烤烟切柄初烤及烘烤过程中生理生化变化研究

刘智炫，彭曙光，黎 娟，陈佳亮

(1.湖南农业大学，湖南长沙 410128；2.湖南省烟草公司，湖南长沙 410004)

烤烟切柄初烤及烘烤过程中生理生化变化研究

刘智炫1，彭曙光2*，黎 娟1，陈佳亮1

(1.湖南农业大学，湖南长沙 410128；2.湖南省烟草公司，湖南长沙 410004)

[目的] 研究烤烟切柄烘烤过程中生理生化的变化规律以及烤后烟叶的质量。 [方法]对烟叶烤前切柄与常规烘烤过程中的含水量、叶绿素、淀粉和还原糖的变化规律及烤后质量进行比较。[结果]研究表明，烟叶切柄7 ～8 cm，鲜干比降低0.76～1.37；切柄烘烤模式增加了烘烤时间12～24 h，在干筋期降低了烘烤温度；含水量表现为前期失水慢、后期失水快的规律，切柄烘烤比常规烘烤失水趋势延迟；叶绿素含量在烘烤开始36 h之前降解最快；淀粉含量在烘烤开始60 h之前基本降解完成；还原糖含量在烘烤过程中随时间的增加而增加；叶绿素、淀粉和还原糖在不同处理中的变化规律基本一致；切柄烘烤模式使烤后下部叶和上部叶中的淀粉含量显著下降1.26%～1.85%。[结论] 研究可为烟叶烘烤选择适合的烘烤方式提供参考。

切柄；烘烤；含水量；叶绿素；淀粉

烘烤是决定烟叶最终质量和固定体现其品质的重要环节[1]。随着以往三段式烘烤模式的推广[2]，近年来有人推出了“两拖一低”[3-4]新的烘烤模式，而烘烤过程中生理生化的变化都成为其研究重点。为探索去除烟叶无使用价值叶柄，降低烟叶运输和复烤加工成本，增加烟叶使用价值，提高烟叶初烤及打叶复烤质量，笔者进行了烤烟切柄试验，旨在研究烘烤过程中生理生化的变化规律以及烤后烟叶的质量，以期为烟叶烘烤方式的选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料试验于2014年在中国烟草中南农业试验站进行。试验品种为云烟87，试验田选取0.13 hm2营养条件、田间长势基本均衡的烟田。试验采用南平市科创机电成套设备有限公司生产的烟叶智能控制烘烤试验箱3个。试验要求采烟、编烟必须在1 d内完成。

1.2 试验设计试验设计2个处理和1个对照(CK)，CK为对照不切柄，按照常规三段式烘烤；T1和T2烤前切柄，烘烤时各处理分别在42 ℃和54 ℃温度点延时12 h。T2烘烤开始后的干球和湿球温度比T1高出2 ℃，之后在每个阶段的湿球温度比T1高出1 ℃。为确保试验的准确性，要求每个烤箱装烟8夹，其中2夹作为取样，每次取完样用抹布将所取样品的位置补上。取样要求每隔12 h取一次样，直至烘烤结束。其中对照和不同处理、不同部位的烘烤工艺见图1。

1.3 测定项目记录切柄的长度、切柄重量、烟叶重量；记录烘烤过程中的温湿度；统计烤后烤箱的用电量；参照文献[5]测定烟叶含水量、叶绿素；参照文献[6]测定总糖、总氮、还原糖、烟碱、氯、淀粉，用火焰光度法测定烟叶中的钾含量。

2 结果与分析

2.1 烟叶切柄情况由表1可知，下部叶T1的平均切柄长度为7.13 cm，叶柄比例为14.07%，烟叶鲜干比为7.76，T2的平均切柄长度为6.93 cm，叶柄比例为13.07%，烟叶鲜干比为8.24；中部叶T1的平均切柄长度为7.06 cm，叶柄比例为15.85%，烟叶鲜干比为5.35，T2的平均切柄长度为7.14 cm，叶柄比例为16.01%，烟叶鲜干比为5.25；上部叶T1平均切柄长度为7.97 cm，叶柄比例为18.71%，烟叶鲜干比为4.79，T2的平均切柄长度为7.90 cm，叶柄比例为18.41%，烟叶鲜干比为4.92。烟叶切柄与常规相比明显降低了鲜干比，降低幅度在0.76～1.37。同一部位随着切柄长度的增长，叶柄比例随之增加，鲜干比下降；不同部位的鲜干比大小为下部叶>中部叶>上部叶。

