楊曄

（河北中煙工業(yè)有限責任公司，河北石家莊 050051）お

摘要

從土壤酸度、重金屬離子毒害、營養(yǎng)失調、生態(tài)因素、煙葉采收、烘烤技術等方面分析了烤后煙葉掛灰的原因，在此基礎上，綜述了防止或減輕煙葉掛灰的技術措施，以期為生產上采取措施降低烤后掛灰煙比例，提高橘黃煙比例，提高煙葉品質和可用性，增加煙農經濟效益提供參考。

關鍵詞 煙葉；掛灰；掛灰煙；防止途徑

中圖分類號 SB527文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2014）19-06367-03

お

Causes of the Formation and Solving Approaches for the Scalded Tobacco Leaf

YANG Ye

(China Tobacco Hebei Industrial Co. Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050051)

Abstract Causes of the formation for scalded leaves were analyzed in term of soil acidity, heavy metals poisoning, nutrition disturbance, ecological factors, tobacco harvesting time and method, and flue curing technique, and so on. The technical measures in prevention or reduction of scalded leaves were summarized in accordance with the causes of the formation for scalded leaves. The aim of this review was to take measures for flue瞔uring tobacco production for reducing the proportion of scalded leaves and raising the proportion of orange tobacco leaf. At the same time, the paper could provide some references for improving leaf quality and usability and increasing economic benefits for peasants.

Key words Tobacco leaf; Scalding; Scalded leaf; Solving approaches

基金項目 河北中煙工業(yè)有限責任公司項目（“鉆石”品牌重慶巫溪文峰基地單元優(yōu)質煙葉烘烤技術研究）。

作者簡介

楊曄（1969-），男，河北衡水人，從事煙葉質量評價研究。

收稿日期 20140606

掛灰是烤后煙葉表面呈現(xiàn)局部或全部淺灰色或灰褐色［1］，本質上是發(fā)生了一定程度的酶促棕色化反應的結果，即多酚類物質在多酚氧化酶（PPO）的作用下被氧化成醌類物質，然后進一步和其他物質聚合成大分子深色物質［2］。根據程度輕重，掛灰分為輕度掛灰、中度掛灰和重度掛灰［3］。掛灰煙是我國煙區(qū)最常見的烤壞煙，每年都造成很大的損失。煙葉掛灰后不僅影響外觀質量，使煙葉商品等級下降，而且也導致煙葉內在化學成分含量不適宜、不協(xié)調，降低工業(yè)可用性，甚至喪失使用價值。閆克玉等認為，煙葉掛灰部分的水溶性糖大量減少，總氮、不溶性氮、煙堿變化不大［4］。筆者研究發(fā)現(xiàn)，中度掛灰的煙葉與正常煙葉相比，其總糖和還原糖含量顯著下降（中部中度掛灰煙分別比C3F下降40.4%和33.2%，上部中度掛灰煙分別比B2F下降29.4%和24.5%）；煙堿、蛋白質和總氮含量明顯提高（中部中度掛灰煙分別比C3F提高提高31.4%、11.5%和21.8%，上部中度掛灰煙分別比B2F提高提高32.6%、7.3%和22.9%）；化學成分不協(xié)調，還原糖和煙堿的比值過小（中部中度掛灰煙和上部中度掛灰煙分別為5.7和4.3，分別只有C3F和B2F的50.7%和54.5%）。在目前煙葉供大于求的市場條件下，卷煙工業(yè)企業(yè)不愿意采購掛灰煙，一些煙農的經濟損失較大。因此，探明導致煙葉掛灰的原因，找到能夠防止或減少煙葉掛灰的技術措施，是烤煙生產上迫切需要解決的問題。

