開棚高度對(duì)曬黃煙煙葉品質(zhì)的影響

摘 要：為探索曬黃煙的最佳調(diào)制工藝，以寧鄉(xiāng)市優(yōu)良曬黃煙品種寸三皮為材料，采用調(diào)制棚進(jìn)行棚內(nèi)調(diào)制，比較了2側(cè)棚膜的不同敞開高度（T1，開棚高度30 cm；T2，開棚高度90 cm；T3，棚膜完全敞開，開棚高度150 cm）對(duì)曬黃煙煙葉失水規(guī)律及化學(xué)品質(zhì)的影響，以常規(guī)露天晾曬為對(duì)照。結(jié)果表明：在天氣良好的情況下，棚內(nèi)調(diào)制的前3 d是煙葉失水、變黃的關(guān)鍵時(shí)期，棚膜敞開高度越高，棚內(nèi)溫度、相對(duì)濕度越接近棚外調(diào)制環(huán)境；T3處理煙葉的總糖含量（27.52%）、還原糖含量（23.71%）、糖堿比（10.52）、兩糖比（0.862）均高于其他處理，且1，2-乙二醇（33.501%）、新植二烯（0.728%）、糠醛（0.026%）、巨豆三烯酮（0.012%）等主要香氣物質(zhì)含量顯著提升。綜合化學(xué)成分及香氣代謝產(chǎn)物來看，各處理煙葉品質(zhì)由高到低排列依次為T3、T1、CK、T2，以T3處理的調(diào)制效果最好，即2側(cè)棚膜完全敞開調(diào)制的煙葉品質(zhì)較優(yōu)。

關(guān)鍵詞：曬黃煙；大棚調(diào)制；溫濕度；含水量；化學(xué)成分

中圖分類號(hào)：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1006-060X（2023）03-0087-05

Abstract：In order to explore the best curing process for yellow sun-cured tobacco， an excellent yellow sun-cured tobacco variety Cunsanpi from Ningxiang City was used as the material for in-shed curing. The effects of different opening heights of two-side films of the shed （T1： 30 cm opening height; T2： 90 cm; T3： 150 cm， in complete openness） on the water loss pattern and chemical quality of yellow sun-cured tobacco were compared， with conventional open air drying as the control. The results show that， under good weather conditions， the first 3 d of in-shed curing was a critical period for tobacco to lose water and turn yellow， and the higher the open height of the shed film was， the closer the in-shed temperature and relative humidity were to the out-shed curing environment; the total sugar content （27.52%）， reducing sugar content （23.71%）， sugar-nicotine ratio （10.52）， and the ratio of reduing sugars to total sugars （0.862） of T3 tobacco were higher than those of the other treatments， and the contents of major aroma substances like ethylene glycol （33.501%）， neophytadiene （0.728%）， 2-furaldehyde （0.026%）， and megastigmatrienone （0.012%） were significantly increased. In terms of chemical composition and aroma metabolites， the tobacco quality of each treatment from the highest to the lowest ranked as T3， T1， CK and T2; among them， T3 achieved the best curing quality， that is， the quality of tobacco cured with two-side shed films completely open was better.

Key words：yellow sun-cured tobacco; in-shed curing; temperature" and humidity; moisture content; chemical composition曬黃煙作為我國名優(yōu)特晾曬煙開發(fā)的重要組成部分，具有香氣質(zhì)好、量足，吸味純凈，余味舒適，刺激性小，燃燒性好等特點(diǎn)，在提高烤煙型卷煙香味、促進(jìn)烤煙風(fēng)格多樣化以及發(fā)展混合型卷煙等方面都發(fā)揮了重要作用[1-3]。調(diào)制是曬黃煙品質(zhì)形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，優(yōu)質(zhì)曬黃煙葉調(diào)制是在調(diào)制工藝曲線與調(diào)制設(shè)施設(shè)備耦合作用下的煙葉脫水干燥和內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)相互協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換的過程。不同的調(diào)制工藝會(huì)影響曬黃煙煙葉內(nèi)酶的活性，進(jìn)而調(diào)控物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化，最終影響煙葉品質(zhì)的形成[4-5]。筆者以寧鄉(xiāng)市優(yōu)良曬黃煙品種寸三皮為材料，采用調(diào)制棚進(jìn)行棚內(nèi)調(diào)制，比較了2側(cè)棚膜的不同敞開高度對(duì)曬黃煙煙葉失水規(guī)律及化學(xué)品質(zhì)的影響，以期探索曬黃煙的最佳調(diào)制工藝，為卷煙產(chǎn)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年在湖南省寧鄉(xiāng)市資福鎮(zhèn)萬福村進(jìn)行。供試品種為寧鄉(xiāng)市優(yōu)良曬黃煙品種寸三皮，為盡量縮小試驗(yàn)材料之間的差異，在同一田塊挑選長(zhǎng)勢(shì)及葉片成熟度相對(duì)一致的煙葉以當(dāng)?shù)卣蹠穹绞絼澖钌险邸?/p>

