豫中烟区上部烟叶采收成熟度量化研究

张富生 过伟民 阎海涛 阴广宇 李俊营

（1.河南省烟草公司平顶山市公司，河南 平顶山 467000；2.中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 450001）

0 引言

由于我国不同生态区烟叶品种、土壤和成熟期存在广泛差异，各地鲜烟素质和成熟鲜烟叶的外观特征不尽相同，因而众多学者针对上部烟叶的适宜成熟特征开展了研究。周铭颖等［1］提出，湖南省上部烟叶的适宜成熟度为叶片黄绿至落黄50%、主脉变白等。张树堂［2］认为，云南省上部烟叶适宜采的特征为顶部1～3叶位叶面绿黄至淡黄，叶片落黄60%～80%。刘辉［3］认为，贵州省上部烟叶的适宜成熟特征为叶面80%呈黄绿色，主脉变白2/3以上。杨明坤［4］认为，豫中烟区上部烟叶在叶片落黄85%～95%时采收，烤后烟叶质量较优；而此外，近期众多学者还探索了烟叶成熟度的量化判断方法，如SPAD值［5-8］、图像分析［9］、Lab颜色模型［10-11］等。综合来看，目前以烟叶颜色、落黄程度为基础的主观判断标准相对模糊，不同生态区和同一生态区不同学者的研究结果难以统一，而以SPAD值为主的客观判断标准研究尚处于起步阶段，判断方法和手段需要进一步研究完善。基于此，笔者利用田间试验，研究不同采收成熟度烟叶的颜色值和烘烤后品质指标，以颜色值量化为手段建立了豫中烟区上部烟叶采收成熟度标准，以期为烟叶科学采收提供方法依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计

2020—2021 年，于河南省许昌市襄城县和平顶山市郏县进行试验，供试品种为中烟100。选择地势平坦的连片烟田，在上部4～6片烟叶进入成熟期后，按照《烤烟烘烤技术规程》（GB/T 23219—2008）中的烟叶采收成熟度分类方法，分别定位田间达到尚熟、成熟和完熟的地块，每个成熟度为一个处理，每类成熟度地块处理667 m2，每个处理设3次重复。在各处理烟田随机选择3个典型烟株，逐片测量顶1、顶2和顶3叶位烟叶的颜色值，并由3名专家逐片量化评价烟叶落黄程度（百分比）。完成颜色值测定后，对各处理烟叶采收、编杆、标记后装入标准密集式烤房，按当地常规烘烤工艺正常烘烤。烘烤结束、烟叶回潮后，随机采集各处理代表性烟叶2 kg，评价烟叶外观品质指标后去梗切丝，测定主要化学成分指标并完成单料烟卷制及评吸品质评价。

1.2 分析方法

1.2.1 颜色值测定。采用便携式分光测色仪（X-rite，美国爱色丽公司）测量叶片的颜色值，每片烟叶分别测量叶尖、叶中和叶基部。测量时于烟叶主脉两侧均匀取点，每片烟叶共测量6个点，每个点测量2次后取平均值。测量指标包括明度值L、红度值a和黄度值b。

1.2.2 主要化学成分指标测定。按照《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法》（YC/T 160-2002）、《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法》（YC/T 161-2002）、《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》（YC/T 159-2019）等标准规定方法测定烟叶烟碱、总氮、还原糖、总糖含量。根据《烟草及烟草制品淀粉的测定连续流动法》（YC/T 216-2013），按照高氯酸萃取-碘比色法测定烟叶淀粉含量。蛋白质含量=（总氮-烟碱氮）×蛋白质系数。

1.2.3 外观品质评价。由全国烟草标准化技术委员会烟叶标准标样分技术委员会委员、高级技师、技师组成的烟叶外观鉴定专家组（5人）完成烟叶外观品质指标量化评价，具体方法见表1。

表1 烟叶外观品质指标量化评价方法

1.2.4 评吸品质评价。由河南中烟工业有限责任公司技术中心具备烟草行业感官评吸鉴定资质的人员（7人）完成烟叶评吸品质评价。评价指标包括香气质、香气量、杂气、刺激性、余味，并按照文献［12］方法，以（香气质分值×0.3+香气量分值×0.3+杂气分值×0.08+刺激性分值×0.15+余味分值×0.17）×11.11计算评吸品质综合分值。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2013进行数据统计分析和绘图，采用IBM Statistics SPSS 24.0进行相关、方差分析，采用LSD（最小显著差数法）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同采收成熟度烟叶颜色值和落黄程度

不同成熟度顶1、顶2、顶3叶位烟叶的颜色值见图1。

图1 顶1、顶2、顶3叶位不同采收成熟度烟叶颜色值

由图1可知，随着成熟度提高，顶1至顶3叶位的明度值L和红度值a总体呈上升趋势；黄度值b在叶片基部呈上升趋势，叶片中部和尖部的变化规律不明显。具体来看，顶1叶位烟叶基部、中部的明度值L和红度值a随成熟度提高显著上升：从尚熟至完熟，叶基部的L值分别为53.2、60.2和67.4，叶中部分别为57.9、65.6和70.3；叶基部的红度值a分别为-8.4、-5.4和-0.6，叶中部分别为-7.9、-4.1和-0.6。总体来看，明度值L和红度值a在不同成熟度烟叶之间存在显著差异，顶1叶位烟叶基部和中部明度值和红度值随成熟度提高的梯度上升规律明显。

