成熟度对不同品种晒红烟主要生理生化变化和品质的影响

饶超奇 符云鹏 侯振武 凡聪 陈成立 任庆东 王静

摘  要：為确定晒红烟适宜的采收成熟度，研究了漂河1号、漂河2号晒红烟不同成熟度烟叶晒制过程中主要生理指标、化学成分的变化及晒制后烟叶品质的差异。结果表明，不同成熟度烟叶采收时质体色素含量、淀粉酶活性和主要化学成分含量差异明显;晒制过程中，不同成熟度烟叶水分、色素、淀粉酶活性和主要化学成分含量变化有差异。随着成熟度提高，烟叶晒制过程中失水速率增大、叶绿素降解彻底、烟叶青色消退较快;适当提高成熟度，烟叶在晒制前期保持较高的淀粉酶活性，有利于淀粉的降解和糖含量的提高，同时降低总氮含量，协调烟叶化学成分。漂河1号品种调制后烟叶感官质量以中成熟度（M2）和高成熟度（M3）较好，即叶面变黄60%～70%采收为宜;漂河2号品种调制后烟叶感官质量以中成熟度（M2）最好，即叶面变黄50%～60%采收为宜。

关键词：晒红烟;成熟度;品种;化学成分;感官质量

中图分类号：S572.01          文章编号：1007-5119（2019）06-0066-09      DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.06.010

Effects of Maturity on the Main Physiological and Biochemical Properties and Quality of Different Cultivars of Dark Sun-cured Tobacco

RAO Chaoqi¹， FU Yunpeng¹， HOU Zhenwu²， FAN Cong¹， CHEN Chengli¹， REN Qingdong²， WANG Jing^1*

（1. Tobacco Science College of Henan Agricultural University， Key Laboratory of Tobacco Cultivation in Tobacco Industry， Zhengzhou 450000， China; 2. Jiaohe Tobacco Company Limited， Jiaohe， Jilin 132500， China）

Abstract：In order to determine the appropriate harvest maturity of dark sun-cured tobacco， the changes of main physiological indexes and chemical components during the curing process of sun-cured tobacco， and the differences of tobacco quality after sun-cured tobacco were studied with varieties Piaohe 1 and Piaohe 2. The results showed that there were significant differences in pigment content， amylase activity and main chemical components in tobacco leaves with different maturity. During the drying process， the moisture， pigment， amylase activity and the content of main chemical components of tobacco leaves with different maturity were different. With the increase of ripeness， the rate of dehydration increased during the air drying process， chlorophyll degradation was more complete， and the green color of leaves faded faster. With appropriately improved maturity， high amylase activity is maintained in tobacco leaves at the early stage of drying， which is conducive to degradation of starch and improvement of sugar content， while decreasing the total nitrogen and coordinating the chemical composition of tobacco leaves. In conclusion， the sensory quality of tobacco leaves of variety Piaohe 1 was better in M2 and M3， which means that the most suitable maturation is reached when 60%-70% of leaf surface turns yellow. After curing， the best sensory quality of tobacco leaves was M2， which means that the most suitable maturation is reached when 50%-60% of leaf surface turns yellow.

Keywords：sun-cured tobacco; maturity; variety; chemical composition; sensory quality

成熟度对于烟叶品质具有极其重要的影响。左天觉等^[1]认为，从烟叶最终可用性和烟叶品质风格影响因素的角度分析，烟叶的成熟采收阶段与烟叶的大田生育阶段、采收后调制阶段是同等重要的。许自成等^[2]认为成熟度在烟叶品质形成中是中心因素，合适的田间成熟度是生产优质烟叶的前提和基础。成熟度适宜的烟叶调制后外观颜色均匀，组织结构疏松，内在化学成分协调，烟叶香气质好，杂气、刺激性明显减轻^[3-5]。因此，在国际烟叶市场上，成熟度一直是重要的质量因素^[6]，也是烟草科技工作者研究的热点。目前，关于烟叶成熟度的研究主要集中在烤煙、白肋烟上，对晒烟成熟度的研究较少。赵晓军等^[7]、李宝宝等^[8]分别研究了晒红烟品种“大叶黄”成熟度、江西广昌晒红烟成熟度与烟叶品质的关系。但不同产区由于生态条件、品种及施肥量的差异较大，烟叶所表现的成熟特征具有明显不同。吉林省蛟河市晒烟生产历史悠久，当地烟农多根据经验来确定采收成熟度，缺乏科学的成熟采收规范。整株烟叶一次性采收的方式，常常出现采青或过熟的情况，导致调制后烟叶含青、组织结构僵硬或颜色偏深现象普遍，高等级烟叶比例较低、烟农收益不高。本文以当地晒红烟品种漂河1号和漂河2号为试验材料，研究不同采收成熟度晒烟在调制期间淀粉酶活性、内在化学成分和外观颜色的变化及烟叶品质的差异，旨在确立当地适宜的晒烟成熟采收标准，进一步提高烟叶品质和烟农收益。

