稻作煙區(qū)不同素質(zhì)上部鮮煙葉烘烤特性研究

鄧小華，文偉，裴曉東，何命軍，李帆，黃松青，彭孟祥，段美珍，肖志君

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稻作煙區(qū)不同素質(zhì)上部鮮煙葉烘烤特性研究

鄧小華1，文偉1，裴曉東2*，何命軍2，李帆2，黃松青2，彭孟祥2，段美珍2，肖志君1

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南省煙草公司長(zhǎng)沙市公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

為明確南方稻作煙區(qū)上部煙葉烘烤特性，采用暗箱和電烤箱方法研究了云煙87不同素質(zhì)(正常煙葉、落黃快、落黃慢、早衰發(fā)白)上部鮮煙葉的變黃變褐特性、失水特性、葉綠素降解特性和多酚氧化酶活性。結(jié)果表明，正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉和早衰發(fā)白煙葉的變黃指數(shù)分別為1.58、1.53、1.60、1.58，變褐指數(shù)分別為0.18、0.13、0.17、0.33，失水均衡性分別為0.45、0.61、0.43、0.43，葉綠素降解量分別為90.73%、85.33%、92.48%、95.42%，葉綠素降解速率分別為每小時(shí)降解1.26%、1.19%、1.30%、1.33%，多酚氧化酶活性平均值分別為0.21、0.15、0.23、0.45 U。正常煙葉、落黃快煙葉和早衰發(fā)白煙葉變黃快、易失水，易烤性好，落黃慢煙葉變黃慢、失水難，易烤性中等。正常煙葉、落黃慢煙葉和落黃快煙葉變褐慢、多酚氧化酶活性低，耐烤性好，早衰發(fā)白煙葉易變褐，多酚氧化酶活性高，耐烤性中等。

烤煙；上部鮮煙葉；烘烤特性；稻作煙區(qū)

煙葉的烘烤特性(易烤性和耐烤性)與烘烤技術(shù)和效果密切相關(guān)[1–3]，受品種[4–6]、生態(tài)環(huán)境[7–9]、栽培管理[10]、煙葉部位[5,9,11]和成熟度[12]的影響，是制定適宜烘烤工藝的基本依據(jù)[1–2]。煙葉素質(zhì)不同，其烘烤特性不同[13–14]，準(zhǔn)確判斷鮮煙葉烘烤特性對(duì)指導(dǎo)烘烤具有重要意義。肖志君[4]、王行等[5]采用電熱式密集烤箱研究了K326、粵煙97、粵煙98、KRK26上部煙葉的烘烤特性，認(rèn)為不同品種的上部煙葉烘烤特性存在差異；朱峰等[8]采用暗箱試驗(yàn)研究了安康烤煙的變黃和變褐特性，結(jié)果表明，K326失水較慢，相對(duì)耐烤，但易烤性一般，云煙87和貴煙4 號(hào)失水較快，易烤，但耐烤性一般；武圣江等[9]以密集烤房研究了貴州煙葉上部葉的烘烤特性，認(rèn)為電導(dǎo)率值、葉綠素含量和值均可作為煙葉烘烤特性的判斷指標(biāo)；程森等[13]研究了大面山密集烘烤后煙葉素質(zhì)和烘烤特性，認(rèn)為不同烘烤素質(zhì)鮮煙葉的物理特性指標(biāo)間、組織結(jié)構(gòu)指標(biāo)間和防御性酶指標(biāo)間均存在顯著差異。筆者同時(shí)采用暗箱和電烤箱2種方法，研究稻作煙區(qū)不同素質(zhì)上部鮮煙葉的烘烤特性，以期為上部煙葉控青控雜技術(shù)提供參考。

1　材料與方法

1.1　材料

烤煙品種為云煙87。按照YC/T311—2009[15]方法建造暗箱和選擇電烤箱(由福建南平市科創(chuàng)機(jī)電成套設(shè)備有限公司生產(chǎn)的煙葉智能控制烘烤試驗(yàn)箱)。

