渠首1號(hào)采收成熟度及上部葉烘烤特性

李雪君， 吳疆， 蔡憲杰， 吳家靜， 孫煥， 孫計(jì)平， 許成悅， 侯詠， 李旭輝， 俎煥新

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所 煙草行業(yè)黃淮煙區(qū)煙草病蟲害綠色防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 許昌 461000；2.河南省煙草公司南陽市公司，河南 南陽 473000； 3.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司， 上海 200082)

煙葉采收成熟度是影響烤后煙葉質(zhì)量的主要因素之一，成熟與否直接影響到煙葉整體的色、香、味[1]。鮮煙葉的成熟采收既影響原煙的外觀品質(zhì)，也影響到內(nèi)在化學(xué)成分和香氣質(zhì)等[2]。當(dāng)前我國(guó)煙葉田間成熟度判斷體系不成熟，不同地區(qū)不同品種成熟標(biāo)準(zhǔn)不同，田間成熟度特征很難把握，且生產(chǎn)中部分煙農(nóng)對(duì)煙葉田間成熟度掌握不準(zhǔn)，導(dǎo)致煙葉采生或采晚，難以充分發(fā)揮出鮮煙葉在烘烤過程中本身的質(zhì)量潛力，導(dǎo)致烤后煙葉香氣質(zhì)量降低[3-4]。

烘烤是決定煙葉最終質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在人為溫濕度控制條件下，隨著烘烤過程的進(jìn)行，煙葉脫水干燥、色素降解、化學(xué)成分發(fā)生改變，向有利于煙葉品質(zhì)形成的方向發(fā)展[5]。前人研究[6-8]表明，烘烤過程中各時(shí)期的失水速率會(huì)對(duì)煙葉的烘烤效果和烤后煙的品質(zhì)產(chǎn)生直接的影響。

渠首1號(hào)是由云煙87變異株系統(tǒng)選育而成，該品種保持了云煙87優(yōu)質(zhì)、易烤等特性，也具有根部病害抗性強(qiáng)、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)，具有較好的推廣應(yīng)用前景。在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，該品種在烘烤采收標(biāo)準(zhǔn)和烘烤特性方面與云煙87存在一定的差異，特別是上部煙烘烤難度較大。為了探索不同部位煙葉的采收標(biāo)準(zhǔn)和上部煙的烘烤特性，本研究利用暗箱烘烤，對(duì)渠首1號(hào)下、中、上不同部位煙葉成熟采收特性開展研究，通過經(jīng)驗(yàn)判斷結(jié)合葉綠素含量相對(duì)值進(jìn)行分類，對(duì)分類后的烤后原煙外觀、化學(xué)成分、主要香氣成分等進(jìn)行分析，以期得到不同部位最佳的采收標(biāo)準(zhǔn)，提高煙葉烘烤質(zhì)量，為烤煙的成熟采收提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

渠首1號(hào)種子由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所提供。試驗(yàn)地位于南陽方城，于2020年2月25日播種，4月20日移栽。田間管理按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)管理模式進(jìn)行，7月上旬下部煙開始采收。

1.2 方法

參照云煙87正常成熟度判斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上、中、下不同部位煙葉進(jìn)行分類，以正常采收為T-B，提前3 d成熟度為T-A，推遲3 d的成熟度為T-C，在大田進(jìn)行鮮煙采收。每一類別煙葉單獨(dú)編竿，利用小烤箱暗箱單獨(dú)烘烤。烘烤工藝以把煙烤黃為標(biāo)準(zhǔn)，按照三段式靈活調(diào)整。在上部煙烘烤過程中，分別在進(jìn)入變黃期、定色期、干筋期、全干期和烤后煙取3個(gè)成熟度的煙葉9片。取出后稱重并立即殺青烘干，留所有樣品備用。正常適熟T-B判斷標(biāo)準(zhǔn)參照楊樹勛[9]的分類標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

