密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色、形態(tài)和水分變化及相互關(guān)系

，，，， ，，

(1 湖南省煙草公司長(zhǎng)沙市公司，長(zhǎng)沙 410007； 2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙 410128； 3 中國(guó)煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，長(zhǎng)沙 410128)

2012-06-14

謝鵬飛(1971-)，男，湖南邵陽(yáng)人，碩士，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事煙葉栽培與調(diào)制研究、推廣工作，Email：xiepengfeixiewu@126.com。*通信作者，Email：yzdxh@163.com。

國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局重大專(zhuān)項(xiàng)(TS-01)；湖南省煙草公司項(xiàng)目(11-14Aa01)。

密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色、形態(tài)和水分變化及相互關(guān)系

謝鵬飛1,3，鄧小華2,3*，周清明2，裴曉東1，劉濤2，龍大彬1，肖海強(qiáng)1

(1 湖南省煙草公司長(zhǎng)沙市公司，長(zhǎng)沙 410007； 2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)沙 410128； 3 中國(guó)煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，長(zhǎng)沙 410128)

以K326中部煙葉為材料，研究了密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)、形態(tài)、水分變化特征及其關(guān)系。結(jié)果表明:密集烘烤過(guò)程中煙葉正面與背面顏色參數(shù)值變化趨勢(shì)基本一致，且烘烤前期變化幅度較大，烘烤后期變化幅度較小，同時(shí)正面變化速度較背面快。主脈的顏色參數(shù)值變化較葉片變化滯后。烘烤開(kāi)始煙葉厚度收縮率一直呈現(xiàn)較大變化，進(jìn)入干筋期變化趨勢(shì)減緩；其余各形態(tài)指標(biāo)前期變化幅度較小，中期相對(duì)劇烈，后期又逐漸減緩。烘烤過(guò)程中葉片、主脈及整葉相對(duì)含水量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，前期失水速度慢，中期失水速度快。密集烘烤過(guò)程中煙葉正面、背面和主脈的紅度值與煙葉的收縮率指標(biāo)、卷曲率指標(biāo)和含水率指標(biāo)呈顯著或極顯著相關(guān)；煙葉背面亮度值與收縮率指標(biāo)和縱向卷曲率、煙葉正面亮度值與厚度收縮率、主脈黃度值與橫向卷曲率和含水率指標(biāo)呈顯著或極顯著相關(guān)。

烤煙；密集烘烤；顏色；形態(tài)；水分

隨著現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的整體推進(jìn)，能滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)化烘烤需要的密集烤房在全國(guó)大面積推廣，其工藝技術(shù)逐漸成熟，但是煙葉烘烤進(jìn)程的調(diào)控仍然基于技術(shù)人員對(duì)煙葉顏色、形態(tài)變化和失水狀況的判斷[1]。煙葉顏色不僅是判斷烤煙成熟度的主要依據(jù)，其變化也是指導(dǎo)烘烤操作的主要依據(jù)[4，5]。色度學(xué)CIE L*a* b*理論是基于一種顏色不能同時(shí)既是藍(lán)又是黃這個(gè)理論而建立。利用色差計(jì)儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光源照明被測(cè)物體而獲得的顏色參數(shù)值(L*，a* ，b*)來(lái)定量表征煙葉的外觀色澤特征，其結(jié)果具有較高的靈敏性與客觀性[6，7]?；糸_(kāi)玲等采用色度學(xué)CIE L*a* b*理論對(duì)煙葉顏色與煙葉品質(zhì)關(guān)系進(jìn)行研究表明，色度學(xué)指標(biāo)與煙葉成熟度判斷、煙葉等級(jí)、內(nèi)在化學(xué)成分等具有一定的相關(guān)性[8～10]。同時(shí)，煙葉在烘烤過(guò)程中生理生化反應(yīng)的外觀表現(xiàn)還有形態(tài)及水分變化。前人研究了烘烤過(guò)程中煙葉形態(tài)結(jié)構(gòu)變化和水分變化，指出干燥過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是煙葉失水過(guò)程，在干燥的過(guò)程中伴隨著煙葉形態(tài)的變化，烘烤過(guò)程不同時(shí)期失水規(guī)律對(duì)煙葉品質(zhì)影響有顯著關(guān)系[11～16]。

