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摘要：质体色素的降解变化是烟叶香气物质形成的基础之一。为解决烟叶烘烤调制过程中质体色素无法快速准确测定的问题，基于近红外光谱技术（NIRS）的优势，利用竞争自适应重加权釆样法（CARS）进行光谱特征波长选择，并结合偏最小二乘法（PLS）构建了烟叶烘烤过程叶绿素和类胡萝卜素含量的动态变化模型。结果表明，CARS-PLS模型能获得较全谱偏最小二乘（PLS）、连续投影偏最小二乘（SPA-PLS）、遗传算法偏最小二乘（GA-PLS）及蒙托卡洛无信息变量删除偏最小二乘（MC-UVE-PLS）更好的模型性能，其烟叶叶绿素和类胡萝卜素模型预测相关系数分别为0.924、0.908，预测均方根误差分别为0.789、0.321 μg/cm2，模型能满足实时定量分析的需要。因此，采用NIRS技术结合CARS-PLS能快速准确测定烘烤过程烟叶质体色素的变化，可为烟叶密集烘烤调控提供参考依据。
关键词：烟叶烘烤;近红外光谱;竞争自适应重加权釆样偏最小二乘法;叶绿素;类胡萝卜素
中图分类号： TS44 1 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2021）16-0184-05
烟叶中的质体色素可显著影响烟叶品质及其可用性，它不仅决定烤后烟叶的色泽，其降解产物也与烟叶的香气量、香气质密切相关[1]。成熟新鲜烟叶中质体色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素[2]。叶绿素主要由叶绿素a和叶绿素b组成，它们在烟草成熟和烘烤过程中不断降解和转化，直至消失。作为烤后烟叶中的不利成分，叶绿素会使烟叶带有青杂气，是烤烟分级采购中需要严格控制的指标。若烟叶的叶绿素在烘烤过程中没有完全降解即被烤干，会严重影响烤后烟叶质量[3]。烟叶中类胡萝卜素主要包括胡萝卜素和叶黄素，类胡萝卜素的含量與烟叶质量呈正相关。首先，类胡萝卜素是烤后烟叶呈现黄色品质的物质基础[4];其次，类胡萝卜素是烟叶许多关键香气成分的前体物质[5]。如果烟叶中的类胡萝卜素含量不足或烘烤过程降解转化不充分，会导致烤后烟叶的香气质量不佳、刺激性大。
探究烘烤过程中烟叶质体色素的动态变化规律，有利于根据当地烟叶生产特点和烟叶风格，及时采取恰当的烘烤技术与工艺，在一定程度上控制和改善烟叶质量。但目前的研究主要集中在不同成熟度[6]、品种[7]、装烟方式[8]、烘烤工艺[9-11]等对质体色素降解变化的影响，对质体色素在烘烤过程中的实时监测报道尚少。付秋娟等采用近红外光谱技术构建了鲜烟叶中叶绿素和类胡萝卜素的分析模型，实现对烟叶中二者含量的快速预测[12];宾俊等利用近红外光谱技术建立了烘烤过程烟叶化学成分的定量模型，可实时监测烘烤过程烟叶水分和淀粉含量的变化[13]。鉴于此，本研究拟借助绿色、无损、快速的近红外光谱（NIR）技术建立烘烤过程中烟叶质体色素的实时预测数学模型，及时、准确地了解烟叶质体色素在烘烤过程中的动态变化规律，为研究烟叶内部香味物质转化、优化烘烤工艺等提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用烤烟品种为云烟87。在烘烤技术员指导下对烤前烟叶进行初步筛选，挑选大小、形状、成熟度较一致的中部完整无病虫害烟叶进行烘烤试验。
1.2 试验设计
试验于2019年7—8月在贵州省安顺市平坝烘烤工场进行。第1次取样为烘烤点火前，点火后每隔8 h取样1次，共取样20次（7 d），每次取样时快速打开烤房门，从中层靠近门口的第11竿烟（初筛烟叶挂竿处）开始往烤房内取样，每次取50张烟叶，并记录每次取样时的烘烤总耗时。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 近红外光谱的采集 选用小型的i-Spec光纤探头式便携近红外光谱仪（美国B
关键词：烟叶烘烤;近红外光谱;竞争自适应重加权釆样偏最小二乘法;叶绿素;类胡萝卜素
中图分类号： TS44 1 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2021）16-0184-05
烟叶中的质体色素可显著影响烟叶品质及其可用性，它不仅决定烤后烟叶的色泽，其降解产物也与烟叶的香气量、香气质密切相关[1]。成熟新鲜烟叶中质体色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素[2]。叶绿素主要由叶绿素a和叶绿素b组成，它们在烟草成熟和烘烤过程中不断降解和转化，直至消失。作为烤后烟叶中的不利成分，叶绿素会使烟叶带有青杂气，是烤烟分级采购中需要严格控制的指标。若烟叶的叶绿素在烘烤过程中没有完全降解即被烤干，会严重影响烤后烟叶质量[3]。烟叶中类胡萝卜素主要包括胡萝卜素和叶黄素，类胡萝卜素的含量與烟叶质量呈正相关。首先，类胡萝卜素是烤后烟叶呈现黄色品质的物质基础[4];其次，类胡萝卜素是烟叶许多关键香气成分的前体物质[5]。如果烟叶中的类胡萝卜素含量不足或烘烤过程降解转化不充分，会导致烤后烟叶的香气质量不佳、刺激性大。
探究烘烤过程中烟叶质体色素的动态变化规律，有利于根据当地烟叶生产特点和烟叶风格，及时采取恰当的烘烤技术与工艺，在一定程度上控制和改善烟叶质量。但目前的研究主要集中在不同成熟度[6]、品种[7]、装烟方式[8]、烘烤工艺[9-11]等对质体色素降解变化的影响，对质体色素在烘烤过程中的实时监测报道尚少。付秋娟等采用近红外光谱技术构建了鲜烟叶中叶绿素和类胡萝卜素的分析模型，实现对烟叶中二者含量的快速预测[12];宾俊等利用近红外光谱技术建立了烘烤过程烟叶化学成分的定量模型，可实时监测烘烤过程烟叶水分和淀粉含量的变化[13]。鉴于此，本研究拟借助绿色、无损、快速的近红外光谱（NIR）技术建立烘烤过程中烟叶质体色素的实时预测数学模型，及时、准确地了解烟叶质体色素在烘烤过程中的动态变化规律，为研究烟叶内部香味物质转化、优化烘烤工艺等提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用烤烟品种为云烟87。在烘烤技术员指导下对烤前烟叶进行初步筛选，挑选大小、形状、成熟度较一致的中部完整无病虫害烟叶进行烘烤试验。
1.2 试验设计
试验于2019年7—8月在贵州省安顺市平坝烘烤工场进行。第1次取样为烘烤点火前，点火后每隔8 h取样1次，共取样20次（7 d），每次取样时快速打开烤房门，从中层靠近门口的第11竿烟（初筛烟叶挂竿处）开始往烤房内取样，每次取50张烟叶，并记录每次取样时的烘烤总耗时。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 近红外光谱的采集 选用小型的i-Spec光纤探头式便携近红外光谱仪（美国B