烤煙切柄初烤及烘烤過程中生理生化變化研究

劉智炫，彭曙光，黎 娟，陳佳亮

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長沙 410128；2.湖南省煙草公司，湖南長沙 410004)

烤煙切柄初烤及烘烤過程中生理生化變化研究

劉智炫1，彭曙光2*，黎 娟1，陳佳亮1

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長沙 410128；2.湖南省煙草公司，湖南長沙 410004)

[目的] 研究烤煙切柄烘烤過程中生理生化的變化規(guī)律以及烤后煙葉的質(zhì)量。 [方法]對煙葉烤前切柄與常規(guī)烘烤過程中的含水量、葉綠素、淀粉和還原糖的變化規(guī)律及烤后質(zhì)量進行比較。[結(jié)果]研究表明，煙葉切柄7 ～8 cm，鮮干比降低0.76～1.37；切柄烘烤模式增加了烘烤時間12～24 h，在干筋期降低了烘烤溫度；含水量表現(xiàn)為前期失水慢、后期失水快的規(guī)律，切柄烘烤比常規(guī)烘烤失水趨勢延遲；葉綠素含量在烘烤開始36 h之前降解最快；淀粉含量在烘烤開始60 h之前基本降解完成；還原糖含量在烘烤過程中隨時間的增加而增加；葉綠素、淀粉和還原糖在不同處理中的變化規(guī)律基本一致；切柄烘烤模式使烤后下部葉和上部葉中的淀粉含量顯著下降1.26%～1.85%。[結(jié)論] 研究可為煙葉烘烤選擇適合的烘烤方式提供參考。

切柄；烘烤；含水量；葉綠素；淀粉

烘烤是決定煙葉最終質(zhì)量和固定體現(xiàn)其品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[1]。隨著以往三段式烘烤模式的推廣[2]，近年來有人推出了“兩拖一低”[3-4]新的烘烤模式，而烘烤過程中生理生化的變化都成為其研究重點。為探索去除煙葉無使用價值葉柄，降低煙葉運輸和復(fù)烤加工成本，增加煙葉使用價值，提高煙葉初烤及打葉復(fù)烤質(zhì)量，筆者進行了烤煙切柄試驗，旨在研究烘烤過程中生理生化的變化規(guī)律以及烤后煙葉的質(zhì)量，以期為煙葉烘烤方式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料試驗于2014年在中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗站進行。試驗品種為云煙87，試驗田選取0.13 hm2營養(yǎng)條件、田間長勢基本均衡的煙田。試驗采用南平市科創(chuàng)機電成套設(shè)備有限公司生產(chǎn)的煙葉智能控制烘烤試驗箱3個。試驗要求采煙、編煙必須在1 d內(nèi)完成。

1.2 試驗設(shè)計試驗設(shè)計2個處理和1個對照(CK)，CK為對照不切柄，按照常規(guī)三段式烘烤；T1和T2烤前切柄，烘烤時各處理分別在42 ℃和54 ℃溫度點延時12 h。T2烘烤開始后的干球和濕球溫度比T1高出2 ℃，之后在每個階段的濕球溫度比T1高出1 ℃。為確保試驗的準(zhǔn)確性，要求每個烤箱裝煙8夾，其中2夾作為取樣，每次取完樣用抹布將所取樣品的位置補上。取樣要求每隔12 h取一次樣，直至烘烤結(jié)束。其中對照和不同處理、不同部位的烘烤工藝見圖1。

1.3 測定項目記錄切柄的長度、切柄重量、煙葉重量；記錄烘烤過程中的溫濕度；統(tǒng)計烤后烤箱的用電量；參照文獻[5]測定煙葉含水量、葉綠素；參照文獻[6]測定總糖、總氮、還原糖、煙堿、氯、淀粉，用火焰光度法測定煙葉中的鉀含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙葉切柄情況由表1可知，下部葉T1的平均切柄長度為7.13 cm，葉柄比例為14.07%，煙葉鮮干比為7.76，T2的平均切柄長度為6.93 cm，葉柄比例為13.07%，煙葉鮮干比為8.24；中部葉T1的平均切柄長度為7.06 cm，葉柄比例為15.85%，煙葉鮮干比為5.35，T2的平均切柄長度為7.14 cm，葉柄比例為16.01%，煙葉鮮干比為5.25；上部葉T1平均切柄長度為7.97 cm，葉柄比例為18.71%，煙葉鮮干比為4.79，T2的平均切柄長度為7.90 cm，葉柄比例為18.41%，煙葉鮮干比為4.92。煙葉切柄與常規(guī)相比明顯降低了鮮干比，降低幅度在0.76～1.37。同一部位隨著切柄長度的增長，葉柄比例隨之增加，鮮干比下降；不同部位的鮮干比大小為下部葉>中部葉>上部葉。

