湖南煙區(qū)烤煙散葉煙箱烘烤過程中的生理生化研究

裴曉東，路曉崇，唐付林，周 炎，黃帥斌，李 帆(.湖南省煙草公司長沙市公司,湖南 長沙 40007； .河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院,河南 鄭州 45000)

湖南煙區(qū)烤煙散葉煙箱烘烤過程中的生理生化研究

裴曉東1，路曉崇2*，唐付林2，周 炎2，黃帥斌2，李 帆1
(1.湖南省煙草公司長沙市公司,湖南 長沙 410007； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院,河南 鄭州 450002)

為了解散葉煙箱烘烤的效果，降低煙葉烘烤成本，對比分析了煙夾和散葉煙箱2種裝煙方式烘烤過程中煙葉水分含量、色素含量、酶活性的變化以及烤后煙葉質(zhì)量。結(jié)果表明：散葉煙箱烘烤過程中煙葉的失水速率低于煙夾烘烤，而葉綠素降解則快于煙夾烘烤；2種裝煙方式烘烤過程中煙葉類胡蘿卜素含量呈現(xiàn)先增后減再增的趨勢，但散葉煙箱烘烤的降解幅度小于煙夾烘烤；散葉煙箱烘烤煙葉PPO活性在42 ℃結(jié)束高于煙夾烘烤，其余溫度點均低于煙夾烘烤，而淀粉酶、SOD與POD活性48 ℃結(jié)束之后高于煙夾烘烤；散葉煙箱烘烤烤后煙葉組織致密，油分略顯不足，色度較弱。在煙葉烘烤過程中需依據(jù)煙葉酶活性變化來調(diào)整布局方式，以提高散葉煙箱烘烤質(zhì)量。

烤煙； 散葉煙箱； 生理生化； 烘烤效果

密集烘烤以其裝煙量大、勞動用工少、烘烤控制精準(zhǔn)等優(yōu)點，在全國各煙葉產(chǎn)區(qū)得到廣泛應(yīng)用[1-4]。為了進一步減少煙葉烘烤用工成本，近年來在密集烘烤的基礎(chǔ)之上衍生出了多種裝煙方式[5-9]，如煙夾烘烤、散葉插簽烘烤、散葉堆積烘烤以及大箱烘烤等，雖然這些裝煙方式在一定程度上減少了烘烤成本，但依舊暴露很多弊端[8]，如散葉插簽烘烤、散葉堆積烘烤以及大箱烘烤均表現(xiàn)為裝煙勞動強度大，尤其散葉插簽與散葉堆積烘烤因整個裝煙過程均在烤房內(nèi)實現(xiàn)，裝煙人員的勞動強度太大[10-12]。相比而言，煙夾烘烤無論是裝煙效率還是勞動強度均相對較小[10]，且烘烤效果較好，但煙夾價格較高[11]，不利于大范圍推廣應(yīng)用。為了進一步降低煙葉烘烤勞動強度，研制了散葉煙箱烘烤設(shè)備。烘烤過程中煙葉的生理生化變化決定了煙葉的烘烤質(zhì)量[13-15]，國內(nèi)外學(xué)者對烘烤過程中煙葉生理生化變化進行了大量研究，在一定程度上提高了煙葉的烘烤質(zhì)量[16-20]，但對于散葉煙箱烘烤過程中煙葉生理生化變化的研究鮮見報道。鑒于此，為了解散葉煙箱的物質(zhì)轉(zhuǎn)化以及烘烤效果，以煙夾烘烤為對照，對散葉煙箱烘烤過程中煙葉的生理生化反應(yīng)以及烘烤效果進行對比研究，旨在明確散葉煙箱烘烤過程種煙葉的物質(zhì)轉(zhuǎn)化以及烘烤效果，為散葉煙箱烘烤的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料和設(shè)備

試驗于2014年在湖南省瀏陽市永安鎮(zhèn)永和烘烤工場開展，供試烤煙品種為G80，前茬作物為水稻，選取土壤肥力中上等、栽培管理規(guī)范、田間長勢均勻一致的上部葉(頂部4～6片)作為試驗對象。