1.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2016年在湖南省瀏陽(yáng)市淳口鎮(zhèn)種植云煙87的稻田中，選取長(zhǎng)勢(shì)正常、營(yíng)養(yǎng)過(guò)旺、后期脫肥、煙株早衰4種煙田的上部煙葉(第16～18葉位)，按煙葉不同素質(zhì)分別設(shè)為T1至T4處理。T1處理(正常煙葉)，采自長(zhǎng)勢(shì)正常煙田，煙葉主脈3/4全白，發(fā)亮，支脈2/3變白，葉色約5～6成黃，葉尖略下勾，葉緣稍枯，呈黃綠色，以黃色為主，茸毛部分脫落；T2處理(落黃慢煙葉)，采自大肥大水和營(yíng)養(yǎng)過(guò)旺煙田，主脈1/4全白，葉色約2～3成黃，葉尖及葉緣基本呈黃綠色，茸毛較少脫落；T3處理(落黃快煙葉)，采自后期脫肥和長(zhǎng)勢(shì)略差的煙田，主脈全白，發(fā)亮，支脈3/4變白，葉色約6～7成黃，葉尖及葉緣稍枯尖枯邊，呈黃綠色，以黃色為主，茸毛較多脫落，葉片薄于正常煙葉；T4處理(早衰發(fā)白煙葉)，采自后發(fā)且早衰煙田，主脈和支脈全白，發(fā)亮，葉色約7～8成黃，部分區(qū)域發(fā)白，葉尖及葉緣枯尖枯邊，呈黃綠色，以黃色為主，茸毛大部分脫落。煙葉同一天采摘，置暗箱和電烤箱分別烘烤。

選取各處理5 片鮮煙葉(為5個(gè)重復(fù))，放入黑暗、不通風(fēng)、室溫環(huán)境下的暗箱中，每隔12 h，按暗箱試驗(yàn)方法[15]，觀測(cè)在自然條件下葉片變黃或變褐的面積占煙葉總面積的比例，用變黃率()或變褐率()表示。參照文獻(xiàn)[8,16]，在測(cè)定時(shí)間內(nèi)，以定時(shí)的測(cè)定次數(shù)()、變黃率、變褐率求得變黃指數(shù)()和變褐指數(shù)()。=10/，指數(shù)值愈大，變黃愈快，表示變黃性良好；=10/，指數(shù)值愈大，變褐愈快，耐烤性越差。

將試驗(yàn)煙葉掛于電烤箱內(nèi)，裝煙密度為35~40 kg/m3，采用YC/T 311—2009[15]中的三段式烘烤工藝進(jìn)行烘烤。從鮮煙葉裝入烤箱開(kāi)始取樣，烘烤過(guò)程中每隔24 h取樣1次，至葉片干燥為止。每次取5片煙葉(5個(gè)重復(fù))，切除葉基部和葉尖，留煙葉中部用于測(cè)定生理生化指標(biāo)。

采用殺青烘干法測(cè)定煙葉的水分含量，烘烤后間隔24 h測(cè)定一次煙葉水分損失量，參照YC/T311— 2009[15]計(jì)算烘烤后48 h失水速率和48～72 h的失水速率，以48 h和48～72 h的失水速率之比計(jì)算失水均衡性，上部煙葉失水均衡性在0.4～0.5的烤煙品種易烤性較好。

參照YC/T311—2009[15]的方法，采用95%乙醇法測(cè)定煙葉葉綠素含量，計(jì)算烘烤后72 h葉綠素的降解量和葉綠素降解速率。上部煙葉72 h的葉綠素降解速率為每小時(shí)1.25%以上、降解量90%以上時(shí)，烤煙品種易烤性較好；葉綠素降解速率為每小時(shí)1.15%～1.25%、降解量85%～90%時(shí)，烤煙品種易烤性中等；葉綠素降解速率為每小時(shí)1.15%以下、降解量85%以下時(shí)，烤煙品種易烤性較差。

