不同品種雪茄煙葉晾制過程中的理化特性和顏色變化研究

摘要：為了解晾制期間不同品種雪茄煙葉顏色變化的差異，本試驗(yàn)以德雪1號（D1）、德雪3號（D3）、德雪5號（D5）、川雪3號（C3）為對象，研究晾制過程中這4個(gè)品種雪茄煙葉含水率、相關(guān)酶活性、質(zhì)體色素含量、多酚類物質(zhì)含量的變化特點(diǎn)及其對煙葉顏色和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，德雪3號煙葉酶活性較高，多酚類物質(zhì)和質(zhì)體色素降解充分，煙葉晾制后的顏色好且香氣成分充足，綜合品質(zhì)較好；其次是德雪1號和川雪3號，其中德雪1號可作為茄衣使用；最差的是德雪5號。

關(guān)鍵詞：雪茄煙葉；品種；理化特性；顏色；晾制

中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2024）12-0033-07

雪茄煙是一種獨(dú)特的煙草制品，它具有馥郁香氣、低焦油、低危害等特點(diǎn)。在雪茄煙制作過程中煙葉的晾制是其中一道十分重要的工序，晾制過程的好壞會(huì)直接影響到雪茄煙的品質(zhì)。在煙葉晾制過程中，煙葉含水率的高低、煙葉的顏色變化和煙香氣有著密切關(guān)系。隨著晾制時(shí)間的增加，煙葉水分含量逐漸降低，煙葉多酚類物質(zhì)降解引起酶促棕色化反應(yīng)，繼而加快煙葉的顏色變化，并且煙葉中的質(zhì)體色素也會(huì)隨之降解產(chǎn)生香氣物質(zhì)，增加煙葉的香氣質(zhì)。煙葉中的多酚含量和煙葉品質(zhì)呈正相關(guān)，蕓香苷、莨菪亭、綠原酸等是煙葉中的主要多酚類物質(zhì)。多酚氧化酶（PPO）是酶促棕色化反應(yīng)的介導(dǎo)物，其活性的大小會(huì)直接影響到煙葉的褐變速度，其活性過高會(huì)催化多酚類物質(zhì)氧化形成醌類物質(zhì)，發(fā)生大量棕色化反應(yīng)，產(chǎn)生“類黑精”，從而導(dǎo)致煙葉顏色過深，影響煙葉的外觀質(zhì)量和品質(zhì)。過氧化物酶（POD）參與質(zhì)體色素的降解和酚類物質(zhì)的氧化作用，其活性在晾制過程中逐漸降低，但仍保持較高的活性。當(dāng)過氧化物酶活性過低時(shí)，活性氧會(huì)在煙葉中過度積累，產(chǎn)生過多的自由基，對細(xì)胞膜造成破壞，從而引起煙葉過度棕色化，煙葉顏色加深過度而變褐。所以適當(dāng)?shù)拿富钚杂欣跓熑~在晾制過程中形成優(yōu)質(zhì)煙葉的色澤。脂氧合酶（LOX）是一種類胡蘿卜素降解關(guān)鍵酶，它通過催化類胡蘿卜素氧化分解而產(chǎn)生煙葉中重要的致香物質(zhì)，對煙葉的風(fēng)味具有重要影響。

煙葉中含量最多的質(zhì)體色素是類胡蘿卜素和葉綠素，在雪茄煙晾制過程中，隨著晾制時(shí)間的增加，煙葉失水率會(huì)逐漸加快，而較低的水分含量會(huì)降低類胡蘿卜素和葉綠素的降解程度，煙葉的顏色也隨之發(fā)生變化，同時(shí)質(zhì)體色素降解產(chǎn)物也是一種重要的香味物質(zhì)，它的種類和含量與煙葉的香氣質(zhì)、香氣量有很大的關(guān)系。葉綠素降解速率緩慢會(huì)使煙葉的顏色發(fā)生“含青”現(xiàn)象，導(dǎo)致葉片的組織結(jié)構(gòu)變得緊密，煙葉的香氣質(zhì)變差，香氣量降低，增加青雜氣和刺激性。當(dāng)煙葉中的類胡蘿卜素降解未完全時(shí)，煙葉的香味物質(zhì)含量低，在抽吸時(shí)香氣質(zhì)和香氣量會(huì)嚴(yán)重不足，對煙葉的吸食品質(zhì)有較大影響。

