烤烟颜色特征值对质体色素的影响

靳双珍+李雁斌+杨玉坤+王德勋+户艳霞+范志勇+苏家恩

摘要：为了研究烤烟颜色特征值对质体色素含量的影响，采集大量烤烟样品，测定其颜色特征值与质体色素含量，继而运用因子分析法对烤烟的颜色特征值进行代表因子提取，并依据因子分析结果对烤烟质体色素进行典型相关分析。结果表明：从10个颜色参数中提取出L*（正面） 、b*（正面） 、h*（正面）、 L*（背面） 、a*（背面） 及C*（背面） 共6个颜色参数作为代表性因子。相关分析显示，烤烟的颜色特征值与各质体色素含量有较高的相关性。典型相关分析显示，烤烟颜色特征值中背面a*值与背面C*值对烤烟中叶绿素a与叶绿素b影响较大，在一定范围内随背面a*值升高，叶绿素a与叶绿素b含量降低；随着背面C*值增加，叶绿素a与叶绿素b含量增加；烤烟颜色特征值中正面L*值和正面b*值对烤烟中β胡萝卜素及叶黄素影响较大，在一定范围内随正面L*值和正面b*值升高，β胡萝卜素含量降低，叶黄素含量增加。综之，烤烟颜色特征值对质体色素含量的变化有较大影响，生产中可以利用烤烟颜色特征值对质体色素的高低进行初步判断。

关键词：烤烟；颜色特征值；质体色素；因子分析；典型相关分析

中图分类号：S572文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）12-0020-05

Abstract To study the effects of tobacco color characteristic value on the content of plastid pigment， we collected lots of tobacco samples to determine their color feature and plastid pigment values. The representative factors were extracted based on the tobacco color eigenvalues using the factor analysis method， and their correlations with plastid pigment were studied by canonical correlation analysis. Six color parameters including L* （obverse）， b* （obverse）， h* （obverse）， L* （reverse）， a* （reverse） and C*（reverse） were selected from 10 parameters as representative factors. The correlation analysis showed that the characteristic value of tobacco had higher correlation with the content of plastid pigment. The canonical correlation analysis indicated that a* and C* values of reverse side had higher influences on the content of chlorophyll a and b， and they decreased with the increase of reverse a* value in a certain range， while increased with the increase of C* value. The beta carrot content reduced and the lutein increased with the increase of obverse L* and b* in a certain range. In conclusion， the color characteristic value of flue-cured tobacco had great influences on the change of plastid pigment content， so the color characteristic value could be used to make a preliminary judgement on the level of plastid pigment in production.

Keywords Flue-cured tobacco； Color characteristic value； Plastid pigment； Factor analysis； Canonical correlation analysis

烤煙质体色素的组成和含量往往随着烟草品种、大田生长环境、栽培技术及调制加工方法的不同而存在差异[1-5]，而且烤烟质体色素含量不仅直接影响烟叶外观质量，且降解后形成的致香物质还影响烟叶内在品质[6-8]。因此增加质体色素的含量对烟叶质量的提高有着重要作用。近年来国内外学者为提高烟叶质量而围绕质体色素开展的研究较多[7-9]。高琴等[10]研究表明随着施氮量的增加，烟叶质体色素含量及其碳氮代谢关键酶活性升高；刘洪华等[11]研究表明，50%无机肥+50%芝麻饼肥能够显著影响烤烟质体色素及其降解产物的含量；王洪云等[12]研究表明随着陈化时间的延长，青筋黄片上部烟叶的质体色素含量与中部烟叶的β胡萝卜素含量趋近于正常烟叶，烤烟的感官质量得到稳步提升；裴晓东等[13]研究表明温度对类胡萝卜素降解转化影响最大，烤房内的相对湿度对叶绿素a与叶绿素b含量的影响最大。而烤烟的颜色是烟叶成熟采收、烘烤调制、分级加工的重要判断依据[14-19]，但关于烤烟颜色体系对质体色素影响的研究鲜见报道。因此笔者利用烤烟的颜色特征值系统对质体色素系统的影响进行综合研究，以期能够为优化烟叶质体色素含量以及烤烟精益生产的实现提供一定的理论依据。endprint