參照YC/T 311—2009[15]的方法，采用鄰苯二酚氧化分光光度法測(cè)定多酚氧化酶活性上部煙葉24～96 h多酚氧化酶活性平均值在0.4 U以下，烤煙品種耐烤性較好；多酚氧化酶活性平均值在0.4～0.5 U，烤煙品種耐烤性中等；多酚氧化酶活性平均值在0.5 u以上，烤煙品種耐烤性較差。

1.3　統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和圖形繪制；采用IBM Statistics SPSS17.0進(jìn)行方差分析；采用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同素質(zhì)上部鮮煙葉的變黃和變褐特性

由圖1可知，不同素質(zhì)煙葉采后12 h變黃慢，正常煙葉、落黃慢煙葉和落黃快煙葉在12～60 h變黃先快后慢，早衰發(fā)白煙葉在12～36 h變黃先快后慢；正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉完全變黃分別約需60、84、48、36 h。正常煙葉在采后84～120 h變褐先慢后快，落黃慢煙葉在采后96～132 h變褐先慢后快，落黃快煙葉在采后72～108 h變褐先慢后快，早衰發(fā)白煙葉在采后24～84 h變褐先慢后快；正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉開(kāi)始變褐分別約在采后84、96、72、24 h時(shí)。

煙葉采摘后時(shí)間/h

正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉在完全變黃后即從葉尖和葉緣開(kāi)始褐變，但早衰發(fā)白煙葉邊變黃邊變褐。從圖1看變黃后至褐變的間隔時(shí)間，正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉完全變黃后24 h的變褐率分別為80%、80%、50%，早衰發(fā)白煙葉在變黃約90%時(shí)開(kāi)始變褐，由此可見(jiàn)，正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉在烘烤變黃階段要求提高煙葉變黃程度，但早衰發(fā)白煙葉在烘烤變黃階段的煙葉變黃程度不能要求太高，否則煙葉在烘烤變黃階段會(huì)產(chǎn)生褐變，導(dǎo)致出現(xiàn)雜色煙葉。

由表1可知，正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉的變黃指數(shù)顯著高于落黃慢煙葉；早衰發(fā)白煙葉變褐指數(shù)顯著高于其他處理，落黃慢煙葉變褐指數(shù)顯著低于其他處理。

表1　不同素質(zhì)上部鮮煙葉的變黃指數(shù)和變褐指數(shù)

同列后不同字母表示5%差異顯著水平。

2.2　不同素質(zhì)上部鮮煙葉的失水特性

由圖2可知，隨烘烤時(shí)間推進(jìn)，上部煙葉在48 h內(nèi)的失水速率比較緩慢，而在48～96 h(定色期)，失水速率最快，失水量最多，之后失水速率減慢。不同素質(zhì)煙葉在烘烤過(guò)程中的水分損失量明顯不同。在烘烤的0～24 h、24～48 h，各處理水分損失量差異不顯著；在烘烤的48～72 h，水分損失量大小依次為早衰發(fā)白、落黃快煙葉、正常煙葉、落黃慢煙葉，處理間差異顯著；在烘烤的72～96 h、96～120 h，水分損失量大小依次為落黃慢煙葉、正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉，處理間差異顯著；在烘烤的120～124 h，水分損失量大小依次為落黃慢煙葉、正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉，落黃慢煙葉顯著高于其他處理?？梢?jiàn)落黃慢煙葉的水分散失高峰期要遲于其他處理。

烘烤時(shí)間/h

由表2可知，0～48 h(變黃期)，落黃慢煙葉失水速率顯著慢于其他處理；48～96 h(定色期)，各處理失水速率差異不顯著。從失水均衡性大小看，依次為落黃慢煙葉、正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉，其中落黃慢煙葉失水均衡性顯著高于其他處理。正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉的失水均衡性都在0.4～0.5，屬于失水均衡性好，易烤性好；落黃慢煙葉的失水均衡性大于0.5，失水均衡性差。

