方志鵬,俞玉發(fā),潘照芬,許 斌
(云南省煙草公司 曲靖市公司,云南 曲靖 655000)
煙葉采收成熟度是煙葉烘烤的關鍵,直接影響其品質(zhì)形成,包括煙葉物理外觀、化學成分協(xié)調(diào)性、致香成分及感官質(zhì)量[1,2]。在實際生產(chǎn)過程中,烤煙生育后期存在降雨多、光照不足或前期肥遲緩等多種因素影響煙葉的正常生長發(fā)育,導致烤煙在采收烘烤季節(jié)容易發(fā)生返青,難以成熟落黃,烤后煙葉出現(xiàn)青筋及青片現(xiàn)象[3,4],影響煙葉的工業(yè)可用性。針對上述問題,典瑞麗等[5]、徐威等[6]通過優(yōu)化烘烤工藝來改善返青及采青煙葉品質(zhì)。王得煉等[7]、楊家旺等[8]研究了采收方式對返青煙葉品質(zhì)的影響,并提出早采下部葉、充分養(yǎng)熟中上部葉的采收方法有助于促進煙葉落黃。張曉龍等[9]通過提取煙草內(nèi)源物質(zhì)來改善田間不適用鮮煙葉的烘烤品質(zhì)。劉光快等[10]在采后烤前的烤煙上噴施硫代硫酸鈉、硫脲、蘋果酸等化學試劑,來提升上部煙葉品質(zhì),其中蘋果酸效果最為明顯。但目前在烘烤前采用配施生物酶制劑,促進煙葉變黃,改良采青或返青煙葉烘烤技術的研究還鮮見報道。因此,本研究以2片底腳葉為對象,設置10個生物制劑組合進行試驗,以促進采青或返青煙葉變黃,提升煙葉的工業(yè)可用性。
試驗于2017年7~8月在昆明市石林縣長湖鎮(zhèn)雨勝村進行,供試煙葉為從下至上共4片葉,供試品種為云87。供試烤房為氣流上升式土烤房,裝煙室規(guī)格2.7 m×2.7 m×5.0 m,2路5棚,底棚高度180 cm(距離地面),頂棚高度480 cm(距離地面),棚距75 cm。
試驗選取生物制劑為:淀粉酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、乙烯,共4個因素,分別設置3個水平,不同因素梯度設置及設計方案見表1。
表1 試驗設計方案 mg/kg
噴施生物制劑前將煙葉編竿進行晾軟處理,以控制水分含量在83%~85%。晾軟煙葉水分達到上述要求以后,進行生物制劑的噴施,噴施后緊密掛置起來用黑色塑料薄膜進行密封包裹,以增溫促進變黃,均噴施0.35 mg/kg鏈霉素。
各處理煙葉烘烤工藝如下:干球溫度39 ℃,濕球溫度33~34 ℃,煙葉發(fā)軟,稍勾尖;干球溫度45 ℃,濕球溫度36~37 ℃,煙葉小卷筒,主脈發(fā)軟發(fā)白;干球溫度47 ℃,濕球溫度36 ℃,煙葉大部分黃片黃筋,主脈明顯發(fā)軟;干球溫度54 ℃,濕球溫度39 ℃,烤后煙葉完全干筋。
1.3.1 煙葉石油醚、色素和氨基酸含量的測定 石油醚提取物含量的測定采用差量法[11],葉綠素a、葉綠素b、葉綠素、類胡蘿卜素含量的測定采用分光光度法[12],氨基酸含量的測定采用分光光度法[12]。
1.3.2 淀粉酶、多酚氧化酶活性的測定 總淀粉酶活性的測定采用3,5-二硝基水楊酸比色法[13],多酚氧化酶活性的測定采用分光光度計法[14]。
1.3.3 煙葉常規(guī)化學成分含量的測定 試樣制備采用烘箱法(YC/T 31—1996);煙堿、水溶性糖、還原糖、氯、總氮含量的測定采用連續(xù)流動法(YC/T 159~162—2002);鉀含量的測定采用連續(xù)流動法(YC/T 217—2007);蛋白質(zhì)含量的測定采用連續(xù)流動法(YC/T 249—2008);淀粉含量采用酸解法測定[11]。
1.3.4 煙葉感官質(zhì)量評價 將各處理煙葉切絲后卷制成長70 mm、圓周27.5 mm的煙支,經(jīng)過挑選、平衡水分后,由鄭州煙草研究院9名具有中級評吸資格證的專家以YC/T 138—1998煙草及煙草制品感官評價方法為基礎,按單料煙“標度值”標準統(tǒng)一進行感官質(zhì)量評吸鑒定,并采用“九分制”標準打分,香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、刺激性、余味、燃燒性、灰色的滿分均為9分,勁頭以文字描述,不計得分。烤煙感官質(zhì)量總分按參考文獻[15]計算,香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣的權重依次為0.30、0.30、0.08、0.15、0.17。
