黔南烤壞煙與正常煙葉主要化學(xué)成分含量差異

肖振杰，周艷賓，徐增漢，解彩軍，劉大雙，呂培新，黃 剛，丁忠林

（1.河北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，石家莊 050051；2.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，合肥 230052；3.貴州省煙草公司黔南州公司，貴州 都勻 558000）

由于鮮煙素質(zhì)較差、烘烤工藝不當(dāng)、烤房性能問題、烘烤操作失誤等因素，煙葉烘烤過程經(jīng)常產(chǎn)生一些烤壞煙[1]?？緣臒熢谕庥^上表現(xiàn)為烤青、掛灰、蒸片、黑糟、烤紅等，其品質(zhì)低劣，甚至沒有工業(yè)可用性，在煙葉分級中屬于下低等煙或級外煙，價格低廉或不予收購，降低了煙葉的產(chǎn)質(zhì)量，給煙農(nóng)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失[2]?？緣臒煹钠焚|(zhì)為何低劣？其根本原因是其化學(xué)成分含量不適宜及相互之間比例不協(xié)調(diào)的問題。目前，我國對烤壞煙化學(xué)成分的研究較少，僅見徐興陽等[3]對云南省紅花大金元品種的烤青煙、雜色煙和枯焦煙的主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性進(jìn)行了研究，但紅花大金元主要為云南省種植，且涉及的烤壞煙種類較少。本研究對我國的主栽烤煙品種K326在貴州省黔南煙區(qū)容易出現(xiàn)的5種烤壞煙（掛灰煙、糟片煙、蒸片煙、青筋煙、烤紅煙）和正常煙（C3F和B2F）進(jìn)行取樣，檢測其主要化學(xué)成分含量并進(jìn)行了差異分析，目的是為了明確烤壞煙品質(zhì)低劣的內(nèi)因，以期為在煙葉烘烤環(huán)節(jié)防止出現(xiàn)烤壞煙而采取針對性的技術(shù)和措施提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2012年在黔南州福泉市進(jìn)行，烤房類型為氣流上升式密集烤房?？緹熎贩N均為 K326。在煙葉烘烤結(jié)束后，選取中部葉和上部葉中掛灰煙（中度掛灰）、糟片煙、蒸片煙、青筋煙和烤紅煙樣品各0.5 kg，中部葉記為“C掛灰煙”、“C糟片煙”、“C 蒸片煙”、“C 青筋煙”、“C 烤紅煙”，以C3F作為對照；上部葉記為“B掛灰煙”、“B糟片煙”、“B 蒸片煙”、“B 青筋煙”、“B 烤紅煙”，以B2F作為對照。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 烘烤 煙農(nóng)主要采用密集烤房控制儀設(shè)定的與煙葉部位相對應(yīng)的烘烤工藝進(jìn)行烘烤。

1.2.2 主要化學(xué)成分測定 將各處理樣品在 40 ℃下進(jìn)一步烘干，采用萬能高速粉碎機(jī)粉碎，充分混勻，密封備測。總糖、還原糖、煙堿、總氮、蛋白質(zhì)的含量采用BRAN+LUEBBE AA3型連續(xù)流動分析儀測定[4]。

2 結(jié) 果

2.1 烤壞煙與正常煙葉總糖和還原糖的差異

2.1.1 總糖 由圖1可見，本試驗(yàn)中，中部葉各處理的總糖含量在4.67%～31.88%，差異顯著；其中，C3F正常烘烤煙葉顯著高于各烤壞煙；烤壞煙中，C掛灰煙、C烤紅煙、C蒸片煙、C青筋煙和C糟片煙的總糖含量呈下降趨勢，分別只有C3F正常烘烤煙葉的59.6%，58.7%，54.1%，45.3%和14.6%，均明顯偏低和不適宜。上部葉各處理的總糖含量為12.94%～24.34%，B2F正常烘烤煙葉均最大、最適宜，顯著高于各烤壞煙；烤壞煙中，B掛灰煙、B烤紅煙、B蒸片煙、B青筋煙和B糟片煙的總糖含量呈下降趨勢，分別只有 B2F正常烘烤煙葉的70.6%、62.7%、59.3%、56.2%、53.2%，均明顯偏低和不適宜，但相互之間的差異比中部葉的小。