表2　不同素質(zhì)上部鮮煙葉在烘烤過(guò)程中的失水均衡性

同列后不同字母表示5%差異顯著水平。

2.3　不同素質(zhì)上部鮮煙葉的葉綠素降解特性

由圖3可知，烘烤開(kāi)始后各處理葉綠素迅速降解，在48 h內(nèi)(變黃期)葉綠素降解速率最快，進(jìn)入定色期以后，降解速率明顯變慢，之后逐漸趨于平緩。不同素質(zhì)煙葉在烘烤過(guò)程中的葉綠素降解量明顯不同。落黃慢煙葉的葉綠素降解量以24～48 h最多，其次是0～24 h；正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉的葉綠素降解量以0～24 h最多，其次是24～48 h。在烘烤的0～24 h，葉綠素降解量大小依次為早衰發(fā)白煙葉、落黃快煙葉、正常煙葉、落黃慢煙葉，早衰發(fā)白煙葉的葉綠素降解量顯著高于其他處理，落黃慢煙葉的葉綠素降解量顯著低于其他處理；在烘烤的24～48 h，葉綠素降解量大小依次為落黃慢煙葉、正常煙葉、落黃快煙葉、早衰發(fā)白煙葉，落黃慢煙葉顯著高于其他處理；在烘烤的48～72、72～96、96～120、120～124 h，落黃慢煙葉葉綠素降解量均顯著高于其他處理，可見(jiàn)落黃慢煙葉的葉綠素降解速率要慢于其他處理。

烘烤時(shí)間/h

由表3可知，從葉綠素降解量和降解速率看，72 h降解量和降解速率大小依次均為早衰發(fā)白煙葉、落黃快煙葉、正常煙葉、落黃慢煙葉，早衰發(fā)白煙葉的葉綠素降解量和降解速率顯著高于其他處理，落黃慢煙葉的葉綠素降解量和降解速率顯著低于其他處理。早衰發(fā)白煙葉、落黃快煙葉、正常煙葉的葉綠素降解量在90%以上，葉綠素降解速率為每小時(shí)1.25%以上，易烤性較好；落黃慢煙葉的葉綠素降解量在85%～90%，葉綠素降解速率為每小時(shí)1.15%～1.25%，易烤性中等。

表3　不同素質(zhì)上部鮮煙葉在烘烤過(guò)程中的葉綠素降解特性

同列后不同字母表示5%差異顯著水平。

2.4　不同素質(zhì)上部鮮煙葉的多酚氧化酶活性

由圖4可知，煙葉在烘烤過(guò)程中，各處理的多酚氧化酶活性先升高后下降。正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉的多酚氧化酶活性先升高, 至48 h后下降；早衰發(fā)白煙葉的多酚氧化酶活性先升高,至24 h后緩慢下降。在烘烤24 h內(nèi)，早衰發(fā)白煙葉的多酚氧化酶活性變化量顯著高于其他處理；在烘烤24～96 h，各處理多酚氧化酶活性變化量差異顯著；至96～120 h，各處理多酚氧化酶活性變化量差異不顯著。

烘烤時(shí)間/h

由表4可知，早衰發(fā)白煙葉的多酚氧化酶活性始終高于其他處理。正常煙葉、落黃慢煙葉、落黃快煙葉在24～96 h的平均多酚氧化酶活性小于0.4 U，耐烤性較好；早衰發(fā)白煙葉的多酚氧化酶活性值為0.4～0.5 U，耐烤性中等。

