變黃期和定色期不同溫濕度組合對(duì)翠碧一號(hào)煙葉質(zhì)量的影響

張炳輝，王新旺

(福建省煙草專賣局 煙草科學(xué)研究所，福建 福州 350003)

翠碧一號(hào)是國家重點(diǎn)扶持的特色優(yōu)質(zhì)煙葉品種，該品種在清香型風(fēng)格特征方面的優(yōu)勢突出[1]，但該品種易烤性較差[2]，烤后煙葉在外觀、內(nèi)在化學(xué)成分和香氣含量協(xié)調(diào)性方面還存在一些欠缺。有研究表明，煙葉烘烤過程中不同溫濕度對(duì)烤后煙葉質(zhì)量有較大影響[3-8]，但到目前為止，多數(shù)研究并沒有闡明具體溫濕度值的停留時(shí)間或者升溫速度，因此，要有效提高煙葉烘烤質(zhì)量和內(nèi)在成分的香吃味，需要進(jìn)一步對(duì)烘烤工藝特別是變黃期溫濕度和時(shí)間組合設(shè)置進(jìn)行量化研究，將不同溫濕度值的升溫速度和停留時(shí)間具體量化。本研究通過在煙葉烘烤變黃期和定色期設(shè)置不同的溫濕度條件和變黃時(shí)間組合，分析了翠碧一號(hào)烤后煙葉質(zhì)量情況，為提高翠碧一號(hào)煙葉烘烤質(zhì)量和工業(yè)可用性提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2013～2014年在福建省南平市延平區(qū)大橫鎮(zhèn)進(jìn)行。供試烤煙品種為翠碧一號(hào)，試驗(yàn)田面積為0.33 hm2，試驗(yàn)地土壤土質(zhì)為黃壤，肥力中等，前作為水稻。田間栽培管理按福建地區(qū)翠碧一號(hào)的烤煙生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在整個(gè)大田生產(chǎn)過程中，及時(shí)防治病蟲害，使煙株能正常落黃達(dá)到中等棵型煙葉標(biāo)準(zhǔn)。在試驗(yàn)田選取長勢正常一致的煙株掛牌標(biāo)記，煙株統(tǒng)一在30%中心花開放時(shí)打頂，適熟采收第9～11葉位(中部葉)素質(zhì)相近的鮮煙。烘烤設(shè)備為4臺(tái)模擬密集烤房自控溫濕烘烤試驗(yàn)箱，每烤裝煙7桿、每桿約150片，保證各處理煙葉在同一天采收，并按要求裝烤后同時(shí)點(diǎn)火。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置4個(gè)不同處理，在變黃期和定色期設(shè)置不同的干、濕球溫度和停留時(shí)間組合，各處理烘烤工藝特征：低溫低濕慢變黃慢定色(T1)、中溫中濕中速變黃中速定色(T2)、高溫高濕快變黃快定色(T3)、中溫高濕延長變黃和定色時(shí)間(T4)。具體變黃期干濕球溫度和時(shí)間設(shè)置見表1。

表1 變黃期和定色期不同溫濕度組合設(shè)置參數(shù)

注：各烘烤工藝處理不同階段的干/濕/時(shí)分別指干球溫度/濕球溫度/烘烤時(shí)間。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 外觀質(zhì)量的評(píng)價(jià) 外觀質(zhì)量按國家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB 2635─1992)，從成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。顏色值測定：使用(金準(zhǔn))JZ-300/通用色差計(jì)，以T3為對(duì)照，每個(gè)處理選取3片煙葉，分別在每片煙葉基部、中部、尾部各2個(gè)點(diǎn)測得亮度值L、紅度值a、黃度值b、總色差△E進(jìn)行加權(quán)平均。

1.3.2 化學(xué)成分的檢測 測定煙葉的pH值，總糖、還原糖、總氮、鉀的含量測定采用近紅外光譜法，煙堿、氯、鎂、淀粉含量的采用連續(xù)流動(dòng)法(YC/T 216─2007)，以上項(xiàng)目均委托福建省南平煙科分所進(jìn)行檢測。

1.3.3 物理性狀的測定 單葉重測定：用精度為0.1 g的電子秤稱取各處理樣品約2 kg，并計(jì)算煙葉的片數(shù)，然后用重量除以片數(shù)得出單葉重。