2.2 烟叶切柄烘烤与常规烘烤工艺曲线的比较从图1中可以得知，各部位烟叶烘烤过程中干球温度和湿球温度总体低于对照，T1和T2的温湿度变化基本上一致，在烘烤末期有略微的变化。下部叶切柄烘烤时间比对照多了20 h，中部叶比对照多了24 h，上部叶比对照多了12 h。烟叶烘烤变黄期其曲线基本一致；定色期间下部叶和上部叶变化不太明显，中部叶切柄温度低于对照；干筋期切柄温度低于对照温度，在中部叶体现的尤为明显，说明烟叶切柄主要差异体现在干筋期。

表1 烟叶切柄情况

部位处理烟叶净重kg/夹去掉叶柄重量kg/夹每夹去叶柄后重量∥kg/夹回潮后干烟叶净重∥kg/夹切柄长度cm鲜干比叶柄比例%下部CK6.43--0.72-9.00-T15.130.724.410.577.137.7614.07T24.660.644.020.496.938.2413.70中部CK5.86--0.89-6.62-T15.110.814.300.807.065.3515.85T25.060.814.250.817.145.2516.01上部CK5.55--0.91-6.13-T14.530.853.680.777.974.7918.71T24.360.803.560.727.904.9218.41

2.3 烟叶烘烤耗能情况由表2可以看出，中部叶和下部烟叶风机电量使用大小为T2>CK>T1，上部叶风机电量使用大小为T2>T1>CK；不同部位间风机使用电量大小为上部叶>中部叶>下部叶。下部叶和上部叶加热器电量使用大小为T1>T2>CK，中部叶加热器电量使用大小为T1>CK>T2；不同部位间加热器的电量使用大小为下部叶>中部叶>上部叶。不同部位切柄烘烤的总电量使用大小为下部叶>上部叶>中部叶，不同处理之间的总电量使用大小为T1>T2>CK，这是由于各处理在42 ℃和54 ℃延时了12 h，造成烘烤时间延长，烘烤耗电量增加。

表2 烟叶烘烤耗能情况 (kW·h)/箱

部位处理循环风机电机计量加热器电工计量总电量下部T115.741.056.7T217.631.449.0CK16.226.642.8中部T115.935.050.9T219.223.342.5CK16.725.642.3上部T119.032.051.0T220.722.743.4CK18.320.238.5

2.4 烟叶烘烤过程中含水量的变化由图2(a)可知，下部叶含水量的变化主要体现在48 h之后。叶片含水量变化趋势表现为CK>T2>T1，含水量变化主要体现在48～96 h期间；烟叶含水量变化趋势表现为CK>T1>T2，含水量变化主要体现在60～108 h期间；主脉含水量的变化明显，CK主要集中在84～108 h期间，T1和T2主要集中在108～132 h，含水量下降趋势为CK>T1>T2。

由图2(b)可知，中部叶的含水量变化主要体现在60 h之后，叶片含水量的下降趋势为CK>T2>T1，主要集中在60～108 h；烟叶含水量的下降趋势CK>T1>T2，主要集中在60～108 h；主脉的含水量变化趋势为CK>T1>T2，主要变化在96～132 h期间。

由图2(c)可知，上部叶的含水量变化只集中在84 h之后，叶片含水量变化趋势为T2>T1>CK，主要集中在84～108 h期间；烟叶含水量变化趋势为CK>T2>T1，主要集中在96～144 h期间；96 h之前主脉的变化基本一致，96 h之后开始迅速下降，T1和T2的变化趋势基本一致。