調(diào)制棚規(guī)格為8 m × 4.1 m × 30 m ，南北朝向，每個(gè)單元為 8 m×4 m，共計(jì)3個(gè)單元，大棚膜為長(zhǎng)壽無滴膜，大棚雙側(cè)可實(shí)現(xiàn)人工開關(guān)膜，棚內(nèi)鋪設(shè)黑色地膜。

主要儀器有RS485溫濕度傳感器（量程：－20～80℃，0～100%RH，精度：±0.3℃，±3%RH；廈門泰勒士自動(dòng)化科技有限公司）、BSQD多路稱重傳感器（量程：0～50 kg，精度：0.3%FS；上海隆旅電子科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及取樣 在為期7 d的曬黃煙葉調(diào)制過程中，通過設(shè)置調(diào)制棚2側(cè)棚膜的不同敞開高度，形成不同溫、濕度差異的試驗(yàn)處理。CK：對(duì)照，常規(guī)露天晾曬；T1：敞開高度為30 cm；T2：敞開高度為90 cm；T3：完全敞開，敞開高度為150 cm。所有處理及對(duì)照均安裝濕度、溫度、重量等檢測(cè)設(shè)備，對(duì)調(diào)制過程的環(huán)境狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。溫濕度傳感器布置于大棚中間位置。

1.2.2 營養(yǎng)物質(zhì)的測(cè)定 總糖、還原糖按照YC/T 159—2002中的方法測(cè)定，煙堿按照YC/T 160—2002中的方法測(cè)定，總氮按照YC/T 161—2002中的方法測(cè)定，氯按照YC/T 162—2002中的方法測(cè)定，鉀按照YC173—2003中的方法測(cè)定。

1.2.3 香氣物質(zhì)的測(cè)定 （1）HS-SPME萃取：在50℃恒溫條件下，將50/30 μm DVB/CAR on PDMS萃取頭插入樣品頂空部分，頂空萃取30 min ，于250℃下解析5 min，然后進(jìn)行GC-MS分離鑒定。（2） 色譜條件：DB-WAX毛細(xì)管柱（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm，Agilent J amp;W Scientific，F(xiàn)olsom，CA，USA），載氣為高純氦氣（純度不小于99.999%），恒定流速1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度260℃，不分流進(jìn)樣，溶劑延遲1.5 min；程序升溫，40℃保持3 min，以5℃/min升至220℃，保持5 min。（3）質(zhì)譜：電子轟擊離子源（EI），離子源溫度230℃，四級(jí)桿溫度150℃，電子能量70 eV。掃描方式為全掃描模式（SCAN），質(zhì)量掃描范圍20～650 m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理溫濕度的變化趨勢(shì)

如圖1所示，調(diào)制變黃期棚內(nèi)溫度保持在36.8 ～ 39.5℃、相對(duì)濕度保持在54.5% ～ 64.8%，調(diào)制變黃期棚外溫度為32.8 ～ 33.6℃、相對(duì)濕度為73.1% ～ 75.0%。定色期由于天氣原因溫度開始降低，相對(duì)濕度大幅提升。調(diào)制期間，棚內(nèi)外溫濕度變化趨勢(shì)較為一致，棚內(nèi)溫度高于棚外溫度、棚內(nèi)濕度低于棚外濕度。棚內(nèi)外變黃期溫度最大相差6.1℃，中后期溫度最大相差4.8℃；棚內(nèi)外變黃期相對(duì)濕度最大相差18.6個(gè)百分點(diǎn)，中后期相對(duì)濕度最大相差14.2個(gè)百分點(diǎn)。棚內(nèi)各處理的溫濕度存在一定差異，T3處理溫度和相對(duì)濕度均明顯低于T1處理。

