變黃期不同成熟檔次鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)間的相關(guān)性研究

李靜浩，白 森，馬俊桃，孫光偉，楊艷華，孫敬國，陳振國*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 原料部，廣西 南寧 530001；3.湖北省煙草科學(xué)研究院 栽培調(diào)制中心，湖北 武漢 430030)

目前，煙葉烘烤特性主要是通過人為觀察和暗箱實驗等方法進(jìn)行判斷．然而，憑借個人經(jīng)驗往往會受主觀因素的影響，而使用暗箱實驗所需時間太長．由于煙葉自身的素質(zhì)差異會造成其烘烤特性的不同[1]，例如類胡蘿卜素含量較高的煙葉其易烤性較好，而葉綠素含量較高的煙葉其易烤性較差[2]．煙葉的組織結(jié)構(gòu)、顏色參數(shù)、自由水、束縛水含量等指標(biāo)隨煙葉成熟度的變化呈現(xiàn)規(guī)律性變化，而這些指標(biāo)是影響煙葉失水的重要因素[3-5]．同時烘烤過程中失水速率的差異、葉綠素降解的快慢及徹底與否也是分辨不同品種之間烘烤特性的重要依據(jù)[6-7]．此外，烘烤過程中的變黃速率對煙葉的烤后質(zhì)量影響顯著．有研究[1,8]表明，鮮煙葉自由水束縛水比值、前48 h類胡蘿卜素平均降解速率、前48，64 h葉綠素平均降解速率與烤后中上等煙比例具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，類胡蘿卜素降解、轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的含量也直接影響著烤煙的香氣成分．水分是影響煙葉烘烤的重要因素，正如所謂“無水不變黃，無水不壞煙”，因此，許多研究人員對多個不同含水率處理煙葉的烘烤變黃時間進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)適宜的含水率有利于煙葉變黃，并降低干物質(zhì)消耗[9]．本研究將煙葉成熟度量化為素質(zhì)參數(shù)，對其變黃期變黃失水規(guī)律進(jìn)行相關(guān)分析，探討鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)對變黃失水特性的影響，以期為煙葉烘烤特性判斷提供量化的指標(biāo)依據(jù)．

1 材料和方法

1.1 材料

試驗于2019年在湖北省利川市柏楊鎮(zhèn)煙站進(jìn)行，供試品種為云煙87，土壤為沙壤土，有機(jī)質(zhì)為2.32%，pH為5.77，速效氮90.00 mg/kg，有效磷58.63mg/kg，速效鉀125.00mg/kg．此外，該供試品種依照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行大田管理．

1.2 方法

試驗煙葉在采收時，設(shè)置適熟煙葉、欠熟煙葉、過熟煙葉(均為中部葉的第10～12葉位)3個處理(表1)，并利用小型電烤房(楊凌金葉烘干設(shè)備有限公司)依照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝進(jìn)行烘烤(表2)．在點火前和烘烤變黃期過程中的38，40，42，44 ℃穩(wěn)溫結(jié)束時，對3個處理的煙葉取樣，并進(jìn)行生理生化指標(biāo)測定．

表1 煙葉處理及編號

表2 烘烤工藝執(zhí)行參數(shù)

1.3 測定項目及方法

葉綠素、類胡蘿卜素含量測定采用分光光度法[10]；含水率、干鮮比采用常壓恒溫干燥法[11]；自由水、束縛水含量測定使用阿貝折射儀[4]．此外，自束比(自由水束縛水比例)=自由水含量/束縛水含量；葉片厚度采用厚度計測量[12]；煙葉單位面積質(zhì)量(比葉質(zhì)量)參照YC/T 142—2010進(jìn)行測定[13]：使用8 mm孔徑打孔器，在煙葉主脈兩側(cè)葉尖、葉中、葉基部對稱打孔(避開支脈)，每片煙葉各得6片小圓片，單位葉面積質(zhì)量=煙葉小圓片質(zhì)量/煙葉小圓片面積；絕對電導(dǎo)率使用GTCON30型便攜式電導(dǎo)率儀測定[14]：取0.1 g煙葉，浸泡于裝有10 mL蒸餾水的試管中，將試管置于100 ℃的水浴鍋加熱10 min，冷卻后測其絕對電導(dǎo)率．