本研究以湖南濃香型煙葉產(chǎn)區(qū)瀏陽(yáng)煙葉為材料，研究密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色、形態(tài)和水分變化規(guī)律及相關(guān)性，旨在為闡明密集烘烤質(zhì)量的動(dòng)態(tài)形成，改善密集烤房烤后煙葉質(zhì)量，優(yōu)化煙葉烘烤工藝和智能化烘烤提供理論依據(jù)，為湖南濃香型優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)于2011年在湖南省瀏陽(yáng)市淳口鎮(zhèn)鴨頭村金葉烘烤工場(chǎng)進(jìn)行。供試烤煙品種為K326。試驗(yàn)田土壤為黃粘土，肥力中等；煙苗3月18日移栽，種植株行距50 cm×120 cm；田間管理按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。以中部煙葉(第11～13位葉)為試驗(yàn)材料，依據(jù)葉位成熟標(biāo)準(zhǔn)在煙葉成熟時(shí)按照葉位單葉采收。規(guī)格為2.7 m×8.0 m×3.3 m的氣流上升式密集烤房，每炕裝煙量約為4 000 kg，循環(huán)風(fēng)機(jī)功率為2.2 kW。

1.2 試驗(yàn)材料

從正常成熟采收的煙葉中挑選出成熟度、葉色、大小基本一致的葉片，綁竿后標(biāo)記分別掛于密集烤房中棚，采用三段式烘烤工藝烘烤。烘烤前及烘烤過(guò)程中每隔12 h取樣1次，取樣后留下來(lái)的空隙用麻袋片擋住，防止因取樣帶來(lái)試驗(yàn)誤差。每次選取30片大小、顏色具有代表性的完整煙葉，其中15片用于顏色參數(shù)和形態(tài)參數(shù)的測(cè)定，15片用于煙葉含水量測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

(1)顏色參數(shù)值的測(cè)定。采用上海漢普光電科技有限公司生產(chǎn)的HP-200便攜式精密色差儀，選擇大小和外觀色澤基本一致的煙葉，在其中部離煙葉主脈約5 cm處選擇測(cè)量點(diǎn)，每半片葉等距離選擇3個(gè)點(diǎn)分別測(cè)量葉片正、反面的顏色參數(shù)值，取每片葉6個(gè)點(diǎn)的平均值為顏色參數(shù)值。煙葉主脈勻稱(chēng)選擇6個(gè)測(cè)量點(diǎn)，其平均值作為主脈的顏色參數(shù)值。顏色參數(shù)亮度值L*的范圍為0～100，表示黑白(0 為黑，100 為白)；紅度值a*(正值為紅，負(fù)值為綠)；黃度值b*(正值為黃，負(fù)值為藍(lán)， 0 為中性色)。

(2)形態(tài)參數(shù)測(cè)定。用浙江義烏博大文具有限公司生產(chǎn)的毫米刻度尺測(cè)量鮮煙葉的長(zhǎng)度、寬度、葉邊緣距離以及葉尖至葉柄的距離。用浙江托普儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的葉片厚度儀測(cè)量葉片厚度。參照文獻(xiàn)[16]的方法計(jì)算煙葉縱向收縮率、橫向收縮率、厚度收縮率、面積收縮率。參照文獻(xiàn)[11]的方法計(jì)算煙葉縱向卷曲度和橫向卷曲度。

(3)煙葉相對(duì)含水量測(cè)定。選用5片煙葉測(cè)定整片煙葉含水量。選用10片煙葉分離葉片和主脈，取離主脈2 cm的葉中部分，用打孔器均勻打成半徑為0.5 cm圓片10片，測(cè)定葉片含水量；同時(shí)取主脈，測(cè)定主脈的含水量。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用Microsoft Excel2003和SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。多重比較采用Duncan多重比較(Duncan’multiple rang test)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)值變化

