煙葉烘烤期的淀粉轉(zhuǎn)化規(guī)律及烤后煙葉的化學(xué)成分含量

危阜斌， 徐 茜， 陳志厚， 徐辰生， 林 偉

(南平市煙草公司 煙科分所， 福建 南平 353000)

淀粉是煙葉中最重要的有機(jī)物，煙葉中淀粉的積累、轉(zhuǎn)化和分解決定著煙葉內(nèi)在品質(zhì)和外觀商品等級(jí)的優(yōu)劣[1-2]，由于目前國(guó)內(nèi)初烤煙葉淀粉含量較高，所以近幾年對(duì)淀粉降解研究也引起了眾多科研部門的關(guān)注，淀粉含量的高低對(duì)烤煙品質(zhì)影響較大[3-5]。國(guó)內(nèi)有關(guān)研究表明，烤后煙葉淀粉含量多為4.6%～8.0%，而美國(guó)優(yōu)質(zhì)烤煙的淀粉含量則為1.0%～2.0%[6-8]，烤煙淀粉降解不完全，嚴(yán)重影響烤后煙葉的色、香、味，卷煙的淀粉含量過(guò)高，影響其抽吸時(shí)的燃燒速度和燃燒完全性，產(chǎn)生焦糊味、刺激性和雜氣[9]。目前，我國(guó)烤煙淀粉含量和進(jìn)口煙葉相比有較大差距，含量均在5%以上。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究已有報(bào)道，張麗等[1]研究了不同烘烤工藝條件下煙葉淀粉含量變化規(guī)律。王行等[6]研究了烤前晾置時(shí)間對(duì)煙葉淀粉和總糖含量及烤后煙葉化學(xué)成分的影響。鄒焱等[8]研究了煙葉變黃過(guò)程中淀粉與多酚類物質(zhì)及相關(guān)酶活性的變化。經(jīng)丹等[10]研究了不同變黃程度下烤煙淀粉酶活性的變化及對(duì)其相關(guān)化學(xué)成分的影響。鮮見(jiàn)福建南平煙區(qū)的同類研究報(bào)道。為此，研究煙葉烘烤期的淀粉轉(zhuǎn)化規(guī)律及烤后煙葉的化學(xué)成分含量變化，以期為煙葉烘烤中降低淀粉含量提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1材料

烤煙品種：供試品種為 K326，福建省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所南平分所。

1.2方法

1.2.1播種移栽及采烤時(shí)間試驗(yàn)在福建省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所南平分所進(jìn)行，播種時(shí)間為2016年12月3日，移栽時(shí)間為2017年3月1日。種植密度為16 500株/hm2，試驗(yàn)地面積2 000 m2，大田常規(guī)管理嚴(yán)格按《南平烤煙田間管理技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。下部葉采烤時(shí)間為5月25日，中部煙葉采烤時(shí)間為6月20日，上部葉采烤時(shí)間為7月8日。

1.2.2樣品采集

1) 不同部位各階段煙葉。取田間有代表性的煙株，在達(dá)到田間成熟時(shí)采收第6葉位、第10葉位和倒3葉位煙葉，按烘烤0 h(成熟期鮮葉)、24 h、48 h、72 h和152 h(烘烤結(jié)束)分別取樣進(jìn)行化驗(yàn)。田間成熟期取成熟鮮煙葉105℃殺青后，68℃烘干。其余時(shí)期均用常規(guī)烘烤工藝進(jìn)行烘烤。

2) 第4～18葉。取田間10株有代表性的煙株的第4～18葉進(jìn)行常規(guī)烘烤，烤后煙葉用于淀粉、煙堿、總糖和還原糖等化學(xué)成分的分析。

1.2.3烘烤工藝

1) 低溫變黃。起火后6 h內(nèi)升溫至36℃，然后以1℃/4h的速度升溫至39℃，濕球溫度37℃，穩(wěn)溫至90%煙葉變黃，即煙葉黃片青筋主脈1/2變軟，葉片凋萎，然后以1℃/2h的速度升溫至40℃，待煙葉充分變黃，葉片達(dá)黃片黃筋，主脈變軟，充分凋萎塌架，達(dá)到小卷筒，再以1℃/2h的速度升溫至45℃，濕球溫度保持38℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使煙葉變黃達(dá)黃片黃筋，葉片干燥達(dá)軟卷筒狀態(tài)。接著以1℃/2h的速度升溫至50℃，濕球溫度39℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使煙葉干燥達(dá)大卷筒狀態(tài)(葉片干燥2/3)；再以1℃/2h的速度升溫至 54℃，濕球溫度40℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使葉片干燥，呈大卷筒狀態(tài)，直至葉片全干，進(jìn)入干筋期。干筋期后以1℃/h的速度升溫至68℃，穩(wěn)溫至煙葉全干。