不同成熟度顶1、顶2、顶3叶位烟叶的落黄程度见图2。由图2可知，随成熟度提高，烟叶落黄程度呈上升趋势，尚熟处理各叶位烟叶的落黄程度在37.7%～51.1%，成熟处理各叶位烟叶的落黄程度在72.0%～80.0%，完熟处理各叶位烟叶的落黄程度在81.1%～92.2%。顶1叶位不同成熟度处理的烟叶落黄程度差异显著，顶2和顶3叶位尚熟处理的烟叶落黄程度显著低于成熟和完熟处理。

图2 顶1、顶2、顶3叶位不同采收成熟度烟叶落黄程度

2.2 烟叶颜色值与落黄程度的相关性

由图3可知，烟叶不同区位颜色值与叶片落黄程度存在相关性。Pearson相关分析表明，主观判断的叶片落黄程度与烟叶中部明度值L的相关性较强（r=0.78，P＜0.01），与叶片基部和尖部的明度值L、叶片中部和尖部的红度值a也呈明显相关性（r=0.63～0.67，P＜0.01），说明叶片中部明度值L与主观判断烟叶落黄程度的一致性较好。

图3 烟叶不同区位颜色值与叶片落黄程度的相关系数

2.3 不同采收成熟度烟叶烤后品质指标

2.3.1 化学成分。由表2可知，不同采收成熟度烤后烟叶的化学成分含量存在差异。其中，尚熟处理烤后烟叶的总氮、蛋白质含量明显较高，还原糖含量明显较低，化学成分协调性较差；成熟和完熟处理烤后烟叶的化学成分差异不明显，完熟处理烤后烟叶的还原糖和总糖含量稍低。

表2 不同采收成熟度烤后烟叶主要化学成分指标 %

2.3.2 感官品质。由表3可知，不同采收成熟度烤后烟叶的外观品质指标分值差异不显著，尚熟处理烤后烟叶的光泽度相对较暗，完熟处理烤后烟叶的成熟度略高。由表4可知，不同采收成熟度处理烤后烟叶的香气质、余味分值和评吸总分差异显著，随着成熟度提高，香气质和余味舒适程度显著改善，评吸总分显著提升。综合两年试验结果，尚熟和成熟处理之间评吸总分的差距在0.8～1.1分，成熟与完熟处理之间评吸总分的差距在0.9～2.5分。

表3 不同采收成熟度烤后烟叶外观品质指标分值 分

表4 不同采收成熟度烤后烟叶评吸品质指标分值 分

3 讨论与结论

随着采收成熟度提高，豫中烟区顶1、顶2、顶3叶位烟叶的明度值L和红度值a呈上升趋势，黄度值b在叶片不同区位的变化规律不一致。此研究中上部烟叶明度值L和红度值a的变化规律与刘伟等［10］在滇东烟区、高宪辉等［11］在川西南烟区的研究结果一致，说明明度值L和红度值a在不同成熟度烟叶间的差异规律在不同类型烟区间较稳定；而黄度值b的变化规律不一致，这与不同烟区生态环境、品种差异造成的不同成熟度鲜烟叶外观差异有关，此次研究进一步发现，与顶2和顶3叶位相比，顶1叶位的颜色值（明度值L、红度值a）随成熟度提高的梯度上升规律相对明显，叶片基部和中部区位的表现相对稳定。

上部不同叶位叶片的落黄程度随成熟度提高呈上升趋势，尚熟、成熟和完熟烟叶的落黄程度分别在37.7%～51.1%、72.0%～80.0%和81.1%～92.2%，即落黄40%～50%、70%～80%和80%～90%，这分别与前人研究的湖南省［1］、云南省［2］和豫中烟区［4］上部烟叶适宜采收的落黄程度相当。此研究进一步发现，不同成熟度处理顶1叶位的叶片落黄程度存在显著差异，而顶2和顶3叶位的叶片落黄程度在成熟和完熟处理间差异不显著，说明顶1叶位的叶片落黄程度能较好体现不同成熟度处理差异。进一步分析烟叶落黄程度与叶片颜色值的关系，发现叶片中部明度值L与烟叶落黄程度呈强相关（r=0.78，P＜0.01），说明叶片中部区位的明度值L与主观判断烟叶落黄程度的一致性较好。综合不同成熟度处理烟叶颜色值的变化、烟叶颜色值与叶片落黄程度的关系，顶1叶位叶片中部或基部的明度值L可作为上部烟叶采收成熟度的量化判断指标。

连续两年进行不同采收成熟度烤后烟叶的品质分析发现，尚熟烟叶烤后化学成分呈“高氮（蛋）低糖”特点，化学成分协调性较差，评吸品质中的香气质明显较差，余味欠舒适；成熟和完熟处理烟叶烤后化学成分协调性差异不大，完熟烟叶烤后的评吸品质相对较好。

综合烟叶颜色量化分析和烤后烟叶品质评价结果，豫中烟区上部烟叶落黄程度在80%～90%（主观判断）、顶1叶位烟叶中部的明度值L在70.3±3.0或基部明度值L在67.4±3.0（客观判断）时，烤后烟叶的化学成分相对协调，评吸品质较好。