密集烘烤定色期升温速度对烤烟生理生化特性及品质的影响

王松峰，王爱华，王金亮，管志坤，程 森，孙福山.*，卢晓华，徐秀红，王传义，任 杰

（1.农业部烟草生物学与加工重点实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.山东青岛烟草有限公司，青岛 266071；3.上海烟草集团有限责任公司，上海 200082）

烤烟烘烤定色期是烘烤过程中烟叶变黄达到一定程度之后,采用较高温度和较低空气相对湿度，以较快的速度排除烟叶中的水分，从而减弱和终止酶的活动、固定既得品质并增进烟叶香气的工艺过程[1]，是烘烤品质形成的关键时期。定色期的升温速度与定色效果有很大关系。目前有一些研究涉及到定色期升温速度[2-7]，但关于密集烘烤过程中定色期升温速度方面的研究较少。因此，笔者对密集烘烤过程中定色期升温速度对烤烟生理生化特性及品质的影响进行系统的研究，旨在为提高密集烘烤烟叶品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于 2009年在山东省胶南市宝山镇进行。供试品种为中烟 100，选取生长成熟一致、落黄均匀的中部烟叶（9～11叶位）为试验材料。试验田土壤肥力中等，行距1.2 m，株距0.5 m，规范化栽培。各处理取叶数约150片，采用电热式温湿度自控密集烤烟箱进行烘烤。

1.2 试验设计

设2个升温处理：

S1 慢速升温定色：烟叶在 42℃时达到 9～10成黄，叶片发软后，以 0.33 ℃/h的速度升温。在48℃前确保烟叶黄片黄筋、干片1/3，再以0.33 ℃/h的速度升温至54 ℃，稳温干片。

S2 快速升温定色：烟叶在 42 ℃时达到 9～10成黄，叶片发软后，以1℃/h的速度升温。在48 ℃前确保烟叶黄片黄筋、干片1/3，再以1℃/h的速度升温至54 ℃，稳温干片。

以上除处理要求外，其他阶段均按照优质烟三段式烘烤工艺进行。

1.3 测定内容和方法

分别在烘烤过程中温度关键点（鲜烟、38 ℃、42 ℃、48 ℃、54 ℃、68 ℃）末期取样，一部分用于生理指标测定，另一部分杀青后用作常规化学成分含量测定。烘烤后按国标GB2635—92进行分级，计算各处理经济效益。并取烤后烟叶C3F 2 kg送农业部烟草产业产品质量检测中心进行化验评吸。

淀粉酶活性，3,5-二硝基水杨酸比色法[8]；多酚氧化酶活性，邻苯二酚氧化法[9]；色素，分光光度法[10]；淀粉，高氯酸提取-碘显色法；总糖，NY/YCT 001—2002方法；还原糖，YC/T34—1996方法；总氮，NY/YCT 008—2002方法；烟碱，NY/YCT 002—2002方法；原烟感官评价，NY/YCT 008—2002标准。中性致香成分按照文献[11]进行测定。

2 结 果

2.1 烤烟生理指标

淀粉酶活性 由图 1a可知，各处理淀粉酶活性大体上均呈2个连续的“升高－降低“趋势，第1个峰值明显小于第2个峰值，分别出现在38℃初和48℃末。进入定色期之后，处理S1的淀粉酶活性迅速升高，明显高于处理S2。

多酚氧化酶活性 两个处理的 PPO活性均表现为先降低至 38℃初，之后升高在 42℃初达到最大值，又迅速下降，到干筋末期酶活性几乎丧失。且处理S1的酶活性显著低于处理S2（图1b）。

色素含量 各处理叶绿素总含量总体上均表现为降低的趋势（图 1c）。在进入定色期及干筋末期，总体上处理S1叶绿素含量低于处理S2，这说明处理 S1的叶绿素含量降解的较彻底。在烘烤过程中，处理 S1的类胡萝卜素含量是随着烘烤的进行而下降的（图1d），处理S2的类胡萝卜素含量总体上也呈下降趋势，但干筋末期又有回升。除54℃末，处理S1的下降幅度较处理S2大，处理S1的类胡萝卜素含量降解得较彻底。

2.2 烤烟生化指标

淀粉含量 不同定色期升温速度处理的淀粉含量在烘烤过程中呈下降趋势（图 1e）。进入定色期42 ℃之后，S1变化不大，S2则迅速下降，干筋末期，两个处理淀粉残留量差异不大。

总糖和还原糖含量 不同定色期升温速度处理的总糖含量呈升高趋势（图1f）。54 ℃之前，处理S2升高的较快，之后，S1处理的总糖含量高于处理S2。各处理还原糖含量先升高后下降再升高趋势。54 ℃之前，处理 S2含量高于 S1，之后，S1增加迅速，其还原糖含量高于处理S2。