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，采用SPSS 17.0對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行LSD單因素方差分析和Pearson相關(guān)性分析．

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)比較

由表3可知，欠熟煙葉的含水率最高，并與適熟、過熟煙葉間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而適熟、過熟煙葉含水率之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義．除含水率、自束比、干鮮比、煙葉厚度等指標(biāo)之外，其余4個指標(biāo)在3種煙葉間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，并存在一定規(guī)律：隨著成熟度的不斷提高，這3種煙葉的比葉質(zhì)量(單位面積質(zhì)量)、葉綠素含量、類胡蘿卜素含量均呈現(xiàn)出：欠熟煙葉>適熟煙葉>過熟煙葉，而絕對電導(dǎo)率則表現(xiàn)為：過熟煙葉>適熟煙葉>欠熟煙葉．

表3 鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計

2.2 不同成熟度煙葉烘烤過程中變黃失水規(guī)律

2.2.1 不同成熟度煙葉烘烤過程中失水特性

從表4可以看出，過熟煙葉從點火至42 ℃間的各階段失水量最高，失去41.07%的水分；適熟煙葉次之，失去37.18%的水分；欠熟煙葉水分散失難度最大，失去30.02%的水分．在44 ℃穩(wěn)溫階段，欠熟煙葉失水率最高，為13.87%；過熟煙葉失水率次之，為13.15%；適熟煙葉失水率最低，為12.83%．不同成熟度煙葉從點火至44 ℃失水率表現(xiàn)為：欠熟煙葉>過熟煙葉>適熟煙葉．

表4 不同素質(zhì)煙葉烘烤過程中失水規(guī)律

2.2.2 不同成熟度煙葉烘烤過程中葉綠素降解特性

由表5可知，3種煙葉的葉綠素降解趨勢不同，適熟煙葉呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢，欠熟煙葉降解逐漸加快，過熟煙葉則隨著烘烤進(jìn)行葉綠素降解逐漸減慢．在38 ℃，過熟煙葉葉綠素降解率最大，為51.88%；適熟煙葉葉綠素降解率次之，為32.53%；欠熟煙葉葉綠素降解率最小，為22.96%．在40 ℃穩(wěn)溫階段，適熟煙葉葉綠素降解率最大，為40.90%；欠熟煙葉變黃依舊相對緩慢，僅降解了26.98%．從點火至42 ℃期間，適熟、過熟煙葉的葉綠素降解量差異不明顯，分別有90.02%和90.98%的葉綠素降解．但在40℃穩(wěn)溫結(jié)束時，過熟煙葉已有87.97%的葉綠素降解，葉面接近全黃，而適熟、欠熟煙葉分別有73.43%和49.94%的葉綠素降解．

2.2.3 不同成熟度煙葉烘烤過程中類胡蘿卜素降解特性

由表6可知，從點火至42 ℃期間，3種煙葉的類胡蘿卜素降解總量要小于葉綠素降解總量，其中：適熟煙葉類胡蘿卜素降解量最少，僅為18.89%；欠熟、過熟煙葉次之，分別為35.55%和36.44%．雖然欠熟、過熟煙葉在變黃期的類胡蘿卜素總降解量差異不大，但在38 ℃和40 ℃時，欠熟煙葉類胡蘿卜素降解率分別為6.16%和7.11%，而過熟煙葉則分別有13.56%和16.10%的類胡蘿卜素被降解．在42 ℃穩(wěn)溫階段，欠熟煙葉類胡蘿卜素降解率最大，為22.27%，而適熟、過熟煙葉則分別有6.67%和6.78%的類胡蘿卜素降解．

表5 不同成熟度煙葉各階段葉綠素降解規(guī)律

表6 不同成熟度煙葉各階段類胡蘿卜素降解規(guī)律

2.3 鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)與烘烤中變黃失水規(guī)律的相關(guān)性分析