2.5 烘烤过程中叶绿素含量的变化由图3(a)、图3(b)可知，下部叶和中部叶烘烤过程中各处理叶绿素含量在36 h之前下降的最快，36 h之后叶绿素含量基本上无明显变化，各个处理之间无明显差异。由图3(c)可知，CK在24 h之前叶绿素含量下降最快，T1和T2在36 h小时之前下降了绝大部分，之后叶绿素含量无明显变化。综合图3(a)、图3(b)以及图3(c)，可以得知切柄与常规烘烤对叶绿素的降解没有太大的差异，各个处理、部位叶绿素含量基本上在36 h之前迅速下降，之后无明显变化。

2.6 烘烤过程中淀粉含量的变化由图4(a)可知，下部叶淀粉含量在烘烤过程中呈下降的趋势，在60 h之前CK下降的最快，之后趋于平缓；T1和T2的变化基本一致，在84 h之前淀粉含量逐渐下降，之后基本无太大的变化。由图4(b)可知，中部叶的淀粉含量在60 h之前各处理的变化是呈下降的趋势，各处理间无显著差异。由图4(c)可知，上部叶的淀粉含量总体是下降的趋势，主要的变化集中在48 h之前，CK和T1和T2的淀粉含量变化基本一致。综合图4(a)、图4(b)和图4(c)，可以得知淀粉含量在烘烤过程中是呈逐渐下降的趋势，并且基本上在60 h之前淀粉大量降解，之后淀粉含量无明显变化。

2.7 烘烤过程中还原糖含量的变化由图5可知，各个部位、各个处理的还原糖含量在烘烤过程中随着烘烤时间的推移是逐渐上升的。这是由于烘烤过程还原糖的积累是受到了淀粉分解的影响，烘烤中淀粉逐渐减少转化为糖，导致还原糖含量的升高。从图5中可以看出，烘烤结束时，还原糖含量大小为中部叶>下部叶>上部叶。

2.8 烤后烟叶化学成分比较由表3可知，CK、T1和T2烤后化学成分比较协调，不同部位不同处理间差异显著。总糖含量最高为32.85%，最低为19.83%；还原糖含量最高为29.87%，最低为17.15%；不同部位的含糖量表现为中部>上部>下部。总氮、烟碱和钾含量较为适宜，上部叶烟碱含量显著高于中部和下部，中部叶氯含量有所偏低。淀粉含量在下部和上部烟叶中差异显著，下部叶T1和T2的淀粉含量比CK低了1.26个百分点，上部叶T1和T2的淀粉含量比CK分别低了1.85、1.31个百分点，但中部烟叶的淀粉含量差异不显著。

3 结论与讨论

切柄试验切除烟叶叶柄的平均长度为7.36 cm，明显降低了烘烤过程中干筋期的温度，这与彭曙光等[7]、钟剑[8]的研究相同；但切柄试验在烘烤中增加了所用时间，这与彭曙光等[7]、钟剑[8]的研究相反，主要原因是在42 ℃和54 ℃各延长了12 h，造成总体时间延长，说明烘烤所用时间与采用烘烤模式有一定关系。

烘烤过程中含水量的变化趋势基本上是相似的，前期慢、后期快[9-10]，但由于切柄处理的温度比常规的要低，又由于在42 ℃和54 ℃温度点延时12 h，使这段时间的烘烤温度稳定，导致含水量的下降趋势比常规烘烤要慢。

表3 烤后烟叶的化学成分 %

部位处理总糖还原糖总氮烟碱钾氯淀粉下部CK22.61de20.76c1.85b1.57b3.09b0.33c3.20cT119.83e17.15d1.84b1.55b3.33a0.35c1.94dT225.09cd23.09c1.87ab1.46b3.21ab0.25cd1.94d中部CK32.85a29.87a1.55d1.35b2.83c0.26cd4.63bT132.53a28.74ab1.66c1.55b2.31de0.13d4.67bT231.28ab28.44ab1.64cd1.45b2.39d0.23cd4.95b上部CK29.17abc27.03ab1.71c1.97a2.20ef0.64b6.87aT127.71bc26.40b1.95a2.11a2.22e0.56b5.02bT231.08ab27.18ab1.71c2.13a2.07f0.83a5.56b

