高相彬, 蘇新宏, 常建波, 馬浩波, 王勇軍, 王建安，王 俊,劉 芳, 馬京民, 陳彥春， 韋鳳杰， 王志軍

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所， 河南 許昌 461000； 2.河南省煙草公司 三門峽市公司， 河南 三門峽 472100； 3.河南省煙草公司， 河南 鄭州 450000； 4.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院， 河南 鄭州 450000)

0 引言

【研究意義】近年來，烤煙上部4～6片葉充分成熟一次采收技術(shù)在很多產(chǎn)區(qū)進(jìn)行示范應(yīng)用，在提高上部葉品質(zhì)和工業(yè)可用性等方面的提升效果較好。但是，在上部4～6片煙葉不同成熟度分類采收裝炕烘烤過程中，棚次間的溫濕度環(huán)境和煙葉成熟度存在差異，弄清其對上部4～6片煙葉烤后品質(zhì)的影響，對三門峽市烤煙產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】保留上部4～6片煙葉可促使頂部3片葉能夠正常發(fā)育成熟，對提高上部煙葉的可用性具有重要作用[1-4]。但由于葉位、生育期的不同，上部4～6片煙葉的田間成熟度仍然存在明顯差異，現(xiàn)行的統(tǒng)一編桿裝炕，明顯影響烤后煙葉品質(zhì)的一致性[5-8]。煙葉烤后品質(zhì)不僅受到田間成熟度的影響[9-11]，而且受烘烤溫濕度環(huán)境的影響[12-15]?？环刻囟ǖ臉?gòu)造、熱風(fēng)循環(huán)方式以及棚次裝煙產(chǎn)生的影響，形成了不同棚次煙葉所處的溫濕度存在差異[16-17]。烘烤溫濕度對煙葉物質(zhì)代謝的酶活性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響煙葉內(nèi)含物的分解和轉(zhuǎn)化，最終影響烤后煙葉的化學(xué)成分含量[18-19]。氣流下降式密集烤房，同一棚次煙葉基本處于相同的變色和干燥環(huán)境，縱面干球溫度54℃前呈上高下低趨勢、濕球溫度呈中間高上下低趨勢[20]?！狙芯壳腥朦c】目前，鮮見三門峽市上部4～6片不同成熟度煙葉分棚次裝炕對烤后煙葉品質(zhì)影響的研究報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探明上部4～6片不同成熟度煙葉分棚次裝炕對烤后煙葉品質(zhì)影響，以期為生產(chǎn)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

烤煙品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙87，選擇肥力中等、行株距(120 cm×50 cm)一致且上部葉正常發(fā)育的代表性煙田的上部煙葉；烤房為當(dāng)?shù)?棚下排濕燃煤密集烤房。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗于2019年9月在三門峽市靈寶市進(jìn)行，以三段式密集烘烤工藝為基礎(chǔ)，以中棚煙葉變化作為工藝參數(shù)調(diào)整依據(jù)，以上棚干濕球溫度表征烤房內(nèi)烘烤環(huán)境。在上部6片煙葉充分成熟且達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)時，煙葉采收與裝炕設(shè)3個處理：對照(CK)，上部6片葉混合采收統(tǒng)一編桿后單獨裝炕于烤房中間棚次；T1，上3片葉單獨采收統(tǒng)一編桿后單獨裝于烤房下棚；T2，下3片葉單獨采收統(tǒng)一編桿后單獨裝于烤房上棚。

1.2.2 樣品采集 分別在鮮煙葉以及干球溫度38℃穩(wěn)溫開始、38℃穩(wěn)溫終止、42℃穩(wěn)溫開始、42℃穩(wěn)溫終止、47℃穩(wěn)溫開始和47℃穩(wěn)溫終止等時間節(jié)點，于烤房內(nèi)距離加熱室2 m、4 m和6 m位置采集代表性煙葉樣品。選擇葉片中間部分、去掉邊緣和主脈，主要化學(xué)成分測定樣品于105℃殺青15 min、70℃烘干后密封保存；酶活性測定樣品先蒸餾水清洗、擦干后液氮速凍后放冰箱低溫保存。

1.2.3 指標(biāo)測定 主要化學(xué)成分含量及關(guān)鍵酶活性委托國家煙草栽培生理生化研究基地測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2016對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烘烤進(jìn)程各處理煙葉淀粉、總糖及還原糖的含量