厚度檢測：將煙葉樣品在溫度22 ℃，濕度60%的恒溫恒濕箱中平衡48 h后，在一片煙葉的尖、中、基上分別測定，然后算平均值。每個(gè)處理測3片煙葉，再取平均值。

伸長長度、拉力、伸長率檢測：去掉葉片主脈，然后裁取長3 cm、寬1.5 cm的長條，取10片煙葉，每片煙葉裁取一條，放入恒溫恒濕箱中平衡水分1周。取出長條在煙草薄片抗張?jiān)囼?yàn)機(jī)上分別用直尺測定初始長度和拉伸至斷裂時(shí)所增長的長度，得出伸長長度，同時(shí)記錄斷裂瞬間儀器顯示的拉力。計(jì)算出被拉伸至斷裂時(shí)所增長的長度與式樣初始長度的百分比，重復(fù)10次，10個(gè)數(shù)值中，去掉一個(gè)最大值，一個(gè)最小值，剩余8個(gè)求平均值，測得伸長率。

1.3.4 香氣物質(zhì)及石油醚提取物的測定 香氣物質(zhì)、石油醚提取物均委托鄭州煙草研究院進(jìn)行測定。

1.3.5 烤后煙葉感觀評(píng)吸質(zhì)量的評(píng)價(jià) 各處理取烤后煙葉樣品1 kg，委托福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心組織進(jìn)行感官評(píng)吸。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010、SPSS 13.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫濕度組合對(duì)烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響

由表2可知，烤后煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，各處理烤后煙葉的外觀質(zhì)量存在差異，主要體現(xiàn)在各煙葉的外觀品質(zhì)上。成熟度和葉片結(jié)構(gòu)：T1處理略差；身份和油分：T2、T3處理好于T1、T4；油分從多到少的總體評(píng)價(jià)排序：T2>T1>T3>T4；綜合評(píng)價(jià)煙葉外觀質(zhì)量由高到低排序：T2>T3>T1>T4。

表2 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉外觀質(zhì)量情況

由表3可知，亮度值L：T4處理的最大，T1最小；紅度值：T2與T4一致，T1最低，T3最高；黃藍(lán)色度值：T4最高，T1最低。與T3處理為對(duì)照，翠碧一號(hào)的不同變黃溫濕度和穩(wěn)溫時(shí)間處理烤后最大的煙葉外觀總色差為T4，最小為T2，這說明T2處理烤后煙葉的顏色與T3最接近。

表3 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉顏色值

2.2 不同溫濕度組合烘烤對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

由表4可知，變黃期和定色期不同溫濕度組合處理烤后煙葉結(jié)果顯示，不同處理烤后煙葉化學(xué)成分存在差異。其中各處理之間的煙堿、總氮、鉀、氯、鎂含量差異較小，說明試驗(yàn)所選鮮煙的素質(zhì)較一致，各處理的煙堿含量排序：T3>T4>T2>T1；總糖和還原糖：T1處理最高、T4處理最低，T2與T3相近；淀粉含量以T1最高，由高到低排序：T1>T2>T3>T4，說明變黃期和定色期的低溫低濕不利于淀粉的轉(zhuǎn)化分解，中溫高濕則有利于淀粉的轉(zhuǎn)化分解。

表4 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉的主要化學(xué)成分比較 %

2.3 不同溫濕度組合烘烤對(duì)煙葉物理性狀的影響

由表5可知，變黃期和定色期不同溫濕度組合處理對(duì)烤后煙葉結(jié)果顯示，不同處理烤后煙葉物理性狀存在一定差異，各處理的單葉重排序：T3>T1>T2>T4，說明各處理對(duì)烤后煙葉單葉重的影響較大，T4處理中溫高濕延長變黃和定色時(shí)間使得淀粉轉(zhuǎn)化分解充分的同時(shí)單葉重也減少；煙葉厚度和拉力均以T2最大，由大到小排序：T2>T3>T4>T1；伸長率以T3最大，其他3個(gè)處理較為接近；平衡含水率最低的為T4，最高的為T1。