2.1.2 還原糖 各處理的還原糖含量的變化趨勢與總糖基本一致。中部葉各處理的還原糖含量為4.36%～25.06%；其中，C3F正常烘烤煙葉含量最高和適宜，顯著高于其他5種烤壞煙；烤壞煙中，C掛灰煙、C蒸片煙、C烤紅煙、C青筋煙和C糟片煙的還原糖含量呈明顯下降趨勢，分別只有C3F正常烘烤煙葉的 66.8%，64.2%，54.8%，42.1%和17.4%，均顯著偏低和不適宜；相互之間除了C掛灰煙和C蒸片煙之外，差異皆顯著。上部葉各處理的還原糖含量為11.26%～20.06%，以B2F正常烘烤煙葉最高、最適宜，顯著高于其他5種烤壞煙；烤壞煙中，B掛灰煙、B蒸片煙、B青筋煙、B烤紅煙和B糟片煙的還原糖含量呈下降趨勢，分別只有B2F正常烘烤煙葉的75.5%、65.5%、64.7%、63.2%和54.7%，均明顯偏低和不適宜。

2.2 烤壞煙與正常煙葉主要含氮化合物的差異

圖1 不同處理的總糖和還原糖含量Fig.1 The contents of total sugar and reducing sugar of different treatments

圖2 不同處理的煙堿、蛋白質(zhì)和總氮含量Fig.2 The contents of nicotine and protein and total nitrogen of different treatments

2.2.1 煙堿 由圖2可見，中部葉的煙堿含量，C3F正常烘烤煙葉最低（2.29%，適宜），顯著低于糟片煙（3.64%，過高）、烤紅煙（3.19%，偏高）和掛灰煙（3.01%，偏高）；烤壞煙中，C蒸片煙、C青筋煙、C掛灰煙、C烤紅煙 和C糟片煙的煙堿含量呈上升趨勢，分別比C3F正常烘烤煙葉高12.2%、15.3%、31.4%、39.3%和 59.0%。上部葉的煙堿含量，以B2F正常烘烤煙葉最低（2.63%），最適宜；糟片煙最高（3.62%），過高；B青筋煙、B蒸片煙、B掛灰煙、B烤紅煙和B糟片的煙堿含量呈上升趨勢，分別比B2F正常烘烤煙葉高14.8%、20.2%、23.2%、26.6%和37.6%。煙堿在烘烤過程中是相對穩(wěn)定的成分，糟片煙、烤紅煙、掛灰煙等烤壞煙的煙堿含量顯著高于正常煙葉的原因是其糖類等干物質(zhì)在烘烤過程中被過度消耗而導(dǎo)致煙堿的含量相對提高。

2.2.2 蛋白質(zhì) 煙葉中蛋白質(zhì)含量如果過高，則對品質(zhì)不利，煙氣的堿性強(qiáng)、刺激性強(qiáng)、甚至出現(xiàn)蛋白臭味?？緹煹鞍踪|(zhì)含量以8%左右為最適宜[5]。本試驗(yàn)中，中部葉各處理的蛋白質(zhì)含量，C3F正常烘烤煙葉（6.86%，適宜）最低，與掛灰煙（7.65%，最適宜）的差異不顯著，但顯著低于 C蒸片煙（8.03%，最適宜）、C烤紅煙（8.52%，最適宜）、C糟片煙（9.35%，適宜）和C青筋煙（10.37%，偏高），5種烤壞煙分別高于 C3F正常烘烤煙葉11.5%、17.1%、24.2%、38.9%和51.2%。上部葉各處理的蛋白質(zhì)含量，以糟片最高，顯著高于其他處理；B2F正常烘烤煙葉的蛋白質(zhì)含量最低，顯著低于糟片煙和烤紅煙，與掛灰煙、糟片煙和青筋煙的差異不顯著；B掛灰煙、B蒸片煙、B青筋煙、B烤紅煙和B糟片煙的蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢，分別比B2F正常烘烤煙葉高7.3%、13.5%、17.6%、27.3%和40.1%。

