶分级中也可以借鉴这一途径，完善烟叶分级体系。

3.4 通过关联度分析和数字化处理量化烟叶分级指标

目前，无论是利用外观质量进行的分级标准，还是利用感官评吸得出的评吸指标，多是定性描述，唯有化学成分是定量描述。因此，可以借助外观质量与化学成分、评吸质量与化学成分之间的联系，通过构建数学模型，实现外观质量和评吸指标的量化，并最终实现分级指标的量化。有人试图将分级指标由传统的文字描述转化为数字描述，即采用标度方法进行评价。感官质量评定尚无统一的标准，通常采用的有9分制、3分制或100分制。

4 烟叶自动检测与分级系统研究

烟叶质量的感官评定主要依赖人的生理和心理条件，即使是一些有经验的专家，有时在对烟叶的外观评价与评吸中也会产生不同意见。而利用计算机采用智能技术进行烟叶感官质量辅助评价是一个重要发展趋势[11]。

近年来，出现了基于图像处理的对烤烟烟叶智能分级的研究方法，并取得了一定成果。但由于不同产地、不同品种、不同部位等级的烟叶，其外观各有不同，从而图片的采集整理、数字化处理量巨大，需要一定时间。此外，按照产地、品种、部位、颜色、等级、年限分类，采用计算机模拟神经网络预测烟叶质量也是当前研究的热门课题，但前提是必须建立烟叶品质数据库，使烟叶感官指标与化学指标之间建立一一对应的关系[12-13]。相信随着烟叶化学成分测定技术不断发展完善，以及神经网络技术的深入研究，必定能够对烟叶的质量进行良好的人工干预，解决烟草行业长期以来只依靠人为判定烟叶质量的难题[14-21]。

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