表4　不同素質(zhì)上部煙葉在烘烤過(guò)程中的多酚氧化酶活性

同列后不同字母表示5%差異顯著水平。

3　結(jié)論與討論

應(yīng)用定量的指標(biāo)評(píng)價(jià)烤煙品種的烘烤特性，包括煙葉失水均衡性、葉綠素降解特性、多酚氧化酶活性等[15]。由于烘烤過(guò)程中多酚氧化酶活性(PPO)決定煙葉的色澤和內(nèi)在質(zhì)量，因此作為判斷烤煙耐烤性的關(guān)鍵酶類，PPO活性越大，變褐速度也就越快，與烤后雜色煙葉比例呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與耐烤性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。易烤性由失水均衡性和葉綠素降解特性來(lái)決定。煙葉含水量是變黃的必要條件，而煙葉失水速率決定了煙葉能否正常變黃、煙葉內(nèi)部生理生化過(guò)程能否順利進(jìn)行以及烤后煙葉內(nèi)部化學(xué)成分是否協(xié)調(diào)[17–19]。煙葉變黃特性的差異主要體現(xiàn)在葉綠素降解速率和降解量的不同，葉綠素降解速率和降解量越大，其易烤性也就越好[20–21]。

暗箱試驗(yàn)條件下的煙葉變黃率或變褐率可反映鮮煙葉的易烤性或耐烤性。變黃快的煙葉，易烤性好，變褐快的煙葉，耐烤性差。煙葉變黃時(shí)間短且維持其黃色狀態(tài)而不變褐的時(shí)間長(zhǎng)，煙葉烘烤特性較好[16]。暗箱試驗(yàn)的煙葉變黃特性和變褐特性可以用來(lái)驗(yàn)證烘烤試驗(yàn)中的結(jié)果。

不同素質(zhì)鮮煙葉烘烤特性不同。落黃慢煙葉由于田間成熟度差、葉綠素含量高，烘烤過(guò)程中多表現(xiàn)為變黃慢、失水難、失水均衡性差，整體烘烤時(shí)間要長(zhǎng)；在烘烤過(guò)程中容易烤出青雜煙，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)煙葉變黃時(shí)間，提高煙葉變黃程度再轉(zhuǎn)入定色期，使葉內(nèi)葉綠素充分降解，以利于煙葉優(yōu)良品質(zhì)的形成。落黃快煙葉由于發(fā)育差、身份薄，烘烤過(guò)程中多表現(xiàn)為變黃快、易失水，整體烘烤時(shí)間要短，變黃時(shí)間不能太長(zhǎng)，變黃程度不能要求太高。早衰發(fā)白煙葉由于過(guò)熟和葉綠素含量低，烘烤過(guò)程中多表現(xiàn)為變黃快、失水快、多酚氧化酶活性高，具有邊變黃邊變褐的特性，整體烘烤時(shí)間較短，應(yīng)縮短變黃時(shí)間，在完全變黃后迅速進(jìn)入定色階段，以免產(chǎn)生褐化。不同素質(zhì)煙葉烘烤特性差異的本質(zhì)在于內(nèi)部碳氮營(yíng)養(yǎng)不同[14,22]，可依據(jù)不同素質(zhì)煙葉內(nèi)在色素及化合物特性，結(jié)合煙區(qū)生態(tài)和煙葉部位，適時(shí)調(diào)整烘烤工藝，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以煙葉營(yíng)養(yǎng)為基礎(chǔ)的營(yíng)養(yǎng)烘烤打下基礎(chǔ)[14]。

不同素質(zhì)的鮮煙葉烘烤特性不同，其在烘烤過(guò)程中對(duì)烤房溫濕度的反應(yīng)也不同，應(yīng)裝入不同烤房分別制定烘烤工藝進(jìn)行烘烤，或分別放在烤房相應(yīng)位置，才能滿足不同素質(zhì)鮮煙葉對(duì)烘烤環(huán)境的不同要求，獲得較好的烘烤效益。目前，烤煙生產(chǎn)大多采用密集烤房，由于烤房容量增大和密集烤房的溫濕度差異小的特點(diǎn)，對(duì)分類采收、分類烘烤要求更加嚴(yán)格，特別強(qiáng)調(diào)裝煙要求“同質(zhì)同房”，否則，將不同素質(zhì)鮮煙葉裝入同一烤房，不可避免地會(huì)出現(xiàn)烤青、掛灰、糊片、黑糟等現(xiàn)象，影響煙農(nóng)收入。

