采收时间对雪茄烟中部叶外观品质和化学成分的影响

时间：2024-05-25

饶雄飞，甘雪莲，吴哲宽，樊俊，吴祖聚，余振，杨春雷

（1.湖北省烟草科学研究院，武汉 430030；2.华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070；3.湖北省烟草公司十堰市公司，湖北十堰 442000）

雪茄烟是具有特殊香气及低焦油和高烟碱等特点的烟草制品［1］。国产雪茄烟原料生产处于起步阶段，中国雪茄烟的烟叶品质与国外优质雪茄烟叶存在较大差距，难以满足烟草工业对烟叶原料的需求［2］。

采收时间是控制烟叶成熟度的关键，直接影响晾制进程及烟叶质量。不同采收时间的雪茄烟叶具有不同的外观及内在质量，适熟采收可使调制后的烟叶内在化学成分比例协调［3］。采收时间对雪茄烟的品质很重要。晾制过程是雪茄烟生产的关键步骤，新鲜烟叶在晾制过程中会发生显著的生理变化［4］，成熟度是影响烟叶品质重要的因素［5］。本研究通过探究不同采收时间雪茄烟晾制过程中部叶的青斑数、色度值和色素含量，分析探讨采收时间对雪茄烟外观品质的影响；通过检测雪茄烟晾制过程中化学成分变化，得出化学成分协调的雪茄烟最佳采收时间，旨在为恩施土家族苗族自治州（以下简称恩施州）雪茄烟生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021 年在恩施州七里坪（N 30°28′32″，E 109°48′46″）进行。试验点年均降雨量1 535 mm，海拔600 m，年日照时数1 300 h；土壤pH 6.4，有机质2.01%，碱解氮133.7 mg/kg，有效磷63.6 mg/kg，速效钾193.1 mg/kg，水溶性氯3.0 mg/kg。供试品种为雪茄烟CX07，依照当地优质烟叶生产技术规范进行田间管理。

1.2 试验设计

选取长势一致的120株烟株，分别在采收后60 d（T60）、70 d（T70）和80 d（T80）收获。采收时，整株摘叶并记录每片叶的叶序及采收时间后挂杆晾制，晾制条件和技术保持一致。雪茄烟的中部叶香气质好，香气量较足，劲头适中，吸湿性高，燃烧较缓慢，中部叶相较于上部叶和下部叶面积更大［6］，因此，本研究选择雪茄烟中部叶作为研究对象。

采收前烟叶特征为，T60处理叶片、叶脉全绿、采摘时叶柄断裂声音清脆，不带皮，叶面平滑，叶片无皱褶、褪绿现象；T70处理叶片出现绿中泛黄的现象，叶脉出现褪色或变白，茸毛大部分脱落，叶尖叶缘下垂；T80处理叶片烟株呈倒塔型，叶片隆起皱褶，成熟斑明显，褪绿，叶片枯尖。

采收的雪茄烟中部叶共晾制28 d，晾制过程中每2 d 取1 次样，每处理取样6 片，测定各处理雪茄烟叶的叶绿素a、叶绿素b 和类胡萝卜素含量；测定烟碱、总氮、氯、钾、总糖和还原糖的含量；测定过氧化物酶、抗坏血酸酶和多酚氧化酶活性；晾制结束时统计各处理的青斑烟叶数量，测定烟叶色度值，直至烟叶变褐。

1.3 测定方法

雪茄烟烟叶烟碱含量参照YC/T 160—2002《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法》测定；烟叶总氮含量参照YC/T 161—2002《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法》测定；烟叶氯含量参照YC/T 162—2011《烟草及烟草制品氯的测定连续流动法》测定；烟叶钾含量参照YC/T 217—2007《烟草及烟草制品钾的测定连续流动法》测定；烟叶总糖含量参照YC/T 216—2007《烟草及烟草制品淀粉的测定连续流动法》测定；烟叶还原糖含量参照YC/T 159—2002《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》测定；用80%丙酮溶液浸提分光光度计法测定叶绿素a 和叶绿素b 含量［7］；用邻甲氧基苯酚为反应底物分光光度计法测定过氧化物酶活性［8］；用碘液滴定测定抗坏血酸酶和多酚氧化酶活性［9］；参照DB 42/T 1549—2020《雪茄烟叶等级质量规范》湖北省地方标准进行烟叶等级评定。计算公式，青斑比例=各部位青斑数量/各部位总烟叶数量×100%。用色差仪测定色度值。