2.2 不同開棚高度對(duì)曬黃煙含水率的影響

調(diào)制前期由于溫度較高、相對(duì)濕度較低，煙葉含水量大幅度降低（如圖2所示），定色期由于天氣變化原因，相對(duì)濕度增大，棚外煙葉含水量從18.0%開始提升，棚內(nèi)煙葉含水量從9.0%開始提升；后期棚外煙葉含水量保持在14.2%，棚內(nèi)煙葉含水量保持在10.26%～11.12%，中后期棚內(nèi)外煙葉含水量相差3～6個(gè)百分點(diǎn)；在天氣良好的情況下，棚內(nèi)調(diào)制的前3 d是煙葉失水、變黃的關(guān)鍵時(shí)期。由圖2可知，在曬黃煙調(diào)制期間，棚內(nèi)外煙葉含水量下降趨勢(shì)一致，棚內(nèi)各處理間含水量差異較小。

2.3 不同開棚高度對(duì)曬黃煙煙葉化學(xué)成分的影響

化學(xué)成分是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。其中糖類物質(zhì)可降低煙氣強(qiáng)度，減輕刺激性和苦味；鉀含量高則香氣足、吃味好、對(duì)人體危害小；氯元素是影響燃燒性的主要因素，煙葉中氯離子含量通常在0.3%～0.8%較為適宜，當(dāng)煙葉中氯離子含量大于1%時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響煙葉的燃燒性，而煙葉中氯離子含量超過1.5%時(shí)，所制煙葉會(huì)發(fā)生熄火現(xiàn)象，所以氯離子含量高的煙葉不僅燃燒性不好，而且刺激性、雜氣重[6-10]。由表1可知，T3處理煙葉的總糖含量（27.52%）、還原糖含量（23.71%）、糖堿比（10.52）、兩糖比（0.862）均高于其他處理；CK處理煙葉的氯離子含量（0.396%）、鉀含量（1.65%）均高于棚內(nèi)各處理的；總氮含量以CK和T3處理最低；棚內(nèi)各處理煙葉的煙堿含量、鉀氯比均高于CK；各處理間氮堿比無顯著差異。

2.4 不同開棚高度對(duì)曬黃煙主要香氣成分的影響

香氣是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，在不同開棚高度處理下，因煙葉所處的光照、溫度、相對(duì)濕度等有所差異，這些因素都會(huì)對(duì)煙葉香味前體物的降解和調(diào)制后煙葉香味成分的生成產(chǎn)生影響[11-13]。從kegg庫中篩選出67個(gè)代謝產(chǎn)物，測(cè)定了其在各處理煙葉中的含量，結(jié)果如表2所示。各處理煙葉的代謝物相似性均高于70%，意味著該數(shù)據(jù)可信度高。根據(jù)不同物質(zhì)進(jìn)行分類，這67種代謝產(chǎn)物可分為8類，其中醇類化合物8個(gè)、醛類化合物5個(gè)、酸類化合物12個(gè)、酯類化合物8個(gè)、烴類化合物1個(gè)、酚類化合物3個(gè)、酮類化合物9個(gè)和其他化合物21個(gè)。除其他化合物中22個(gè)代謝產(chǎn)物外，酸類化合物代謝產(chǎn)物最多。酸性物質(zhì)可以抑制煙氣中部分堿性物質(zhì)的形成，從而產(chǎn)生滿意的吸味，脂肪酸類是芳香揮發(fā)物的重要前體，隨著脂肪酸的不斷合成積累，氧化降解后大量的香氣會(huì)被釋放出來。從相對(duì)含量來看，各處理煙葉中1，2-乙二醇的含量均較高，在代謝物總量中的占比≥73%，尤其是T3處理的煙葉醇類化合物在代謝物總量中占比達(dá)76.7%，其中1，2-乙二醇的相對(duì)含量為33.501%，高于其他處理；另外，T3處理煙葉的新植二烯含量（0.728%）、糠醛含量（0.026%）、巨豆三烯酮含量（0.012%）和代謝物總量（44.543%）也均高于其他處理。

3 結(jié)論與討論

研究發(fā)現(xiàn)，在天氣良好的情況下，棚內(nèi)調(diào)制的前3 d是煙葉失水、變黃的關(guān)鍵時(shí)期。棚膜敞開高度越高，棚內(nèi)溫度、相對(duì)濕度越接近棚外調(diào)制環(huán)境。在曬制變黃期煙葉的含水量呈快速下降趨勢(shì)，曬制中期開始則呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，直至后期煙葉含水量保持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。