2) 中溫變黃。起火后6 h內(nèi)升溫至36℃，然后以每1℃/4h的速度升溫至41℃，濕球溫度38℃，穩(wěn)溫至90%煙葉變黃，即煙葉黃片青筋主脈1/2變軟，葉片凋萎，然后以1℃/2h的速度升溫至43℃，待煙葉充分變黃，葉片達(dá)黃片黃筋，主脈變軟，充分凋萎塌架，呈小卷筒；再以1℃/2h的速度升溫至45℃，濕球溫度保持38℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使煙葉變黃達(dá)黃片黃筋，葉片干燥呈軟卷筒；接著以1℃/2h的速度升溫至50℃，濕球溫度39℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使煙葉干燥呈大卷筒狀態(tài)(葉片干燥 2/3)；再以1℃/2h的速度升溫至54℃，濕球溫度40℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使葉片干燥，呈大卷筒，直至煙葉葉片全干，進(jìn)入干筋期。干筋期后以1℃/h的速度升溫到68℃，穩(wěn)溫至煙葉全干。

3) 高溫變黃。起火后6 h內(nèi)升溫至36℃，然后以1℃/4h的速度升溫至43℃，濕球溫度38℃，穩(wěn)溫至90%煙葉變黃，即煙葉黃片青筋主脈1/2變軟，葉片凋萎，然后以1℃/2h的速度升溫至45℃，待煙葉充分變黃，葉片達(dá)黃片黃筋，主脈變軟，葉片充分凋萎塌架，呈小卷筒，接著以1℃/2h的速度升溫至50℃，濕球溫度39℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使煙葉干燥達(dá)大卷筒狀態(tài)(葉片干燥2/3)；再以1℃/2h的速度升溫至54℃，濕球溫度 40℃，穩(wěn)溫穩(wěn)濕，使葉片干燥，呈大卷筒，直至葉片全干，進(jìn)入干筋期。干筋期后以1℃/h的速度升溫至68℃，穩(wěn)溫至煙葉全干。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同烘烤階段各部位煙葉淀粉含量及其轉(zhuǎn)化規(guī)律

從圖1看出，不同烘烤工藝中上部葉、中部葉和下部葉淀粉的降解規(guī)律基本一致，高溫變黃前期淀粉降解較快，尤其是48 h前，下部葉淀粉從29.5%降解到2.16%，中部葉淀粉從44.37%降解6.65%，上部葉淀粉從31.61%降至6.18%。低溫變黃對(duì)淀粉的降解前期相對(duì)較慢，到烘烤結(jié)束時(shí)淀粉含量最低，低溫變黃在烘烤48 h時(shí)淀粉含量下部葉從29.50%降解到4.65%，中部葉淀粉含量從44.37%降至12.87%，上部葉淀粉含量從31.61降至12.61%。說(shuō)明，烘烤前期高溫高濕對(duì)煙葉中淀粉降解較快，但烘烤結(jié)束后煙葉中殘留淀粉含量較高。

圖1各部位煙葉不同烘烤工藝的淀粉轉(zhuǎn)化規(guī)律

2.2不同烘烤階段煙葉的化學(xué)成分含量

從表2看出，田間成熟鮮葉上部葉、中部葉和下部葉的煙堿變幅分別為2.86%～3.45%、1.27%～1.43%和0.54%～1.06%；總糖變幅分別為4.71%～27.07%、4.86%～35.05%和8.38%～34.93%。還原糖變幅分別為10.46%～18.39%、7.98%～30.27%和15.12%～23.10%?？偟兎謩e為1.70%～2.46%、1.51%～1.98%和1.56%～1.81%。鉀變幅分別為1.29%～1.79%、1.96%～2.64%和2.31%～3.97%。氧化鉀變幅分別為1.55%～2.16%、2.36%～3.18%和2.78%～4.78%。pH變幅分別為5.46～6.46、5.56～6.54和5.56～6.43?？梢?jiàn)，田間成熟鮮葉的總糖和還原糖含量很低，隨著烘烤的進(jìn)行，其含量逐漸增加，烘烤24 h內(nèi)是其增加最快的階段，烘烤72 h基本達(dá)峰值，烤后煙葉總糖和還原糖含量略有下降。煙葉煙堿含量在烘烤過(guò)程變化不大，但呈一定的規(guī)律性變化，田間成熟鮮葉煙堿略低，隨著烘烤的進(jìn)行其含量略呈上升趨勢(shì)。整個(gè)烘烤期對(duì)煙葉總氮、鉀、氧化鉀及pH的影響較小，雖略有差異，但不明顯，其變化無(wú)規(guī)律性。