測(cè)定采收鮮煙葉的葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)、烘烤后煙葉的質(zhì)量、烤后煙葉的主要化學(xué)成分、原煙外觀及主要香氣成分等。

1.3.1 SPAD值測(cè)定

利用SPAD-502葉綠素儀(日本，柯尼卡美能達(dá))測(cè)定暗箱煙葉SPAD值[10]。每個(gè)處理測(cè)10片葉子，每片葉子測(cè)量葉基、葉中和葉尖3個(gè)部位，每個(gè)部位重復(fù)測(cè)3個(gè)值。

1.3.2 外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

按照GB 2635—1992對(duì)顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分和色度6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算外觀質(zhì)量得分。

1.3.3 主要化學(xué)成分

利用連續(xù)流動(dòng)分析儀、凱氏定氮儀等方法進(jìn)行分析[11]。

1.3.4 香氣成分

采用HP5890.5972氣質(zhì)聯(lián)用方法對(duì)烤后煙樣進(jìn)行中性致香物質(zhì)定性定量分析[12]。參考李雪君[13]的分類方法，把36種香氣成分分為類胡蘿卜素類降解物、類西柏烷類、苯丙氨酸類、棕色化產(chǎn)物類、新植二烯類5類。

2 結(jié)果與分析

2.1 SPAD值

對(duì)不同部位不同成熟度采收后鮮煙葉的SPAD進(jìn)行測(cè)定(表1)。根據(jù)SPAD值分析結(jié)果，上、中、下3個(gè)部位的煙葉在T-A、T-B、T-C 3個(gè)成熟度中均表現(xiàn)出由高到低的變化趨勢(shì)，T-A成熟度時(shí)SPAD值最高，T-B成熟度時(shí)次之，T-C成熟度時(shí)最低，這與外觀可見顏色一致。

表1 烤前鮮煙葉SPAD值

按照常規(guī)云煙87成熟度判斷標(biāo)準(zhǔn)，渠首1號(hào)相對(duì)應(yīng)的葉綠素相對(duì)含量值分別為：下部煙葉T-A為31.27，T-B為23.26，T-C為13.37；中部煙葉T-A為25.97，T-B為20.91，T-C為14.60；上部煙葉T-A為24.69，T-B為19.07，T-C為11.13。

2.2 原煙外觀質(zhì)量

根據(jù)對(duì)不同部位不同成熟度的烤后煙原煙外觀評(píng)價(jià)結(jié)果來看，下部煙葉T-B處理的樣品整體表現(xiàn)較好，T-A和T-C顏色有雜色，成熟度不好，身份薄，油分少，色度弱，綜合評(píng)分較低。中部煙葉T-A處理的原煙整體外觀質(zhì)量較好，綜合分值67.5；T-B和T-C處理的葉片，顏色檸檬黃、身份較薄、油分少、色度弱，綜合分值分別為52.5、54.5(表2)。

表2 烤后原煙外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)

上部煙葉T-A和T-B成熟度的烤后煙葉顏色桔黃，成熟度適中，葉片結(jié)構(gòu)疏松，身份適中，油分有，色度中，外觀評(píng)價(jià)較好，綜合分值較高，分別為71.7、70.15；T-C煙葉顏色稍雜，身份稍厚，色度弱，整體外觀質(zhì)量有所下降，綜合分值62.4(表2)。

2.3 主要化學(xué)成分

根據(jù)對(duì)不同部位不同成熟度烤后煙化的學(xué)成分分析，下部和中部煙葉兩糖含量隨著成熟度的提高有逐漸下降的趨勢(shì)3個(gè)部位煙葉總氮含量隨著成熟度增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；下部葉煙堿含量呈上升趨勢(shì)，中部和下部葉呈下降趨勢(shì)；上部煙則呈上升趨勢(shì)；鉀和氯離子含量下部葉呈上升趨勢(shì)，中部葉呈下降趨勢(shì)，上部葉變化不明顯。中部煙葉兩糖含量適中，T-A處理最高，分別為27.74%、25.01%，兩糖比為0.902，接近于1；且總氮、煙堿、鉀和氯離子含量在T-A成熟度時(shí)適中，較符合煙葉評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表3)。這說明該品種中部煙葉的采收成熟度不宜過高，需較常規(guī)云煙87的外觀評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)有所降低。