2.3 烤后烟叶经济性状

由表1可知，处理S1的均价、上等烟比例好于处理S2；中上等烟、橘色烟比例和青烟比例两处理差别不大；杂色烟比例S1稍高于S2。

图1 密集烘烤过程中烟叶酶活性和化学成分含量变化Fig.1 Variation of enzyme activities and constituent contents in tobacco leaves during bulk curing process

表1 烤后烟叶经济性状Table 1 The economic attributes of cured tobacco leaves

表2 烤后烟叶化学成分Table 2 The chemical composition of cured tobacco leaves

2.4 烤后烟叶主要化学成分含量

由表2可知，处理S1的总糖、还原糖含量高于处理 S2，总氮和烟碱含量则低于处理 S2。各处理的氮碱比和钾氯比差异不大，且均较适宜；处理S1的糖碱比高于处理S2。综合分析，处理S1的化学成分及协调性较好。

2.5 烤后烟叶中性致香成分含量

经GC/MS对烤后烟叶样品进行定性定量分析，共检测出 27种对烟叶香气物质有较大影响的化合物（表3）。定色期升温速度致香物质成分的组成和含量有影响，处理S2有13种致香物质含量最高，包括糠醇、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、2-乙酰基吡咯、苯甲醛、苯乙醇、氧化异佛尔酮、β-大马酮、香叶基丙酮、β-二氢紫罗兰酮、三羟基-β-二氢大马酮、新植二烯。另外，处理S1有5种致香物质含量最高，包括糠醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、芳樟醇、螺岩兰草酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇。其中有1种香气成分4-乙烯基-2-甲氧基苯酚各处理含量相同。表4还可以看出，香气总量处理S2最高，达895.68 μg/g；但除新植二烯外香气总量S1最高，为 169.98 μg/g。

不同定色期升温速度不同种类致香物质含量相比较（表4），烟叶的芳香族氨基酸代谢产物、西柏烷类降解产物、类胡萝卜素降解产物及除新植二烯总计处理S1最高；美拉德反应产物处理S2最高；表明处理 S1有利于提高对香气质量贡献较大的致香物质含量。

表3 烤后烟叶中性致香成分含量 μg/gTable 3 The content of aromatic substances of cured tobacco leaves

2.6 烤后烟叶评吸质量

根据感官评吸结果（表5），处理S1烤后评吸质量好于处理S2。本试验表明定色期慢速升温处理可以提高烟叶的香气质和香气量，改善余味，减轻杂气。

表4 烤后烟叶不同种类致香物质含量 μg/gTable 4 The different type aromatic substance contents of cured leaves

3 讨 论

烤后烟叶残留的淀粉是对烟叶色、香、味不利的化合物，淀粉是否彻底降解是烟叶质量的侧面反映[12]。烘烤过程中淀粉酶活性的变化直接决定着淀粉的降解程度[7]。本试验结果表明，进入定色期之后，慢升温定色处理的淀粉酶活性逐渐高于快速升温定色处理；而定色期不同升温速度对淀粉降解影响较小，慢升温定色处理的淀粉残留量略低于快速升温定色处理。不同定色期升温速度处理在变黄期烘烤工艺相同，而淀粉降解主要在变黄期[13-14]，因此，两个处理的淀粉残留量差异不大。

多酚氧化酶对多种香气物质的形成起着重要作用，如果在烘烤过程中多酚氧化酶的活性过高会造成烟叶质量的下降[7,15-18]。两个处理的PPO活性均表现为先降低后升高又降低的趋势，且慢升温定色处理的酶活性低于快速升温定色处理，较不易发生棕色化反应。研究表明[19-21]，叶绿素含量关系到烟叶的品质，烟叶中残留的叶绿素过多，将使烟叶产生青杂气，对烟叶品质不利。慢升温定色处理的叶绿素总含量降解幅度高于快速升温定色处理，慢升温定色处理的叶绿素含量降解较彻底。

表5 烤后烟叶感官评吸质量Table 5 The smoking quality of cured tobacco leaves

类胡萝卜素降解产生的香味物质是影响烟叶香气质和香气量的重要组分[7,22]。各处理的类胡萝卜素含量总体上呈下降趋势，除 54 ℃末，慢升温定色处理的下降幅度较快速升温定色处理大，使烘烤过程中产生的类胡萝卜素降解物增多，从而有利于提高烤后烟叶香气质量。

定色期升温速度2个处理总糖含量均呈升高趋势，还原糖含量呈先升后降再升高的趋势；54 ℃之后慢升温定色处理的总糖和还原糖增加迅速，其含量高于快速升温定色处理，慢升温定色处理更有利于总糖和还原糖含量的积累。