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2016年在云南省大理州烟草公司进行。供试烤烟品种为红花大金元。样品选自大理市、祥云县、宾川县、弥渡县、永平县、云龙县、洱源县、剑川县、鹤庆县、漾濞县、南涧县、巍山县共12个植烟县市的248个烟叶样品。

1.2 测定方法

对各个样品随机选取20片烟叶采用 WSC-3 型全自动测色色差计（北京光学仪器厂）测其正、背面颜色L*（明度）、a*（红度）、b*（黄度）、C*（饱和度）及h*（色相角）共计10个参数的值。采用高效液相色谱法测定样品中β胡萝卜素、新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a以及叶绿素b共6种质体色素的含量。

1.3 数据处理

数据采用Microsost Excel 2010与Mathmatica 10进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 烤烟颜色特征值与质体色素的描述性统计

由表1可知，烟叶颜色特征值的各指标变异系数保持在2.75%～7.96%范围内，其中烤烟正面C*（饱和度）的变异系数最大，为7.96%；偏度系数与峰度系数表明烤烟正、背两面的b*（黄度）与h*（色相角）、正面的 C*以及背面L*（明度）的数值类型为左偏型尖峭峰，而正背两面的a*（红度）与背面的C*为左偏型平阔峰，正面L*为右偏型平阔峰；但各个指标的偏度系数与峰度系数值较小，均在正态分布可接受范围内；可知烤烟的颜色特征值服从正态分布。

烤烟质体色素中各成分的变异系数均保持较低水平，其中新黄质与紫黄质的变异系数稍高，为6.52%与6.32%，而β胡萝卜素的变异系数最小，为1.10%，其它三种色素的变异系数居中。6种质体色素的峰度系数均为负值，表明质体色素的数值表现为平阔峰，数据比较离散；而β胡萝卜素、紫黄质以及叶绿素a的偏度系数为正值表明它们的数值类型为左偏型，而叶黄素、新黄质以及叶绿素b则为右偏型。综合来看各样品颜色特征值与质体色素的变异系数、峰度系数与偏度系数的数值均保持在较低水平，可知样品数据的稳定性较好，服从正态分布，具有较好的统计学意义。

2.2 烤烟颜色特征值的因子分析

为了方便对烤烟颜色特征值与烟叶质量的关系进行研究，利用因子分析法筛选出烤烟颜色特征的代表性影响因子。由表2可知，经过因子分析共选出6个主因子，且6个主因子的累计贡献率达到91.8%。其中因子 1主要反映烤煙背面a*的变化；因子2主要反映烤烟背面C*的变化；因子 3主要反映正面b*的变化；因子4主要反映正面h*的变化；因子5主要反映正面L*的变化；因子6主要反映背面L*的变化。

2.3 烤烟颜色特征值与质体色素的相关分析

2.3.1 简单相关分析 由表3可以看出，除背面L*与β胡萝卜素、正面h*与β胡萝卜素、正面h*与紫黄质的相关性未达到显著水平外，其它各颜色特征值均与6个质体色素表现为显著或极显著相关关系，表明烤烟的颜色特征值对色素含量有较大影响。

2.3.2 典型相关分析 仅对烤烟颜色特征值与质体色素进行简单相关分析，只能反映单个指标之间的相关关系，难以客观反映烤烟颜色特征值与质体色素两组变量整体间的综合内在联系，而典型相关分析则能够揭示出两组变量之间的内在联系。现对两组变量初值化的数据进行典型相关分析。由表4可知，第1组典型相关系数与第2组典型相关系数均达到了P﹤0.05显著水平，相关系数分别为0.611与0.586。

