烘烤變黃溫度對煙葉變黃變褐特性的影響

汪代斌，魏 碩，徐 宸，李常軍，江厚龍，黃克久，陳少鵬，宋朝鵬

（1.中國煙草總公司重慶市公司，重慶 400023；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002）

烘烤變黃溫度對煙葉變黃變褐特性的影響

汪代斌1，魏 碩2，徐 宸1，李常軍1，江厚龍1，黃克久1，陳少鵬1，宋朝鵬2

（1.中國煙草總公司重慶市公司，重慶 400023；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002）

探討烘烤過程中煙葉的變黃變褐特性，為烘烤工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。以煙草K326品種中部葉為試驗材料，研究不同變黃溫度條件下煙葉變黃程度、變褐程度、淀粉、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)變化。結(jié)果表明：隨著變黃溫度升高，煙葉變黃加快，同時加快了煙葉變褐；隨著變黃溫度升高，煙葉淀粉、干物質(zhì)降解加快，蛋白質(zhì)降解減慢；相同變黃程度高溫變黃淀粉、干物質(zhì)降解水平較高，蛋白質(zhì)降解水平較低，變褐過程煙葉淀粉、蛋白質(zhì)代謝紊亂、含量差異不顯著，變褐的煙葉淀粉降解程度為82%～90%，蛋白質(zhì)降解程度為45%～60%，干物質(zhì)降解程度為15%～25%。

煙葉；烘烤溫度；變黃變褐；物質(zhì)代謝

煙葉烘烤是采后煙葉在特定溫濕度下物理生化變化的協(xié)調(diào)統(tǒng)一［1-2］，烤房中煙葉變黃過程相對外界來說是一種高溫高濕環(huán)境，在這種逆境中加速了煙葉內(nèi)物質(zhì)快速代謝降解，在短期內(nèi)實現(xiàn)煙葉的后熟衰老過程。烘烤特性是影響煙葉烘烤效果和烤后煙葉質(zhì)量的重要因素［3-4］，對煙葉烘烤特性的研究，一直深受業(yè)內(nèi)研究人員重視。煙葉由變黃到變褐是煙葉衰老到死亡的過程［5-6］，煙葉中淀粉、蛋白質(zhì)等內(nèi)含物質(zhì)作為組織細(xì)胞生命代謝活動的主要能量來源，烘烤過程煙葉色素降解與淀粉降解顯著相關(guān)［7］，且烘烤過程物質(zhì)消耗過度是造成煙葉變褐的原因之一［1］；生產(chǎn)過程中變黃慢的煙葉往往通過延長變黃時間來解決，但易造成變黃過度而變褐，降低煙葉烘烤質(zhì)量［8-10］；而烘烤過程中淀粉、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)含量呈逐漸降低趨勢，在變黃期物質(zhì)降解較快，進入定色期降解逐步停止［1］；煙葉烘烤過程物質(zhì)代謝與溫度有關(guān)，普遍認(rèn)為低溫條件下淀粉和蛋白質(zhì)快速降解時間長、較徹底，而高溫下淀粉發(fā)生快速降解時間早，持續(xù)時間較短，致使淀粉不能徹底降解［11-13］。因此，有必要對烘烤變黃溫度與煙葉變黃變褐過程物質(zhì)降解水平之間的關(guān)系進行研究，本試驗通過研究不同變黃溫度條件下煙葉變黃程度、變褐程度變化，以及淀粉、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)降解水平，擬從物質(zhì)代謝角度揭示煙葉變黃變褐特性，為烘烤工藝參數(shù)選取提供借鑒依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年在重慶煙科所彭水試驗示范基地進行，供試品種為煙草K326，選擇地塊平整，土壤肥力中等，以正常落黃成熟采收的中部葉（第10～11位葉為主）為試驗材料，利用智能電加熱煙葉烘烤實驗柜（福州興東輝自動化科技有限公司）進行烘烤，裝煙量260片。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個處理，T1：低溫變黃，維持干球溫度35℃、相對濕度85%～90%烘烤；T2：中溫變黃，維持干球溫度38℃、相對濕度85%～90%烘烤；T3：高溫變黃，維持干球溫度41℃、相對濕度85%～90%烘烤；烘烤實驗柜參數(shù)分別按照各處理溫、濕度進行設(shè)定，直至煙葉完全變褐時結(jié)束。

