不同仓贮环境对片烟可溶性糖及生物碱含量的影响

陈 颐，杨佳玫，王玉平，卢志伟，王忠祥，崔晓闯, 杨虹琦*

(1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳 550009；3.贵州中烟工业有限责任公司兴义烟叶储运站，贵州 兴义 562400)

不同仓贮环境对片烟可溶性糖及生物碱含量的影响

陈 颐1，杨佳玫2，王玉平2，卢志伟2，王忠祥3，崔晓闯1, 杨虹琦1*

(1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳 550009；3.贵州中烟工业有限责任公司兴义烟叶储运站，贵州 兴义 562400)

【目的】为了提高烟叶的醇化质量以及实现卷烟原料的可用性。【方法】对贵州中烟6个原料基地上中2个部位片烟的总糖、还原糖、烟碱和糖碱比变化规律进行了分析。【结果】①片烟醇化过程中，3个醇化库不同香型片烟的总糖和还原糖含量表现为下降，变化速度最快的醇化时期是醇化6～12个月。此时正好处于仓贮环境温度上升的阶段，全年月平均温度和相对湿度较高的醇化库可加速烟叶的总糖和还原糖的降解和转化。②不同醇化库不同香型片烟总糖和还原糖下降幅度存在明显差异(P<0.05)，其中兴义库的清香型和中间香型片烟总糖和还原糖下降幅度大于贵阳库和贵定库片烟，但3个醇化库的浓香型片烟降幅差异均不显著。③片烟醇化过程中，3个醇化库不同香型片烟总生物碱含量变化微弱，糖碱比的变化规律与总糖同步。【结论】全年月平均温度和相对湿度较高的醇化库能加速改善烟叶内在品质，缩短烟叶的自然醇化时间。

片烟；醇化；仓贮环境；可溶性糖；生物碱

【研究意义】烟叶醇化实质是一个在一定温度和湿度条件下，通过一系列化学及生物反应，使得一些不利于烟叶品质的组分(淀粉含量较高，糖碱比不协调等)向有利于烟叶品质的方向转化的过程[1-3]。仓贮环境是片烟化学物质变化的主要动力。目前研究普遍认为影响烟叶自然醇化质量和仓储损耗程度的因素主要有温度、相对湿度、烟叶含水率和空气含氧量[4-5]。【前人研究进展】因此，围绕贮存环境的主要变化因素与烟叶醇化进程及感官品质相关性研究是国内外烟草研究工作者主要研究方向。宋纪真等[6]对不同仓贮环境中的片烟感官质量变化进行研究，结果表明不同仓贮环境对片烟的感官质量影响较大，其中低温高湿的仓贮环境不利于醇化片烟的自然醇化，而高温适湿的仓贮环境片烟感官质量较优。谢喜珍等[7]研究发现在空调仓库中醇化的烟叶物理外观质量和内在感官质量上表现均优于常规醇化仓库(温湿度不可调)，并且可降低片烟含水率、包芯温度，有助于减少片烟在醇化过程中霉变和碳化等不利影响。李炎强等[8]认为，自然醇化时间过长，烟叶会出现颜色变深或变暗，不利于烟叶的可用性，在实际应用方面，云南等地区采用烟叶室外储存、江西等地区将烟叶放在洞内储存，效果均较好。【本研究切入点】本研究以贵州中烟兴义、贵阳和贵定贮烟库的湖南郴州和河南许昌的浓香型片烟、四川凉山、福建三明和云南保山的清香型片烟、贵州遵义中间香型片烟为材料，系统研究不同温湿度条件醇化库中片烟可溶性糖及生物碱含量的变化规律及其对片烟醇化质量的影响。【拟解决的关键问题】旨在阐明不同醇化条件下片烟醇化机理及其对感官评吸的影响 ，对提高烟叶原料的醇化质量及效率提供理论及试验依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2013年6月至2015年6月在贵州中烟贵州兴义、贵州贵阳和贵州贵定标准贮烟仓库进行。片烟均按《烟叶储存保管方法》(GB/T 23220-2008)[9]和《片烟贮存养护 通用技术要求》(YC/T 300-2009)[10]进行养护管理，片烟装箱水分统一控制在(13± 0.5) %，装箱温度控制在(40± 3)℃，装箱密度为200 kg/箱，烟箱距地面高度200 mm，每4～5个烟箱成堆成一垛，距墙壁距离300 mm。本试验选取经打叶复烤后的湖南郴州、河南许昌浓香型中部片烟，贵州遵义中间香型中部片烟，四川凉山、云南保山和福建三明清香型中部片烟各3箱作为试验分析材料。

