云南烤煙品種中部葉烘烤特性研究

林 旋，張 洋，楊麗花，羅王勇，范志勇，戶艷霞，蒯 雁，蘇家恩

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，云南 昆明 650201；2.大理州煙草公司漾濞縣分公司，云南 漾 濞672500；3.大理州煙草公司永平縣分公司，云南 永平 672100；4.云南省煙草公司大理州公司，云南 大理 671000）

烤煙是推動云南省經(jīng)濟發(fā)展的主要經(jīng)濟作物之一。煙葉的烘烤調(diào)制過程對其品質(zhì)與價值有較大影響。美國煙草專家曾提出，對煙葉品質(zhì)的貢獻，田間栽培占1/3，成熟采收占1/3，烘烤技術(shù)占1/3。由此可見煙葉烘烤的重要性。但由于各品種煙葉烘烤特性不同，在烘烤過程中需要針對烘烤特性采取不同的烘烤工藝。然而，烘烤是我國目前烤煙生產(chǎn)過程中最薄弱的環(huán)節(jié)[1]。因此，了解不同品種煙葉特點和烘烤特性以及煙葉在烘烤過程中的變化規(guī)律，有利于促進煙農(nóng)針對不同品種實施不同的烘烤工藝，從而獲得滿足煙草工業(yè)需要的煙葉原料，發(fā)揮不同烤煙品種特有的使用價值和經(jīng)濟價值。同時，這對提高我國煙葉烘烤環(huán)節(jié)的技術(shù)水平也具有重要意義。

煙葉烘烤特性是指煙葉在農(nóng)藝過程中獲得的與烘烤技術(shù)和效果密切相關(guān)的自身所固有的特性，可分為易烤性和耐烤性2 個方面[2-3]。其中，易烤性主要反映煙葉變黃的難易程度，容易變黃、脫水的煙葉即為易烤，反之則不易烤；而耐烤性是指煙葉在定色期對外界環(huán)境變化的敏感性或耐受性，定色階段對烘烤環(huán)境變化不敏感、不易發(fā)生褐變的煙葉即為耐烤，反之則稱為不耐烤。煙葉的耐烤性和易烤性相互獨立又相互聯(lián)系，易烤性好的煙葉耐烤性不一定好，耐烤性好的煙葉易烤性同樣不一定好，但烘烤特性好的煙葉，耐烤性和易烤性一定好[4-5]。煙葉的烘烤特性既與烤煙品種有關(guān)[6]，也與烤煙成熟期間的煙區(qū)生態(tài)環(huán)境有關(guān)[7-9]，還與煙葉著生部位[10-11]及采收成熟度有關(guān)[12-13]。

云煙87、K326 和紅花大金元是云南省烤煙品種中最常見的3 種，其中紅花大金元變黃程度和失水程度難以同步，與其他品種相比難以烘烤，烤后的煙葉容易出現(xiàn)青筋煙或浮青煙現(xiàn)象[14-15]；K326 在煙葉中表現(xiàn)出來的優(yōu)良農(nóng)藝性狀與獨特的香型也深受卷煙企業(yè)的青睞[16]。因此，研究這3 大品種的烘烤特性具有普遍的代表性，對提升全省的煙葉烘烤水平和烤煙經(jīng)濟效益具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為紅花大金元、K326、云煙87，種植于云南省大理白族自治州彌渡縣西莊街紅花大金元基地，該基地土壤為沙壤土，肥力水平中上，土壤養(yǎng)分狀況良好。供試煙葉均為中部適熟煙葉。主要設(shè)備為溫濕度自控小型烤箱等。

1.2 試驗設(shè)計

試驗包括大田與烘烤2 部分，烘烤試驗又包括暗箱試驗及煙葉生理生化測定。（1）大田試驗：在云南省大理白族自治州彌渡縣西莊街紅花大金元基地進行，共設(shè)3 個處理，4 個重復(fù)，共12 個小區(qū)，采用隨機區(qū)組排列，每小區(qū)面積50 m2，植煙不少于100 株，行距1.2 m，株距0.5 m。（2）暗箱試驗：參照鄧小華等[7]的方法，采收云煙87、K326、紅花大金元的中部適熟煙葉各12 片，并將其分成3 份，每份4 片，在室溫環(huán)境下，放入密封的暗箱當(dāng)中，觀察煙葉變黃變褐時間；煙葉未褐變前每12 h 觀察1 次，觀察到煙葉開始出現(xiàn)輕微變色時每4 h 觀察1 次，此次試驗的測量標(biāo)準(zhǔn)和評判標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“YC/T311—2009，烤煙品種烘烤特性評價”[16]進行。試驗采用三段式烘烤工藝進行煙葉烘烤[17]（詳見表1）。（3）煙葉生理生化測定：在彌渡縣紅大科技園實驗室進行，采集各品種相同部位且成熟度一致的煙葉100 片，放入溫濕度自控小型烤箱中，每次取樣數(shù)量為10片煙葉，采取隨機取樣原則，所取煙葉需去掉葉尖和葉基部，留下中間部位的葉片進行測量。

