煙葉含梗率性狀的鑒定方法研究

闕遠(yuǎn)慧，何軼，喻奇?zhèn)?，熊晶，柯漁洲，羅雯，王平松，莫澤君，段麗麗，劉仁祥※

（1.貴州大學(xué)煙草學(xué)院/貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025；2.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司，貴州 畢節(jié) 551700）

煙葉含梗率指煙梗在煙葉中所占的重量百分比，是煙葉的重要經(jīng)濟(jì)性狀和物理特性指標(biāo)；煙葉含梗率直接影響打葉復(fù)烤的出絲率和出片（葉）率[1]，是煙草工藝特性和卷煙生產(chǎn)成本核算的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[2-4]。前人研究表明，烤煙品種[4-6]、煙葉產(chǎn)地[7,8]及栽培措施[9,10]對煙葉含梗率有較大的影響，選育利用含梗率低的品種，對于提高煙葉品質(zhì)、降低卷煙生產(chǎn)成本有重要意義。在煙草品種選育過程中，往往要進(jìn)行多個(gè)品系的煙葉含梗率測定，而目前煙葉含梗率的測定普遍采用屈劍波[11]測定烤煙國家標(biāo)準(zhǔn)（40級）河南各等級煙葉的含梗率的方法，該方法需要待煙葉成熟后采收，采用烘烤方式干燥，在溫度（22±2）℃、相對濕度（60±2）%的條件下平衡水分1周，分開梗和葉肉分別稱重，再計(jì)算煙葉含梗率。這一方法測定過程繁瑣、測定時(shí)間長，對于品種選育中的大量品系鑒定選擇存在測定工作量大、鑒定時(shí)間偏晚的問題。為此，本研究選用不同品種成熟煙葉，設(shè)置殺青和烘烤、葉梗分離和不分離處理方式，選用烤后煙葉設(shè)置不同含水率梯度處理，通過比較不同處理煙葉含梗率測定結(jié)果的差異，篩選快速、可靠的煙葉含梗率測定方法，以期為品種選育過程中提高煙葉含梗率的測定效率提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)品種

試驗(yàn)品種為NC82、云煙87、云煙116、貴煙4號、貴煙202、韭菜坪2號和NC82X韭菜坪2號，由貴州大學(xué)煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)器材

烘箱（天津市泰勒斯儀器有限公司）、大型密集烤房（貴州大學(xué)煙草科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地）、1/100天平（福州華志科學(xué)儀器有限公司）等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 不同干燥方式對煙葉含梗率的影響 選取含梗率差異大的NC82、韭菜坪2號和NC82X韭菜坪2號共3個(gè)品種（系）成熟度一致的中部9～11葉為試驗(yàn)材料。設(shè)置干燥方式、葉梗處理二因素實(shí)驗(yàn)，干燥方式設(shè)置殺青干燥（用烘箱在105℃殺青30 min、75℃烘干）、烘烤（用大型密集烤房及其三段式烘烤工藝烘烤兩種干燥方式）；葉梗處理設(shè)置葉梗分離、葉梗不分離兩種煙葉處理方式。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。待煙葉干燥后，采用屈劍波[26]的煙葉含梗率方法，分別重復(fù)測定各處理煙葉含梗率。

1.3.2 不同含水率對含梗率的影響 設(shè)置煙葉含水率為0、5%、10%、15%和20%共5種處理，采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。隨機(jī)選取NC82、云煙87、云煙116、貴煙4號和貴煙202共5個(gè)品種（系）的烤后煙葉為實(shí)驗(yàn)材料，按照屈劍波[11]的水分平衡方法，將實(shí)驗(yàn)煙葉置于溫度（22±2）℃、相對濕度（60%±2%）的恒溫恒濕條件下平衡水分，待煙葉重量等于含水率為0時(shí)煙葉重量的1.05倍、1.11倍、1.17倍和1.25倍時(shí)，即為煙葉含水率為5%、10%、15%和20%處理，重復(fù)測定各處理煙葉含梗率，測定完成后即采用GB/T22838.8方法[12]測定驗(yàn)證含水率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS 5.0和Excel 2010軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種間煙葉含梗率差異分析