烤房為氣流上升式煙夾烤房與散葉煙箱烤房，裝煙室長×寬×高為8 m×2.7 m×3.5 m，裝煙容量4 500 kg左右。煙箱長×寬為132 cm×40 cm，高度為35～50 cm，裝煙時依據(jù)煙葉長度適當(dāng)調(diào)整煙箱高度，烤房風(fēng)機低速功率1.5 kW，高速功率2.2 kW。烘烤過程中40 ℃之前循環(huán)風(fēng)機低風(fēng)速運轉(zhuǎn)，40～50 ℃循環(huán)風(fēng)機高風(fēng)速運轉(zhuǎn)，50～70 ℃循環(huán)風(fēng)機低風(fēng)速運轉(zhuǎn)。

1.2 方法

試驗設(shè)置煙夾烘烤(T1)、散葉煙箱烘烤(T2)2個處理，2個處理均采用中溫中濕烘烤工藝進行烘烤，不同烤房煙葉1 d內(nèi)完成采收、裝炕及開烤。

烘烤過程中鮮煙、38 ℃結(jié)束(變黃中期)、42 ℃結(jié)束(變黃后期)、48 ℃結(jié)束(定色中期)、54 ℃結(jié)束(定色后期)以及烤后煙各取樣1次，每次取20片煙葉，采用殺青烘干法[21]測量煙葉的主脈含水率、葉片含水率；參照王瑞新[21]的方法測定質(zhì)體色素含量，由于烤后煙葉酶已失活，因此僅對鮮煙以及烘烤過程中各關(guān)鍵時間點的煙葉進行酶活性測定，并按照李合生[22]的方法測定多酚氧化酶(PPO)、過氧化物氧化酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)以及淀粉酶的活性。烘烤結(jié)束后對2種裝煙方式的烤后煙葉進行質(zhì)量評價。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010進行處理和分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同裝煙方式烘烤過程中煙葉的水分變化

由圖1可知，2種裝煙方式烘烤過程中，葉片含水率在42 ℃結(jié)束之前差異不大；42 ℃結(jié)束之后，煙夾烘烤的含水率迅速降低，但散葉煙箱烘烤的葉片失水速率較慢，烤后煙葉含水率差異不大，可見，烘烤過程中，煙夾烘烤在定色階段葉片水分的散失效率高于煙箱烘烤。主脈含水率在42 ℃結(jié)束之前2種裝煙方式幾乎無差異；42 ℃結(jié)束～48 ℃結(jié)束過程中差異較??；但48 ℃結(jié)束之后主脈的失水速率增加，且煙夾烘烤主脈的失水量大于散葉煙箱烘烤。因此，在烘烤過程中，對于煙箱烘烤需要提前排濕，以保障煙葉烘烤質(zhì)量。

圖1 不同裝煙方式烘烤過程中煙葉的含水率變化

2.2 不同裝煙方式烘烤過程中煙葉質(zhì)體色素含量變化

由圖2可知，2種裝煙方式在烘烤過程中煙葉的葉綠素含量總體上均呈先快速降低再慢速降低的趨勢，煙夾烘烤處理的煙葉葉綠素最大降解速率出現(xiàn)在48 ℃結(jié)束之前，散葉煙箱烘烤處理出現(xiàn)在54 ℃結(jié)束之前；54 ℃結(jié)束之前兩處理的葉綠素均處在不斷降解過程中，且散葉煙箱烘烤后煙葉葉綠素含量低于煙夾烘烤，表明散葉煙箱烘烤更有利于葉綠素的降解。烘烤過程中煙葉葉綠素a/b總體表現(xiàn)為先增后減的趨勢，煙夾烘烤處理的最高值出現(xiàn)在42 ℃結(jié)束，散葉煙箱烘烤出現(xiàn)在38 ℃結(jié)束，54 ℃結(jié)束時2種裝煙方式煙葉葉綠素a/b趨于相當(dāng)。2種裝煙方式烘烤過程中煙葉類胡蘿卜素含量的變化總體上呈先增后減再上升的趨勢，其中煙夾烘烤的煙葉類胡蘿卜素含量先增后減的變化幅度較小，再次增加時幅度較大，2個轉(zhuǎn)折點分別在48 ℃結(jié)束和54 ℃結(jié)束，而散葉煙箱烘烤的煙葉類胡蘿卜素含量變化在整個烘烤過程中出現(xiàn)了2個峰值(38 ℃結(jié)束和48 ℃結(jié)束)和2個谷值(42 ℃結(jié)束和54 ℃結(jié)束)；烤后煙葉的類胡蘿卜素含量為煙夾烘烤>散葉煙箱烘烤。2種裝煙方式烘烤過程中煙葉類胡蘿卜素含量與葉綠素含量的比值(類葉比)總體上呈現(xiàn)出增加的趨勢，整個變黃期(42 ℃結(jié)束之前)2種色素比值變化幅度較小，42 ℃結(jié)束之后不同裝煙方式類葉比變化開始出現(xiàn)差異，但是在42 ℃結(jié)束～48 ℃結(jié)束均有一個快速增加的過程，增加幅度表現(xiàn)為煙夾烘烤>散葉煙箱烘烤，之后變化規(guī)律較為分散，類葉比為散葉煙箱烘烤>煙夾烘烤。