1.2 试验设计

从2013年6月开始，每隔6个月取样1次，至贮存期达到18个月后，每隔3个月取样1次，共计取样6次，醇化周期为24个月。取样方法为开箱取样，弃表层片烟后，按照对角线取样法从每个箱烟中取500 g片烟混合均匀，再从中取约2 kg片烟并分成2份：1份切丝用于感官评吸；1份粉碎并过60目筛，装入样品袋密封并保存于4 ℃冰柜中，用于化学成分检测。

在片烟自然醇化过程中，采用干湿球温度计定期监测片烟醇化库环境温湿度变化，贵州兴义、贵阳和贵定仓贮全年平均温湿度，同时并记载醇化箱内片烟有无霉变和虫害情况。

1.3 测定方法

总糖和还原糖含量参照标准YC/T159-2002[11]进行测定；总生物碱含量参照标准YC/T160-2002[12]进行测定。

1.4 数据统计

所有数据均采用EXCEL、SPSS17.0等分析软件进行方差分析、计算和统计作图表。

2 结果与分析

2.1 不同醇化库全年月平均温湿度的变化

由图1可知，3个醇化库全年月平均温度变化都呈现“降-升-降-升”的形态，这是因为本试验第1、3和6次取样均在6月份，自然环境温湿度相对较高，3个仓库月平均温度在19.74～28.13℃，月平均相对湿度在55.67 %～78.78 %。而第2、4和5次取样时间均在12月或3月份，自然环境温湿度相对较低，平均温度在9.5～17.90 ℃，平均相对湿度在54.38 %～73.47 %。这说明醇化库的温湿度变化直接受所在地的自然环境温湿度影响，因而醇化库的地理位置及自然环境条件对烟叶醇化质量有较大影响。3个醇化库温湿度在醇化期间均达到极显著性差异(P<0.01)，兴义库的全年月平均温度明显高于贵阳库和贵定库，而贵阳库和贵定库的全年月平均温度相差不大。而3个库的平均相对湿度差异较大，并以贵阳库6月和3月份平均相对湿度最高，其次为兴义库，贵定库的平均相对湿度最低。但12月份贵阳库的月平均相对湿度大幅降低至与兴义库相同。

2.2 醇化过程中不同醇化库片烟总糖的变化

醇化片烟中的总糖包括单糖、二糖和低聚糖以及可溶性多糖，这些糖类在一定范围内可以调节烟叶吸味以及烟气酸碱平衡，从而影响烟叶内在品质质量[13]。由表2可知，在醇化过程中，3个醇化库不同香型片烟总糖含量持续下降，这说明片烟内部发生强烈的化学反应，使烟叶中的水溶性糖含量发生明显的变化。但3个醇化库中不同香型片烟的总糖含量变化存在一定差异，在片烟醇化过程中，不同醇化库清香型和中间香型片烟总糖含量在醇化6～12个月变化幅度均达到了显著性差异(P<0.05)。其中醇化6～12个月，清香型和中间香型片烟总糖含量急剧下降，下降幅度为兴义库>贵阳库>贵定库，这与醇化库的温湿度变化密切有关，在醇化6～12个月，醇化库月平均温度不断升高，并且兴义库的月平均气温高于贵阳库和贵定库，此时更有利于微生物活动和酶促反应的发生，则片烟醇化过程中总糖含量的分解速率随着温度增加而加快。从整体来看，提高醇化环境温度会加快清香型片烟总糖含量的降解速度，温度是首要因素，而对浓香型总糖含量的变化影响不大。

表1 不同醇化库片烟总糖含量在醇化过程中的变化

2.3 醇化过程中不同醇化库片烟还原糖含量的变化

烟中的还原糖对于烟气酸碱平衡，增加烟叶的香气质具有一定的作用，一般认为，还原糖含量高，烟叶品质好，但是还原糖含量过高，则不利于烟叶的吸味，导致整体质量不佳[14]。由表2可知，在醇化过程中，3个醇化库不同香型片烟还原糖含量变化呈现先增加后持续下降，还原糖含量的上升可能受淀粉、木聚糖等大分子碳水化合物的降解所致，造成了还原糖的合成速率高于分解速率，达到短暂的还原糖积累，还原糖的持续下降这是由于在烟叶醇化过程中，糖类化合物最容易受外界环境的作用，烟叶内部发生强烈的氧化反应，变成水和二氧化碳而散失，但绝大部分被微生物当作能源物质消耗分解了。由表3可知，在片烟醇化过程中，不同醇化库清香型片烟还原糖含量在醇化6～12和18～21个月变化幅度均达到了显著性差异(P<0.05)，中间香型片烟还原糖含量在醇化18～21个月变化幅度达到了显著性差异(P<0.05)。其中以兴义库清香型中间香型片烟下降幅度显著高于贵阳库和贵定库，主要受环境温度的影响，醇化6～12和18～21个月期间，环境温度不断升高，微生物活动和呼吸作用越强，片烟中还原糖含量降解速度越快。在温度相同的贵阳库和贵定库，相对湿度较高贵阳库可以促进还原糖的降解。而不同醇化库浓香型片烟还原糖下降幅度上差异不显著。