2.1.1 煙葉顏色參數(shù)L*值變化

由圖1可知，葉片正面、葉片背面和主脈的L*值隨著密集烘烤的進(jìn)行逐漸增高，但到達(dá)最大值之后開(kāi)始降低。葉片正面與背面略有降低，而主脈是較大幅度降低。葉片正面的最大L*值出現(xiàn)在烘烤48 h，此時(shí)正處于煙葉的變黃末期；葉片背面和主脈的最大L*值均出現(xiàn)在烘烤84 h，此時(shí)正處于煙葉的定色后期。由此看來(lái)，葉片正面與背面L*值變化趨勢(shì)基本一致，但是正面變化速度比反面較快，這種差異有可能與煙葉正、背面的失水速率有關(guān)。主脈的L*值在烘烤84 h后急劇下降，是由于煙葉烘烤過(guò)程中的干筋期，煙葉主脈快速干燥所致。

圖1 密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)L*值變化

2.1.2 煙葉顏色參數(shù)a*值變化

顏色參數(shù)a*值表示從綠到紅的變化，其正值越大，綠色越輕，紅色愈濃。由圖2可知，葉片正面、葉片背面和主脈的a*值隨著密集烘烤的進(jìn)行逐漸增高，最大值均出現(xiàn)在120 h。葉片正面與背面a*值變化最顯著的階段在0～36 h，主脈在96 h以前緩慢增大，96 h以后迅速增大。

圖2 密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)a*值變化

2.1.3 煙葉顏色參數(shù)b*值變化

顏色參數(shù)b*值表示從藍(lán)到黃的變化，其正值越大，黃色越濃。由圖3可知，葉片正面和背面的b*值隨著密集烘烤的進(jìn)行逐漸增加，而后有所下降之后又稍有回升，其中正面b*值在變黃初期(0～24 h)增加幅度較大，背面b*值在變黃初期增加緩慢。主脈b* 值變化則與煙葉正面和背面相反。總體看來(lái),葉片正面與背面顏色參數(shù)b*值變化趨勢(shì)基本一致,但是正面變化速度比反面較快。

圖3 密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)b*值變化

2.2 密集烘烤過(guò)程中煙葉形態(tài)變化

2.2.1 煙葉卷曲度變化

煙葉卷曲度主要包括縱向卷曲度和橫向卷曲度，其變化可反映煙葉在烘烤過(guò)程中的卷曲程度和狀態(tài)[16]。由圖4可知，采收成熟煙葉在自然狀態(tài)下有一定的卷曲度；隨著烘烤的進(jìn)行，縱向卷曲度和橫向卷曲度有所遞增，其中縱向卷曲度在整個(gè)烘烤過(guò)程中增加幅度相對(duì)較小，橫向卷曲度在整個(gè)烘烤過(guò)程中變化幅度相對(duì)較大。在煙葉烘烤的48 h之前煙葉縱向和橫向卷曲度變化幅度都較小，但48 h之后煙葉卷曲度變化幅度增大，特別是橫向卷曲度在96～108 h急劇增大，這主要是由于煙葉在定色階段和干筋階段的水分排出，導(dǎo)致煙葉“卷邊”及“卷筒”。