1 煙葉掛灰的原因

導致烤后煙葉掛灰的原因比較復雜，有土壤方面的原因（土壤酸度不適宜、土壤中一些重金屬元素含量過高、養(yǎng)分供給失調等），有氣候方面的原因（干旱、多雨等），有栽培方面的原因（沒有平衡施肥、沒有及時進行田間管理等），更有采烤方面的原因（采收成熟度過低或過高、烘烤工藝不科學、烤房排濕能力不足等）。前述的很多原因會導致采收的鮮煙葉自身素質較差，PPO活性較高，不耐烘烤，容易發(fā)生酶促棕色化反應，容易導致煙葉掛灰甚至黑糟，這是煙葉掛灰的內因；而烘烤中溫濕度調控不當是煙葉產生掛灰的外部條件［5］。目前普遍認為，在煙葉烘烤過程中發(fā)生的酶促棕色化反應是產生煙葉掛灰、蒸片的重要原因之一，嚴重影響煙葉的商品等級和使用價值［6］。合理控制煙葉中PPO活性，在烘烤過程中可減少煙葉掛灰，增加桔黃色及上中等煙比例，增加烤煙的天然特征香氣，降低刺激性［7］。因此，筆者將從烤煙生產的土壤條件、氣候條件、施肥、采收和烘烤工藝等方面分析造成煙葉掛灰的原因。

1.1養(yǎng)分元素對煙葉掛灰的影響

有研究得出，加拿大魁北克15個地方的灰色煙葉中的氮、磷、鉀、鈣和硼含量顯著低于正常煙葉，而鐵和鋁含量顯著高于正常煙葉，產生灰色煙葉土壤的氮、鈣、有機質和陽離子交換量顯著降低，而氯離子含量較高［8］；但Neville等認為，土壤或煙葉缺氮或某些主要養(yǎng)分元素可能不是引起煙葉掛灰的根本原因［8］。土壤pH較低，酸性土壤中錳離子活化，煙葉錳中毒致使烤后煙葉呈灰色［9］；偏低的土壤pH、過高的根層土壤含水量和土壤通透性與灰色煙的形成密切相關，并且土壤和煙葉內Fe2+、Mn2+等離子含量過高是導致產生灰色煙的直接原因［10-11］。Elliot 等發(fā)現(xiàn)，加拿大安大略省的灰色煙葉含有較高的鎂、錳和鋅，而氮含量較低［12］。

煙田營養(yǎng)不協(xié)調也易造成烤煙掛灰［13］。氮肥用量過高導致烤煙上部葉偏厚，含氮化合物升高；而氮化合物含量高，葉片偏厚，組織結構緊密的煙葉容易掛灰［5］。上部葉及較厚的煙葉葉片蠟質層較厚，水分排出困難，易造成煙葉掛灰［3］。氮肥用量過高煙葉的葉綠素含量較高，而白肋煙和深色晾煙中葉綠素含量與綠原酸和PPO活性呈顯著正相關［14］；并且隨氮用量增加，烤煙上部煙葉PPO和苯丙氨酸解氨酶活性升高［15］，PPO活性升高，煙葉內多酚類物質的氧化還原平衡被打破，醌類物質大量積累、聚合成大分子深色物質，導致煙葉掛灰［2］。因此，煙葉內葉綠素含量和PPO活性升高可能是烤煙上部煙葉容易掛灰的原因之一。我國烤煙鉀含量大多偏低，并且隨部位升高，烤煙葉片鉀含量顯著降低［16］，上部葉較低的鉀含量是否是其容易掛灰的原因，何永秋等研究發(fā)現(xiàn)，施用普通鉀肥+緩釋鉀肥+黃腐酸鉀可有效降低煙葉葉綠素含量，提高類胡蘿卜素含量［17］。開展鉀肥種類及其在烤煙上部葉中分布的研究也許對減少烤煙上部葉掛灰有積極作用。

1.2采收成熟度與采收方式對煙葉掛灰的影響

烤煙打頂后上部葉變大變厚，在煙葉采收時，頂葉僅留2～3片葉一次采收，過少的頂部葉片養(yǎng)分供應失調，不能正常成熟是導致頂葉在烘烤過程中掛灰的原因［2］，頂部葉片氮化物含量增高，碳氮比例失調也導致頂部煙葉顏色加深，頂部葉留5～7片葉一次采烤有利于提高煙葉外觀質量［18］。PPO和過氧化物酶活性在烤煙葉齡60 d時達到最高，此后逐漸降低［19］。煙葉烘烤過程中，CB1不同成熟度煙葉的PPO活性差異較大，烘烤溫度在42～54 ℃，下部葉早采的PPO活性較低，遲采的較高；中部葉遲采的PPO活性較低，早采的活性較高；上部葉過早或過遲采收的煙葉PPO活性都較高［20］。由此可見，要避免煙葉烘烤過程中棕色化反應過度而掛灰，不同部位煙葉必須在各自適宜的成熟度檔次采收。王能如等研究認為，青筋與掛灰煙葉的出現(xiàn)及其程度與采收成熟度密切相關，不同品種之間差異顯著，G80上部葉成熟度較高時易掛灰，成熟度較低時青筋較少，NC89成熟度高時輕微掛灰，成熟度低時易青筋［21］。CB1不同葉位煙葉無論成熟度高低，在整個烘烤過程中其PPO活性均高于K326［20］。由此可見，不同烤煙品種烘烤特性差異較大，應系統(tǒng)研究不同品種烤煙的成熟特征及其烘烤特性，以期針對不同品種確定其適宜的采收成熟度及配套烘烤工藝，避免在烘烤中導致煙葉掛灰。