表1 三段式烤煙烘烤工藝

1.3 大田管理

試驗煙葉于2020 年4 月27 采用膜下小苗移栽后，5 月20 日與6 月4 日對煙田進行灌水，6 月18 日揭膜、中耕、培土，6 月24 日煙株打頂抹扠完畢，期間施肥4 次、施藥3 次，此外4 月27—28 日，7 月4—6 日有降雨。

1.4 測定項目與方法

水分含量通過殺青烘干法[16]進行測定。采用95%乙醇浸提比色法[16]測定鮮煙葉與烘烤后煙葉的葉綠素含量，根據(jù)公式（1）（2）計算煙葉中葉綠素的降解量與降解速率[18]，式中，C0為鮮煙葉的葉綠素含量，Ch為烘烤后煙葉的葉綠素含量，r 為葉綠素降解速率，h 為烘烤時長。多酚氧化酶活性（即PPO 活性）采用鄰苯二酚氧化法[16]測定，酶活性單位以1 g/min 干煙葉吸光度值的變化表示[18]。丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法[16]測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 軟件進行整理作圖，并采用SPSS 軟件進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種中部煙葉在暗箱試驗中變黃變褐時長

由表2 可知，云煙87 的變黃速度快于K326 與紅花大金元，其中紅花大金元變黃速度最慢，K326處于中等水平。暗箱試驗中，煙葉的變黃與變褐時長都反映了煙葉在實際烘烤過程中的烘烤特性[4]。從煙葉完全變黃到開始變褐，云煙87 所用的時間最長，K326 與紅花大金元所用時間相同；從變褐時長分析，云煙87 所用時間最長，K326 最短，紅花大金元居中。煙葉的褐變時長是決定煙葉耐烤性的一個重要指標(biāo)。一般情況下，煙葉變黃后到開始變褐的時間越長，則表示這種煙葉的耐烤性好，而時間越短，則表示其耐烤性差[2,4]。而表2 的數(shù)據(jù)顯示，云南煙區(qū)烤煙品種云煙87 從完全變黃到開始變褐的所用時長最長，為96 h，表明該品種煙葉耐烤性最好。

表2 不同品種煙葉變黃、變褐所需時長

2.2 不同品種中部煙葉在烘烤過程中葉綠素的變化

2.2.1 葉綠素含量的變化 由表3 可知， 3 個品種鮮煙葉葉綠素含量差異顯著，其中紅花大金元的葉綠素含量最高，云煙87 居中，而K326 最低；但隨著烘烤時間的延長以及烤房溫濕度的升高，3 個品種的葉綠素含量均降低，且在變黃末期，3 個品種的葉綠素含量均低于1 mg/g。

表3 不同品種中部煙葉在烘烤過程中葉綠素含量的變化（mg/g）

2.2.2 葉綠素降解量的變化 從圖1 可看出，隨著烘烤時間的延長，3 個品種煙葉的葉綠素降解量不斷增加，在72 h 達(dá)到頂峰；其中，各時間段紅花大金元煙葉的葉綠素降解量均顯著低于云煙87與K326煙葉的。

圖1 不同品種煙葉在烘烤過程中葉綠素降解量的變化

2.2.3 葉綠素降解率的變化 由圖2 可知，各時間段紅花大金元煙葉的葉綠素降解速率均低于K326 和云煙87 的；K326 的葉綠素降解速率居中，但與云煙87相差甚小，二者數(shù)據(jù)十分相近，因此二者在葉綠素降解特性上差異不大。而且不同品種變黃期葉綠素的降解速率均高于定色期的，且變黃前期降解速率快，變黃末期至定色后期降解速率平緩。