1.3 測定方法

1.3.1 取樣操作 烘烤過程自0 h開始取樣，每隔6 h取樣6片，將葉片展開進行拍照；每隔12 h取樣8片，殺青烘干留樣，用于干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)檢測。

1.3.2 變黃、變褐程度測定 采用Photoshop像素法［15］計算煙葉變黃部分面積與總?cè)~片面積（圖1），進而計算變黃程度、變褐程度。

圖1 烤中煙葉Photoshop軟件處理效果

1.3.3 相關(guān)物質(zhì)含量的測定 干物質(zhì)含量參照李衛(wèi)芳方法［16］測定；淀粉含量、蛋白質(zhì)含量采用常規(guī)方法［17］測定。

利用Microsoft Excel2010、DPS7.05軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘烤過程中煙葉變黃、變褐程度變化

從圖2A可以看出，烘烤過程中煙葉變黃程度呈逐漸增大的趨勢，各處理煙葉變黃程度表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，即烘烤過程中煙葉變黃速度T3較快，T2次之，T1較慢，T3變黃時間為54 h，T2變黃時間為66 h，T1變黃時間為84 h；烘烤過程中煙葉經(jīng)歷緩慢啟動變黃、快速變黃、緩慢終止變黃3個時期，呈慢-快-慢變化趨勢，變黃啟動T3較快，T2、T1較慢，終止變黃T3＞T2＞T1，由此可見，T3有利于煙葉變黃的啟動及終止。從圖2B可以看出，烘烤過程中煙葉變褐也經(jīng)歷啟動變褐、快速變褐、緩慢終止變褐3個時期，呈慢-快-慢的變化趨勢，各處理煙葉變褐程度表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，啟動變褐、快速變褐、緩慢終止變褐3個時期煙葉變褐速度均表現(xiàn)為T3較快，T2次之，T1較慢，T3變褐發(fā)生時間為84 h，T2變褐時間為96 h，T1變褐時間為132 h；T3完全變褐時間為168 h，T2變褐時間為228 h，T1變褐時間為264 h；由此可見，T3發(fā)生變褐較早、并快速達(dá)到最大。

圖2 烘烤過程中煙葉變黃、變褐程度變化

2.2 烘烤過程中煙葉物質(zhì)含量變化

從圖3A可以看出，烘烤過程中煙葉淀粉含量呈逐漸減小的趨勢，其中T1在132 h內(nèi)降解速度較快，T2在96 h內(nèi)降解速度較快，T3在84 h內(nèi)降解速度較快，在進入緩慢降解過程后，淀粉含量波動較大，代謝紊亂；各處理煙葉淀粉含量基本表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，即烘烤過程中煙葉淀粉代謝速度T3較快，T2次之，T1較慢。由圖3B可以看出，烘烤過程中煙葉蛋白質(zhì)含量呈逐漸減小的趨勢，其中T1在132 h內(nèi)降解速度較快，T2在108 h內(nèi)降解速度較快，T3在96 h內(nèi)降解速度較快，緩慢降解過程中蛋白質(zhì)含量波動較大，代謝紊亂；各處理煙葉蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，即烘烤過程中煙葉蛋白質(zhì)代謝速度T1較快，T2次之，T3較慢。從圖3C可以看出，烘烤過程中煙葉干物質(zhì)含量呈逐漸減小的趨勢，其中T1在92 h內(nèi)消耗速度較快，T2在120 h內(nèi)消耗速度較快，T3在84 h內(nèi)消耗速度較快，各處理煙葉干物質(zhì)含量表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，即烘烤過程中煙葉干物質(zhì)消耗速度T3較快，T2次之，T1較慢。