采收方式也對煙葉是否掛灰具有一定的影響，上部6片煙葉一次帶莖采烤無青煙和掛灰煙，外觀質量好于不帶莖采烤［22］；在煙株頂端兩片葉成熟后，其頂部5～6片葉一次性砍株收獲后帶莖烘烤，烤后煙葉組織結構較疏松、厚度較適中，桔黃色煙葉比例提高，雜色和掛灰煙較少［23］；這可能是烤煙莖中的水分延長了煙葉的生命活力，提高了煙葉后熟程度，增強和延長了各種水解酶活性，加大了淀粉和蛋白質等大分子物質降解的結果。由此可見，上部葉最后一次采收的留葉數、采收方式都會對煙葉掛灰產生影響，應對煙葉采收方式進行系統(tǒng)研究。

1.3生態(tài)條件對煙葉掛灰的影響

煙葉是否能夠正常生長發(fā)育在很大程度上決定于生態(tài)條件。烤煙為了應對不利的生長環(huán)境條件，會增強煙葉PPO活性。因此，非正常煙葉在烘烤過程中易出現(xiàn)掛灰現(xiàn)象。旱天煙的水分含量較少，鮮干比一般在4~6，束縛水比例相對增高，自由水比例降低，煙葉組織結構緊密，葉面有蠟質層，烘烤時易出現(xiàn)回青或掛灰［2］。旱黃煙是空氣和土壤雙重干旱性脅迫下的假熟葉，成熟度不夠，內含物欠充實，定色期易掛灰［2］。后發(fā)煙是因為施肥不合理，或烤煙生育期內前旱后雨，前期養(yǎng)分吸收少，煙株發(fā)育不良，后期土壤水分多，營養(yǎng)充足，難以真正成熟，葉面落黃極不均勻，常因變黃困難而烤青，也會因脫水困難而出現(xiàn)不同程度的掛灰、紅棕、雜色和僵硬等［2］。秋后煙是重慶、四川、貴州、云南等高海拔煙區(qū)常遇到的問題，上部葉成熟期由于氣溫較低，煙葉成熟遲緩，烘烤特性變差；在烘烤過程中，由于外界氣溫較低，易造成烤房內溫度猛降而導致煙葉掛灰［2］。水分含量大的煙葉在定色期若不能及時排除水分，在高溫高濕烘烤條件下易發(fā)生酶促棕色化反應，導致葉片中部和基部掛灰較重，而葉尖部較少較輕［24］。多雨寡照條件下生產的煙葉，自由水含量較多，干物質積累少，非常不耐烤，在烘烤過程中易出現(xiàn)蒸片或掛灰［25-26］。雨淋煙是煙葉成熟期遭遇降雨，煙葉的生理特性和烘烤特性未發(fā)生明顯改變，但煙葉含水量顯著增加而且葉面附有明水，這類煙葉在變黃期若只變黃而不發(fā)軟，定色期易導致掛灰或蒸片［2］。