圖2 不同品種中部煙葉在烘烤過程中葉綠素降解速率變化

綜上所述，紅花大金元的落黃時間最慢，最不容易烘烤，易烤性最差；云煙87 的落黃時間最快，易烤性最好；K326 由于降解速率與降解量與云煙87 相差不大，因此，其落黃時間與云煙87 相差較小，但變黃速度比云煙87 慢一些，易烤性居中。

2.3 不同品種中部葉烤后外觀質(zhì)量

從表4 可看出，云煙87 的黃煙率明顯高于紅花大金元和K326，微帶青率低于紅花大金元和K326，青黃煙率為0，雜色煙稍有；紅花大金元的黃煙率最低，雜色煙率較少，但微帶青率和青黃煙率卻遠(yuǎn)高于K326、云煙87；K326 的微帶青率和青黃煙率居中，但雜色率為第一。3 個品種的黑糟煙率均為0。

表4 不同品種煙葉烤后外觀質(zhì)量 （%）

2.4 不同品種中部煙葉烤后水分含量分布情況

2.4.1 不同品種鮮煙葉水分含量分布 由表5 可知，采摘的新鮮煙葉中組織水與自由水含量以云煙87 最高，紅花大金元最低，K326 居于二者之間；但束縛水含量中，云煙87 最低，紅花大金元最高，K326 與云煙87 的差異不顯著，但高于云煙87；自由水/組織水，云煙87 的比例顯著高于紅花大金元，略高于K326。雖然紅花大金元的束縛水高于云煙87，但自由水/束縛水比例中，云煙87 依舊高于紅花大金元，K326 居中。

表5 不同品種鮮煙葉水分含量 （%）

2.4.2 不同品種中部葉在烘烤過程中的水分變化 由圖3 可知，在烘烤過程中煙葉含水率隨烘烤時間延長而不斷降低，且0～48 h 含水率下降速率較為緩和，而48～72 h 含水率下降速率加快。比較不同烤煙品種，紅花大金元水分喪失速度最快，在72 h 時含水量降至15%左右；其次是云煙87，在72 h 時含水量降為18%左右；K326 水分變化幅度緩和，在定色期含水量高于云煙87 與紅花大金元，在72 h 時含水量仍近29%。

圖3 不同品種的煙葉在烘烤過程中的水分變化

2.5 不同品種煙葉烘烤過程中多酚氧化酶活性的變化

有研究表明，煙葉的耐烤性與煙葉的多酚氧化酶（PPO）活性、丙二醛（MDA）含量有一定的聯(lián)系。由表6 可知，三大主栽品種煙葉中PPO 活性表現(xiàn)為K326 ＞紅花大金元＞云煙87，在0～24 h 內(nèi)煙葉PPO活性升高，24～72 h 內(nèi)煙葉活性逐漸平穩(wěn)降低。

表6 不同品種煙葉多酚氧化酶活性變化 [U/(g·min)]

2.6 不同品種煙葉烘烤過程中MDA 含量的變化

由圖4 可知，鮮煙葉時3 個烤煙品種的MDA 含量大致相同，但隨烘烤時間的延長， MDA 的含量逐漸增加。其中，K326 的MDA 含量變化幅度最大，而云煙87、紅花大金元變化速度相對低于K326，且在0～24 h 中MDA 含量有稍減趨勢，在24～48 h 時才逐漸增加。但總體來說，云煙87 的MDA 含量變化幅度低于紅花大金元，是3 個品種中變化幅度最小的，紅花大金元相對居中。

圖4 不同品種煙葉烤后MDA 含量變化

3 結(jié) 論

云南主栽烤煙品種的烘烤特性存在差異，云煙87 的變黃時間短，變黃速度快，葉綠素降解量與降解速率大，失水速率居中，易烤性好，其褐變時間最長，PPO 活性最低，MDA 含量變化幅度平緩，因此耐烤性好；紅花大金元變黃時間最長，葉綠素降解量與降解速率小，失水最快，易烤性最差，但其褐變時長、PPO活性、MDA含量變化速度居于其他2個品種之間，因此，其耐烤性也居中；K326 變黃時長居中，葉綠素降解量和降解速率均位于其他2 個品種之間，失水速率居中，因此，易烤性較好，但由于其褐變時間最短，PPO 活性最大，MDA 變化幅度最大，因此，耐烤性最差。綜上所述，云煙87 耐烤且易烤，紅花大金元耐烤卻不易烤，K326 易烤而不耐烤。