由上看出，以往研究主要圍繞不同部位雪茄煙晾制過程中的顏色變化、采收成熟度、不同遮陰強(qiáng)度等影響因素展開，而有關(guān)不同品種雪茄煙葉晾制過程中的顏色對比研究相對較少。因此，本試驗(yàn)以不同品種雪茄煙葉為對象，對晾制期間不同品種雪茄煙葉含水率和多酚類物質(zhì)、質(zhì)體色素含量及其降解中的酶活性變化進(jìn)行對比研究，以期為探明晾制期間不同品種雪茄煙葉顏色變化的差異和選出綜合品質(zhì)較好的品種提供技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況與試材

試驗(yàn)地為沙壤土，含堿解氮63.16 mg/kg、有效磷26.27 mg／kg、速效鉀124.61 mg/kg，pH值為5.9。供試雪茄煙品種為德雪1號（D1）、德雪3號（D3）、德雪5號（D5）和川雪3號（C3）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

試驗(yàn)于2022年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)許昌校區(qū)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科技園進(jìn)行。采收時(shí)，4個(gè)品種均選取長勢和成熟度基本相同的中部葉（第11、第12葉位）為試材，采后煙葉編桿掛入晾房。晾房規(guī)格為30 mx10 mx6 m（長×寬×高），材料為鋼構(gòu)架耐火板，每桿掛70片煙葉。分別在晾制過程中的0、5、10、15、20、25 d進(jìn)行取樣，每次均選取外觀色澤一致的煙葉并分成3份。其中，一份用于含水率測定；一份用錫箔紙包裹后放于液氮中，用于相關(guān)酶活性及MDA含量測定；一份用于多酚含量和質(zhì)體色素含量測定。晾制結(jié)束后，取樣測定雪茄煙葉物理特性和化學(xué)成分含量。每處理重復(fù)3次。

1.3測定項(xiàng)目及方法

1.3.1含水率測定 將整片煙葉靠近葉尖1/3和靠近葉基部1/3的位置去除，留取中間部分用加熱烘干法進(jìn)行含水率測定。

1.3.2質(zhì)體色素含量測定 稱取新鮮煙葉約2g（精確至0.1 mg），置于50 mL三角瓶中，加入25mL萃取溶液（90％丙酮水溶液）超聲萃取20min，取出后靜置至室溫。取適量萃取液用0.45um有機(jī)相濾膜過濾，濾液裝入2 mL棕色樣品瓶中進(jìn)行高效液相色譜分析，測定質(zhì)體色素中葉綠素a、葉綠素b、B-胡蘿卜素和葉黃素含量。

1.3.3多酚類物質(zhì)含量測定 稱取0.10 g新鮮煙葉放入50 mL錐形瓶中，加入50％甲醇溶液20mL超聲震蕩30 min，之后吸取2 mL溶液用0.45um水相濾膜過濾至液相色譜瓶中，采用高效液相色譜法對煙葉綠原酸、蕓香苷和莨菪亭含量進(jìn)行測定。

1.3.4多酚、質(zhì)體色素降解相關(guān)酶活性測定 多酚氧化酶（PPO）、脂氧合酶（LOX）、過氧化物酶（POD）活性分別按照蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的相應(yīng)酶試劑盒說明書中的方法進(jìn)行測定。

1.3.5化學(xué)成分含量測定 使用AutoAnalyzer 3連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀測定煙葉總糖、還原糖、淀粉、煙堿、總氮、鉀、氯等化學(xué)成分含量，計(jì)算得出鉀氯比、氮堿比和兩糖比。