2.1.1 不同處理葉綠素a含量的變化趨勢 由表2可知,10個處理在捂黃過程中葉綠素a含量存在顯著或極顯著差異。捂黃17 h時,T1、T10處理葉綠素a降解速度最快。捂黃77 h時,T7處理葉綠素a含量最低,顯著低于其他處理,降幅達87.05%;T3、T4處理降幅較小,分別為41.75%、67.40%;其他處理間無顯著差異,降幅均在80%以上??竞鬅熑~以T5、T7、T9處理葉綠素a含量較低,顯著低于其他處理,降幅處于87.93%~89.33%,但與對照T10無顯著差異。
表2 在捂黃過程中不同處理的葉綠素a含量的變化 μg/g
2.1.2 不同處理葉綠素b含量的變化趨勢 由表3可知,捂黃17 h時T1處理葉綠素b降解速度最快;捂黃77 h時T5、T6、T7和T10處理葉綠素b含量較低,且4個處理間無顯著差異,但顯著低于T3、T4、T8處理,降幅在87.28%~89.59%??竞鬅熑~以T5、T7、T9和T10葉綠素b含量較低,顯著低于T2、T3、T4處理,與其他處理間無顯著差異。上述研究結果表明,不同外源物質(zhì)噴施對煙葉葉綠素b轉化影響不同,其中T5、T7處理優(yōu)于其他處理,但與對照無顯著差異。
表3 在捂黃過程中不同處理的葉綠素b含量的變化 μg/g
2.1.3 不同處理葉綠素總量的變化趨勢 由表4可知,捂黃處理前期(17 h)T1、T10處理煙葉總葉綠素含量變幅較大;捂黃后期(77 h)T6、T7、T10處理總葉綠素含量較低,顯著低于T3、T4和T8處理,與其他處理間無顯著差異,降幅為84.58%~87.19%??竞鬅熑~對比分析發(fā)現(xiàn),T5、T7、T9、T10處理葉綠素總量較低,顯著低于T3和T4處理,降幅為87.98%~89.11%,且4個處理間無顯著差異??梢姡琓5、T7、T9處理能夠有效促進葉綠素轉化,與對照間無顯著差異。
表4 在捂黃過程中不同處理的葉綠素總量的變化 μg/g
2.1.4 不同處理類胡蘿卜素含量的變化趨勢 由表5可知,10個處理煙葉類胡蘿卜素總量變化速度不同,存在顯著差異。捂黃前期(17 h)T3、T4、T6、T8、T9和T10處理類胡蘿卜素含量增加較快,增幅在33.92%以上;捂黃29 h后,T10增長減緩;捂黃77 h后T3處理類胡蘿卜素含量最高,極顯著高于其他處理,其次為T2、T5、T6、T8、T10處理,顯著高于T1、T4和T7處理??竞鬅熑~除T3、T4處理外,其他處理煙葉類胡蘿卜素含量增幅較大,增幅在50.11%~57.78%。
表5 在捂黃過程中不同處理的類胡蘿卜素總量變化 μg/g
2.1.5 不同處理煙葉的變黃速度比較 由表6可知,T6和T8處理類葉比從捂黃29 h開始大于0.600,T2、T4、T5處理從捂黃41 h開始類葉比大于0.600,T10處理從捂黃53 h開始大于0.600,噴施生物制劑能使煙葉變黃時間縮短12~24 h。烤后煙葉各處理間類葉比存在極顯著差異,其中T7、T9處理極顯著高于其他處理,其次為T10處理,T1、T2、T5、T6、T8處理居中,T3和T4處理類葉比極顯著低于其他處理。
表6 在捂黃過程中不同處理的類葉比變化
2.2.1 不同處理捂黃過程中淀粉酶活性的變化 由表7可知,捂黃過程中各處理間淀粉酶活性存在極顯著差異。捂黃開始時,各處理煙葉的淀粉酶活性差異較小。在捂黃17 h和捂黃29 h時,T6處理淀粉酶活性最高,其次為T5。捂黃41 h時,T2處理煙葉的淀粉酶活性最高。捂黃53 h時,T2、T8處理煙葉的淀粉酶活性較高,顯著高于其他處理。捂黃65 h和捂黃結束時各處理煙葉的淀粉酶活性減小,捂黃65 h時以T10處理最高,捂黃77 h時以T8處理最高,均顯著高于其他處理。整體上,T1、T2、T5、T7、T8處理在捂黃過程中煙葉淀粉酶維持一個較高的活性。
表7 在捂黃過程中不同處理的淀粉酶活性變化 mg/(kg·min)