2.3 煙葉變黃、變褐程度與物質(zhì)代謝水平

圖3 烘烤過程中煙葉淀粉、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)含量變化

從表1可以看出，煙葉開始變黃時，淀粉含量、干物質(zhì)含量均表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，淀粉含量T1顯著大于T2、T3；煙葉變黃1/2時，淀粉含量、干物質(zhì)含量均表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，其中淀粉含量、干物質(zhì)含量T1顯著大于T3，蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，T3顯著大于T1；煙葉完全變黃時，淀粉含量、干物質(zhì)含量均表現(xiàn)為T1＞T2＞T3，其中淀粉含量及干物質(zhì)含量T1顯著大于T3，蛋白質(zhì)含量處理間存在顯著差異，表現(xiàn)為T3＞T2＞T1；煙葉開始變褐時，淀粉含量T1顯著大于T3，蛋白質(zhì)含量T2、T3顯著大于T1；煙葉變褐1/2時，淀粉含量、干物質(zhì)含量無顯著差異，蛋白質(zhì)含量T3顯著大于T1；煙葉完全變褐時，淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、干物質(zhì)含量處理間差異不顯著；變褐的煙葉淀粉降解程度為82%～90%，蛋白質(zhì)降解程度為45%～60%，干物質(zhì)降解程度為15%～25%。

表1 煙葉變黃、變褐程度與內(nèi)含物質(zhì)含量

3 結(jié)論與討論

密集烘烤變黃期是煙葉內(nèi)生理生化反應(yīng)的重要階段，是淀粉、蛋白質(zhì)、色素和干物質(zhì)等大分子物質(zhì)大量降解的關(guān)鍵時期，變黃期烘烤溫（濕）度對煙葉質(zhì)量具有重要影響［1-2］。本研究結(jié)果表明，高溫變黃有利于加快煙葉變黃速度，但同時加快了煙葉變褐速度，這可能是高溫引起色素降解加快、多酚氧化酶活性增強的結(jié)果［18］，同時高溫條件下煙葉容易因變黃加快而造成煙葉變黃過度，物質(zhì)消耗殆盡而被氧化變褐［1-2］，烘烤過程中淀粉含量、干物質(zhì)含量隨溫度升高降解加快，可能是高溫條件提高了淀粉酶活性引起的［19］；蛋白質(zhì)含量隨溫度升高降解整體減慢，這與現(xiàn)有研究結(jié)論［13，20-21］一致。宮長榮等［10］研究表明，淀粉與色素降解呈極顯著正相關(guān)，這可能是高溫變黃有利于加快煙葉變黃速度的原因，即淀粉代謝產(chǎn)生能量用于色素的代謝［6］，煙葉開始變黃、變黃1/2、完全變黃時，淀粉含量、干物質(zhì)含量均表現(xiàn)為T1＞T2 ＞T3，煙葉達(dá)到相同變黃程度高溫條件物質(zhì)消耗較高，可能是高溫變黃煙葉物質(zhì)代謝產(chǎn)生能量用于色素降解的比例下降、能量利用效率降低，這對不同素質(zhì)煙葉的烘烤具有一定的指導(dǎo)意義；煙葉變褐過程中淀粉、蛋白質(zhì)含量、干物質(zhì)含量波動較大、整體基本呈現(xiàn)出降低趨勢，可能是煙葉瀕臨衰亡、物質(zhì)代謝失衡紊亂引起的［1］。

［1］宮長榮，楊煥文，艾復(fù)清，等. 煙草調(diào)制學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.

［2］崔國民. 烤煙密集型自動化烤房及烘烤工藝技術(shù)［M］. 北京：科學(xué)出版社，2012.

［3］王傳義. 煙葉烘烤特性研究進展［J］. 中國煙草科學(xué)，2009，30（1）：38-41.

［4］張樹堂，崔國民，楊金輝. 不同烤煙品種的烘烤特性研究［J］. 中國煙草科學(xué)，1997（4）：37-41.

［5］王傳義. 不同烤煙品種烘烤特性研究［D］. 青島：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2008.

［6］宮長榮. 密集烤房［M］. 北京：科學(xué)出版社，2012.

［7］謝已書. 烤壞煙原因分析及解決的技術(shù)措施［J］. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，28（S）：62-63.

［8］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.

［9］肖振杰，周艷賓，徐增漢，等. 黔南烤壞煙與正常煙葉主要化學(xué)成分含量差異［J］. 中國煙草科學(xué)，2014，35（3）：74-78.