1.3.6物理特性測定 參考楊虹琦等的方法測定煙葉物理特性。采用厚度測定儀測定葉片厚度，采用打孔鋁盒稱重法測定葉質(zhì)重，采用稱重法測定煙葉含梗率和平衡含水率，采用RH-KZY型電腦抗張?jiān)囼?yàn)機(jī)測定拉力值。

1.3.7不同品種雪茄煙葉晾制結(jié)束后顏色對比 使用專業(yè)相機(jī)（型號：尼康Z5）對4個(gè)品種雪茄煙葉晾制結(jié)束后的煙葉顏色進(jìn)行拍照對比。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與做圖，用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（Duncan's法）。

2結(jié)果與分析

2.1不同品種雪茄煙葉晾制過程中含水率的變化

由圖1可知，各品種雪茄煙葉在晾制過程中含水率的變化相似，即晾制0-10 d間煙葉含水率緩慢減少，之后迅速減少，并且在此期間煙葉含水率大小為C3gt;D1gt;D3gt;D5。其中，D5煙葉在晾制5d時(shí)含水率顯著降低，且與D1、C3差異顯著（Plt;0.05），而與D3差異不顯著，但10 d時(shí)兩者差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）。晾制25 d時(shí)，C3與其他品種雪茄煙葉含水率的差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05），而其他品種間差異不顯著，C3、D1、D3和D5煙葉含水率較Od時(shí)分別下降75.00％、77.01％、78.31％和82.72％。

2.2不同品種雪茄煙葉晾制過程中多酚類物質(zhì)含量的變化

由圖2可知，晾制過程中各品種雪茄煙葉綠原酸含量均呈先微升后快速下降的變化趨勢，即晾制0-5 d間綠原酸含量稍微增加，5d后迅速下降。其中，晾制5-10 d間各品種雪茄煙葉綠原酸含量降幅最大，C3、D1、D3、D5分別下降61.19％、61.71％、58.54％和67.47％，期間C3含量最高；晾制10 d后各品種雪茄煙葉綠原酸含量緩慢下降，期間D3含量最高，與D5差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）且與D1差異不顯著；晾制25 d時(shí)，D3含量最高，為2.32 mg/g。

晾制過程中各品種雪茄煙葉蕓香苷含量呈現(xiàn)先稍微上升后迅速降低的趨勢。其中，晾制0-5d是蕓香苷含量的上升階段，以C3含量最高，D1和D3差異不顯著，其他品種間差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）；從晾制5 d到晾制結(jié)束，蕓香苷含量均為C3gt;D3gt;D1gt;D5；晾制25 d時(shí)，D1、D3和D5間差異不顯著，此時(shí)D1、D3、D5、C3蕓香苷含量與開始時(shí)相比分別下降59.15％、60.53％、56.92％和51.76％。

晾制過程中各品種雪茄煙葉莨菪亭含量的變化趨勢與蕓香苷接近，但莨菪亭含量明顯低于綠原酸和蕓香苷含量。晾制開始時(shí)各品種雪茄煙葉莨菪亭含量表現(xiàn)為C3gt;D3gt;D1gt;D5，晾制結(jié)束時(shí)各品種雪茄煙葉中以C3莨菪亭降解量最大，其次為D5、D1和D3。

2.3不同品種雪茄煙葉晾制過程中質(zhì)體色素含量的變化

圖3顯示，晾制初期，各品種雪茄煙葉質(zhì)體色素中葉綠素a含量最高，葉綠素b和B-胡蘿卜素含量次之，葉黃素含量最低。在晾制過程中，隨著晾制時(shí)間的延長，各類色素均不斷降解。葉綠素a與葉綠索b含量的變化趨勢都是先迅速降低后下降稍緩，且葉綠素a含量大于葉綠素b含量。在整個(gè)晾制過程中，各品種雪茄煙葉中葉綠素a的降解幅度表現(xiàn)為D5（98.72％）gt;D3（98.20％）D1（97.09％）gt;C3（94.21％），葉綠素b的降解幅度表現(xiàn)為D5（98.72％）gt;D3（98.49％）gt;D1（98.17％）gt;C3（97.68％），且在晾制結(jié)束時(shí)，不同品種雪茄煙葉間差異不顯著。