2.2 煙葉切柄烘烤與常規(guī)烘烤工藝曲線的比較從圖1中可以得知，各部位煙葉烘烤過程中干球溫度和濕球溫度總體低于對照，T1和T2的溫濕度變化基本上一致，在烘烤末期有略微的變化。下部葉切柄烘烤時間比對照多了20 h，中部葉比對照多了24 h，上部葉比對照多了12 h。煙葉烘烤變黃期其曲線基本一致；定色期間下部葉和上部葉變化不太明顯，中部葉切柄溫度低于對照；干筋期切柄溫度低于對照溫度，在中部葉體現(xiàn)的尤為明顯，說明煙葉切柄主要差異體現(xiàn)在干筋期。

表1 煙葉切柄情況

部位處理煙葉凈重kg/夾去掉葉柄重量kg/夾每夾去葉柄后重量∥kg/夾回潮后干煙葉凈重∥kg/夾切柄長度cm鮮干比葉柄比例%下部CK6.43--0.72-9.00-T15.130.724.410.577.137.7614.07T24.660.644.020.496.938.2413.70中部CK5.86--0.89-6.62-T15.110.814.300.807.065.3515.85T25.060.814.250.817.145.2516.01上部CK5.55--0.91-6.13-T14.530.853.680.777.974.7918.71T24.360.803.560.727.904.9218.41

2.3 煙葉烘烤耗能情況由表2可以看出，中部葉和下部煙葉風(fēng)機電量使用大小為T2>CK>T1，上部葉風(fēng)機電量使用大小為T2>T1>CK；不同部位間風(fēng)機使用電量大小為上部葉>中部葉>下部葉。下部葉和上部葉加熱器電量使用大小為T1>T2>CK，中部葉加熱器電量使用大小為T1>CK>T2；不同部位間加熱器的電量使用大小為下部葉>中部葉>上部葉。不同部位切柄烘烤的總電量使用大小為下部葉>上部葉>中部葉，不同處理之間的總電量使用大小為T1>T2>CK，這是由于各處理在42 ℃和54 ℃延時了12 h，造成烘烤時間延長，烘烤耗電量增加。

表2 煙葉烘烤耗能情況 (kW·h)/箱

部位處理循環(huán)風(fēng)機電機計量加熱器電工計量總電量下部T115.741.056.7T217.631.449.0CK16.226.642.8中部T115.935.050.9T219.223.342.5CK16.725.642.3上部T119.032.051.0T220.722.743.4CK18.320.238.5

2.4 煙葉烘烤過程中含水量的變化由圖2(a)可知，下部葉含水量的變化主要體現(xiàn)在48 h之后。葉片含水量變化趨勢表現(xiàn)為CK>T2>T1，含水量變化主要體現(xiàn)在48～96 h期間；煙葉含水量變化趨勢表現(xiàn)為CK>T1>T2，含水量變化主要體現(xiàn)在60～108 h期間；主脈含水量的變化明顯，CK主要集中在84～108 h期間，T1和T2主要集中在108～132 h，含水量下降趨勢為CK>T1>T2。

由圖2(b)可知，中部葉的含水量變化主要體現(xiàn)在60 h之后，葉片含水量的下降趨勢為CK>T2>T1，主要集中在60～108 h；煙葉含水量的下降趨勢CK>T1>T2，主要集中在60～108 h；主脈的含水量變化趨勢為CK>T1>T2，主要變化在96～132 h期間。

由圖2(c)可知，上部葉的含水量變化只集中在84 h之后，葉片含水量變化趨勢為T2>T1>CK，主要集中在84～108 h期間；煙葉含水量變化趨勢為CK>T2>T1，主要集中在96～144 h期間；96 h之前主脈的變化基本一致，96 h之后開始迅速下降，T1和T2的變化趨勢基本一致。

2.5 烘烤過程中葉綠素含量的變化由圖3(a)、圖3(b)可知，下部葉和中部葉烘烤過程中各處理葉綠素含量在36 h之前下降的最快，36 h之后葉綠素含量基本上無明顯變化，各個處理之間無明顯差異。由圖3(c)可知，CK在24 h之前葉綠素含量下降最快，T1和T2在36 h小時之前下降了絕大部分，之后葉綠素含量無明顯變化。綜合圖3(a)、圖3(b)以及圖3(c)，可以得知切柄與常規(guī)烘烤對葉綠素的降解沒有太大的差異，各個處理、部位葉綠素含量基本上在36 h之前迅速下降，之后無明顯變化。