第1组典型变量为：

U1=-0.124X1+ 0.155X2-0.296X3+1.847X4-0.303X5+0.572X6；

V1=-0.243Y1-0.341Y2-0.344Y3 +1.432Y4-0.731Y5+0.187Y6。

在典型相关变量1中，由U1与原始数据X的相关系数可以看出，U1与背面a*值有较大的正相关，相关系数为0.931，与背面C*有较大的负相关，相关系数为-0.936，因此U1为主要描述烤烟背面a*（X5）与背面C*（X6）变化的综合指标。同样，由V1与Y的相关系数可知，V1与背面叶绿素a（Y5）、叶绿素b（Y6）均有较大的负相关，相关系数分别为-0.894、-0.939，因此V1可以理解为主要描述烤烟质体色素中叶绿素a与叶绿素b的综合指标。U1和V1呈显著相关，说明烤烟颜色特征值中背面a*值与背面C*值对烤烟中叶绿素a与叶绿素b影响较大，具体表现为在一定范围内随背面a*的升高，叶绿素a与叶绿素b的含量降低，随着背面C*值增加，叶绿素a与叶绿素b的含量增加。

第2组典型相关变量为：

U2=-0.621X1+0.358X2-1.273X3-0.169X4+1.036X5-0.252X6；

V2=0.514Y1+2.835Y2+ 1.469Y3-0.772Y4-1.259Y5+0.256Y6。

在典型相关变量2中，由U2与原始数据X的相关系数可以看出，U2与正面L*（X1）和正面b*（X2）均有较大的负相关，相关系数分别为-0.926与-0.954，因此U2为主要描述烤烟正面L*（X1）和正面b*（X2）变化的综合指标。同样，由V2与Y的相关系数可知，V2与β胡萝卜素（Y1）以及叶黄素（Y4）均有较大的相关性，相关系数分别为0.921、-0.933，因此V2可以理解为主要描述烤烟质体色素中β胡萝卜素（Y1）以及叶黄素（Y4）的综合指标。U2和V2呈显著相关，说明烤烟颜色特征值中正面L*值和正面b*值对烤烟中β胡萝卜素以及叶黄素影响较大，具体表现为在一定范围内随正面L*值和正面b*值的升高，β胡萝卜素含量降低，而叶黄素含量增加。

3 讨论与结论

烟叶的外观颜色是烤烟生产中的重要判断标准。贺帆等[20]依据烘烤过程中烟叶颜色的变化，模拟出了烤烟化学成分的变化，而多酚含量的高低直接影响着烤烟香气质与香气量的高低。本研究表明样本颜色特征值的各指标均保持在一定范围内，这和景延秋等[21]的研究有相似之处。描述统计表明质体色素的变异系数保持在1.10%～6.52%范围内，且数据类型为离散型数据，服从正态分布。叶绿素a、叶绿素b以及β胡萝卜素的含量高于史宏志等[22]的研究结果，但叶黄素、紫黄质与新黄质的含量低于其研究结果，可能是由于产区差异所致。endprint

经过因子分析可知，烟叶正面与背面的10个颜色特征值参量中，可以提取的L*（正面）、b*（正面）、h*（正面）、L*（背面）、a*（背面）以及C*（背面）共6个颜色参数与各因子的相关系数均达到0.896以上，因此以这6项指标作为烤烟样品的主因子代表。

相关分析表明，烤烟的颜色特征值与质体色素含量有较大的相关性，这与梁太波等[23]以及过伟民等[24]的研究结果有一致之处。典型相关分析表明，烤烟颜色特征值中背面a*值与背面C*值对烤烟中叶绿素a与叶绿素b影响较大，具体表现为在一定范围内随背面a*值的升高，叶绿素a与叶绿素b含量降低；随着背面C*值的增加，叶绿素a与叶绿素b含量增加。烤烟颜色特征值中正面L*值和正面b*值对烤烟中β胡萝卜素及叶黄素影响较大，具体表现为在一定范围内随正面L*值和正面b*值的升高，β胡萝卜素含量降低，而叶黄素含量增加。

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