表3 烤后煙化學(xué)成分比較

下部煙葉兩糖含量較低，為11%～20%，兩糖比均在0.8～0.9；總氮和煙堿含量較低，鉀和氯離子含量隨著成熟度而逐漸升高；下部葉T-B成熟度采收的化學(xué)成分相對(duì)更符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

上部煙葉3個(gè)成熟度的兩糖含量在20%～25%；總氮和煙堿含量較高，并隨著成熟度的提高逐漸下降；鉀和氯含量較低，3個(gè)成熟度的氮堿比均較接近1，上部煙葉T-B和T-C成熟度的樣品化學(xué)成分相對(duì)較均衡，說明對(duì)上部煙葉的采收標(biāo)準(zhǔn)要相對(duì)較高。

2.4 主要香氣成分

對(duì)不同部位不同成熟度烤后煙的香氣成分進(jìn)行分析，下部煙葉中類胡蘿卜素類降解產(chǎn)物和類西柏烷類、新植二烯和總量隨著成熟度的提高有增加的趨勢(shì)，中部和上部葉規(guī)律不明顯；新植二烯類含量較高，含新植二烯類香氣成分總量較高的下部煙葉的T-C、上部和中部煙葉的T-A，香氣總量均在900 μg·g-1以上(表4)。

表4 烤后煙香氣成分分析

因新植二烯類含量較高，可能會(huì)影響其他4類香氣成分對(duì)煙葉質(zhì)量的分析。對(duì)新植二烯除外的4類香氣物質(zhì)總量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)下部煙葉以T-B和T-C處理含量較高，中部煙葉T-A處理的香氣成分含量較高，為173.75 μg·g-1，上部煙葉以T-C處理較低，T-B處理較高。類西柏烷類含量以中部T-A處理在所有處理中最高，為47.39 μg·g-1，這與化學(xué)成分分析的結(jié)果相一致(表3)。說明中部煙葉采收標(biāo)準(zhǔn)與對(duì)照相比較需要降低，更有利于香氣物質(zhì)的形成。

2.5 不同成熟度上部煙葉烘烤時(shí)期水分變化

對(duì)不同成熟度的上部葉各烘烤時(shí)期的水分變化進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)隨著烘烤過程由變黃期到定色期再到干筋期，失水情況呈現(xiàn)由小變大再變小，先增加后減小的趨勢(shì)，定色期失水率達(dá)到峰值。T-A和T-B處理煙葉失水速率基本一致，沒有明顯差異；T-C處理煙葉從變黃期到定色期以及從定色期到干筋期失水速度變化明顯大于另外2個(gè)處理(圖1)。

圖1 上部煙葉各烘烤時(shí)期失水率變化

對(duì)于充分成熟的上部煙葉，烘烤時(shí)前期失水較快會(huì)造成變黃和失水不協(xié)調(diào)，定色期易出現(xiàn)掛灰現(xiàn)象。烘烤過程中，要適當(dāng)調(diào)整變黃和定色溫度，達(dá)到失水和定色的協(xié)調(diào)。

3 小結(jié)與討論

煙葉的成熟度直接反映了植株整個(gè)生育期的生長(zhǎng)發(fā)育情況、化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化、色素的分解等理化過程，進(jìn)而對(duì)烤后煙葉化學(xué)組分及品質(zhì)產(chǎn)生影響[14]。本研究旨在通過對(duì)渠首1號(hào)不同部位不同成熟度煙葉烤后質(zhì)量的分析，確定鮮煙葉的最佳采收時(shí)機(jī)。