由不同品種間煙葉含梗率測定的結(jié)果（表1）看出：不同品種間煙葉含梗率有差異，3個(gè)品種（系）間煙葉在殺青干燥方式下的煙葉含梗率分別為16.64%、18.69%和15.41%，相差幅度為7.98%～21.28%，差異達(dá)到顯著水平；在三段式烘烤干燥方式下的煙葉含梗率分別為29.61%、36.35%和31.66%，相差幅度為6.92%～22.76%，相差達(dá)到極顯著。說明煙葉含梗率受遺傳控制，遺傳改良是降低煙葉含梗率的有效途徑，品種選育過程中需對各品種（系）煙葉的含梗率進(jìn)行測定，以準(zhǔn)確選擇煙葉含梗率適宜的品種。

表1 不同品種間不同干燥方式的煙葉含梗率統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of stem content of tobacco leaves with different drying methods of different varieties

2.2 不同干燥方式對煙葉含梗率的影響

葉梗不分離烘烤是煙葉生產(chǎn)中普遍采用的煙葉干燥模式，適宜的溫度和充足的水分是煙葉烘烤過程中發(fā)生新陳代謝以及烤黃、烤香的必須條件，也是導(dǎo)致干物質(zhì)損失的主要原因。煙葉烘烤過程中，溫度上升和水分損失慢，煙葉內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)和葉綠素等大分子有機(jī)物在酶的作用下降解轉(zhuǎn)化，形成糖、氨基酸和香氣前體物等小分子物質(zhì)，使煙葉品質(zhì)得以顯現(xiàn)和提高，同時(shí)也因呼吸消耗導(dǎo)致干物質(zhì)損失。而殺青干燥過程中，因溫度高使得酶很快失活，大分子有機(jī)物幾乎不發(fā)生降解。由兩種干燥方式下煙葉含梗率的測定結(jié)果（表1）看出，不同干燥方式對煙葉含梗率有影響，同一品種煙葉采用烘烤方式干燥后的煙葉含梗率高于殺青干燥后的煙葉含梗率，3個(gè)品種采用烘烤和殺青干燥兩種方式的煙葉含梗率平均為32.54%和16.91%，相差達(dá)到極顯著水平。因此，煙葉生產(chǎn)和卷煙原料含梗率評價(jià)，不能采用直接殺青干燥的煙葉來測定含梗率。

對同一品種煙葉采用殺青和烘烤兩種方式進(jìn)行干燥后的含梗率進(jìn)行相關(guān)分析的結(jié)果（表2）看出，采用兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關(guān)系數(shù)為0.98，相關(guān)達(dá)到極顯著水平，回歸方程為y=1.615 9x+5.203 9，說明可用殺青干燥方式烘干后的煙葉含梗率預(yù)測烘烤后的煙葉含梗率。因此，在煙草品種選育中，含梗率性狀可采用將煙葉殺青干燥后測定，根據(jù)其與對照品種煙葉含梗率的高低進(jìn)行取舍，根據(jù)回歸方程預(yù)測該品系烘烤后的煙葉含梗率，以快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行煙葉含梗率的鑒定和育種材料的選擇。

表2 不同干燥方式的含梗率相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of stem content using different drying methods