圖2 不同裝煙方式烘烤過程中煙葉色素含量的變化

2.3 不同裝煙方式烘烤過程中煙葉相關(guān)酶活性變化

由圖3可知，2種裝煙方式烘烤過程煙葉PPO活性總體表現(xiàn)為先降低后升高再降低的趨勢，且最大值均出現(xiàn)在48 ℃結(jié)束；煙夾烘烤除在42 ℃結(jié)束時PPO活性低于散葉煙箱烘烤外，其余各溫度點均高于散葉烤箱烘烤。2種裝煙方式烘烤過程中煙葉淀粉酶活性總體表現(xiàn)為逐漸升高。煙夾烘烤在48 ℃之前煙葉淀粉酶活性較低，而在48 ℃結(jié)束之后較高，最高點在54 ℃結(jié)束出現(xiàn)；而散葉煙箱烘烤在42 ℃結(jié)束之前煙葉淀粉酶活性較低，之后迅速上升在54 ℃結(jié)束達到最大值；2種裝煙方式烘烤處理54 ℃結(jié)束最大值的表現(xiàn)為散葉煙箱烘烤>煙夾烘烤。2種裝煙方式烘烤過程中煙葉POD、SOD活性均呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢，煙夾烘烤處理2種酶活性最大值均出現(xiàn)在42 ℃結(jié)束，而散葉煙箱烘烤處理均出現(xiàn)在48 ℃結(jié)束，2個處理的POD、SOD活性最大值基本持平，且2種裝煙方式烘烤處理的烤后煙葉POD、SOD活性均表現(xiàn)為散葉煙箱烘烤>煙夾烘烤。

圖3 不同裝煙方式烘烤過程中酶活性的變化

2.4 不同裝煙方式烤后煙葉外觀質(zhì)量

由表1可知，2種裝煙方式烘烤處理的烤后煙葉的成熟度表現(xiàn)為煙夾烘烤優(yōu)于散葉煙箱烘烤；身份表現(xiàn)為散葉煙箱烘烤優(yōu)于煙烘烤夾，可能是由于散葉煙箱烘烤水分蒸散效率低于煙夾烘烤所致；2種裝煙方式烘烤處理的烤后煙葉油分與葉片結(jié)構(gòu)差異較大，散葉煙箱烘烤處理的烤后煙葉油分略顯不足，葉片在烘烤過程中收縮程度較差，組織僵硬葉片結(jié)構(gòu)稍密；散葉煙箱烘烤處理的烤后煙葉色度較濃，但與煙夾烘烤相比較差，基于2種裝煙方式烘烤處理烤后煙葉的外觀特征，散葉煙箱烘烤的上等煙比例較低，均價較低。

表1 不同裝煙方式烤后煙葉的質(zhì)量評價

處理成熟度身份油分葉片結(jié)構(gòu)色度上等煙比例/%均價/(元/kg)煙夾烘烤成熟+稍厚有尚疏松濃43．724．6散葉煙箱烘烤成熟稍厚-稍有稍密濃-38．221．4