從圖1看出，隨烘烤進(jìn)程的推進(jìn)，不同處理煙葉淀粉、總糖和還原糖含量存在差異。

圖1 不同烘烤進(jìn)程各處理煙葉淀粉、總糖和還原糖的含量

2.1.1 淀粉 不同處理淀粉含量隨著烘烤進(jìn)程的推進(jìn)呈先快速降低后緩慢降低再趨于平穩(wěn)的變化趨勢，不同取樣時間點各處理間淀粉含量略有差異。其中，鮮煙葉淀粉含量依次為T1>CK>T2，至干球溫度38℃穩(wěn)溫終止時，T1、T2和CK的淀粉降解率分別為71.3%、70.9%和71.4%；干球42℃穩(wěn)溫終止至47℃穩(wěn)溫終止，淀粉含量趨于穩(wěn)定、降解速率較低；干球47℃穩(wěn)溫終止時，淀粉降解率分別達(dá)83.5%、82.1%和81.3%，以CK的淀粉含量最高，為5.69%；T2最低，為5.12%；各處理間的差異較小。

2.1.2 總糖 不同處理總糖含量隨著烘烤進(jìn)程的推進(jìn)呈上升趨勢，T1和CK在干球38℃穩(wěn)溫終止時達(dá)第1個高峰，隨后開始降低，在干球42℃穩(wěn)溫開始時降到最低點后再回升，但CK在干球47℃穩(wěn)溫開始時其含量達(dá)最高，為34.28%，T1一直呈上升趨勢，T2呈前期快速升高，隨后緩慢升高，在干球47℃穩(wěn)溫開始時其含量達(dá)最高，為33.02%，隨后有所降低。

2.1.3 還原糖 不同處理還原糖含量變化趨勢與總糖含量基本一致，在烘烤前期其含量呈快速上升趨勢，在干球38℃穩(wěn)溫開始時3個處理的含量均達(dá)第1個峰值；隨后T1和CK的還原糖含量明顯降低，在干球42℃穩(wěn)溫開始時降至最低后再升高，T2的還原糖含量變化比較平穩(wěn)，略有降低后在干球47℃穩(wěn)溫開始時其含量達(dá)最高，為18.65%；CK在干球47℃穩(wěn)溫開始時其含量也達(dá)最高，為20.52%，隨后開始降低；T1自干球42℃穩(wěn)溫開始后一直呈上升趨勢。

2.2 不同烘烤進(jìn)程各處理煙葉蛋白質(zhì)及煙堿的含量

從圖2看出，隨烘烤進(jìn)程的推進(jìn)，不同處理煙葉蛋白質(zhì)和煙堿含量存在差異。

圖2 不同烘烤進(jìn)程各處理煙葉蛋白質(zhì)和煙堿的含量

2.2.1 蛋白質(zhì) 不同處理蛋白質(zhì)含量隨烘烤進(jìn)程推進(jìn)呈先快后慢下降趨勢，試驗期內(nèi)，以T1的蛋白質(zhì)含量最高，各處理依次為T1>CK>T2；干球42℃穩(wěn)溫終止前，T2蛋白質(zhì)的降解速率高于CK和T1，干球42℃穩(wěn)溫終止至47℃穩(wěn)溫終止時，T1蛋白質(zhì)的降解速率高于CK和T2，T2和CK蛋白質(zhì)的降解速率大幅降低，且含量趨于穩(wěn)定。表明，T2的蛋白質(zhì)快速降解過程啟動早、終止也早，T1的快速降解過程啟動略晚，終止也晚，降解持續(xù)時間長于T2和CK。

2.2.2 煙堿 不同處理煙葉煙堿含量隨烘烤進(jìn)程推進(jìn)呈先上升后下降再上升再下降的雙峰曲線變化，3個處理的第一個峰值均出現(xiàn)在干球38℃穩(wěn)溫開始時，隨后快速降低，CK和T2在干球38℃穩(wěn)溫終止時降至最低，隨后快速上升，在干球42℃穩(wěn)溫終止時達(dá)第2個峰值；T1在干球38℃穩(wěn)溫終止至42℃穩(wěn)溫開始期間，煙堿含量變化不大，隨后快速上升，在干球47℃穩(wěn)溫開始時達(dá)第2個峰值，隨后快速下降。