2.4 醇化过程中不同醇化库片烟总生物碱含量的变化

前人研究表明，烟草中烟碱占生物碱总量的95 %以上，是烟叶中最主要的生理活性物质，具有刺激大脑神经产生兴奋的生理作用[15]。由于自然界至今未发现降解烟碱的酶，因此烟碱在烟叶成熟、烘烤、醇化过程中通常都较为稳定。由表3可见，不同醇化库不同香型片烟总生物碱基本都在2.0 %～3.0 %，在片烟醇化过程中，3个醇化库不同香型片烟总生物碱含量呈现下降，但是下降幅度均不明显，并且3个醇化库片烟总生物碱下降幅度在醇化过程中变化幅度均未达到了显著性差异。

表2 不同醇化库片烟还原糖含量在醇化过程中的变化

表3 不同醇化库片烟总生物碱含量在醇化过程中的变化

2.5 醇化过程中不同醇化库片烟糖碱比的变化

糖碱比是衡量烟叶内在品质和感官吸味品质的重要指标。最早由考尔逊于1958年提出，认为糖碱比接近10的烤烟质量最好。当时主要从酸碱协调平衡入手来衡量烟叶吸味品质[16]。由图2可见，3个醇化库不同香型片烟糖碱比基本都在5～13，在片烟醇化过程中，片烟糖碱比呈现与醇化库总糖含量相同的下降变化，这是由于醇化过程中烟碱的变化较微弱，受总糖的变化影响较大。就3个醇化库不同香型烤烟糖碱比变化幅度而言，下降幅度表现出兴义库>贵阳库>贵定库。

3 讨 论

调制后的烤烟可溶性糖较高，一般含有10 %～30 %左右，主要包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖及少量的低聚糖等。王晓辉等[17]研究表明，在自然醇化过程中，复烤片烟的总糖和还原糖呈现明显的降低趋势。孙建锋等[18]研究发现高温高湿条件可以加速还原糖的消耗，总糖的变化趋势和还原糖趋势相一致，但第一个谷值出现的时间不一致，因为淀粉在降解初期主要是水解成低聚糖，而不是直接水解成还原糖。本研究显示，在片烟醇化过程中，由于醇化箱未完全达到真空状态，所以箱中尚存一些残留的微生物和氧气，这些好氧微生物利用自身的酶系统(如己糖激酶、乳糖脱氢酶、丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶)将可溶性糖转化为丙酮酸、乳酸、乙醇和乙酸等[19]。在全年月平均温湿度较高的条件下，微生物的生长较快，则催化作用下糖转化反应也越快，3个醇化库不同香型片烟下降幅度大小表现出兴义库>贵阳库>贵定库。经过醇化的烟叶水溶性糖损失量可达13.16 %～23.17 %，且烟叶中一般不含蔗糖，蔗糖在醇化过程中几乎全部分解[20]。醇化后期，可溶性糖的降解能力减弱，是由于能被微生物利用的可溶性糖被消耗殆尽，微生物的生存受到抑制，则片烟的总糖和还原糖醇化到24个月后，达到动态平衡。任夏等[21]研究表明在醇化过程，总糖含量的分解主要发生在6～18个月。本研究结果显示总糖和还原糖含量下降幅度主要发生在6～12个月，并且在醇化6～12个月下降幅度大小表现出兴义库>贵阳库>贵定库，表明片烟醇化过程中可溶性含量的分解速率随着醇化库温度增加而加快。综合表明，全年月平均温度和相对湿度较高的醇化库清香型和中间香型片烟糖类含量的降解速度越快，而浓香型片烟总糖含量的变化受仓贮环境温湿度影响不大。

图2 不同醇化库不同香型片烟糖碱比在醇化中的变化规律Fig.2 Changes of the ratio of total sugar to nicotine in tobacco strips of different aroma types under different mellowing storage during aging

孙建锋等[18]研究表明高温高湿条件下可以加速含氮化合物的降解，温度是影响片烟醇化过程中烟碱含量的主要因素。本研究结果显示3个醇化库不同香型片烟在醇化过程中总生物碱发生了微弱的变化，下降幅度大小表现出兴义库>贵阳库>贵定库。烟碱最主要的部分以游离态形式存在，因为挥发性生物碱类易于氧化，并具有很强的挥发性，在温度和相对湿度较高的醇化环境中下降一般在14 %左右[20]。但是游离态烟碱在烟叶中的绝对含量不大，通常为0.2 %以下，但它对烟叶的吃味影响特别大。因此，片烟中总生物碱发生了微弱的变化是由于游离态烟碱降低所致，意味着在醇化过程中烟叶在一定程度上得到改善。

