不同采收時間對雪茄煙葉產(chǎn)質量的影響

盧瑞琳，劉路路，胡 希，葉科媛，鐘 秋，鄒宇航，時向東

（1. 河南農(nóng)業(yè)大學國家煙草栽培生理生化研究基地，河南鄭州 450002；2. 四川中煙工業(yè)有限責任公司長城雪茄煙廠，四川什邡 618400；3. 四川省煙草公司德陽市公司，四川德陽 618000）

雪茄是最古老的煙草制品之一，具有勁頭大、香氣度豐滿、香吃味足等特點[1]，近年來需求量不斷增加。全國雪茄煙種植面積已由2011年的40.0 hm2增加到2019 年的357.8 hm2，相應年收購量由37.7 t增加到451.7 t，在全國晾煙種植面積中整體占比由0.2%增加到11.4%，收購量占比由0.08%增加到6.48%[2]。這也對國產(chǎn)雪茄煙葉質量提出了更高的要求。在影響煙葉質量的諸多因素中，確定適宜的采收時間是獲得優(yōu)質煙葉的重要前提之一[3?4]。以往關于雪茄煙不同采收時間的研究主要集中于大田生長期與調制過程中煙葉質量的變化規(guī)律。采收時間不同，煙葉的農(nóng)藝性狀、組織結構和填充值等也會有所不同[5]。隨著煙葉采收時間的推遲，調制過程中一系列相關酶的活性也會改變，造成物質代謝和化學成分含量的差異[6]。采收時間適宜的雪茄煙葉調制過程中酶類物質活性最佳，酚類物質積累較多，調制后的煙葉化學成分協(xié)調性好，香氣質好、香氣量足[7?8]。上述研究對認識不同采收時間雪茄煙葉生長和調制過程中的質量形成規(guī)律起到了重要作用，但雪茄煙葉采收后要經(jīng)過一系列的調制、發(fā)酵和醇化才能投入工業(yè)使用，因此，明確不同采收時間對雪茄煙葉發(fā)酵后質量的影響尤為重要。鑒于此，研究了不同采收時間對雪茄煙葉發(fā)酵后產(chǎn)質量的影響，為提升我國雪茄煙葉質量提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試地點和材料

試驗于2019年在四川省德陽市什邡市進行，供試品種為德雪3號。試驗地肥力適宜，行距120 cm，株距50 cm，選取大田管理規(guī)范、長勢均勻的煙田，以中部（9～11 葉位）、上部（14～17 葉位）2 個部位煙葉為研究對象。

1.2 試驗設計

針對中部和上部2 個部位，根據(jù)雪茄煙葉不同采收時間設置3 個處理。中部葉于移栽后70 d 第1次采收，以后每隔10 d 采收1 次，共采3 次，依次標記為C1、C2、C3。上部葉于移栽后77 d第1次采收，以后每隔10 d 采收1 次，共采3 次，依次標記為B1、B2、B3。參照鄒宇航等[9]方法進行調制，調制過程中，每隔5 d取樣1次測定含水率。調制結束后對煙葉的經(jīng)濟性狀進行統(tǒng)計，并將不同處理的雪茄煙葉回潮至水分含量28%左右，置于溫度40 ℃、相對濕度80%的恒溫恒濕箱內(nèi)發(fā)酵21 d。對發(fā)酵后的煙葉進行物理特性、化學成分和中性致香物質含量測定，每個處理20片，重復3次。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 含水率 使用DHG-9240A 鼓風干燥箱（105 ℃殺青15 min，60 ℃烘干）測定煙葉含水率，每隔5 d測量1次，共測量5次，計算含水率。

含水率=(鮮質量－干質量)/鮮質量×100%。

1.3.2 物理特性 單葉質量使用精度為0.001 g 的HC 電子天平測定，葉質重使用打孔鋁盒稱質量法測定，葉厚使用BHZ-1 型薄片厚度計測定，拉力使用ZKW-3 型薄片抗張強度試驗機測定，含梗率使用稱質量法測定，平衡含水率使用平衡水分稱質量法測定[10]。