2.3 不同烘烤進(jìn)程各處理煙葉淀粉酶及蛋白酶的活性

從圖3可知，隨烘烤進(jìn)程的推進(jìn)，不同處理煙葉α-淀粉酶和中性蛋白酶活性存在差異。

圖3 不同烘烤進(jìn)程各處理煙葉α- 淀粉酶和中性蛋白酶的活性

2.3.1α-淀粉酶活性 T1、T2和CK 3個處理α-淀粉酶活性的變化規(guī)律基本一致，初期呈緩慢上升趨勢，在干球42℃穩(wěn)溫開始時α-淀粉酶活性達(dá)最高，分別為2.21 mg/g·min、2.23 mg/g·min和2.29 mg/g·min，之后快速下降。在達(dá)最大值前，以T2的α-淀粉酶活性最高；在42℃穩(wěn)溫開始時以CK的酶活性最高、T2和T1其次，隨后T2的酶活性快速下降；至47℃穩(wěn)溫終止時以T1的酶活性最高。

2.3.2 中性蛋白酶活性 T1、T2和CK 3個處理中性蛋白酶活性呈先緩慢上升后快速上升再快速下降的趨勢，在干球溫度42℃穩(wěn)溫終止時達(dá)最高，分別為5 208.33 μmol/g·min、5 590.79 μmol/g·min和4 784.33 μmol/g·min。在烘烤開始至38℃穩(wěn)溫終止以及47℃穩(wěn)溫開始至47℃穩(wěn)溫終止期間，均以T1的中性蛋白酶活性最高；在烘烤開始至42℃穩(wěn)溫開始期間，均以T2最低，隨后至42℃穩(wěn)溫終止時T2達(dá)最大，后期快速降低。

3 討論

煙葉采收后進(jìn)入烤房，通過調(diào)控烤房內(nèi)溫濕度環(huán)境實現(xiàn)煙葉烘烤的目的。由于烤房自身因素，棚次間存在溫濕度的規(guī)律性差異，且難以克服。不同成熟度煙葉處在基本一致的溫濕度環(huán)境中，其變黃速率、失水速率和內(nèi)在生理生化變化也存在很大差異，在烘烤過程中難以兼顧。上部4～6片一次成熟采收，有利于頂葉的開片和協(xié)調(diào)化學(xué)成分[1]，但上部4～6片煙葉在成熟度、內(nèi)在化學(xué)成分含量等方面依然存在較大差異，致使其烘烤后煙葉的品質(zhì)差異較大。研究將上部6片葉依據(jù)其部位和成熟度，分為上部3片和下部3片分別編桿，實現(xiàn)同桿同質(zhì)；按照成熟度梯度，將下部3片高成熟度煙葉裝在炕房的高溫棚次，上部3片低成熟度煙葉裝在炕房的低溫棚次，實現(xiàn)同層同質(zhì)。研究結(jié)果表明，按煙葉成熟度分類烘烤影響煙葉大分子物質(zhì)的代謝進(jìn)程，上3片葉單獨采收統(tǒng)一編桿后單獨裝于烤房下棚鮮煙葉的淀粉、蛋白質(zhì)和煙堿含量均高于上部6片葉混合采收統(tǒng)一編桿后單獨裝炕于烤房中間棚次和下3片葉單獨采收統(tǒng)一編桿后單獨裝于烤房上棚，但由于α-淀粉酶和中性蛋白酶等大分子物質(zhì)代謝關(guān)鍵酶活性的維持時間優(yōu)于上部6片葉混合采收統(tǒng)一編桿后單獨裝炕于烤房中間棚次和下3片葉單獨采收統(tǒng)一編桿后單獨裝于烤房上棚，在烘烤末期，3個處理煙葉的淀粉、蛋白質(zhì)、煙堿以及總糖和還原糖含量均達(dá)優(yōu)質(zhì)煙葉的含量標(biāo)準(zhǔn)。與王萬能等[21-22]煙葉烘烤過程中蛋白質(zhì)的降解及相關(guān)酶活性變化的研究結(jié)果相一致。

4 結(jié)論

上部6片葉一次采收、分成熟度編桿后裝炕，有利于協(xié)調(diào)烘烤過程中不同成熟度煙葉的溫濕度環(huán)境和調(diào)控?zé)熑~淀粉、總糖、還原糖、蛋白質(zhì)和煙堿含量以及關(guān)鍵酶活性的代謝進(jìn)程，其主要化學(xué)成分含量達(dá)到優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，適于在三門峽及類似煙區(qū)推廣應(yīng)用。