晾制過程中，各品種雪茄煙葉B-胡蘿卜素含量逐漸下降，其中0-15 d間降解速度較快，之后下降平緩。晾制初期，C3煙葉B-胡蘿卜素含量最高。整個(gè)晾制過程中，降解幅度表現(xiàn)為C3（75.82％）gt;D3（75.00％）gt;D1（74.07％）gt;D5（72.97％）。晾制后期不同品種間B-胡蘿卜素含量差異不顯著。

與葉綠素和B-胡蘿卜素含量相比，煙葉葉黃素含量最低，晾制初期各品種間存在顯著差異（Plt;0.05），晾制后期，僅C3與其他品種間差異顯著（Plt;0.05）。

2.4不同品種雪茄煙葉晾制過程中色素降解相關(guān)酶活性的變化

由圖4可知，晾制期間各品種煙葉PPO、LOX、POD活性均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。晾制10 d時(shí)，各品種煙葉PPO活性最大，且表現(xiàn)為C3gt;D3gt;D1gt;D5，C3、D3、D1、D5的PPO活性分別升高78.03％、77.27％、76.92％和70.59％，D5的PPO活性與C3、D1、D3的差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）：晾制15-20 d間，各品種煙葉PPO活性快速下降，且始終以C3最高；晾制25 d時(shí)，各品種煙葉PPO活性無顯著差異。

晾制10 d時(shí)，各品種煙葉LOX活性最高并存在顯著差異（Plt;0.05），且表現(xiàn)為C3gt;D3gt;D1gt;D5，分別為793、702、629、542 U/g，之后活性快速降低：晾制25 d時(shí)，不同品種雪茄煙葉LOX活性差異不顯著。

各品種煙葉POD活性也是在晾制10 d時(shí)達(dá)到峰值，表現(xiàn)為C3gt;D3gt;D1gt;D5，且達(dá)到顯著性差異（Plt;0.05）；晾制20 d時(shí)，D3煙葉POD活性顯著高于D1、D5和C3；晾制結(jié)束時(shí)，D1煙葉POD活性降幅最大，其次是D3、C3和D5，依次下降89.35％、89.21％、88.46％和88.46％。

2.5不同品種雪茄煙葉常規(guī)化學(xué)成分分析

各品種雪茄煙葉晾制后的化學(xué)成分含量結(jié)果見表1?？梢钥闯觯髌贩N雪茄煙葉還原糖含量差異顯著，以D3煙葉最高，為1.49％。D3煙葉總糖含量和兩糖比也最高，且煙堿含量與D1、D5和C3差異顯著。鉀含量高可改善煙葉灰色和燃燒性，而氯的作用與之相反。D3煙葉鉀含量最高，為5.64％，且其氯含量最低，為0.66％，并與D1無顯著性差異。鉀氯比為評價(jià)煙葉燃燒性能的重要指標(biāo)。這4個(gè)品種中，煙葉鉀氯比以D3最高。氮堿比是評價(jià)煙葉內(nèi)在質(zhì)量的重要依據(jù)，數(shù)值越接近于1煙葉質(zhì)量越好。D3煙葉的氮堿比最接近1，其他依次是C3、D5、D1。

2.6不同品種雪茄煙葉物理特性分析

各品種雪茄煙葉的物理特性見表2。D1、D3、D5、C3品種間的葉質(zhì)重、葉厚、平衡含水率均差異顯著。D3、D5、C3品種間的拉力無顯著差異，但都顯著低于D1。D1、D3與D5、C3間的含梗率存在顯著性差異，但D5與C3間差異不顯著。

2.7不同品種雪茄煙葉晾制結(jié)束的顏色變化

由圖5可見，晾制結(jié)束后C3煙葉褐變程度高，顏色最深，呈現(xiàn)黑褐色；D5煙葉顏色相對較淺，褐變程度不均勻，葉片質(zhì)量較差；D1煙葉褐變程度適中，質(zhì)量居中；D3煙葉褐變程度均勻，葉片質(zhì)量最好。