注：表中同列数据后带相同小写字母者表示在0.05水平差异不显著。

烘烤过程中烟叶的叶绿素、淀粉和还原糖变化趋势与前人[8,11]的研究一致，且切柄与常规之间也没有很明显的差异，说明叶绿素、淀粉和还原糖在烘烤过程中的变化比较稳定。笔者在烘烤试验过程中仅测定这3个成分还不够完善，对于其他指标如多酚氧化酶[12]、超氧化物歧化酶[13]等在切柄烘烤中的变化还有待进一步研究。

采用T1和T2烘烤与常规烘烤相比显著降低了烤后下部叶和上部叶的淀粉含量，这在一定程度上解决了切柄烘烤造成淀粉含量偏高[7-8]，但淀粉含量在烤后中部叶中无明显差异，因此对于切柄烘烤改善淀粉降解这一方面还有待进一步加强。

从烤前各部位切柄长度均值上看，烟叶切柄集中在7～8 cm，鲜干比降低0.76～1.37；采用T1和T2处理增加烘烤时间12～24 h，造成烘烤耗电量增加，增加了烘烤成本；切柄能降低烘烤的温湿度，烟叶切柄温度变化差异主要体现在干筋期，在中部叶烘烤过程中表现更加明显。

切柄使烟叶烘烤过程含水量下降总趋势比常规烘烤慢，含水量的变化在烘烤中表现为前期失水慢，后期失水快的规律；含水量的变化主要表现为主脉>烟叶>叶片，说明含水量以主脉含水量为主。

切柄烘烤过程中叶绿素含量、淀粉含量和还原糖含量总趋势变化与常规烘烤无明显差异。叶绿素含量在36 h之前快速下降，之后趋于稳定；淀粉含量在烘烤开始60 h之前大量降解，60 h之后变化不明显；还原糖在烘烤过程中随时间的推移而逐渐增加。

CK、T1和T2烤后化学成分比较协调，但是采用T1和T2烘烤模式显著降低了下部叶和上部叶的淀粉含量，降低幅度为1.26～1.85个百分点，但在中部叶中无显著差异。

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Study on Physiological and Biochemical Changes in Cutting Petiole Tobacco Curing and Flue-curing

LIU Zhi-xuan1, PENG Shu-guang2*, LI Juan1et al

(1. Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128; 2. Hunan Tobacco Company, Changsha, Hunan 410004)

[Objective] To study physiological and biochemical variation law in cutting petiole tobacco curing and quality of flue-cured tobacco. [Method] Water content, chlorophyll, starch and reducing sugar changes between tobacco cutting petiole before flue-curing and routine curing and tobacco quality after curing were compared. [Result] The result shows the dry-fresh ratio reduced 0.76-1.37 when the tobacco petiole was cut a length of 7-8 cm before curing, the curing time of curing mode increased 12 to 24 h, curing temperature of stem drying stage decreased; Water content showed up as slow loss early and fast later, water loss trend of cutting petiole curing were postponed compared to routine curing; Chlorophyll were degraded rapidly in the first 36 h; The degradation of starch were basically finished in the first 60 h of curing; reducing sugar content increased over time in this process; Chlorophyll, starch and reducing sugar changes were basically the same in different treatments; Curing mode of cut petiole led to a 1.26%-1.85% reduction of starch in lower leaves and the upper leaves after curing. [Conclusion] The study can provide reference for selecting suitable curing method.

Cut petiole; Curing; Water content; Chlorophyll; Starch

刘智炫(1991-)，男，福建永泰人，硕士研究生，研究方向：烟草原料与加工工程。*通讯作者，高级农艺师，硕士，从事烟草种植与栽培研究。

2015-03-24

S 572

A

0517-6611(2015)13-270-04