本研究的鮮煙葉含水量相對(duì)較低，為70%左右，低于貴州上部煙葉(80%以上)[9]，但與王行等[5]在研究廣東南雄上部煙葉的含水量也較低是一致的，可能與南方稻田上部煙葉的成熟期處于高溫干旱生態(tài)環(huán)境條件有關(guān)。

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[21] 肖守斌，鄧小華．湖南煙葉質(zhì)體色素含量的區(qū)域特征研究[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37(9)：4137–4139．

[22] 鄧小華，曾中，謝鵬飛，等．密集烘烤關(guān)鍵溫度點(diǎn)不同濕度控制烤煙主要化學(xué)成分的動(dòng)態(tài)變化[J]．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29(6)：213–216．

責(zé)任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅維

Curing characteristics of different quality fresh upper leaves from paddy–tobacco growing area

DENG Xiaohua1,WEN Wei1, PEI Xiaodong2*, HE Mingjun2, LI Fan2, HUANG Songqing2, PENG Mengxiang2, DUAN Meizhen2, XIAO Zhijun1

(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.Changsha Tobacco Company of Hunan Province, Changsha 410000, China)

In order to clarify the curing characteristics of upper tobacco leaves from paddy–tobacco growing area in southern China, the characteristics of yellowing, browning, water loss, chlorophyll degradation and polyphenol oxidase(PPO) activity of different quality fresh upper leaves were studied by using dark chamber and electric–heated flue–curing barn. The results showed that: The yellowing index of 4 quality leaves, namely, normal tobacco leaves, “slow–yellowing” tobacco leaves, “fast–yellowing” tobacco leaves and “premature senescence and pale” tobacco leaves were 1.58, 1.53, 1.60, 1.58, separately; the browning index of 4 qualities were 0.18, 0.13, 0.17, 0.33, separately; the proportionality of water loss rate of 4 qualities were 0.45, 0.61, 0.43, 0.43, separately; the degradation amount of chlorophyll of 4 qualities were 90.73%, 85.33%, 92.48%, 95.42%, separately; the degradation rate of chlorophyll of 4 qualities were1.26%/h, 1.19%/h, 1.30%/h, 1.33%/h, separately; the average value of PPO activity of 4 qualities were 0.21, 0.15, 0.23, 0.45 U, separately; yellowing and water loss of normal tobacco leaves, “fast–yellowing” tobacco leaves and “premature senescence and pale” tobacco leaves were quickly and curing of these leaves was easy, “slow–yellowing” tobacco leaves yellowed slowly and water loss was hard to obtain, the easy curing potential for “slow–yellowing” was medium; browning of normal tobacco leaves, “slow–yellowing” tobacco leaves and “fast–yellowing” tobacco leaves were slowly, their PPO activity were low and the endurable curing potential were good; browning of “premature senescence and pale” tobacco leaves was easily, its PPO activity was high and the endurable curing potential was medium.

flue–cured tobacco; fresh upper tobacco leaves; curing characteristics; paddy–tobacco growing area

S572.09

A

1007-1032(2017)06-0620-06

2017–05–02

2017–09–10

湖南省煙草公司長(zhǎng)沙市公司科技項(xiàng)目(CYKJ2015–03)

鄧小華(1965—)，男，湖南永州人，博士，教授，主要從事作物高效栽培技術(shù)研究，yzdxh@163.com；

通信作者，裴曉東，碩士，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事煙草調(diào)制研究，pxd790726@126.com

投稿網(wǎng)址：http://xb.hunau.edu.cn