3 結(jié)論與討論

密集烘烤不同裝煙方式在一定程度上減少了勞動用工成本，推動了煙葉生產(chǎn)的進程，但煙葉質(zhì)量下降已成為當(dāng)前亟待解決的問題。散葉煙箱烘烤實現(xiàn)了烤房外裝煙，在一定程度上降低裝煙等勞動強度。但本研究結(jié)果表明，散葉煙箱烘烤的烤后煙葉質(zhì)量較差。散葉煙箱烘烤與煙夾烘烤過程中煙葉生理生化特性表明，散葉煙箱烘烤煙葉水分的蒸散效率低于煙夾烘烤；總?cè)~綠素與類胡蘿卜素的降解轉(zhuǎn)化差異不明顯，但葉綠素a與葉綠素b的比值差異較大，可能是由于2種裝煙方式水分含量以及相關(guān)酶活性差異較大，使得葉綠素a與葉綠素b的降解轉(zhuǎn)化速率有較大差異；2種裝煙方式烤后煙葉的類葉比差異較大，主要是由于散葉煙箱烘烤過程中水分散失較慢，類胡蘿卜素降解量較大所致，這與前人研究結(jié)果[23-25]一致；煙夾烘烤的PPO活性較高，淀粉酶、POD、SOD活性在42 ℃結(jié)束之后均較低，使得煙葉細(xì)胞的抵抗力較低，且淀粉的降解轉(zhuǎn)化速率相對較少，而據(jù)前人[25-27]研究，PPO活性較高會使煙葉的一些內(nèi)含物質(zhì)分解速率較高，煙葉身份偏?。辉僬?，由于散葉煙箱裝煙密度相對較大，煙葉的收縮量較小，烘烤過程中濕球溫度控制的較低，葉間隙風(fēng)速較高，烤后煙組織僵硬致密，油分較少，色度較淡，這與趙華武等[28]的研究結(jié)果是一致的。

通過對比散葉煙箱烘烤與煙夾烘烤可知，散葉煙箱烘烤烤后煙葉質(zhì)量相對較差，在生產(chǎn)過程中可以根據(jù)其在烘烤過程中的生理生化變化特征進行改善，例如調(diào)整裝煙結(jié)構(gòu)、裝煙密度以及烘烤工藝，這還需要在后續(xù)工作中不斷深入研究分析。

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Research on Physiology and Biochemistry of Tobacco with Loose-leaf-box Curing in Curing Process in Hunan Tobacco Area

PEI Xiaodong1,LU Xiaochong2*,TANG Fulin2,ZHOU Yan2,HUANG Shuaibin2,LI Fan1
(1.Changsha Branch of Hunan Tobacco Companies,Changsha 410007,China; 2.College of Tobacco Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

In order to study the curing effect of loose leaf box,reduce the cost of tobacco curing,the moisture content of tobacco leaves,content of pigment,changes of enzyme activity and tobacco quality after curing with two loading tobacco methods were compared in curing process.The results showed that the water loss rate of loose-leaf-box curing was lower than that of the clamp curing in curing process,but the chlorophyll degradation rate was faster than t that of the clamp curing; the carotenoid contents of the above two loading tobacco methods increased first and then decreased and then increased,while the degradation rate of loose-leaf-box curing was less than that of the clamp curing.The PPO activityof loose-leaf-box tobacco curing was higher than that of the clamp curing at the end of the 42 ℃,but less than that of the clamp curing at the rest of the tobacco curing temperature point;the amylases,SOD and POD activities of loose-leaf-box curing were higher than that of the clamp curing at the end of 48 ℃. Leaf tissue with loose-leaf-box curing was compact,oil seems was slightly inadequate,and the chrominance was weaker after curing.In the process of tobacco production,the enzyme activity need to be used to adjust the layout,so as to improve the curing quality of loose-leaf-box curing.

flue-cured tobacco; loose leaf box; physiology and biochemistry; curing effect

2015-08-25

長沙市煙草科研項目(Ts-13-15Aa04)

裴曉東(1979-) ，男，河南洛陽人，農(nóng)藝師，本科，主要從事烤煙烘烤技術(shù)研究與推廣工作。 E-mail:1210275337@qq.com

*通訊作者：路曉崇(1988-)，男，河南漯河人，在讀碩士研究生，研究方向：煙草調(diào)制與數(shù)據(jù)分析。 E-mail:ruciyubici@163.com

TS44+1

A

1004-3268(2016)08-0144-05