表5 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉物理性狀

2.4 不同溫濕度組合烘烤對(duì)煙葉香氣物質(zhì)和石油醚提取物的影響

由表6可知，在4個(gè)處理中，T2的多酚類最高，為42.0 mg/g，總含量由高到低排序：T2>T1>T4>T3，其中新綠原酸和綠原酸由高到低排序：T2>T1>T4>T3，隱綠原酸總體排序：T1>T2>T4>T3，各處理的莨菪亭含量基本上相同，蕓香苷總體排序：T1>T2>T4>T3。說明T2變黃期和定色期中溫中濕處理有利于提高烤后煙葉中多酚類香味物質(zhì)含量。

表6 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉多酚含量情況 mg/g

美拉德反應(yīng)是廣泛存在于在食品、煙草加工環(huán)節(jié)的一種非酶褐變，在食品工業(yè)廣泛存在，是煙葉香氣成分形成的重要過程之一[9]。由表7可知，不同溫濕度組合烤后煙葉美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量最高的為T1，最低的為T4。

難揮發(fā)性有機(jī)酸在干煙中占的比例較大，占干煙葉總重量的10%左右，主要有蘋果酸、草酸、油酸、亞麻酸、十六酸、檸檬酸、亞油酸等[10-11]。這些難揮發(fā)性酸影響煙葉的生長和煙葉的整體質(zhì)量，在燃燒過程中與生物堿進(jìn)行反應(yīng)變成鹽，使得人們?cè)诔槲鼰熑~時(shí)影響勁頭和香吃味。由表8可知，翠碧一號(hào)品種烘烤變黃期在不同溫濕度和穩(wěn)溫時(shí)間烘烤處理中，各處理的難揮發(fā)酸含量最高的為T1，其次為T4，含量最低的為T2。蘋果酸是煙草生長的各個(gè)階段的主要有機(jī)酸。在各處理中，蘋果酸含量最高的為T4，其次為T1，含量最低的為T2。草酸在各處理煙葉中的含量排序：T2>T1>T4>T3。油酸和亞麻酸在各處理的排序?yàn)門1>T2>T3=T4。

表7 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉美拉德反應(yīng)產(chǎn)物含量情況 μg/g

揮發(fā)性有機(jī)酸在煙葉含量的占比雖然比較低，而且各類煙草含量相差較大，大概在0.01%～0.2%之間，但它們是煙草生長過程中必不可少的元素之一，對(duì)烤后煙葉質(zhì)量和卷煙質(zhì)量都起著很重要的作用，對(duì)感官質(zhì)量的影響比高級(jí)脂肪酸和多元酸對(duì)感官質(zhì)量的影響都大得多[11]。由表9可知，在翠碧一號(hào)品種烘烤變黃期的不同溫濕度和穩(wěn)溫時(shí)間烘烤各處理情況來看，揮發(fā)酸含量最高的為T2，其次為T4，最低為T3。甲酸含量最高的為T4，最低的為T1，具體排序：T4>T2>T3>T1；乙酸含量最高的處理為T2，最低的為T3，具體排序?yàn)門2>T1>T4>T3；羥基乙酸含量最高的處理為T2，最低的為T1，具體排序：T2>T4>T3>T1。

表8 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉難揮發(fā)酸含量情況 μg/g

2.5 不同溫濕度組合烘烤對(duì)煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

委托福建中煙責(zé)任有限公司有關(guān)專家對(duì)翠碧一號(hào)品種烘烤變黃期不同溫濕度和穩(wěn)溫時(shí)間烘烤各處理烤后煙葉進(jìn)行感官評(píng)吸，評(píng)吸結(jié)果見表10。評(píng)吸質(zhì)量綜合得分排序：T2>T3>T1>T4；T1青雜氣較重，T4有尖刺感。T1優(yōu)點(diǎn)：香氣量較足，缺點(diǎn)：煙氣較為沉悶、粗糙；T2優(yōu)點(diǎn)：香氣質(zhì)較好，煙氣較為細(xì)膩，缺點(diǎn)：香氣量稍低、香氣濃度較低；T3優(yōu)點(diǎn)：勁頭較小，缺點(diǎn)：香氣量和濃度較低，吃味較為平淡；T4優(yōu)點(diǎn)：香氣量較足、濃度較高；缺點(diǎn)：勁頭稍大，刺辣感較明顯。