2.6 烘烤過程中淀粉含量的變化由圖4(a)可知，下部葉淀粉含量在烘烤過程中呈下降的趨勢，在60 h之前CK下降的最快，之后趨于平緩；T1和T2的變化基本一致，在84 h之前淀粉含量逐漸下降，之后基本無太大的變化。由圖4(b)可知，中部葉的淀粉含量在60 h之前各處理的變化是呈下降的趨勢，各處理間無顯著差異。由圖4(c)可知，上部葉的淀粉含量總體是下降的趨勢，主要的變化集中在48 h之前，CK和T1和T2的淀粉含量變化基本一致。綜合圖4(a)、圖4(b)和圖4(c)，可以得知淀粉含量在烘烤過程中是呈逐漸下降的趨勢，并且基本上在60 h之前淀粉大量降解，之后淀粉含量無明顯變化。

2.7 烘烤過程中還原糖含量的變化由圖5可知，各個部位、各個處理的還原糖含量在烘烤過程中隨著烘烤時間的推移是逐漸上升的。這是由于烘烤過程還原糖的積累是受到了淀粉分解的影響，烘烤中淀粉逐漸減少轉(zhuǎn)化為糖，導(dǎo)致還原糖含量的升高。從圖5中可以看出，烘烤結(jié)束時，還原糖含量大小為中部葉>下部葉>上部葉。

2.8 烤后煙葉化學(xué)成分比較由表3可知，CK、T1和T2烤后化學(xué)成分比較協(xié)調(diào)，不同部位不同處理間差異顯著?？偺呛孔罡邽?2.85%，最低為19.83%；還原糖含量最高為29.87%，最低為17.15%；不同部位的含糖量表現(xiàn)為中部>上部>下部?？偟?、煙堿和鉀含量較為適宜，上部葉煙堿含量顯著高于中部和下部，中部葉氯含量有所偏低。淀粉含量在下部和上部煙葉中差異顯著，下部葉T1和T2的淀粉含量比CK低了1.26個百分點，上部葉T1和T2的淀粉含量比CK分別低了1.85、1.31個百分點，但中部煙葉的淀粉含量差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

切柄試驗切除煙葉葉柄的平均長度為7.36 cm，明顯降低了烘烤過程中干筋期的溫度，這與彭曙光等[7]、鐘劍[8]的研究相同；但切柄試驗在烘烤中增加了所用時間，這與彭曙光等[7]、鐘劍[8]的研究相反，主要原因是在42 ℃和54 ℃各延長了12 h，造成總體時間延長，說明烘烤所用時間與采用烘烤模式有一定關(guān)系。

烘烤過程中含水量的變化趨勢基本上是相似的，前期慢、后期快[9-10]，但由于切柄處理的溫度比常規(guī)的要低，又由于在42 ℃和54 ℃溫度點延時12 h，使這段時間的烘烤溫度穩(wěn)定，導(dǎo)致含水量的下降趨勢比常規(guī)烘烤要慢。

表3 烤后煙葉的化學(xué)成分 %

部位處理總糖還原糖總氮煙堿鉀氯淀粉下部CK22.61de20.76c1.85b1.57b3.09b0.33c3.20cT119.83e17.15d1.84b1.55b3.33a0.35c1.94dT225.09cd23.09c1.87ab1.46b3.21ab0.25cd1.94d中部CK32.85a29.87a1.55d1.35b2.83c0.26cd4.63bT132.53a28.74ab1.66c1.55b2.31de0.13d4.67bT231.28ab28.44ab1.64cd1.45b2.39d0.23cd4.95b上部CK29.17abc27.03ab1.71c1.97a2.20ef0.64b6.87aT127.71bc26.40b1.95a2.11a2.22e0.56b5.02bT231.08ab27.18ab1.71c2.13a2.07f0.83a5.56b

注：表中同列數(shù)據(jù)后帶相同小寫字母者表示在0.05水平差異不顯著。

烘烤過程中煙葉的葉綠素、淀粉和還原糖變化趨勢與前人[8,11]的研究一致，且切柄與常規(guī)之間也沒有很明顯的差異，說明葉綠素、淀粉和還原糖在烘烤過程中的變化比較穩(wěn)定。筆者在烘烤試驗過程中僅測定這3個成分還不夠完善，對于其他指標(biāo)如多酚氧化酶[12]、超氧化物歧化酶[13]等在切柄烘烤中的變化還有待進一步研究。

采用T1和T2烘烤與常規(guī)烘烤相比顯著降低了烤后下部葉和上部葉的淀粉含量，這在一定程度上解決了切柄烘烤造成淀粉含量偏高[7-8]，但淀粉含量在烤后中部葉中無明顯差異，因此對于切柄烘烤改善淀粉降解這一方面還有待進一步加強。