4 討 論

4.1 不同品種不同部位煙葉易烤性差異

王傳義[4]研究發(fā)現(xiàn)，煙葉在烘烤過程中葉面變黃是最明顯的變化之一，而這種變化主要是葉內(nèi)化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的外在表現(xiàn)。煙葉變黃時間長短是判定其是否容易烘烤的標(biāo)準(zhǔn)之一。一般情況下，較易變黃的煙葉更加容易烘烤，即變黃時間短的煙葉，其易烤性好，變黃時間長的煙葉，易烤性相對較差[18]。

暗箱試驗結(jié)果表明，云煙87 的變黃所用的時間顯著短于紅花大金元和K326，紅花大金元完全變黃所用時間最長，K326 居于二者之間。根據(jù)朱峰等[19]的研究結(jié)果，煙葉的變黃時長與煙葉的易烤性呈正相關(guān)關(guān)系。因此，可得出“云煙87 的易烤性最好，K326 次之，紅花大金元易烤性最不理想”的結(jié)論。

肖志君等[18]和肖守斌等[20]的研究表明，煙葉變黃特性的差異主要體現(xiàn)在葉綠素降解速率與降解量的不同上，其與煙葉的易烤性成正比，葉綠素降解量與降解速率越大，煙葉落黃速度越快，更加容易烘烤。試驗結(jié)果表明，3 個不同烤煙品種的葉綠素降解速率與降解量均表現(xiàn)為云煙87＞K326＞紅花大金元，由此可知，其變黃速度由快到慢排序應(yīng)為云煙87 ＞K326 ＞紅花大金元，易烤性由好到壞排序應(yīng)為云煙87 ＞K326 ＞紅花大金元。此結(jié)果與上述暗箱試驗中煙葉變黃結(jié)論相符。此外，3 個品種變黃階段的葉綠素降解速率均高于定色階段的，此結(jié)果同前人研究的規(guī)律也一致。

王傳義[4]對烤后煙葉外觀質(zhì)量的研究表明，易烤性好的煙葉，烤后黃煙率高且含青率較低，而耐烤性高的煙葉，烤后雜色煙少；若易烤性好而耐烤性差的煙葉，烤后易出現(xiàn)雜色煙，但含青煙比例少；與之相反，易烤性差而耐烤性好的煙葉，烤后含青煙比例增大，但雜色煙比例少。該試驗結(jié)果顯示，云煙87的黃煙率最高，紅花大金元最低，K326 居中，且云煙87 的含青煙率與雜色煙率均最少。因此，這也證實云煙87 的易烤性與耐烤性在三者中最好。紅花大金元的雜色煙率雖低于K326，但青煙率最高，說明紅花大金元不易烤卻耐烤；K326 則與紅花大金元相反，表現(xiàn)為不耐烤卻易烤。這與暗箱試驗和葉綠素含量測定試驗相吻合。

水分是煙株生長必不可少的成分之一，也是煙葉的重要組成部分，一般初烤煙葉的含水量為16%～18%。因此，在煙葉的烘烤調(diào)制過程中，嚴(yán)格控制煙葉中的水分是決定烤煙品質(zhì)的關(guān)鍵。楊樹勛等[21]研究表明，煙葉的失水特性主要表現(xiàn)在煙葉的失水速率上，而失水速率受許多因素的影響，如環(huán)境因素、栽培管理水平、烘烤溫濕度條件等。試驗結(jié)果顯示，紅花大金元的失水速度快，不易烘烤；云煙87 的易烤性較好；K326 的水分變化平緩，但定色期含水量偏高，易烤性居中，其含水量偏高可能與此次烤房的溫濕度設(shè)置以及其遺傳特性有關(guān)。