3討論

水分是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，隨著晾制時(shí)間的增加，煙葉水分隨之減少。本試驗(yàn)中，4個(gè)品種雪茄煙葉的水分含量在不同晾制時(shí)期中始終是C3gt;D1gt;D3gt;D5。晾制初期，雪茄煙葉的失水速率較緩，晾制10 d后伴隨著晾房內(nèi)溫度升高，煙葉失水速率加快，煙葉的酶活性也急劇下降。

多酚氧化酶（PPO）可以讓酚類物質(zhì)氧化為醌類物質(zhì)，使葉片顏色加深，對煙葉外觀和品質(zhì)具有重要影響。晾制初期到10 d，雪茄煙葉多酚氧化酶活性快速上升，加快了煙葉中多酚類物質(zhì)的降解，所以莨菪亭、蕓香苷和綠原酸含量整體上快速下降，尤其是綠原酸含量降幅最大，煙葉也在此階段變褐。但是過高的多酚氧化酶活性會(huì)導(dǎo)致煙葉中多酚類物質(zhì)氧化過度，使煙葉呈現(xiàn)出較深的顏色，影響煙葉的燃燒性、口感和品質(zhì)。過氧化物酶（POD）活性是評價(jià)煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。本研究晾制過程中雪茄煙葉POD活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。過氧化物酶活性越高，煙葉的抗氧化能力越強(qiáng)，越有利于煙葉的生長發(fā)育和抗病蟲害，并且高活性的過氧化物酶，有助于煙葉多酚類物質(zhì)的合成和積累，從而提高煙葉品質(zhì)。脂氧合酶（LOX）是一種分解質(zhì)體色素的關(guān)鍵酶。晾制期間雪茄煙葉LOX活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，煙葉主要質(zhì)體色素中的葉綠素和胡蘿卜素含量隨之先迅速下降后稍緩降低。質(zhì)體色素的降解不僅會(huì)給煙葉帶來獨(dú)特的風(fēng)味和香氣，還對煙草產(chǎn)品的口感和香氣特征起到?jīng)Q定性作用，而且還決定了煙葉晾制后顏色的好壞。然而，脂氧合酶活性過高也會(huì)導(dǎo)致煙葉中產(chǎn)生過多的氧化產(chǎn)物，引起煙葉的酸敗味道或苦味。因此，在煙葉晾制過程中，適當(dāng)?shù)拿富钚詫熑~品質(zhì)優(yōu)良起到重要作用。本試驗(yàn)中，不同品種雪茄煙葉的PPO、LOX、POD活性大小均為C3gt;D3gt;D1gt;D5，并且D3煙葉的多酚類物質(zhì)和質(zhì)體色素降解的最好，其次是D1和D5，C3最差。

不同品種雪茄煙葉的化學(xué)成分各有不同，D3煙葉的總糖和還原糖含量最高，氮堿比最接近1，說明D3煙葉煙氣最醇和、回甜感增強(qiáng)、刺激性低。在物理特性中，D3煙葉含水率適中、拉力較大、彈性好并且含梗率較低，各方面較為協(xié)調(diào)，工業(yè)可用性強(qiáng)。D1煙葉葉質(zhì)重和厚度都最小，說明D1煙葉組織結(jié)構(gòu)疏松，葉片會(huì)更加柔軟和易于處理，所以可考慮作為茄衣。晾制結(jié)束后，C3煙葉顏色最深，其原因可能是，煙葉中過多的水分含量導(dǎo)致多酚類物質(zhì)降解反應(yīng)加速，進(jìn)而導(dǎo)致煙葉過度變褐。

4結(jié)論

在雪茄煙葉晾制過程中，不同品種雪茄煙葉水分、多酚類物質(zhì)、質(zhì)體色素含量均隨晾制時(shí)間延長而降低；多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、脂氧合酶（LOX）活性均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，并且4個(gè)品種雪茄煙葉的酶活性均以C3最高。綜合分析可知，4個(gè)雪茄品種中D3煙葉品質(zhì)最好，D1、C3適中，D5最差。