[发明专利]一种基于表面微观结构特征差异对烟叶进行分切的方法

说明书

本发明提供一种基于表面微观结构特征差异对烟叶进行分切的方法，将烟叶去除叶柄后沿纵向平均分切区位，并在每个区位上采集多个细胞形状和间隙清晰的视野，对每个视野中的表面微观结构特征指标进行量化，并得到每个区位的表面微观结构特征指标的标准化处理结果，利用Fisher最优分割法，计算获得烟叶不同区位间的差异程度，计算得到最小目标函数，并绘制不同分类数最小目标函数值的变化曲线，并根据曲线的拐点确定最优分切段数。最后利用整体感官品质检验分割法对烟叶进行分切的合理性，为烟叶分切后的差异化打叶复烤加工与科学利用提供了参考。

技术领域

本发明属于烟叶分切技术领域，特别是指一种基于表面微观结构特征差异对烟叶进行分切的方法。

背景技术

微观结构是指物质、生物细胞在显微镜下的结构，涉及到化学、生物学、物理学等诸多领域。植物器官表皮提供的微观结构特征，可用于植物系统发育和品质形成的相关研究。烤烟分级国标对叶片结构的定义为细胞排列的疏密程度，对身份的定义为烟叶厚度、细胞密度或单位面积的质量。

现有技术认为成熟度好的烟叶叶片细胞呈疏开状。研究结果表明，烤烟表面微观形态特征指标(细胞面积、周长、形状、密度和气孔密度等)与其叶片结构、身份、色度、油分等外观品质、物理指标存在较强的相关性，在量化评价叶片结构、成熟度等方面具有较好的应用前景。可见，以细胞形态特征为代表的烟叶表面微观结构与外观品质指标密切相关。

此外，有关烟叶微观形态特征的研究还包括不同土壤环境、水分条件、品种、部位烟叶显微/超显微结构的比较，利用不同成熟度鲜烟叶的微观结构特征、烘烤过程中微观结构的变化确定采收成熟度等，但对于同一初烤烟叶叶片不同区位的表面微观结构特征研究尚未见报道。

由于烟叶叶片不同区位的生理特性存在一定差异，以及在生长过程中叶片与茎秆夹角的存在，使同一叶片的不同区位所受的光照条件等生态因子不同，致使同一叶片的不同区位内含物质代谢、转化和积累的程度不同，因而导致同一叶片不同区位的化学成分含量和物理耐加工性存在较大差异，而烟叶不同区位的表面微观结构特征是否也存在一定的差异性有待进一步研究。

为此，以SEM图像的PHOTOSHOP软件量化处理为手段，分析了云烟87C3F初烤烟叶不同区位表面微观结构特征指标(细胞面积、周长、形状参数、细胞密度、气孔密度等)的变化趋势，并基于微观结构指标的标准化值利用Fisher最优分割法对烟叶进行分割，最后利用感官品质三点法检验验证表面微观结构特征结合Fisher最优分割法对烟叶进行分切的合理性，为表面微观结构在烟叶分切中的应用提供参考，也为烟叶分切后的差异化打叶复烤加工与科学利用提供参考依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于表面微观结构特征差异对烟叶进行分切的方法，以利用初烤烟叶不同区位表面微观结构特征指标的变化趋势，为烟叶分切后的差异化打叶复烤加工与科学利用提供参考依据。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于表面微观结构特征差异对烟叶进行分切的方法，包括以下步骤：

S1、将烟叶去除叶柄后，沿纵向平均分成N个区位，其中N为大于1的自然数；

S2、利用电子显微镜观测，并在每个区位上采集M个细胞形状和间隙清晰的视野，其中M为大于1的自然数；

S3、利用PHOTOSHOP 16.0软件对每个视野中的表面微观结构特征指标进行量化，并得到每个区位的表面微观结构特征指标的平均量化结果；

S4、利用R语言统计软件中的scale函数对步骤S3中的平均量化结果进行标准化处理，得到不同区位的表面微观结构特征的标准化处理结果；