2.3 葉梗分離和不分離對煙葉含梗率的影響

葉梗分離后干燥，切斷了干燥過程中葉肉與梗之間的物質(zhì)和水分轉(zhuǎn)移，煙葉含梗率變化主要由葉和梗間大分子有機(jī)物降解比例決定。葉梗不分離干燥，煙葉含梗率變化除了梗和葉肉的水分流動(dòng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)移外，還有葉和梗間大分子有機(jī)物降解，導(dǎo)致煙葉含梗率產(chǎn)生差異。由表3看出，殺青干燥方式下，葉梗分離干燥比葉梗不分離的煙葉含梗率高，3個(gè)品種分別高8.94、10.92和13.81個(gè)百分點(diǎn)，平均高11.22個(gè)百分點(diǎn)，差異達(dá)到極顯著水平；烘烤方式下，葉梗分離比葉梗不分離烘烤的煙葉含梗率低，3個(gè)品種分別低2.89、5.09和2.98個(gè)百分點(diǎn)，平均低3.65個(gè)百分點(diǎn)，相差達(dá)到顯著水平。說明葉梗不分離干燥，梗和葉肉間存在物質(zhì)流動(dòng)，因此，煙葉生產(chǎn)和卷煙原料的含梗率評價(jià)，不能采用先將葉梗分離后殺青或烘烤干燥的煙葉來測定含梗率。

表3 葉梗分離與不分離的煙葉含梗率差異統(tǒng)計(jì)表（%）Table 3 Statistical table of stem content difference between separated and unseparated tobacco leaves(%)

葉梗不分離殺青干燥后，由于煙葉易碎，需要將煙葉回潮至不易碎才能分離葉和梗，再平衡水分后測定煙葉含梗率，測定過程繁瑣、耗時(shí)長，仍然不利于大規(guī)模進(jìn)行煙草品種（系）煙葉含梗率的測定。對同一品種煙葉采用葉梗分離后殺青和不分離烘烤兩種方式進(jìn)行干燥后的煙葉含梗率進(jìn)行相關(guān)分析的結(jié)果（表4）可知，兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關(guān)系數(shù)為0.93，相關(guān)達(dá)到極顯著水平，回歸方程為y=1.229 9x 2.070 5，說明可用葉梗分離后殺青干燥后的煙葉含梗率預(yù)測葉梗不分離烘烤后的煙葉含梗率。因此，在煙草品種選育中，煙葉含梗率性狀可采用將葉梗分離后殺青干燥測定，根據(jù)測定值與對照品種煙葉含梗率的高低進(jìn)行取舍，同時(shí)也可根據(jù)回歸方程預(yù)測該品系烘烤后的煙葉含梗率，達(dá)到快速、準(zhǔn)確地鑒定選擇育種材料的煙葉含梗率性狀。

表4 葉梗分離后殺青干燥和不分離烘烤的含梗率相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of stem content between de-greening drying and non-separation baking after stem separation

2.4 不同平衡含水率間煙葉含梗率差異分析

由隨機(jī)選擇的5個(gè)品種烤后煙葉在不同平衡含水率下的煙葉含梗率測定結(jié)果（圖1）看出，5個(gè)參試材料不同含水率下的煙葉含梗率差異均不顯著，說明在煙葉含水率在0～20%范圍內(nèi)，含水率對煙葉含梗率的測定值沒有顯著影響。因此，在育種實(shí)踐中，在煙葉回潮后，即可測定煙葉含梗率，可減少平衡水分的程序和時(shí)間，提高煙葉含梗率鑒定選擇效率。

圖1 不同品種在不同平衡含水率處理下的煙葉含梗率統(tǒng)計(jì)圖Fig.1 Statistical diagram of stem content of different varieties under different equilibrium moisture treatments