2.2.3 總氮 目前研究認(rèn)為烤煙中蛋白質(zhì)、煙堿、氨基酸等含氮化合物的氮量總和以 2.5%左右為最適宜[5]。本試驗(yàn)中，中部葉總氮含量以C3F正常烘烤煙葉最低，顯著低于糟片、青筋和烤紅煙，與掛灰和蒸片煙差異不顯著；糟片和青筋煙的總氮含量最高，顯著高于其他4個處理。C蒸片煙、C掛灰煙、C烤紅煙、C青筋煙和C糟片煙的總氮含量呈上升趨勢，分別比 C3F正常烘烤煙葉高 20.6%、21.8%、44.1%、58.2%和 59.4%。上部葉總氮含量以糟片最高，顯著高于B2F正常烘烤煙葉、掛灰、蒸片和青筋煙，與烤紅煙差異不顯著；B2F正常烘烤煙葉的總氮含量最低，顯著低于烤紅和糟片煙，與掛灰、糟片和青筋煙差異不顯著。

2.3 烤壞煙與正常煙葉糖堿比的差異

如圖3所示，本試驗(yàn)中，中部葉還原糖/煙堿值，以C3F正常烘烤煙葉最高和適宜，顯著高于各烤壞煙；在5種烤壞煙中，以蒸片煙的最高，顯著高于糟片、青筋和烤紅煙，與掛灰煙差異不顯著；糟片煙的還原糖/煙堿值顯著低于其他處理。上部葉各處理的還原糖/煙堿值，以 B2F正常烘烤煙葉最高和適宜，顯著高于烤壞煙處理；掛灰、糟片和青筋煙之間的還原糖/煙堿值差異不顯著，但三者顯著高于糟片和烤紅煙。C蒸片煙、C掛灰煙、C烤紅煙、C青筋煙和 C糟片煙的還原糖/煙堿值分別只有 C3F正常烘烤煙葉的 55.3%、50.7%、38.1%、35.4%和10.6%，B掛灰煙、B青筋煙、B蒸片煙、B烤紅煙和B糟片煙的還原糖/煙堿值分別只有B2F正常烘烤煙葉的60.8%、55.9%、54.1%、49.6%和40.7%，表明中部葉烤壞煙和上部葉烤壞煙的糖堿比值顯著偏低，糖堿不協(xié)調(diào)或極不協(xié)調(diào)，酸堿平衡性差或極差，因此烤壞煙的可用性低或極低，甚至沒有可用性。