圖4 密集烘烤過(guò)程中煙葉卷曲度變化

2.2.2 煙葉收縮度變化

煙葉烘烤過(guò)程中的收縮率可反映煙葉失水狀況和干燥程度。由圖5可知，密集烘烤過(guò)程中煙葉縱向、橫向、厚度、面積收縮率變化總體趨勢(shì)一致，呈逐漸增大的趨勢(shì)。其中，煙葉縱向、橫向和面積收縮率呈現(xiàn)兩頭緩慢遞增中間快速遞增的變化趨勢(shì)，而厚度收縮率則是先快速遞增后緩慢遞增的變化趨勢(shì)。煙葉縱向、橫向和面積收縮率快速遞增發(fā)生在定色期至干筋前期(48～96 h)。在48 h之前煙葉縱向、橫向和面積收縮率變化較小，隨著烘烤的進(jìn)行,煙葉水分大量排出，煙葉橫向收縮率與面積收縮率迅速增大，縱向收縮率變化幅度雖然較小也出現(xiàn)一個(gè)小幅躍變過(guò)程。96 h以后煙葉葉片基本全干，煙葉縱向、橫向和面積收縮率變化趨勢(shì)減緩。厚度收縮率快速遞增發(fā)生在變黃期至定色期間(12～72 h)。隨著烘烤的進(jìn)行，煙葉中大分子物質(zhì)的降解以及水分的散失，72 h以前煙葉厚度收縮率急劇增大，72 h以后增幅逐漸減小。

圖5 密集烘烤過(guò)程中煙葉收縮率變化

2.3 密集烘烤過(guò)程中煙葉含水量變化

煙葉失水干燥是烘烤目的之一，水分的動(dòng)態(tài)變化是烘烤后煙葉品質(zhì)的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折。由圖6可知，在烘烤過(guò)程中葉片、主脈及整葉的水分動(dòng)態(tài)變化是不同的，但相對(duì)含水量變化趨勢(shì)一致，即隨烘烤時(shí)間而降低。在變黃期至定色前期(0～72 h)，葉片、主脈及整葉相對(duì)含水量緩慢降低；定色后期及干筋期(72～120 h)，葉片、主脈及整葉相對(duì)含水量大幅降低。其中，在72 h以后，主脈相對(duì)含水量變化小于葉片及整葉的變化，在84 h以后葉片的相對(duì)含水量變化大于整葉的變化。從總體看，葉片的失水速度要大于主脈，至120 h，葉片、主脈及整葉相對(duì)含水量還較大，沒(méi)有達(dá)到烤干煙葉的目的。

圖6 密集烘烤過(guò)程中煙葉相對(duì)含水量變化

2.4 密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)值與煙葉形態(tài)參數(shù)、相對(duì)含水量的相關(guān)性分析

密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)值與煙葉形態(tài)參數(shù)值的相關(guān)性分析(表1)表明，在烘烤過(guò)程中煙葉正面、背面和主脈的a*值與煙葉的收縮率指標(biāo)和卷曲率指標(biāo)呈極顯著的正相關(guān)；煙葉背面L*值與收縮率指標(biāo)和縱向卷曲率呈顯著或極顯著的正相關(guān)；煙葉正面L*值與厚度收縮率、主脈b*值與橫向卷曲率呈顯著正相關(guān)；其他指標(biāo)雖然存在一定的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，但不顯著。

密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)值與煙葉相對(duì)含水率的相關(guān)性分析(表1)表明，在烘烤過(guò)程中煙葉正面、背面和主脈的a*值與煙葉的含水率指標(biāo)呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)；煙葉主脈b*值與煙葉的含水率指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān)；煙葉顏色參數(shù)值L*值與煙葉的含水率指標(biāo)的相關(guān)性不顯著，煙葉正面和背面b*值與煙葉的含水率指標(biāo)的相關(guān)性不顯著。

表1 密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)值與形態(tài)參數(shù)值和含水量的相關(guān)系數(shù)

注：*表示5%差異顯著水平，**表示1%差異顯著水平。

3 結(jié)論與討論

在密集烘烤過(guò)程中煙葉顏色參數(shù)值變化主要集中在烘烤前期，烘烤后期變化幅度較小，這與煙葉內(nèi)色素、淀粉等大分子物質(zhì)的降解轉(zhuǎn)化主要集中在變黃期是一致的。葉片正面與背面的顏色參數(shù)值變化趨勢(shì)基本一致，但是正面變化速度較快于背面，這與煙葉正面和背面的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理生化特征存在較大差異有關(guān)。煙葉主脈顏色參數(shù)值變化主要在定色后期，其主要原因是烘烤過(guò)程中主脈變黃速度較慢，完成變黃需要的溫度較高。