表9 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉揮發(fā)酸含量情況 μg/g

表10 變黃期和定色期不同溫濕度組合烤后煙葉處理感官質(zhì)量情況 分

處理質(zhì)量特征評(píng)價(jià)煙氣特征細(xì)膩度濃度勁頭換算得分口感特征刺激性余味換算得分質(zhì)量特征換算質(zhì)量特征得分綜合得分T17．56．59．015．37．57．018．172．143．371．3T27．57．08．515．37．07．518．275．845．575．5T37．57．08．015．07．07．017．573．844．373．1T46．57．58．014．56．56．516．365．739．466．6

3 討論與結(jié)論

烤煙三段式烘烤工藝，把煙葉烘烤過程分為變黃期、定色期和干筋期，變黃階段是煙葉內(nèi)主要化學(xué)成分轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時(shí)期，控制適宜的溫濕度條件和給予充分的時(shí)間對(duì)改善煙葉質(zhì)量非常重要。定色期和干筋期，隨著煙葉內(nèi)在物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化，促使煙葉的質(zhì)量進(jìn)一步形成[12]。不同溫濕度條件和時(shí)間組成煙葉不同烘烤工藝參數(shù)，對(duì)煙葉質(zhì)量有重要影響[13-18]。

烤后煙葉外觀質(zhì)量的分析表明，煙葉外觀顏色：T1較暗，T2多桔黃色，T3顏色偏淡，T4顏色最深。T1由于采用低溫低濕變黃，煙葉內(nèi)水分蒸發(fā)較慢，煙葉棕色化反應(yīng)增強(qiáng)，煙葉顏色較暗。各處理的葉綠素降解速率存在差異，T3和T4處理的高濕高濕條件下有利于色素的降解[19]，到煙葉烘烤后期，各處理的葉綠素含量幾乎完全降解，這與周鈺淇[20]的研究結(jié)果一致。T4處理在較高濕球溫度下，煙葉內(nèi)在物質(zhì)大量降解，隨著淀粉、蛋白質(zhì)的大量降解，煙葉美拉德反應(yīng)較為充分，煙葉現(xiàn)顏色較深的酶促棕色化反應(yīng)，促進(jìn)了煙葉顏色進(jìn)一步加深，由于煙葉內(nèi)在物質(zhì)大分子物質(zhì)降解充分，葉片呈偏薄、單葉重較輕的變化。

從化學(xué)成分上看，主要體現(xiàn)在T1的淀粉含量高于T2、T3和T4，表明高溫高濕處理煙葉的葉綠素降解與淀粉降解不同步。從感官質(zhì)量分析，T2的綜合評(píng)分高于T1、T3和T4。各處理的各類香味物質(zhì)總量與感官質(zhì)量相關(guān)性并不明顯。煙葉和煙氣中化學(xué)成分總量多達(dá)8430種，其中煙氣中獨(dú)有的成分達(dá)2800種[21-23]。有關(guān)提高煙葉香味物質(zhì)含量的研究較多[20]，從各類香味物質(zhì)總量與煙葉感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)上看，增加煙葉香味總量變化影響煙葉質(zhì)量香型、香韻，香氣質(zhì)和香氣量等特征，煙葉呈現(xiàn)不同的風(fēng)格質(zhì)量特色。

通過對(duì)烤后煙葉外觀質(zhì)量、化學(xué)成分、物理性狀、香氣成分、石油醚提取物和感官評(píng)吸研究表明：在煙葉密集烘烤中，不同溫濕度及穩(wěn)溫時(shí)間對(duì)翠碧一號(hào)煙葉質(zhì)量的影響顯著，翠碧一號(hào)煙葉密集烘烤以中溫中濕慢烤(T2)：即在變黃期間溫度38 ℃、濕度38～37.5 ℃保持14～16 h，溫度40 ℃、濕度38～37 ℃保持18～22 h，溫度42 ℃、濕度38～37 ℃保持14～16 h，烤后煙葉的外觀質(zhì)量、化學(xué)成分、評(píng)吸質(zhì)量等整體上表現(xiàn)最好，同時(shí)通過本研究，得出適合最佳工業(yè)可用性要求的翠碧一號(hào)品種密集烘烤工藝技術(shù)。

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