試驗(yàn)結(jié)果還表明，T3處理（調(diào)制棚2側(cè)棚膜完全敞開，敞開高度為150 cm）總糖含量（27.52%）、還原糖含量（23.71%）、糖堿比（10.52）、兩糖比（0.862）均高于其他處理；T3處理中醇類化合物總量占比高于CK，其中1，2-乙二醇（33.501%）、新植二烯（0.728%）、糠醛（0.026%）、巨豆三烯酮（0.012%）等主要香氣物質(zhì)含量顯著提升。這說明改變開棚高度能夠優(yōu)化煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，提升曬黃煙品質(zhì)。從化學(xué)成分及香氣代謝產(chǎn)物來看，各處理煙葉品質(zhì)由高到低排列依次為T3、T1、CK、T2，以T3處理的調(diào)制效果最好，即2側(cè)棚膜完全敞開調(diào)制的煙葉品質(zhì)較優(yōu)。

曬黃煙調(diào)制是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過程。調(diào)制期間，合理調(diào)控溫濕度，有利于煙葉內(nèi)大分子物質(zhì)充分降解轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，使煙葉化學(xué)成分向有利于吸食的方向發(fā)展[14]。合理的溫濕度能夠顯著改善煙葉的外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量、化學(xué)成分協(xié)調(diào)性，優(yōu)化曬制過程中環(huán)境溫濕度，可以顯著提高煙葉品質(zhì)，使調(diào)制后的煙葉香氣量足、勁頭適中、雜氣少、刺激性小、口感好。

煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)是指煙葉的煙堿、總氮、還原糖、鉀含量和糖堿比值、氮堿比值、鉀氯比值等處于適宜范圍。相關(guān)研究表明，當(dāng)溫度穩(wěn)定在37～38℃，相對(duì)濕度保持在85%～87%時(shí)，煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好，煙葉有機(jī)物多項(xiàng)指標(biāo)綜合得分相對(duì)較高。大棚調(diào)制的優(yōu)勢(shì)在于可人為控制棚內(nèi)溫濕度，減少天氣因素對(duì)曬黃煙調(diào)制帶來的不利影響[15]。

煙葉香氣是煙葉品質(zhì)的重要組成部分，煙葉香氣的量、質(zhì)、型等是由多種香氣成分共同作用所決定的[16-18]。煙葉致香成分有70余種，主要包括苯丙氨酸類致香物質(zhì)（苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛和苯乙醇）、西柏烷類致香物質(zhì)（茄酮和兩柏三烯二醇）、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類致香物質(zhì)（吡啶、吡咯、己醛、糠醛、糠醇、環(huán)戊烯等）、質(zhì)體色素降解的致香物質(zhì)（葉綠素降解產(chǎn)物、新植二烯、紫羅蘭酮、紫羅蘭醇、芳樟醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯等）和其他香氣物質(zhì)。曬黃煙調(diào)制時(shí)的溫濕度對(duì)煙葉香氣的形成有較大影響。研究發(fā)現(xiàn)，適宜的溫濕度能夠使煙葉中類胡蘿卜素類、苯丙氨酸類、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類、類西柏烷類致香物質(zhì)和新植二烯等主要香氣物質(zhì)含量大幅提升[19-22]。煙葉中醇類化合物是煙草揮發(fā)油和樹脂的組成成分，對(duì)煙草香氣質(zhì)、香氣量和吃味有重要作用。試驗(yàn)結(jié)果顯示，T3處理的煙葉醇類化合物在代謝物總量中占比達(dá)76.7%，其中1，2-乙二醇的相對(duì)含量為33.501%，高于其他處理；另外，T3處理煙葉的新植二烯含量（0.728%）、糠醛含量（0.026%）、巨豆三烯酮含量（0.012%）和代謝物總量（44.543%）也均高于其他處理

綜上所述，使用調(diào)制棚調(diào)制曬黃煙時(shí)，若天氣良好，將2側(cè)棚膜完全敞開（敞開高度為150 cm），調(diào)制的煙葉品質(zhì)較優(yōu)，如遇下雨則將2側(cè)棚膜關(guān)閉，以防雨水進(jìn)入棚內(nèi)，改變棚內(nèi)溫濕度，從而影響煙葉品質(zhì)。

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