1.4烘烤操作對煙葉掛灰的影響

正常生長發(fā)育和適熟采收的煙葉，如果不能科學烘烤，烘烤工藝設置不當或烘烤操作失誤，也會導致煙葉掛灰等烤壞煙現(xiàn)象方式。如果在溫度較低、濕度較大的變黃期過度延長烘烤時間，則會導致細胞內含物過度分解轉化，呼吸基質枯竭，多酚類物質被氧化而產生掛灰；定色期是煙葉外觀質量形成的關鍵時期，定色期升溫如果過急，煙葉內水分強行排出，會導致細胞破裂，多酚和PPO在空氣中氧氣的作用下，生產黑褐色物質，出現(xiàn)掛灰癥狀［3］。定色期如果大幅度長時間降溫，會使烤房內空氣飽和蒸汽壓力降低，空氣中的相對濕度達到飽和而結露，煙葉被濕熱空氣形成的露滴燙傷，被傷害部位的細胞受熱破裂，多酚類物質被氧化變成黑褐色物質而表現(xiàn)為掛灰［27］。編煙、裝煙不合理也易導致煙葉掛灰，如編煙、裝煙過密或不勻，在通風障礙部位形成高溫高濕環(huán)境，使煙葉受到蒸燙傷害而產生掛灰［3］?？痉客L排濕面積不夠，導致烤房定色期排濕不暢易形成掛灰煙［3］。

2 防止或減少煙葉掛灰的途徑

2.1 設法阻止或減少煙葉吸收重金屬元素

烤煙長期連作易導致土壤pH降低，土壤中的重金屬離子被活化，煙株過度吸收土壤中的鐵、錳、鋁、鋅、氯等養(yǎng)分元素易導致烤后煙葉呈灰色。解決此問題途徑首先應加強輪作，輪作一方面可以減少病害，另一方面可改良土壤結構，提高土壤的pH，降低重金屬離子的活性，減少煙草對這些元素的吸收量，防止煙葉重金屬中毒而產生灰色煙；其次可通過土壤改良劑（如石灰、白云山粉等）提高土壤pH，防止土壤酸化［28］。

2.2通過栽培措施防止或減少煙葉掛灰

合理平衡施肥可明顯提高煙葉素質、改善煙葉烘烤特性。一些煙農為了提高產量，氮肥用量往往過高，使葉片變厚和氮化物含量過高，煙葉PPO活性較高，易導致煙葉掛灰。因此，在氮磷鉀平衡配施基礎上，控制氮肥用量，提高鉀肥施用量，提高鉀、氮比例，降低煙葉葉綠素含量和PPO活性，提高類胡蘿卜素含量，可明顯減少養(yǎng)分失調導致的煙葉掛灰現(xiàn)象。應在氮肥、鉀肥用量調配的基礎上，對肥料種類及配比、施肥時間、施肥方法等進行系統(tǒng)研究。在氮磷鉀平衡配施的基礎上，補充中量和微量元素，例如在缺鎂土壤增施鎂肥［29］和在缺鉬土壤補施鉬肥，都可降低煙葉PPO活性，提高煙葉烘烤質量［30-31］。對于pH較低的土壤，施用白云石粉和石灰提高pH，移栽后及早揭膜高培土，均能有效減少灰色煙葉的發(fā)生［10-11］。

2.3采烤環(huán)節(jié)采取措施防止或減少煙葉掛灰

2.3.1

通過提高煙葉采收成熟度減少煙葉掛灰。成熟度與烤后煙葉質量密切相關。不同成熟度煙葉的多酚氧化活性差異較大，就翠碧綠一號（CB1）而言，下、中部煙葉隨著成熟度的提高PPO 活性不斷降低，上部葉則隨著煙葉采收成熟度的提高，PPO 活性不斷增加，因此下、中部煙葉適當提高煙葉采收成熟度、上部煙葉采取適宜的成熟度，有利于防止煙葉掛灰［20］。對于其他烤煙品種，均需要對不同部位、不同品種的煙葉成熟特征進行系統(tǒng)研究，采收真正成熟的煙葉，才能減少煙葉掛灰。一般來說，頂葉最容易掛灰，目前認為最上部4～6片煙葉一次采收對于減少煙葉掛灰效果較好［32］；但是上部4～6片葉一次采收葉位跨度較大，以哪個葉位作為成熟采收標準及該葉位煙葉成熟特征表現(xiàn)，都應該通過一定科學研究，做出具體的技術規(guī)范，才利于推廣應用。