由表7可知，38 ℃時，失水率與煙葉比葉質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)；40 ℃時，失水率與煙葉厚度、葉綠素和類胡蘿卜素含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與比葉質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；42℃時，失水率與煙葉厚度呈顯著負(fù)相關(guān)，與煙葉絕對電導(dǎo)率呈顯著正相關(guān)．整個變黃期，即點火至42 ℃，失水率與煙葉厚度、比葉質(zhì)量、葉綠素和類胡蘿卜素含量呈顯著負(fù)相關(guān)．

38 ℃時，葉綠素降解率與煙葉厚度、比葉質(zhì)量、葉綠素含量呈顯著負(fù)相關(guān)；但在42 ℃時，葉綠素降解率與煙葉厚度呈極顯著正相關(guān)，與比葉質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，這可能是煙葉在變黃前期和中期易變黃煙葉葉綠素降解量大，導(dǎo)致在變黃后期葉綠素含量較少，降解減慢．葉綠素降解率與鮮煙葉含水率不存在顯著相關(guān)關(guān)系，此結(jié)論與楊樹勛等[15]的研究結(jié)果存在差異．整個變黃期葉綠素降解率與鮮煙葉厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與比葉質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)．此外，40 ℃穩(wěn)溫期間的類胡蘿卜素降解率與鮮煙葉比葉質(zhì)量、類胡蘿卜素含量分別呈極顯著和顯著負(fù)相關(guān).

表7 鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)與烤中變黃失水情況相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

本試驗結(jié)果表明，不同成熟度處理煙葉的素質(zhì)參數(shù)以及變黃失水特性差異明顯．隨著成熟度的降低，煙葉比葉質(zhì)量、厚度、葉綠素含量、組織結(jié)構(gòu)密度增加[16-18]．由于欠熟煙葉葉片較厚、比葉質(zhì)量較高，變黃期變黃與失水較緩慢；過熟煙葉雖然自束比較低，但其較為疏松的組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致烤中失水較快，這一結(jié)果與李躍武等[19]研究結(jié)論一致．成熟度不同也會使煙葉的變黃特性出現(xiàn)差異[20-21]，試驗結(jié)果表明，在烘烤溫度達(dá)到40 ℃前，欠熟煙葉葉綠素降解率小，變黃緩慢，而烘烤溫度達(dá)到40 ℃之后，欠熟煙葉變黃速度明顯加快，可能是此時煙葉葉綠素含量較多，而溫度的升高加速了葉綠素的降解，該結(jié)論與魏碩等[22]研究結(jié)果一致．相關(guān)性分析表明：鮮煙葉的厚度、比葉質(zhì)量對煙葉變黃期失水影響顯著，鮮煙葉厚度、比葉質(zhì)量的增加會使煙葉在變黃期失水困難；隨著鮮煙葉厚度、比葉質(zhì)量、葉綠素含量的增加，煙葉在變黃期的葉綠素降解速率會減慢，變黃難度增加．而造成煙葉素質(zhì)參數(shù)差異的因素較多，例如煙葉的品種、部位、生長環(huán)境、大田管理等．

此外，當(dāng)前對不同煙葉的素質(zhì)研究大多集中于組織結(jié)構(gòu)、變黃失水均衡性與正常煙葉的差異等方面，如何以量化的數(shù)值來表述鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)，進(jìn)而分析出影響煙葉變黃失水特性的主要參數(shù)，對鮮煙葉素質(zhì)評價、烘烤工藝制定具有重要意義．

3.2 結(jié)論

本研究初步探尋了對不同成熟度云煙87中部葉變黃期變黃失水特性產(chǎn)生影響的鮮煙葉素質(zhì)參數(shù)，結(jié)果表明，不同成熟度鮮煙葉的厚度、比葉質(zhì)量、葉綠素含量是影響煙葉烤中變黃失水特性的關(guān)鍵指標(biāo)．在實際生產(chǎn)中將這些指標(biāo)進(jìn)行量化處理，可減少烘烤人員憑經(jīng)驗判斷煙葉烘烤特性造成的誤差．