2.2.2 不同處理捂黃過程中多酚氧化酶活性的變化 由表8可知,捂黃開始時,T5處理多酚氧化酶活性較高,顯著高于T2和T6處理。捂黃17 h時,T7處理多酚氧化酶活性最高,T5處理煙葉的多酚氧化酶活性最低。捂黃29 h時,T3、T5處理煙葉的多酚氧化酶活性較低。在捂黃41 h時,T3、T4、T5、T8處理煙葉的多酚氧化酶活性較低。捂黃53 h時,T2、T3、T5、T8處理煙葉的多酚氧化酶活性較低。捂黃65 h時,T1、T3、T4、T10處理煙葉的多酚氧化酶活性較低。捂黃結束時,各處理煙葉的多酚氧化酶活性較之前有了一個明顯的上升,但T2、T4、T5較低。整體上,T1、T6、T7、T8、T10處理過程中煙葉多酚氧化酶維持一個較高的活性,而T2、T5、T9多酚氧化酶維持一個較低的活性,有利于防止煙葉發(fā)生酶促棕色化反應。
表8 在捂黃過程中不同處理間多酚氧化酶活性的變化 mg/(kg·min)
從表9可以看出,2片底腳葉整體上總糖、還原糖、淀粉含量偏低,蛋白質(zhì)含量偏高。具體來看,除氨基酸外,其他化學成分指標在10個處理間存在顯著差異(P<0.05)。T5處理的總糖、還原糖含量極顯著高于對照及其他處理,但其蛋白質(zhì)含量極顯著低于對照及其他處理。T7處理鉀離子含量顯著高于其他處理,T8的處理總植物堿含量顯著高于其他處理,T5處理的鉀離子、氯離子、總植物堿含量居中。
表9 不同處理烤后煙葉常規(guī)化學成分含量
從表10可以看出,與對照(T10)相比,除T1處理煙葉外,其余噴施生物制劑的各處理煙葉的感官評吸質(zhì)量均有一定改善,尤其以T2和T5處理煙葉的感官評吸質(zhì)量表現(xiàn)較好,其中T2處理煙葉的香氣質(zhì)細膩,香氣量有,刺激性較大,略有生津感,枯焦氣較重,青雜氣較輕,辣味重;T5處理煙葉的香氣質(zhì)細膩,香氣量稍有,枯焦氣多于青雜氣,濃度較淡,刺激較小,余味、辣味微有,涂層感稍有,微苦。
表10 不同處理烤后煙葉感官質(zhì)量評吸得分
本研究結果表明,10個處理煙葉變黃過程中色素含量、酶活性、烤后煙葉化學成分含量及感官質(zhì)量均存在顯著或極顯著差異。在捂黃過程中,T2、T4、T5、T6和T8處理較對照提前10~20 h變黃,能夠顯著縮短變黃時間。烘烤結束時,葉綠素總量以T5、T7和T9降幅最大,達87%以上,其含量顯著低于其他處理;類胡蘿卜素除T3、T4處理外,其他處理增幅均在100%以上,T5處理煙葉類胡蘿卜素含量居中;總糖、還原糖含量以T5處理最高,顯著高于對照及其他處理,蛋白質(zhì)含量顯著低于其他處理,T3、T4處理蛋白質(zhì)、T1處理淀粉含量顯著高于其他處理,化學成分協(xié)調(diào)性較差;與對照相比,除T1處理外,其余噴施生物制劑的各處理煙葉的感官評吸質(zhì)量均有一定改善,尤其以T2和T5處理煙葉的感官評吸質(zhì)量表現(xiàn)較好。綜上所述,T5處理能夠縮短煙葉變黃時間,降低葉綠素含量,提升烤煙化學成分協(xié)調(diào)性和感官質(zhì)量,是較佳組合。
返青或采青煙葉含水量、葉綠素和蛋白質(zhì)含量增加,導致其生理特征和烘烤特性發(fā)生了很大變化,烘烤時變黃較慢,脫水難,烤后青煙率高,極大降低了烤后煙葉的經(jīng)濟性狀和使用價值。通過采收方式、烘烤工藝等提升返青煙葉品質(zhì)的研究較多,吳錫剛等[16,17]研究了非正常煙葉形成的原因,并從烘烤工藝方向改善返青煙葉品質(zhì)。普元柱等[18]采用味蛋白酶處理煙絲,其感官品質(zhì)明顯改善,雜氣和刺激性降低。何邦華等[19]利用果膠酶處理煙絲發(fā)現(xiàn),美拉德反應產(chǎn)物增加了67.2%。樊文舉等[20]在烘烤前于煙葉表面噴灑7種不同的外源酶制劑,研究發(fā)現(xiàn)添加果膠酶能夠改善煙葉的香氣質(zhì)量,與本研究結果較為一致。但本研究發(fā)現(xiàn),T5、T7、T9處理相比于其他處理能夠有效降低煙葉葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量,但與對照間無顯著差異,分析其原因,可能是影響葉綠素轉化的條件較多,且內(nèi)在葉綠素降解酶受外源物質(zhì)影響不同,因此,有必要在后續(xù)試驗中繼續(xù)探討添加外源物質(zhì)對烤煙內(nèi)在酶活性變化的影響,從而篩選更優(yōu)組合為提升采青或返青煙葉的經(jīng)濟性狀和使用價值提供新的途徑。