2.3.2

通過調整烘烤技術措施減少煙葉掛灰。烘烤工藝必須與煙葉素質配套，即必須根據煙葉的具體烘烤特性靈活調整，才能確保煙葉烘烤質量，防止或減少掛灰煙。對于水分小的煙葉，要適當稠裝煙，通過增加烤房裝煙量來提高烤房內的空氣相對濕度；在變黃階段要采取“先拿色、后拿水”的烘烤策略，要大膽變黃，保濕變黃，甚至補濕變黃，提高煙葉各種水解酶活性，促進大分子物質充分適度降解轉化；定色階段升溫速度要慢，整個烘烤過程保持濕球溫度宜稍高于正常烘烤工藝［2］。對于水分含量較大的煙葉，要適當減小編煙、裝煙密度，在變黃階段要采取“先拿水、后拿色”的烘烤策略，高溫低濕脫水，適當降低濕球溫度，使煙葉邊變黃，邊變軟，防止出現(xiàn)硬變黃。對于各種逆境下生產的非正常煙葉，都要根據其烘烤特性制定適宜的烘烤工藝，才能防止或減少掛灰煙［2,33］。

烤房設備是否完好、性能是否優(yōu)良是煙葉烘烤成敗的關鍵因素之一。在開始煙葉烘烤前，必須要對烤房進行檢修，確保其在烘烤過程中能夠及時升溫、排濕，防止因為不能及時排濕而導致煙葉掛灰。煙葉編竿、裝炕要勻，避免出現(xiàn)通風障礙使煙葉受害而掛灰［3］。在煙葉裝炕時要根據煙葉素質差異進行合理裝炕，過熟的煙葉要裝到烤房內溫度較高的地方，適當高溫快烤，防止變黃過度；成熟度較低的煙葉裝到烤房內溫度較低的地方，適當拉長變黃期，使葉綠素充分降解，以防烤青［2］。在煙葉烘烤過程中，燒火要穩(wěn)，避免在變黃、定色期出現(xiàn)急升溫或長時間降溫而導致煙葉掛灰。到變黃后期，煙葉基本全黃時，脫水率應達到30%~40%；煙葉進入定色期，繼續(xù)擴大排濕、促進煙葉脫水，及時逐漸干葉定色，固定黃色和品質。因此，只有煙葉烘烤工藝與煙葉烘烤特性相一致，才能避免掛灰等烤壞煙現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3.3

通過使用多酚氧化酶抑制劑減少煙葉掛灰。針對煙葉在烘烤中掛灰的問題，一些研究人員研究了PPO抑制劑對防止或減輕煙葉掛灰的作用［34-39］。李尼杭等研究認為，二乙基二硫代氨基甲酸鈉（NaDiCa）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、乙二胺四乙酸（EDTA）和硫脲在在烘烤失當的條件下，均能有效抑制多酚氧化，抑制作用由強到弱依次為NaDiCa、PVP、EDTA和硫脲［34］。EDTA，NaHSO3、H3BO3、檸檬酸既是PPO的良好抑制劑，也是抗壞血酸氧化酶的激活劑［35］。在煙葉烘烤過程中，施用亞氯酸鈉（SC）可抑制PPO活性而直接抑制酶促棕色化反應或通過氧化分解綠原酸等酶促棕色化反應的底物而減少酚類物質向醌類物質的轉化從而降低酶促棕色化反應的發(fā)生［36-37］，降低煙葉掛灰風險，提高煙葉質量。PPO抑制劑濃度不同，抑制效果也不同。在0.5 mmol/L濃度下，EDTA、抗壞血酸（V瑿）、硫脲、L舶腚裝彼岷蚉VP可有效減低PPO活性，其中L舶腚裝彼岷蚉VP抑制效果最為顯著［38］。烘烤前用4.0和8.0 mmol/L的L舶腚裝彼崤縭┭桃侗礱媯可明顯提高烤后煙葉中總綠原酸和多酚含量，改善煙葉外觀質量和評吸質量，降低烘烤過程中PPO活性［39］。

對于PPO抑制劑研究，不僅要進行種類的篩選，還要對其安全性、生產成本進行系統(tǒng)研究，力求篩選出物美價廉、安全系數高的PPO抑制劑，以減少煙葉烘烤中的掛灰現(xiàn)象。

3 結語

綜上所述，解決煙葉掛灰的問題，應該從多方面入手，首先查明煙葉掛灰的原因，在此基礎上，針對不同的掛灰問題采用相應的技術措施；在非正常條件下生產的煙葉在烘烤時，在合理制定烘烤工藝的基礎上，可適當使用PPO抑制劑，減少煙葉掛灰，提高桔黃色煙葉比例，增加煙農經濟收入。

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