色差儀在煙葉顏色檢測中的實際應(yīng)用
煙葉分級是工商交接的重要環(huán)節(jié)。我國現(xiàn)行烤煙國標(biāo)規(guī)定,烤煙分級是先分組、再分級。煙葉顏色是指同一型煙葉經(jīng)調(diào)制后煙葉的相關(guān)色彩、色澤飽和度和色值的狀態(tài),既是重要的分組因素,又是分級因素“色度"的重要組成部分,對顏色的鑒定直接關(guān)系到分級的合理性。長期以來,國內(nèi)外對煙葉顏色的鑒定多依靠感官目視進行定性評價,由于每個人對顏色的辨識度不盡相同,加之受到環(huán)境、光線的影響,這些評價方式在客觀性和科學(xué)性上存在一定缺陷。我國實行42級國家烤煙分級標(biāo)準(zhǔn)中,對煙葉的顏色和特征描述都沒有定量標(biāo)準(zhǔn),這也大大影響了煙葉品質(zhì)分級的效率。
目前,煙葉顏色的儀器測定有新的突破,運用色差儀對煙葉顏色進行測量。色差儀是利用具有特定光譜靈敏度的光電積分元件,運用通用的CIELAB色度空間,直接測量物體表面色度學(xué)指標(biāo)的儀器,對于需要物體顏色品質(zhì)管控的行業(yè)來說,具有測量速度快、精度高的優(yōu)點。目前,色差儀已經(jīng)廣泛應(yīng)用于肉類、面粉、水果及茶葉等領(lǐng)域顏色的檢測。將色差儀應(yīng)用于煙葉顏色檢測是一種新的嘗試。為此,通過對標(biāo)準(zhǔn)分級煙葉的測量,運用通用的CIELAB顏色空間,探討色差儀在煙葉分級中顏色檢測的具體應(yīng)用。從而促使煙葉分級由傳統(tǒng)的依靠人工向借助儀器、由定性向定量由經(jīng)驗化向理論化發(fā)展。
依據(jù)GB2635-1992烤煙分級制定的標(biāo)準(zhǔn)樣品,選取上部檸檬黃(BL)、上部橘黃(BF)、上部紅棕(BR)的煙葉作為研究對象,即上部檸檬黃4個等級B1L、B2L、B3L、B4L,上部橘黃4個等級B1L、B2L、B3L、B4L,上部紅棕3個等級B1L、B2L、B3L,共11個等級(如表1)。注意:測定時往往受到煙葉表面狀態(tài)和所取位置等因素的影響。因此,在檢測前先要對煙葉樣品進行篩選,要求每片煙葉完整,同時,選取的測量點要有代表性。
表一 上不煙葉不同等級劃分
顏色檢測儀器采用CS-220色差儀,由杭州彩譜科技有限公司生產(chǎn)。CS-220色差儀大容量數(shù)據(jù)存儲; 多模式色值顯示;PC 軟件,電腦數(shù)據(jù)管理;USB、藍牙數(shù)據(jù)連接和輸出;提供準(zhǔn)確測試時間設(shè)置;能通過手動設(shè)置建立標(biāo)樣的 L*a*b*值。
CS-220色差儀
在每個等級樣品中,選取具有代表性的煙葉20張,放于恒溫恒濕箱中,設(shè)定環(huán)境相對濕度65%、溫度(22±2)℃,平衡時間不少于24h;利用 CS-220色差儀,選擇測色大口徑8mm,在8/d(8°照明/漫射受光)和SCE(排除鏡面反射光)條件下,先對儀器進行黑白版校正,然后在每張煙葉的葉尖、葉中和葉基處分別取點進行測定;測量時,將煙葉平放在實驗臺上,正面朝上使其自然展平,取點時,在平分主脈3等分處兩側(cè)對應(yīng)的位置(主脈與葉緣的中間點,盡量避開病斑)均勻各選擇3個點,每張煙葉6個點進行測定。 測定的色度學(xué)指標(biāo)主要包括L*值(明度值)、a*值(紅綠色度值,正值代表紅色度,負值代表綠色度)、b*值(黃藍色度值,正值代表黃色度,負值代表藍色度)、C*值(飽和度)、h*值(色調(diào)角)和ΔE值(總色差值)。以下為測量結(jié)果(如表2)
表2 上部煙葉不同顏色的測量值
表3 各項顏色的色差以及總色差
由表3可見,顏色主組之間的 ΔL*、Δa*、Δb*和總色差ΔE均大于1。1976LAB采用NBS色差單位,根據(jù)NBS單位與顏色差別感覺程度對照表(表4)可見,顏色主組之間的色差都在人眼可識別的范圍內(nèi)。這說明色差儀在辨別分級因素顏色時,符合分級標(biāo)準(zhǔn)。
表4 NBS單位與顏色差別感覺程度對照表
在煙葉國標(biāo)中對品質(zhì)因數(shù)色度規(guī)定了3個方面的含義,即煙葉顏色的均勻度、飽和程度和光澤強度。均勻度是指煙葉表面顏色均勻一致的狀態(tài);飽和程度是指顏色的濃淡狀態(tài);光澤強度是指視覺對顏色鮮艷的反映強弱狀態(tài)。而對色差儀在區(qū)別分組因素顏色和分級品質(zhì)因素色度上的作用進行測量后,結(jié)果表明,煙葉顏色色度學(xué)指標(biāo)和煙葉中的顯色物質(zhì)具有一定的相關(guān)性,可以用來定量表征煙葉的顏色。
表5 上部檸檬黃不同等級的煙葉顏色特征值
對應(yīng)于顏色空間的指標(biāo)中,用c*來表示同一色調(diào)內(nèi)煙葉顏色的飽滿狀態(tài),用a*、b*值的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的均勻程度,L*可以很好表征不同顏色主組之間的色澤變化。運用飽和度c*和色值指標(biāo)的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的飽和度,結(jié)果表明,高等級煙葉的c和色值指標(biāo)的變異系數(shù)均小于低等級煙葉。 由表5可見,c*值逐漸減小,且每個等級的范圍都是不重合的,色差在可見的范圍內(nèi),這和煙葉分級中規(guī)定,高等級煙葉比低等級煙葉的飽和度更高的分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)是一致的;a*、b*能夠表征不同顏色主組之間色值的變化,同時h*值的變化也可以驗證色值的變化。隨著等級的降低,a*、b*值的變異系數(shù)逐漸增大,這說明高等級煙葉表面顏色均勻度高于低等級煙葉。通過色差儀定量表征煙葉的顏色和人工感官評價煙葉顏色的結(jié)果基本是一致的,而且克服了環(huán)境、主觀因素的影響,更具客觀性。綜合以上研究表明,運用色差儀表征煙葉的顏色和色度是可行的。
煙葉分級是對煙葉質(zhì)量的綜合評價,色度分級指標(biāo)進行量化,可以綜合運用感官評價和色差儀相結(jié)合的方法,彌補人工感*法的缺陷,使煙葉分級更加準(zhǔn)確及便捷。使煙葉外觀質(zhì)量的評定逐步實現(xiàn)量化和規(guī)范化。