結(jié)合試驗(yàn)得到的化學(xué)成分、香氣成分及原煙外觀評(píng)價(jià)等結(jié)果，我們可初步知道下部煙葉在T-B時(shí)期采收，外觀質(zhì)量較好，能夠達(dá)到最佳的品質(zhì)狀態(tài)，采收標(biāo)準(zhǔn)為SPAD值在23左右；中部煙葉在T-A或者T-B時(shí)期采收，品質(zhì)可達(dá)到最佳，其判斷標(biāo)準(zhǔn)可以掌握在SPAD值25左右，與云煙87相比較，生產(chǎn)上可以考慮適當(dāng)早采。上部煙葉在T-B時(shí)期采收，且SPAD值在19左右，可提高煙葉整體質(zhì)量，增加農(nóng)業(yè)收益。因渠首1號(hào)和云煙87需氮量不同，大田葉色也會(huì)隨著施氮量的變化而有所變化。僅從顏色上看，可能會(huì)造成標(biāo)準(zhǔn)把握不準(zhǔn)確，實(shí)際操作中還需參考其他成熟指標(biāo)，靈活掌握。

根據(jù)研究結(jié)果，結(jié)合成熟度采收標(biāo)準(zhǔn)，可以總結(jié)如下成熟采收標(biāo)準(zhǔn)：下部葉面以綠為主，微顯黃色，主脈開始變白；葉尖下垂，葉面無茸毛，莖葉角度≥90°；SPAD值在23左右。中部葉面呈較明顯黃色，黃綠各半，主脈變白1/2，一級(jí)支脈1/3以上變白；葉尖下垂呈弓形，莖葉角度≥90°，葉面有煙油，SPAD值在25左右。上部葉充分成熟采收，葉面以黃為主，微顯綠色，主脈全白，支脈2/3以上變白；葉面皺縮，葉尖下垂，葉面絨毛脫落、富有光澤，葉片彎曲呈弓形，莖葉角接近90°；SPAD值在19左右。目前因?qū)熑~采收部位的劃分沒有較嚴(yán)格的界限，有些葉片處于2個(gè)部位之間，所以在具體生產(chǎn)實(shí)踐中需對(duì)以上建議的采收標(biāo)準(zhǔn)靈活應(yīng)用。

煙葉含水量在煙葉的烘烤中起著至關(guān)重要的作用。增進(jìn)和改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)需合理控制烘烤期間煙葉的失水情況和變黃溫度[15]。通過對(duì)上部煙葉烘烤過程中的失水特性進(jìn)行研究，我們認(rèn)為渠首1號(hào)上部煙葉T-B處理和T-A處理，從變黃期到定色期失水速率較正常，可以按照云煙87的烘烤工藝進(jìn)行烘烤；而對(duì)于充分成熟的煙葉，則表現(xiàn)出失水較快，這可能會(huì)對(duì)定色造成一定的影響，往往會(huì)造成失水和變黃不協(xié)調(diào)，煙葉烘烤后易掛灰。隨著近幾年生產(chǎn)上對(duì)上部煙葉成熟度要求的提高，在采收標(biāo)準(zhǔn)要求充分成熟的前提下，因該品種的失水特性，烘烤時(shí)應(yīng)該高度注意在變黃轉(zhuǎn)換定色期的時(shí)候，應(yīng)該控制失水速度，適當(dāng)降低溫度，達(dá)到失水協(xié)調(diào)，穩(wěn)定定色，才能保證上部煙葉的烘烤質(zhì)量。

本試驗(yàn)在大田常規(guī)栽培管理?xiàng)l件下采收煙葉，在小烤箱中進(jìn)行烘烤，對(duì)明確渠首1號(hào)各部位鮮葉成熟度采收標(biāo)準(zhǔn)及上部煙葉烘烤時(shí)期失水特性的研究具有一定指導(dǎo)意義。對(duì)于失水機(jī)理和是否適合其他烤煙品種，還有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。