2.3不同部位煙葉位的化學(xué)成分含量

從表3看出，第4葉、第5葉和第6葉(下部葉)的總糖和還原糖含量均很低，分別為24.0%、21.7%、29.2%和24.5%、27.7%、28.7%，說(shuō)明鮮葉內(nèi)含物質(zhì)少、素質(zhì)差，這是自然條件和栽培技術(shù)綜合作用而形成的，所以在烘烤時(shí)應(yīng)采用相對(duì)高溫低濕烘烤技術(shù)較好，可解決下部葉身份差的問(wèn)題。第9葉、第10葉、第11葉、第12葉和第13葉(中部葉)的內(nèi)含物較多，總糖和還原糖含量較高，分別為34.6%、30.1%、25.5%、27.1%、30.4%和29.1%、27.4%、29.8%、25.1%、26.3%。第17葉以上(上部葉)總糖和還原糖含量有所下降，第17葉和第18葉分別為23.3%、23.3%和18.9%、18.0%。煙葉的總糖和還原糖含量呈兩頭低中間高的趨勢(shì)。煙葉的煙堿含量隨著煙葉部位升高煙堿呈逐漸升高趨勢(shì)，其變化規(guī)律較明顯。煙葉的鉀和氧化鉀含量的變化趨勢(shì)基本一致，均是下部葉較高，隨著煙葉部位的上升呈逐漸下降趨勢(shì)，變化規(guī)律也較明顯。煙葉的pH變化不大，上部葉、中部葉和下部葉的變化基本一致。

表1不同烘烤階段煙葉的化學(xué)成分含量

注：pH無(wú)單位，下同。

Note: pH has no unit.The same below.

表2烤煙不同葉位的化學(xué)成分含量

2.4不同烘烤工藝對(duì)烤后煙葉外觀特征的影響

由于不同烘烤工藝的淀粉含量變化存在差異，其烤后煙葉的外觀特征變化也存在差異。從表4可知，不同烘烤工藝上部葉、中部葉和下部葉的外觀特征變化。上部葉：由于低溫變黃的淀粉含量較低，中高溫變黃較高。因此，低溫變黃煙葉色度略差，為強(qiáng)-，外觀有青筋、帶雜色斑塊；中溫變黃煙葉色度為強(qiáng)，略有雜色斑塊；高溫變黃煙葉色度略差，為強(qiáng)-，雜色斑塊較多，但油分較多。中部葉：由于低溫變黃煙葉的淀粉含量最低，中溫變黃和高溫變黃煙葉的淀粉含量略高，其變化規(guī)律與上部葉基本一致。因此，低溫變黃煙葉油分略少，色度略差，為中-，表面平滑略僵硬；中溫變黃煙葉色度略比高溫變黃和低溫變黃好，為中+，煙葉外觀特征正常；高溫變黃煙葉色度為中，外觀稍有掛灰斑塊。下部葉：由于低溫變黃煙葉的淀粉含量較低，中溫變黃的淀粉含量適中，高溫變黃煙葉的淀粉含量略高于中變黃和低溫變黃。因此，低溫變黃煙葉色度為中，身份較薄，有少量蒸片；中溫變黃煙葉色度為中，身份較薄，烤后煙葉外觀特征基本正常；高溫變黃煙葉色度為中，身份較薄，表面平滑且微帶青色。

表3不同烘烤溫度烤后煙葉的外觀特征

3小結(jié)與討論

在煙葉調(diào)制過(guò)程中，其淀粉含量隨烘烤的進(jìn)程而逐步下降，上部葉下降速度較下部葉慢，與經(jīng)丹等[10]的研究結(jié)果一致。不同部位的煙葉在烘烤過(guò)程中淀粉含量的變化不同，在烘烤0～24 h變黃階段急劇下降，烘烤的前48 h降解量最大，48 h后降解緩慢。在烘烤中后期(定色和干筋階段)，淀粉含量基本趨于穩(wěn)定，已無(wú)明顯變化，說(shuō)明,煙葉在烘烤中淀粉轉(zhuǎn)化時(shí)期主要在烘烤的前48 h內(nèi)[1]。

從不同溫濕度變黃情況看，采用低溫低濕變黃，烘烤前期淀粉降解相對(duì)較慢，由于低溫變黃所需烘烤時(shí)間較長(zhǎng)，煙葉最終殘留的淀粉含量較低，但烤后煙葉黑糟煙較多。采用高溫高濕變黃，烘烤前期淀粉降解較快，由于高溫高濕變黃所需烘烤時(shí)間較短，最終煙葉中殘留淀粉含量較高，烤后煙葉青筋較多。采用中溫變黃，雖然前期淀粉降解比高溫變黃慢，但比低溫變黃快，最終烤后煙葉的淀粉含量適中，烤后煙葉的品質(zhì)最好。

綜合看，準(zhǔn)確把握采收成熟度，在烘烤期略延長(zhǎng)變黃時(shí)間，慢速升溫定色使淀粉酶活性延長(zhǎng)，促進(jìn)淀粉大量降解，有助于提高煙葉品質(zhì)和加工性能。