周恒等[22]研究表明随着醇化时间的延长，烟叶糖碱比在醇化9个月时，急剧下降，随后有所回升的趋势。本研究结果显示3个醇化库不同香型片烟在醇化过程中糖碱比与总糖含量变化相同，呈现下降的趋势，其中在醇化6～12个月期间，下降幅度最快，这与周恒等研究相似。糖碱比的大小在一定程度上反应了烟叶化学成分的协调性以及烟气的酸碱平衡度，是评价烟叶内在品质的重要指标之一，如果以糖碱比作为醇化评价指标，全年月平均温度和相对湿度较高的醇化库具有加速醇化的作用，能够明显缩短醇化时间。

4 结 论

(1)全年月平均温度和相对湿度较高的醇化库可加速烟叶的总糖和还原糖的降解和转化。在醇化24个月后片烟总糖和还原糖的下降幅度均表现出兴义库>贵阳库>贵定库，并且变化速度最快的醇化时期是醇化6～12个月，此时正好处于仓贮环境温度上升的阶段。

(2)不同醇化库不同香型片烟总糖和还原糖下降幅度存在明显差异，其中兴义库的清香型和中间香型片烟总糖和还原糖下降幅度大于贵阳库和贵定库片烟，但3个醇化库的浓香型片烟降幅差异均不显著。

(3)片烟醇化过程中，3个醇化库不同香型片烟总生物碱含量变化微弱，则糖碱比的变化规律与总糖同步，因此，全年月平均温度和相对湿度较高的醇化库能加速改善烟叶内在品质，缩短烟叶的自然醇化时间。

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EffectsofDifferentStoringConditionsonSolubleSugarandAlkaloidofFlue-curedTobaccoStrips

CHEN Yi1, YANG Jia-mei2, WANG Yu-ping2, LU Zhi-wei2, WANG Zhong-xiang3, CUI Xiao-chuang1, YANG Hong-qi1*

(1.Hunan Agricultural University，College of Biological Science and Technology，Hunan Changsha 410128, China; 2.China Tobacco Guizhou Industrial Co., Ltd., Guizhou Guiyang 550009, China; 3.Xingyi Tobacco Storage Station, China Tobacco Guizhou Industrial Co., Ltd., Guizhou Xingyi 562400, China)

【Objective】The present study was conducted to improve the aging quality of tobacco leaf and to achieve the availability of the cigarette materials. 【Method】The total sugar, reducing sugar, nicotine and the change law of sugar-nicotine radio of two parts of flue-cured tobacco lamina from six raw material bases in Guizhou Industrial Co., Ltd. were analyzed. 【Result】(i)In the aging process of flue-cure tobacco, the contents of the total sugar and reducing sugar in different aroma types of flue-cure tobacco lamina of three mellowing storage were decreased, and the aging stage of the fastest rate of change was the 6th-12thmonths. This period just was the stage of the rising storage environment temperature, and the higher mean monthly temperature and the higher relative humidity of mellowing storage accelerated the degradation and translation of the total sugar and reducing sugar in tobacco leaves. (ii)There were some visible differences (P<0.05) in the total sugar and the reducing sugar in different mellowing storage and different aroma types of flue-cure tobacco lamina. The decline range of total sugar and reducing sugar between fen-flavor and middle-flavor of flue-cure tobacco lamina in Xingyi storage was greater than that in Guiyang and Guiding storehouses, but the differences of falling range of strong-flavor flue-cure tobacco lamina were not significant. (iii) In the aging process of flue-cure tobacco, the changes of the alkali content in different aroma types of flue-cure tobacco lamina of three mellowing storage were weak , and the change law of the sugar-nicotine ratio synchronized with total sugar. 【Conclusion】So the higher mean monthly temperature and higher relative humidity of mellowing storage could improve interior quality of tobacco leaf more quickly and shorten its nature aging time.

Flue-curd tobacco strips; Aging; Storing condition; Soluble sugar; Alkaloid

1001-4829(2017)5-1020-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.007

2016-05-20

贵州中烟资助项目“烟叶醇化过程质量研究”(合同号：12121)

陈 颐(1987-)，男，湖南冷水江人，在读博士研究生，主要从事烟草仓贮技术，E-mail：229781579@qq.com；*为通讯作者：杨虹琦(1958-)，女，北京人，教授，博士生导师，主要从事烟草生理生态与品质化学研究, E-mail: csyhq@sina.com。

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(责任编辑 陈 虹)