［10］宮長榮，袁紅濤，陳江華. 烤煙烘烤過程中煙葉淀粉酶活性變化及色素降解規(guī)律的研究［J］.中國煙草學(xué)報，2002，8（2）：17-21.

［11］宮長榮，孫福山，汪耀富，等. 煙葉烘烤中不同變黃溫度對某些生理生化特性的影響［J］. 中國煙草科學(xué)，1998，19（2）：6-7.

［12］徐益群，胡云見，飛鴻，等. 煙葉烘烤變黃期不同溫濕度組合對淀粉降解的影響［J］. 煙草科學(xué)研究，2003（3）：37-39.

［13］李常軍，宮長榮，周義和，等. 烤煙烘烤過程中變黃溫度對氮素代謝的影響［J］. 中國煙草學(xué)報，2001，7（2）：31-35.

［14］賀帆，王濤，王戰(zhàn)義，等. 變黃期不同溫濕度對烘烤中煙葉蛋白質(zhì)降解及酶活性的影響［J］.中國煙草學(xué)報，2014，20（5）：80-86.

［15］蘇家恩，魏碩，徐發(fā)華，等. 不同烤煙品種變黃期變黃與失水協(xié)調(diào)程度的分析［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，55（19）：5148-5150.

［16］李衛(wèi)芳，張明農(nóng)，林培章，等. 煙葉烘烤過程中呼吸速率和脫水速率變化的研究［J］. 煙草科技，2000（11）：34-36.

［17］王瑞新，韓富根，等. 煙草化學(xué)品質(zhì)分析［M］.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1998.

［18］王愛華，徐秀紅，王松峰，等. 變黃溫度對烤煙烘烤過程中生理指標(biāo)及烤后質(zhì)量的影響［J］.中國煙草學(xué)報，2008，14（1）：27-31.

［19］張瀟駿，王萬能，譚蘭蘭，等. 不同烘烤工藝對煙葉淀粉含量及淀粉酶活性的影響［J］. 煙草科技，2015，48（5）：57-60，79.

［20］高玉珍，李偉. 影響烤煙煙葉糖和淀粉含量的因素研究［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報，2006，22（6）：70-75.

［21］宮長榮，汪耀富，趙銘欽，等. 煙葉烘烤過程中變黃和定色條件對香氣特征的影響［J］. 華北農(nóng)學(xué)報，1996，11（3）：106-111.

（責(zé)任編輯 白雪娜）

Effects of yellowing temperature on yellowing and browning characteristics of tobacco leaves

WANG Dai-bin1，WEI Shuo2，XU Chen1，LI Chang-jun1，JIANG Hou-long1，HUANG Ke-jiu1，CHEN Shao-peng1，SONG Zhao-Peng2
（1.Chongqing Tobacco Company of China National Tobacco Company，Chongqing 400023，China；2.Tobacco College of Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China）

In order to provide theoretical basis for optimization of curing process，the yellowing and browning characteristics of tobacco leaves were studied during curing process. Using middle leaves of K326 cultivar as test material，the changes of yellowing degree，browning degree，starch，protein and dry matter in tobacco leaves with different yellowing temperature were studied. Results showed that the yellowing speed of tobacco leaves increased with the temperature increasing，however，the browning speed of tobacco leaves also increased. The degradation of starch and dry matter of tobacco leaves accelerated with yellowing temperature increasing，protein degradation slowed down，the level of starch and dry matter degradation of the same yellowing degree increased with the temperature increasing，and the level of protein degradation was low. The starch content，protein content and dry matter content were not significantly different in the process of browning，the starch degradation degree was 82%-90%，the protein degradation degree was about 45%-60%，and the degradation degree of dry matter was about 15%-25%，when tobacco leaves turned brown completely.

tobacco leaves；flue-curing temperature；yellowing and browning；substance degradation

S572；TS44

A

1004-874X（2017）02-0136-05

2016-11-29

中國煙草總公司重慶市公司項目（NY20150601070011）

汪代斌（1969-），男，碩士，高級農(nóng)藝師，E-mail：wdb_67981590@sina.com

宋朝鵬（1978-），男，博士，副教授，E-mail：ycszp@163.com

汪代斌，魏碩，徐宸，等.烘烤變黃溫度對煙葉變黃變褐特性的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（2）：136-140.