1.4 统计分析

用Excel 2010 和SPSS 28.0 软件对数据进行处理和方差分析，利用Origin 2018 软件进行数据可视化。

2 结果与分析

2.1 青斑数量和比例

晾制结束时，T80处理的雪茄烟中部叶青斑数量和青斑所占面积要显著高于T60和T70处理（P＜0.05）（图1）。

2.2 色度值和色素含量

T70处理的雪茄烟中部叶的明度值（L）和黄蓝色度值（b）显著高于其他处理（P＜0.05），T80处理的雪茄烟中部叶结束时的红绿色度值（a）显著高于其他处理（P＜0.05）（图2A）。

图2 晾制期间雪茄烟中部叶的色度（A）、叶绿素a（B）、叶绿素b（C）和类胡萝卜素含量（D）

不同处理晾制期间雪茄烟中部叶叶绿素a、叶绿素b 和类胡萝卜素含量结果见图2B 至图2D。由图2B 至图2D 可知，不同采收时间雪茄烟中部叶叶绿素a 和叶绿素b 含量随晾制时间延长逐渐降低，晾制末T80处理的雪茄烟中部叶叶绿素a、叶绿素b 和类胡萝卜素含量均低于其他处理，含量分别为0.59、0.35和0.41 mg/kg；晾制末T70处理的雪茄烟中部叶叶绿素a 和叶绿素b 含量均高于其他处理。T60和T70处理的雪茄烟中部叶类胡萝卜素含量随晾制时间延长逐渐升高后保持稳定，T80处理的雪茄烟中部叶晾制期间类胡萝卜素含量先升高后降低。

2.3 过氧化物酶、多酚氧化酶和抗坏血酸酶活性

晾制期间，不同采收时间下雪茄烟中部叶的过氧化物酶、多酚氧化酶和抗坏血酸酶活性见图3。由图3 可知，过氧化物酶、多酚氧化酶和抗坏血酸酶活性均呈先增强后减弱的趋势。T60处理的雪茄烟中部叶过氧化物酶、多酚氧化酶和抗坏血酸酶活性均强于T70和T80处理；T70处理的雪茄烟中部叶过氧化物酶活性强于T80处理的雪茄烟中部叶。

图3 晾制期间雪茄烟中部叶的过氧化物酶（A）、多酚氧化酶（B）和抗坏血酸酶活性（C）

晾制期间，T80处理的雪茄烟中部叶多酚氧化酶变化不明显，表明T80处理的雪茄烟中部叶达到了多酚氧化酶活性的平衡，晾制不会改变T80处理的雪茄烟中部叶多酚氧化酶活性。

2.4 化学成分

3 种采收时间下的晾制结束时烟碱含量没有明显差异，含量为1.04%～1.10%。随着晾制时间延长，T60处理的雪茄烟中部叶烟碱含量呈先升高后降低的趋势，T70处理的雪茄烟中部叶烟碱含量呈先降低后升高再降低的趋势，T80处理的雪茄烟中部叶烟碱含量逐渐降低（图4A）。

图4 晾制期间雪茄烟中部叶烟碱（A）、总氮（B）、氯（C）、钾（D）、总糖（E）和还原糖（F）的含量

随着晾制时间的延长，采收时间越晚的雪茄烟中部叶晾制结束时总氮含量和氯含量越低（图4B、图4C）。晾制期间，T60处理的雪茄烟中部叶总氮含量呈先升高后降低的趋势，晾制结束时的总氮含量为4.17%；T70和T80处理的雪茄烟中部叶总氮含量波动降低，晾制结束时含量分别为3.22%和2.66%（图4B）。晾制结束时，T60处理的雪茄烟中部叶氯含量降低，T70处理的雪茄烟中部叶氯含量升高，分别为0.35%和0.33%，T80处理的雪茄烟中部叶氯含量基本上不变，为0.09%（图4C）。适当提高烟叶氯含量能够提高其香气［10］，表明T60处理的雪茄烟中部叶香气可能优于其他处理。随着晾制时间的延长，采收时间越晚的雪茄烟中部叶晾制结束时钾含量越低（图4D）。