1.3.3 常規(guī)化學成分 采用SEAL-AA3 連續(xù)流動分析儀測定煙葉常規(guī)化學成分含量，包括水溶性糖、煙堿、總氮、鉀、氯、蛋白質。

1.3.4 中性致香物質 香氣物質提取采用同時蒸餾萃取儀；香氣物質定性定量測定采用HP 5890-5972 氣質聯(lián)用儀，提取液采用GC/MS 鑒定和NIST庫檢索定性。GC/MS分析條件：色譜柱為HP-5(60 m×0.25 mm×0.25 m)；載氣為He；流速為0.8 mL/min；進樣口溫度為250 ℃；傳輸線溫度為280 ℃，離子源溫度為177 ℃。升溫程序：初溫50 ℃，恒溫2 min后，以2 ℃/min 的速度升至120 ℃，5 min 后以2 ℃/min 的速度升至240 ℃，保持30 min；分流比1∶15；進樣量2 μL；電離能70 eV；質量數(shù)50～500 amu；MS 譜庫NIST02：采用內(nèi)標法定量，內(nèi)標物為乙酸苯乙酯。

1.3.5 感官質量 將不同采收時間煙葉發(fā)酵后卷制成長度125 mm、直徑10.5 mm 的單料煙進行感官評吸，由國家煙草栽培生理生化研究基地聘請煙廠專業(yè)人員對煙葉的香氣濃郁度、香韻、煙氣、雜氣、余味、協(xié)調性及燃燒性進行描述評價。

1.3.6 經(jīng)濟性狀 各處理分開采收、調制，之后進行分級，按照當?shù)匮┣褵熑~交易等級分別統(tǒng)計調制后的上等煙比例及雪茄均價、產(chǎn)量和產(chǎn)值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 進行整理和作圖，采用DPS軟件進行LSD法單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同采收時間雪茄煙葉調制過程中的含水率變化

如圖1 所示，不同采收時間的雪茄煙葉調制期間含水率變化規(guī)律基本一致，均呈下降趨勢，隨采收期推遲，煙葉失水速率逐漸加快。B3、C3 時期煙葉失水最快，分別表現(xiàn)為B3>B2>B1，C3>C2>C1。調制25 d，上、中部葉含水率分別穩(wěn)定在18.99%～31.83%、18.01%～22.44%。由以上結果可知，雪茄煙葉采收時間越晚，調制時失水速率越快。

2.2 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的物理特征

從表1 可以看出，隨采收期的推遲，德雪3 號上部葉和中部葉的單葉質量、含梗率和拉力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，分別在B2、C2 處理達到峰值。以上部葉為例，上述指標依次為5.86 g、25.74%和1.69 N。葉質重、葉厚與平衡含水率則隨采收期推遲而下降，B2、C2處理處于中間水平，且各處理間差異顯著（P<0.05）。以上結果說明，B2、C2 處理雪茄煙葉在葉質重、葉厚、拉力等方面表現(xiàn)較優(yōu)。

表1 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的物理特征Tab.1 Physical characteristics of cigar leaves at different harvest time after fermentation

2.3 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的常規(guī)化學成分

從表2 可以看出，隨采收期推遲，德雪3 號上部葉和中部葉總糖、還原糖和總氮含量呈逐漸降低趨勢，各處理間差異顯著（P<0.05），表現(xiàn)為B1>B2>B3、C1>C2>C3，其中B2 處理總氮含量為4.026%，較B1 處理下降了2.118 個百分點，C2 處理總氮含量為4.429%，較C1 處理下降0.180 個百分點；上、中部葉煙堿含量先升高后降低，C2 處理為1.301%，較C1、C3 處理分別升高0.202、0.450 個百分點；上部葉蛋白質含量呈先降低后升高趨勢，B2處理較B1、B3處理分別下降3.466、1.797個百分點，各處理間差異顯著（P<0.05），中部葉蛋白質含量逐漸降低，表現(xiàn)為C1 處理顯著高于C2、C3 處理；上、中部葉氮/堿呈先降低后升高的趨勢，B2、C2 處理分別為4.926、3.405，與優(yōu)質雪茄煙葉氮/堿（3～4）[11]接近；上部葉鉀/氯為3.971～4.120，中部葉鉀/氯為4.068～4.597。由以上結果可知，德雪3 號煙葉燃燒性良好，B2、C2處理采收雪茄煙葉化學協(xié)調性較好，更符合優(yōu)質雪茄煙要求。

表2 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的化學成分含量及協(xié)調性Tab.2 Chemical constituents content and coordination of cigar leaves at different harvest time after fermentation

2.4 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的中性致香成分含量

經(jīng)GC/MS 聯(lián)用儀和MS 譜庫對德雪3 號不同部位3個采收時間雪茄煙葉進行定性定量分析，共檢出27種對煙葉香氣成分有較大影響的中性致香物質（表3）。包括苯丙氨酸類4 種，棕色化產(chǎn)物類5種，西柏烷類1 種，類胡蘿卜素類11 種，葉綠素降解產(chǎn)物1種，其他5種。