慢升温定色处理的经济性状稍好于快速升温定色处理；慢升温定色处理的化学成分及协调性较快速升温定色处理好；香气总量快速升温定色处理最高，慢升温定色处理次之。但烟叶的芳香族氨基酸代谢产物、西柏烷类降解产物、类胡萝卜素降解产物及除新植二烯总计以慢升温定色处理较高，美拉德反应产物以快速升温定色处理最高；表明慢升温处理有利于提高对香气质量贡献较大的致香物质含量。评吸质量和香气成分的测定结果也进一步证实了慢升温定色处理生理生化变化利于香吃味的提高。慢升温定色处理的烤后评吸质量好于快速升温定色处理，且有利于提高对香气质量贡献较大的致香物质含量。而快速升温定色，时间短，叶内物质转化不充分，烤后烟叶化学成分欠协调，评吸欠佳，这与宫长荣等的研究结果一致[2,23-24]。

4 结 论

慢升温定色处理烤后烟叶在生理生化特性、经济性状、化学成分、中性致香成分和评吸质量等方面，均优于快速升温定色处理。慢升温定色处理有利于烟叶质量的提高。

[1]宫长荣.烟草调制学[M].北京：中国农业出版社，2003.

[2]宫长荣，汪耀富，赵铭钦，等.烟叶烘烤中变黄和定色条件对香气特征的影响[J].华北农学报，1996（3）：106-111.

[3]汪耀富，宫长荣，赵铭钦，等.烤烟烘烤过程中叶片膜脂过氧化特性的研究[J].河南农业大学学报，1995（3）：247-250.

[4]宫长荣，汪耀富，赵铭钦，等.不同成熟度和烘烤处理对烟叶中 C12～C20脂肪酸含量的影响[J].河南农业大学学报，1996（1）：37-40.

[5]赵铭钦，宫长荣，汪耀富，等.不同烘烤条件下烟叶失水规律的研究[J].河南农业大学学报，1995（4）：382-387.

[6]赵铭钦，宫长荣.不同烘烤条件下烟叶有机物质含量变化的研究[J].河南农业大学学报，1996（3）：227-235.

[7]黄永成.烤烟烟叶在密集烧烤条件下的生理生化特性和香气质量的研究[D].郑州：河南农业大学，2008.

[8]白宝璋.植物生理学测试技术[M].北京：中国科学技术出版社，1990.

[9]朱广廉，钟文海，张爱琴.植物生理学实验[M].北京：北京大学出版社，1991.

[10]赵世杰，刘华山，董新纯.植物生理学实验指导[M].北京：中国科学技术出版社，1990.

[11]王松峰，杨云高，王爱华，等.烤烟品种红花大金元烘烤工艺优化研究[J].中国烟草科学，2012，33（2）：52-56.

[12]Weeks W W.Chemistry of tobacco constituents influences flavor and aroma[J].Rec.Adv.Tob.Sci，1985，11：175-200.

[13]宫长荣，袁红涛，陈江华.烤烟烘烤过程中烟叶淀粉酶活性变化及色素降解规律的研究[J].中国烟草学报，2002（6）：16-20.

[14]杨立均，宫长荣，陈江华，等.烘烤过程中烟叶淀粉含量及烤后化学成分分析[J].河南农业大学学报，2001（2）：152-155.

[15]宫长荣，李巍，司辉.下部烟叶采收时间对上部叶生理生化变化及烤后质量的影响[J].烟草科技，2003（9）：36-38，41.

[16]王爱华，徐秀红，王松峰，等.变黄温度对烤烟烘烤过程中生理指标及烤后质量的影响[J].中国烟草学报，2008（1）：27-31.

[17]余金恒，代丽，刘霞，等.采收方式对烤烟上部叶烘烤过程生理特性及品质的影响[J].云南农业大学学报，2009（2）：210-215.

[18]王传义，孙福山，王廷晓，等.不同成熟度烟叶烘烤过程中生理生化变化研究[J].中国烟草科学，2009，30（3）：49-53.

[19]王树声.烟叶色素与化学成分及评吸结果的相关关系[J].中国烟草，1990（4）：21-24.

[20]李雪震，张希杰，李念胜，等.烤烟烟叶色素与烟叶品质的关系[J].中国烟草，1988（2）：23-27.

[21]宫长荣，赵铭钦，汪耀富，等.不同烘烤条件下烟叶色素降解规律的研究[J].烟草科技，1997（2）：33-34.

[22]韦凤杰，刘国顺，杨永锋，等.烤烟成熟过程中类胡萝卜素变化与其降解香气物质关系[J].中国农业科学，2005（9）：1882-1889.

[23]詹军，李伟，王涛，等.密集烘烤定色期升温速度对上部烟叶吸食品质的影响[J].江西农业大学学报，2011（5）：866-872.

[24]詹军，周芳芳，贺帆，等.密集烘烤定色期升温速度对烤烟类胡萝卜素降解和颜色的影响[J].福建农林大学学报：自然科学版，2012（2）：122-127.