從烤前各部位切柄長度均值上看，煙葉切柄集中在7～8 cm，鮮干比降低0.76～1.37；采用T1和T2處理增加烘烤時間12～24 h，造成烘烤耗電量增加，增加了烘烤成本；切柄能降低烘烤的溫濕度，煙葉切柄溫度變化差異主要體現(xiàn)在干筋期，在中部葉烘烤過程中表現(xiàn)更加明顯。

切柄使煙葉烘烤過程含水量下降總趨勢比常規(guī)烘烤慢，含水量的變化在烘烤中表現(xiàn)為前期失水慢，后期失水快的規(guī)律；含水量的變化主要表現(xiàn)為主脈>煙葉>葉片，說明含水量以主脈含水量為主。

切柄烘烤過程中葉綠素含量、淀粉含量和還原糖含量總趨勢變化與常規(guī)烘烤無明顯差異。葉綠素含量在36 h之前快速下降，之后趨于穩(wěn)定；淀粉含量在烘烤開始60 h之前大量降解，60 h之后變化不明顯；還原糖在烘烤過程中隨時間的推移而逐漸增加。

CK、T1和T2烤后化學(xué)成分比較協(xié)調(diào)，但是采用T1和T2烘烤模式顯著降低了下部葉和上部葉的淀粉含量，降低幅度為1.26～1.85個百分點，但在中部葉中無顯著差異。

[1] 王傳義,張忠鋒,徐秀紅,等.煙葉烘烤特性研究進展[J].中國煙草科學(xué),2009,30(1):38-41.

[2] 延小東.烤煙三段式烘烤關(guān)鍵技術(shù)研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2004,13(4):112-114.

[3] 蔣篤忠,成勍松,袁芳.“兩拖一低”烘烤模式對烤煙中上部煙葉質(zhì)量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2008,24(9):105-108.

[4] 劉山.不同烘烤工藝密集烘烤過程中煙葉主要化學(xué)成分的動態(tài)變化研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[5] 趙會杰,劉華山,董新純.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1998.

[6] 鄧小華,周冀衡,李曉忠,等.湘南煙區(qū)烤煙常規(guī)化學(xué)指標(biāo)的對比分析[J].煙草科技,2006(9):22-26.

[7] 彭曙光,蔣篤忠,汪橋釘,等.烤煙切柄烘烤研究[J].作物研究,2014,28(4):384-387.

[8] 鐘劍.烤煙密集烘烤技術(shù)研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[9] 孟可愛,聶榮邦,肖春生,等.密集烘烤過程中煙葉水分和色素含量的動態(tài)變化[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2006,32(2):144-148.

[10] 宮長榮,王曉劍,馬京民,等.烘烤過程中煙葉的水分動態(tài)與生理變化關(guān)系的研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000(3):229-231.

[11] 王傳義,孫福山,王廷曉,等.不同成熟度煙葉烘烤過程中生理生化變化研究[J].中國煙草科學(xué),2009,30(3):49-53.

[12] 韓富根,韓錦峰,趙銘欽,等.烤煙葉片多酚氧化酶和抗壞血酸氧化酶活性影響因素研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,38(4):432-435.

[13] 趙華武,賀帆,石盼盼,等.密集烘烤過程中不同前處理煙葉生理生化變化研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,17(3):101-106.

Study on Physiological and Biochemical Changes in Cutting Petiole Tobacco Curing and Flue-curing

LIU Zhi-xuan1, PENG Shu-guang2*, LI Juan1et al

(1. Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128; 2. Hunan Tobacco Company, Changsha, Hunan 410004)

[Objective] To study physiological and biochemical variation law in cutting petiole tobacco curing and quality of flue-cured tobacco. [Method] Water content, chlorophyll, starch and reducing sugar changes between tobacco cutting petiole before flue-curing and routine curing and tobacco quality after curing were compared. [Result] The result shows the dry-fresh ratio reduced 0.76-1.37 when the tobacco petiole was cut a length of 7-8 cm before curing, the curing time of curing mode increased 12 to 24 h, curing temperature of stem drying stage decreased; Water content showed up as slow loss early and fast later, water loss trend of cutting petiole curing were postponed compared to routine curing; Chlorophyll were degraded rapidly in the first 36 h; The degradation of starch were basically finished in the first 60 h of curing; reducing sugar content increased over time in this process; Chlorophyll, starch and reducing sugar changes were basically the same in different treatments; Curing mode of cut petiole led to a 1.26%-1.85% reduction of starch in lower leaves and the upper leaves after curing. [Conclusion] The study can provide reference for selecting suitable curing method.

Cut petiole; Curing; Water content; Chlorophyll; Starch

劉智炫(1991-)，男，福建永泰人，碩士研究生，研究方向：煙草原料與加工工程。*通訊作者，高級農(nóng)藝師，碩士，從事煙草種植與栽培研究。

2015-03-24

S 572

A

0517-6611(2015)13-270-04