表3 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的中性致香成分含量Tab.3 The content of neutral flavoring components in cigar leaves at different harvest time after fermentation μg/g

續(xù)表3 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的中性致香成分含量Tab.3（Continued） The content of neutral flavoring components in cigar leaves at different harvest time after fermentationμg/g

續(xù)表3 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的中性致香成分含量Tab.3（Continued） The content of neutral flavoring components in cigar leaves at different harvest time after fermentationμg/g

2.4.1 新植二烯含量 由表3 可知，隨采收時間推遲，煙葉成熟度不斷提高，葉綠素降解產(chǎn)物新植二烯含量也存在差異。德雪3號新植二烯含量上部葉呈逐漸上升趨勢，B3 處理最高，為677.74 μg/g，較B1、B2 處理分別提高19.67%、6.47%。中部葉先上升后降低，C2處理最高，為708.22 μg/g，較C1、C3處理分別提高17.58%、2.61%。

2.4.2 各類香氣總量 由表3可知，隨采收期推遲，煙葉成熟度提高，上部葉類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量先升高后降低，B2 處理最高，為107.66 μg/g，中部葉各處理表現(xiàn)與之一致，C2處理達到峰值（94.76 μg/g）；西柏烷類降解產(chǎn)物含量呈逐漸下降趨勢，B2、C2處理處于中間水平，含量分別為59.89、68.46 μg/g；苯丙氨酸轉化產(chǎn)物和棕色化反應產(chǎn)物含量均先增后減，B2、C2處理最高。綜合分析可知，4種主要香氣物質中，B2、C2處理西柏烷類降解產(chǎn)物茄酮含量處于中間水平，而其他3 種香氣前體物降解產(chǎn)物含量處于較高水平。

從表3 可以看出，上部葉B2 處理香氣物質總量最高（896.30 μg/g），較B1、B3 處理分別提高16.23%、1.88%；中部葉C2 處理含量最高（973.97 μg/g），較C1、C3處理分別提高17.68%、5.58%。

2.5 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后的感官質量

由表4 可知，德雪3 號煙葉隨著采收時間推遲，成熟度提高，雪茄煙葉香氣濃郁度、煙氣醇和感均有不同幅度的上升，雜氣、刺激性逐漸降低，余味的醇凈感有所提高，協(xié)調性明顯改善，燃燒性整體較好。上部、中部煙葉香韻種類分別以B2、C2 處理最多。由以上結果來看，采收越遲，成熟度越高，煙葉的感官質量越好。

表4 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后感官評價結果Tab.4 Sensory evaluation results of cigar leaves at different harvest time after fermentation

續(xù)表4 不同采收時間雪茄煙葉發(fā)酵后感官評價結果Tab.4（Continued） Sensory evaluation results of cigar leaves at different harvest time after fermentation

2.6 不同采收時間雪茄煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值

由表5 可以看出，德雪3 號雪茄煙葉產(chǎn)值、上等煙比例和均價等指標在不同采收期下存在顯著差異（P<0.05）。隨采收時間的推遲，上部葉的上等煙比例、中等煙比例、均價、產(chǎn)值均先升高后降低，以B2處理最高，其中上等煙比例分別較B1、B3處理提高5.93、3.11個百分點，均價分別較B1、B3處理提高21.54%、14.91%，煙葉產(chǎn)值(34 015.71 元/hm2)分別較B1、B3 處理提高13.57%、16.52%；中部葉上述指標表現(xiàn)與之一致，C2 處理產(chǎn)值最高（45 816.23元/hm2），分別較C1、C3 處理提高16.85%、12.10%?？梢?，B2、C2處理雪茄煙葉經(jīng)濟效益表現(xiàn)最優(yōu)。

表5 不同采收時間雪茄煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值分析Tab.5 Yield and output value of cigar leaves at different harvest time