4.2 不同品種不同部位煙葉耐烤性差異

煙葉在烘烤過程中會發(fā)生酶促棕色化反應(yīng)，在晾曬煙的調(diào)制過程中，煙葉因饑餓代謝而消耗大量的內(nèi)含物質(zhì)，外觀顏色會隨調(diào)制的進行不斷發(fā)生改變，其顏色的變化通常為“淡綠—黃綠—淡黃—正黃—深黃—棕色—褐色”[22]。而倘若煙葉酶促棕色化反應(yīng)劇烈發(fā)生，會極大地影響煙葉烤后的色、香、吃味，導(dǎo)致煙葉使用價值下降甚至喪失。在烘烤過程中煙葉酶促棕色化反應(yīng)發(fā)生的實質(zhì)在于煙葉中的多酚類物質(zhì)，如咖啡酸、綠原酸、蕓香苷等，在多酚氧化酶的作用下，經(jīng)氧化產(chǎn)生淡紅色至黑褐色的醌類物質(zhì)，煙葉中醌類物質(zhì)積累和縮聚的結(jié)果使煙葉的局部或全部呈現(xiàn)出由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)樯顪\不同的雜色，甚至使整片煙葉基本色喪失，造成煙葉掛灰、糊片、黑糟等現(xiàn)象[23]。

而通常情況下想要產(chǎn)生酶促反應(yīng)所需的條件有多酚氧化酶、酚類物質(zhì)以及氧氣，這三者條件缺一不可，只有在這3 個條件同時具備時才會促使酶促褐變反應(yīng)的發(fā)生。當(dāng)然在煙葉烘烤調(diào)制過程中，煙葉的變褐與煙葉內(nèi)多酚氧化酶活性的提高是同時進行的[23]。

多酚氧化酶是呼吸鏈末端氧化酶之一，是催化褐變反應(yīng)的關(guān)鍵酶，參與多酚類物質(zhì)的氧化，在煙株防御保護體系中起重要作用[18]。它是一種銅離子結(jié)合酶，在組織發(fā)育過程中形成，并貯存于葉綠體中，細(xì)胞膜的完整性被破壞時，酚類物質(zhì)與葉綠體中的多酚氧化酶結(jié)合生成σ-醌。這些高度活潑的醌與其他醌、氨基酸以及蛋白質(zhì)聚合生成色素物質(zhì)，降低了植物的經(jīng)濟價值。煙葉中含有豐富的多酚氧化酶，由其導(dǎo)致的褐變反應(yīng)是煙葉調(diào)制過程中常出現(xiàn)的現(xiàn)象[24-25]。煙葉中多酚氧化酶的活性及其變化除受烘烤環(huán)境影響外，其根本決定于煙葉自身素質(zhì)，其中遺傳基礎(chǔ)即品種是最重要的決定因素，不同品種鮮煙葉的多酚氧化酶活性有較大差異[26-29]。

王傳義[4]研究表明，煙葉的褐變時間與耐烤性呈顯著正相關(guān)關(guān)系，煙葉褐變時間越長，煙葉的耐烤性越好。暗箱試驗結(jié)果表明，云煙87 的變褐時間顯著長于紅花大金元與K326，但紅花大金元與K326 的褐變時長差異并不明顯。由此可見，云煙87 的耐烤性要比K326、紅花大金元更好，紅花大金元與K326的耐烤性不相上下，耐烤性一般。

煙葉的耐烤性與多酚氧化酶活性有密切聯(lián)系，煙葉在烘烤期間，倘若多酚氧化酶的活性越高，煙葉發(fā)生棕色化反應(yīng)的可能性越大，則此煙葉定色越困難，烤后雜色煙比例越大，耐烤性不理想，反之，煙葉的定色容易，耐烤性比較好。一般情況下，煙葉中的PPO 活性與煙葉的耐烤性呈負(fù)相關(guān)。由此可知，K326的變褐速度最快，其耐烤性不理想，烤后雜色煙葉的比例大，云煙87 的變褐速度最慢，因此其耐烤性最好，紅花大金元耐烤性居中，雜色煙比例小于K326。

由于烘烤期間煙葉細(xì)胞逐漸死亡，膜透性增加，導(dǎo)致MDA 含量增加。陳秋芳等[30]指出，細(xì)胞在烘烤過程中發(fā)生膜脂氧化，其最終產(chǎn)物為MDA，即MDA含量能直接反映細(xì)胞的衰老狀況。該試驗中，云煙87與紅花大金元的MDA 變化速度緩慢，說明其衰老速度慢，對溫度的耐受程度較好，耐烤性好，而K326的MDA 含量上升時間過早，且速度快，因此衰老快，耐受度不高。這一試驗結(jié)果與暗箱試驗以及前人研究的結(jié)論稍有差異，其原因可能是因為試驗過程中暗箱環(huán)境以及不同人員肉眼判斷的標(biāo)準(zhǔn)不同所導(dǎo)致的，其余試驗結(jié)果均與前人的研究結(jié)論相符。