晾制末，T80处理的总氮与烟碱含量的比值为2.56，低于T60（3.79）和T70（3.07）处理，T80处理的钾与氯含量的比值为35.11，高于T60（13.11）和T70（11.09）处理。于建军等［11］研究表明，钾与氯含量的比值越高，香气越好。

随着晾制时间变长，总糖和还原糖含量降低（图4E、图4F），表明不同采收时间的雪茄烟中部叶在晾制期间糖类均降解。晾制结束时T60处理和T80处理的总糖含量分别为0.53%和0.54%，均高于T70处理（0.38%）；晾制结束时T60处理的还原糖含量为0.23%，高于T70和T80处理。适当提高烟叶还原糖能够提高烟草燃烧香气［12］，表明T60处理的雪茄烟中部叶香气可能优于其他处理。

3 讨论

雪茄烟叶在晾制过程中易出现青斑，会影响烟叶外观质量和内在品质［13］。晾制结束时，T80处理的雪茄烟中部叶青斑数和青斑所占面积远高于其他处理，表明采收时间过晚的雪茄烟中部叶可能会产生更多的青斑。晾制结束时，T70处理的雪茄烟中部叶的L值、b值及叶绿素a、叶绿素b 含量均高于其他处理，表明雪茄烟中部叶的明度值和黄蓝色度值可能受叶绿素a 和叶绿素b 含量影响。李旭华等［14］对不同成熟度烟叶叶绿素含量进行相关性分析发现，从适熟、成熟至过熟，烟叶叶绿素a 和叶绿素b 含量显著降低。植物类胡萝卜素可以保护叶绿素分子，使其不容易被氧化而破坏［15］，晾制期间T80处理雪茄烟中部叶的类胡萝卜素含量远低于其他处理，这可能是产生青斑的重要原因。

多酚类化合物对烟草品质、色泽和烟气生理强度等方面有重要影响，是衡量烟草质量的重要因素，多酚类物质含量越高，烟草制品等级越高［16］，T60处理的雪茄烟中部叶多酚氧化酶活性高于其他处理，可能保留了更多的多酚类物质。过氧化物酶是植物体内抗衰老的重要物质［17］，T60处理的雪茄烟中部叶比其他处理的雪茄烟中部叶更抗老。抗坏血酸酶在植物细胞对氧化胁迫的抵抗、细胞分裂和伸长中发挥着重要作用［18］，T60处理的雪茄烟中部叶比其他处理的雪茄烟中部叶抗坏血酸酶活性更高，抗氧化能力更强。

烟碱是评价烟叶品质的主要指标，也是衡量香烟吃味的主要指标［19］。不同采收时间的雪茄烟中部叶烟碱含量相差不大，表明晾制末的雪茄烟中部叶烟碱含量不受采收时间的影响。张嘉雯等［20］探究了不同成熟度雪茄烟叶9 种生物碱含量的变化，发现不同成熟度雪茄烟的烟碱含量有升高后降低的趋势，这与T60处理的雪茄烟中部叶烟碱含量变化一致。T70和T80处理的雪茄烟中部叶烟碱含量不同采收时间的雪茄烟中部叶烟碱含量变化不同，这可能是因为雪茄烟中部叶在晾制过程中的烟碱转化受不同阶段和环境因素的综合影响。氮、钾和氯含量是影响烟叶质量的重要因素［21］，T60处理的雪茄烟中部叶要比其他处理的氮、钾和氯含量高，具有更好的协调性，能够产生更好的香气质。不同采收时间的雪茄烟中部叶在晾制期间糖类均彻底降解。刘博远等［22］研究表明，不同成熟度雪茄烟晾制过程中总糖和还原糖含量逐渐降低且晾制结束时差异。雪茄烟的品质受多种因素的影响，可进一步探究化学成分之间的联系，探索青斑产生的机理。