3 結論與討論

本研究表明，煙葉采收越晚，調制期間失水越快，與趙松超等[7]的研究結果一致。這是因為采收越遲，煙葉成熟度越高，細胞間隙越大，組織結構越疏松，煙葉水分越容易散失[12?13]。物理特性是衡量煙葉品質的重要因素之一，具體包含單葉質量、葉片厚度、含梗率、拉力、平衡含水率以及填充值等。這些指標與煙葉的耐加工性、可用性以及煙葉等級關系密切，對煙葉質量有直接影響[14?15]。優(yōu)質雪茄煙要求彈性好、拉力強、填充性好、葉厚適中[16]。本研究中，隨采收時間的推遲，德雪3 號煙葉的厚度、葉質重、平衡含水率逐漸降低，而拉力則在第2個時期（上部葉移栽后87 d、中部葉移栽后80 d）采收達到最大。因此，上部葉和中部葉分別在移栽后87、80 d采收可獲得最優(yōu)的物理特性。

化學成分影響著煙葉的內(nèi)在品質，對煙氣的協(xié)調性和煙葉質量有重要影響[17?20]。本研究中，隨著采收時間推遲，煙葉化學成分含量呈現(xiàn)如下變化特點：（1）總糖和還原糖含量逐漸降低。這是因為糖類作為碳水化合物的主要物質之一，隨著煙葉采收期推遲，鮮煙葉糖含量逐漸積累。但在發(fā)酵過程中，糖類物質會參與一系列氧化反應和棕色化反應，起到平衡煙氣、增香提質的作用，從而被大量消耗降解[13，21]。（2）總氮含量呈下降趨勢，這一結果與劉博遠等[6]、張嘉雯等[22]對調制后雪茄煙葉的研究結果基本一致。但上部葉蛋白質含量在推遲采收后反而有所上升，可能是德陽市什邡煙區(qū)煙葉衰老后期降水量較大，上部葉易于吸收過多的氮素而返青，不利于其落黃成熟[23?24]。（3）煙堿含量先升高后降低。在前人研究[6，22]中，不同時期采收的雪茄煙葉調制后煙堿含量逐漸上升。出現(xiàn)差異的原因可能是因為發(fā)酵過程中煙堿會在微生物、酶以及氧化作用下降解為煙酸、甲基-3-吡啶酮、可的寧和2，3-聯(lián)吡啶等物質[21]，從而改善煙葉的香氣，煙葉采收越晚，成熟度越高，降解越充分。但是作為煙葉勁頭和香吃味形成的基礎之一，煙堿是在煙葉生長過程中逐漸積累的[13，25]。從氮堿比指標來看，上部葉、中部葉分別在移栽后87、80 d 采收時，煙葉氮堿比最接近優(yōu)質雪茄煙葉氮堿比（3～4）的要求[11]。

香氣物質是評價煙葉質量的關鍵，發(fā)酵可以改善煙葉的香氣質量，同時促進香氣物質的生成[26]。雪茄煙葉的香氣物質是決定雪茄香吃味的基礎，煙葉采收時間不同，其香氣物質含量也會有較大的差別[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨采收期推遲，發(fā)酵后中部葉的新植二烯含量呈先上升后下降的變化，上部葉新植二烯則逐漸積累，這是因為部位和產(chǎn)地不同，煙葉內(nèi)含物合成和積累量存在差異[13，28]，而且不同時期采收時的天氣條件也會影響煙葉中香氣物質的形成和轉化[29]。另外，隨煙葉采收期的推遲，煙葉中苯丙氨酸類轉化產(chǎn)物、棕色化反應產(chǎn)物和類胡蘿卜素降解產(chǎn)物含量均先升高后降低，與王潔[21]的研究結果一致。而西柏烷類降解產(chǎn)物茄酮含量隨采收時間推遲表現(xiàn)為逐漸降低，可能是其在發(fā)酵過程中進行了轉化和降解。因為發(fā)酵過程往往伴隨著氨氣的釋放，煙葉采收越遲，成熟度越高，某些游離態(tài)含氮化合物生成的氨氣越多。在這種條件下，茄酮越易被催化生成極不穩(wěn)定的環(huán)氧化物，并進一步反應生成氧化的雙環(huán)化合物[13，21]，降低其含量。而且，隨采收期推遲，不同部位雪茄煙葉中的各類香氣物質總量先升高后降低，中部葉于移栽后80 d、上部葉于移栽后87 d采收，煙葉香氣物質總量最高。因此，煙葉在適宜時期采收，有利于保證較高的香氣物質含量。

綜上，德雪3 號雪茄煙葉在德陽什邡煙區(qū)種植時，應在移栽后80 d 和87 d 左右分別采收中部葉和上部葉。此時，煙葉拉力好，氮堿比協(xié)調，香氣物質積累充分，煙氣也更加醇和，經(jīng)濟指標較好。