煙葉形態(tài)變化隨烘烤時(shí)間的進(jìn)行各參數(shù)值呈增加趨勢(shì)，其中縱向卷曲度變化幅度較小，橫向卷曲度、厚度收縮率、面積收縮率變化幅度較大。從烘烤開(kāi)始煙葉厚度收縮率一直呈現(xiàn)較大變化，但是進(jìn)入干筋期變化趨勢(shì)減緩；其余各形態(tài)指標(biāo)變化呈現(xiàn)前期變化幅度較小，中期相對(duì)劇烈，后期又逐漸減緩的規(guī)律，表明密集烘烤過(guò)程中煙葉形態(tài)變化主要集中在定色期。在宏觀上，煙葉形態(tài)的變化是煙葉干燥程度的體現(xiàn)，變黃期煙葉形態(tài)指標(biāo)值變化緩慢，定色期迅速增加，干筋期又減緩，這與煙葉的失水規(guī)律相一致。

煙葉在烘烤過(guò)程中，葉片、主脈及整葉在整個(gè)烘烤過(guò)程中相對(duì)含水量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，但遞減的幅度在不同時(shí)期存在差異，較大的變化幅度主要集中在72～120 h之間。表明煙葉烘烤過(guò)程中的水分動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)前期失水少，失水速度慢；中期失水多, 失水速度快的特點(diǎn)。

煙葉烘烤就是一個(gè)調(diào)控?zé)熑~失水干燥與葉內(nèi)生理生化協(xié)調(diào)的過(guò)程。烘烤過(guò)程中煙葉顏色和形態(tài)的變化是煙葉生理生化變化與失水干燥的宏觀體現(xiàn)。相關(guān)分析表明，煙葉顏色、形態(tài)和水分變化是緊密相聯(lián)的，密集烘烤過(guò)程中煙葉正面、背面和主脈的a*值與煙葉的收縮率指標(biāo)和卷曲率指標(biāo)呈極顯著的正相關(guān)；煙葉背面L*值與收縮率指標(biāo)和縱向卷曲率呈顯著或極顯著的正相關(guān)；煙葉正面L*值與厚度收縮率、主脈b*值與橫向卷曲率呈顯著正相關(guān)；煙葉正面、背面和主脈的a*值與煙葉的含水率指標(biāo)呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)；煙葉主脈b*值與煙葉的含水率指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān)。

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ChangesofColor,MorphologyandMoistureofTobaccoLeavesduringBulkCuringandTheirRelationship

(1 Changsha Tobacco Company, Changsha，Hunan 410007, China; 2 Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128,China; 3 China Tobacco Mid-south Agricultural Experimental Station, Changsha, Hunan 410128, China)

The change characters of color indexes, morphology and moisture and their relationship were studied during bulk curing with the middle leaves of flue-cured tobacco of K326 as materials. The results indicated that color indexes of the front and the back of tobacco leaves showed the same changing trend during bulk curing, and it had big change range in the prior period and small changes range in later period during bulk curing, while that of the front side changed faster. Color indexes of midribs changed latter than that of the blade. Thickness shrinkage changed greatly since the start of curing, while it had slowdown tendency in stem-drying stage. The rest of morphological characteristics indexes showed drastic change in middle stage and small change in prior and later period. The relative moisture content of blade, midribs and whole leaf was decreased during the curing, the water loss speed was low in the prior period, while it was fast in later period during bulk curing. There was significant or extremely significant correlation between redness degree of the front and the back of leaf and midribs and indexes of shrinkage, crimp rate and moisture content. Significant or extremely significant correlation existed between lightness value of the back of leaf and shrinkage index and longitudinal crimp rate, between lightness value of the front of leaf and thickness crimp rate, between yellow degree value of midrib and the crosswise crimp rate and moisture content, respectively.

Flue-cured tobacco; Bulk curing; Color; Morphology; Moisture

S572

A

1001-5280(2012)05-0486-05

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.05.19