色差儀在煙葉顏色檢測中的實際應用
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性上存在一定缺陷。我國實行42級國家烤煙分級標準中,對煙葉的顏色和特征描述都沒有定量標準,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指標的儀器,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)廣泛應用于肉類、面粉、水果及茶葉等領域顏色的檢測。將色差儀應用于煙葉顏色檢測是一種新的嘗試。為此,通過對標準分級煙葉的測量,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烤煙分級制定的標準樣品,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;提供準確測試時間設置;能通過手動設置建立標樣的 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等分處兩側對應的位置(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。 測定的色度學指標主要包括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,符合分級標準。
表4 NBS單位與顏色差別感覺程度對照表
在煙葉國標中對品質(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,結果表明,煙葉顏色色度學指標和煙葉中的顯色物質(zhì)具有一定的相關性,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
對應于顏色空間的指標中,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*和色值指標的變異系數(shù)來表示煙葉顏色的飽和度,結果表明,高等級煙葉的c和色值指標的變異系數(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準(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,色度分級指標進行量化,可以綜合運用感官評價和色差儀相結合的方法,彌補人工感*法的缺陷,使煙葉分級更加準確及便捷。使煙葉外觀質(zhì)量的評定逐步實現(xiàn)量化和規(guī)范化。