圖3 不同處理的糖堿比Fig.3 The ratio of reduced sugar/nicotine of different treatments

3 討 論

煙葉的化學(xué)成分是決定煙葉質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)?？偺呛瓦€原糖含量如果過低，會破壞煙葉化學(xué)成分的平衡性，則吃味刺嗆；但也不能過高，否則煙氣的酸性過強(qiáng)。兩糖在一定范圍內(nèi)含量越高，煙葉品質(zhì)越好。我國一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)烤煙的總糖含量的適宜范圍為 19%～28%，24%左右最適宜；還原糖含量的適宜范圍為16%～24%，20%左右最適宜[5-6]。朱保昆等[7]研究認(rèn)為，烤煙煙堿、氮堿比和糖堿比與感官舒適度整體上呈極顯著相關(guān)（P＜0.01）。宋澤民等[8]研究認(rèn)為，黔南烤煙正常煙葉的主要化學(xué)成分含量范圍，中部葉還原糖為20.2%～29.2%，總糖為23.9%～35.6%，煙堿為1.7%～4.0%，總氮為1.4%～2.3%；上部葉還原糖為 18.6%～30.2%，總糖為20.8%～32.5%，煙堿為2.6%～4.6%，總氮為1.7%～2.8%。實(shí)際上，煙葉的化學(xué)成分含量是動態(tài)變化的，尤其在烘烤過程中的變化劇烈，人們也期望在烘烤過程中通過促進(jìn)煙葉發(fā)生極其復(fù)雜的生理生化變化和化學(xué)變化以獲得內(nèi)在化學(xué)成分含量適宜協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)煙葉[1]。但是，煙葉烘烤過程非常復(fù)雜，外觀表現(xiàn)為煙葉失水干燥，顏色由綠變黃，內(nèi)部同時進(jìn)行著色素和淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的降解轉(zhuǎn)化及香氣前體物質(zhì)的生成和轉(zhuǎn)化等[9]，在此過程中影響煙葉最終質(zhì)量的因素很多。因此，生產(chǎn)上常出現(xiàn)烤壞煙的現(xiàn)象，降低煙葉產(chǎn)質(zhì)量。徐興陽等[3]研究表明，烤青煙葉淀粉和揮發(fā)酸含量明顯增加，煙堿含量變化不明顯；雜色煙和枯焦煙的淀粉含量明顯下降，揮發(fā)酸和煙堿含量明顯增加；烤青煙葉、焦枯和雜色煙葉對評吸質(zhì)量有利的總糖、還原糖、總多酚等指標(biāo)明顯下降，對評吸質(zhì)量不利的蛋白質(zhì)、總氮、揮發(fā)堿等指標(biāo)明顯增加，糖堿比、糖蛋比和糖氮比的協(xié)調(diào)性下降，下降或增加的幅度均以枯焦煙葉＞雜色煙葉＞烤青煙葉，導(dǎo)致各項(xiàng)化學(xué)成分指標(biāo)低于優(yōu)質(zhì)煙葉合理范圍，最終影響了煙葉的工業(yè)利用價值。本研究結(jié)果表明，5種烤壞煙的總糖和還原糖含量顯著低于正常煙葉，其原因有所不同，青筋煙是因?yàn)樵诤婵具^程中葉綠素沒有能夠完全降解，淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)沒有能夠適度降解而含量較高，同時兩糖積累不足，從而使得兩糖的含量相對較低，其他烤壞煙兩糖含量較低主要是因?yàn)樵诤婵具^程中煙葉變黃后沒有能夠及時定色干燥而導(dǎo)致糖分被過度消耗；5種烤壞煙的煙堿、總氮和蛋白質(zhì)等含氮化合物明顯高于正常煙葉，這主要是因?yàn)榭緣臒煹奶欠趾枯^低而使這些成分的含量相對提高。由于烤壞煙的還原糖含量較低而煙堿含量較高，從而導(dǎo)致還原糖/煙堿的值更是顯著低于正常煙葉，為不適宜或極不適宜。可見，內(nèi)在化學(xué)成分含量不適宜、不協(xié)調(diào)、不平衡是烤壞煙品質(zhì)低劣、可用性差甚至喪失可用性的根本原因。

4 結(jié) 論

烤壞煙的總糖、還原糖含量和糖堿比值均顯著降低于正常煙葉，均為不適宜或極不適宜?？緣臒煹臒焿A、總氮和蛋白質(zhì)含量大多顯著高于正常煙葉，超出了適宜范圍。

主要化學(xué)成分含量不適宜、或過低或過高或相互之間的比值不協(xié)調(diào)是烤壞煙品質(zhì)低劣、可用性差或喪失可用性的根本原因。本試驗(yàn)結(jié)果表明，糟片煙的內(nèi)在品質(zhì)最差，蒸片煙和青筋煙次之，烤紅煙和（中度）掛灰煙相對稍好。因此，在煙葉烘烤環(huán)節(jié)必須采取正確的技術(shù)和措施，避免出現(xiàn)烤壞煙，確保煙葉烘烤質(zhì)量。

[1]王能如，徐增漢，周慧玲，等.煙葉調(diào)制與分級[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002.

[2]閆克玉，趙獻(xiàn)章.煙葉分級[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[3]徐興陽，尹平，李躍平，等.三類烤壞煙葉主要化學(xué)成分及其協(xié)調(diào)性的變化趨勢[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報，2012，31（2）：99-102.

[4]耿富卿，劉明競，楊相，等.不同烤煙烘烤方式的烘烤效應(yīng)研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（4）：29-30.

[5]肖協(xié)忠，李德臣，郭承芳，等.煙草化學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1997：50-52.

[6]張魯民，劉彥中.上部煙葉化學(xué)成分的差異分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，16（3）：66-68.

[7]朱保昆，朱東來，王明鋒，等.烤煙主要化學(xué)指標(biāo)與感官舒適度的相關(guān)性分析[J].中國煙草科學(xué)，2011，32（6）：17-21.

[8]宋澤民，張西仲，羅紅香，等.黔南山地?zé)熑~的品質(zhì)特征研究[J].中國煙草科學(xué)，2012，33（6）：66-70.

[9]徐秀紅，王傳義，劉昌寶，等.“8”點(diǎn)式精準(zhǔn)密集烘烤工藝”的創(chuàng)新集成與應(yīng)用[J].中國煙草科學(xué)，2012，33（5）：68-73.