3 討論

煙梗的主要成分是纖維素和木質(zhì)素，結(jié)構(gòu)致密，在卷煙加工中難以利用，嚴(yán)重影響卷煙的加工質(zhì)量、成本和效益[13,14]，因此，卷煙工業(yè)非常重視煙葉含梗率。煙葉含梗率是指煙梗重量在煙葉中所占百分率[11,15]，煙葉含梗率的測定采用屈劍波[11]測定烤煙國家標(biāo)準(zhǔn)（40級）河南各等級煙葉的含梗率的方法，該方法需要待煙葉成熟后采收，采用烘烤方式干燥，在溫度（22±2）℃、相對濕度（60±2）%的條件下平衡水分1周，分開梗和葉肉分別稱重，再計(jì)算煙葉含梗率。這一方法測定過程繁瑣、測定時(shí)間長，對于遺傳改良中煙葉含梗率的遺傳研究、大量品系鑒定選擇存在測定工作量大、測定時(shí)間偏晚的問題。本研究顯示，殺青干燥和煙葉含梗率相差極顯著，兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關(guān)系數(shù)為0.98，相關(guān)達(dá)到極顯著水平，回歸方程為y=1.615 9x+5.203 9；葉梗分離與不分離處理干燥后的煙葉含梗率相差極顯著，葉梗分離后殺青干燥與不分離烘烤的煙葉含梗率的相關(guān)系數(shù)為0.93，相關(guān)達(dá)到極顯著水平，回歸方程為y=1.229 9x 2.070 5；煙葉含水率在0～20%范圍內(nèi)，不同含水率間煙葉含梗率的測定結(jié)果沒有顯著差異。因此，在研究煙葉含梗率的遺傳和進(jìn)行新品種（系）煙葉含梗率鑒定選擇時(shí)，可采用將成熟煙葉的葉梗分離后進(jìn)行殺青干燥，冷卻后即可測定煙葉含梗率，采用回歸方程預(yù)測該品種（系）烘烤后的煙葉含梗率，以快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行煙葉含梗率的鑒定和育種材料的選擇。

烘烤是煙葉生產(chǎn)必需的過程，烘烤過程中煙葉內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)和葉綠素等大分子有機(jī)物在酶的作用下降解轉(zhuǎn)化形成糖、氨基酸和香氣前體物等小分子物質(zhì)，使煙葉品質(zhì)得以顯現(xiàn)和提高，也導(dǎo)致干物質(zhì)的損失[16-19]。殺青干燥，高溫使得酶很快失活，大分子物質(zhì)幾乎不發(fā)生降解，導(dǎo)致殺青干燥和烘烤的煙葉含梗率有差異。葉梗分離試驗(yàn)結(jié)果顯示，由于梗粗、葉肉薄，梗的表面積與水分量的相對比值較葉肉小，干燥過程中葉肉內(nèi)的水勢下降快，梗中的水分會轉(zhuǎn)移到葉肉中以維持水勢平衡，帶動(dòng)梗中可溶于水的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到葉肉中，導(dǎo)致梗中可溶于水的物質(zhì)減少而葉肉中增多，煙葉含梗率相對下降。同時(shí)，梗中的水分及時(shí)轉(zhuǎn)移到葉肉中，延長了葉肉中酶活性維持時(shí)間，葉肉中大分子有機(jī)物降解損失量增加，含梗率相對增加。本研究烘烤比殺青干燥后煙葉含梗率高，說明烘烤過程中葉肉的有機(jī)物降解損失量大于梗中隨水分轉(zhuǎn)移到葉肉中的物質(zhì)量。

4 結(jié)論

殺青和烘烤兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關(guān)系數(shù)為0.98，相關(guān)達(dá)到極顯著水平，回歸方程為y=1.615 9x+5.203 9；葉梗分離后殺青干燥與不分離烘烤的煙葉含梗率的相關(guān)系數(shù)為0.93，相關(guān)達(dá)到極顯著水平，回歸方程為y=1.229 9 x 2.070 5；煙葉含水率在0～20%范圍內(nèi)，不同含水率煙葉的含梗率測定結(jié)果沒有顯著差異。因此，在研究煙葉含梗率的遺傳和進(jìn)行新品種（系）煙葉含梗率鑒定選擇時(shí)，可采用將成熟煙葉的葉梗分離后進(jìn)行殺青干燥，冷卻后即可測定煙葉含梗率，即可測定煙葉含梗率，采用回歸方程預(yù)測該品種（系）烘烤后的煙葉含梗率，以快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行煙葉含梗率的鑒定和育種材料的選擇。