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验于2018年5—10月在蛟河市漂河镇新春村进行。试验田土壤为暗棕土，有机质含量24.16 g/kg，碱解氮含量178.45 mg/kg，速效磷含量42.38 mg/kg，速效钾含量165.24 mg/kg。试验品种为当地常年种植品种漂河1号与漂河2号，每个品种种植0.1 hm²，试验田栽培管理严格按照蛟河市优质晒烟生产技术规范进行。

1.2  试验设计

选择生长情况良好且均匀一致的烟株，根据上部叶的落黄程度等外观表现，将两个品种从低到高各划分3个成熟度处理，分别为：低成熟度（M1），叶片黄色面积达30%～40%;中成熟度（M2），叶片黄色面积50%～60%;高成熟度（M3），叶片黄色面积达70%～80%。每个处理600片烟叶，重复3次。各成熟度烟叶外观特征见表1。

1.3  试验方法

各处理烟叶采摘后立即上绳挂晒，每个绳扣编烟叶2片，烟叶的晒制方法按照当地优质晒红烟晒制规范进行。烟叶变黄期（晒制的前6 d），绳间距15 cm，先晒至烟叶失水萎蔫，然后用塑料薄膜对烟架进行覆盖，视烟叶变黄程度与失水干燥速度确定覆盖时间，直至烟叶变黄;第7天至第15天为烟叶变红期，该期间需揭开薄膜、调节绳间距至20 cm进行露天晒制，若遇下雨天，需在下雨前并绳且用薄膜覆盖;晒制15 d之后，叶片变红且基本干燥，进入干筋期，保持绳间距20 cm进行晒制，直至主脉晒干即可，该阶段遇下雨要并绳盖膜。当烟叶主脉干燥、回潮下架时取样评价不同处理烟叶品质。

1.3.1  主要生理指标的测定  于调制后0 d（采收时）、3 d、6 d、9 d、12 d、15 d取各处理代表性的烟叶样品进行测定。叶绿素和类胡萝卜素含量采用乙醇浸提比色法测定^[9]，淀粉酶活性的测定参照3，5-二硝基水杨酸比色法^[10]，所用药品均为分析纯级，由天津市光复科技有限公司生产。烟叶含水率采用烘干法进行测定。

1.3.2  常规化学成分的测定  于调制后0 d（采收时）、6 d（变黄关键时期）、12 d（变红关键时期）和调制结束时取各处理代表性的烟叶样品，去除主脉，于105 ℃杀青15 min，然后在60 ℃下恒温烘干，粉碎过60目筛，进行常规化学成分的测定。水溶性糖、淀粉、总氮和烟碱含量的测定方法参照YC/T 159—2002、YC/T 216—2013、YC/T 161—2002，YC/T 160—2002进行测定，所使用仪器为德国BRAN+LUEBBE公司生产的AA3 型流动分析仪。

1.3.3  烟叶感官质量  样品卷制及评吸评价方法参考文献[11-12]，由河南中烟工业有限责任公司技术中心评吸专家对晒红烟风格程度、香气质、香气量、浓度、杂气、劲头、刺激性、余味、燃烧性、灰色进行评价，每个指标最大标度为9，最终得分取7位专家的平均分。

1.3.4  数据处理  利用SPSS 22.0软件以及Original pro 8.0软件进行数据分析，Excel 2013软件进行图表的处理。

2  结  果

2.1  成熟度对不同品种晒红烟调制期间水分含量的影响

由图1可知，同一品种不同成熟度处理烟叶调制期间水分含量变化规律基本相似，但不同品种调制期间烟叶水分变化规律明显不同。漂河1号各处理在调制前9 d失水缓慢，这与该品种烟叶变黄较慢，多数情况下需要进行塑料薄膜覆盖保湿、促进烟叶变黄有关，低成熟度M1处理失水明显慢于M2、M3。9 d之后，3个处理失水均较快，主要与揭膜通风及绳间距加大有关，且高成熟度处理M3在晒制的12 d之后失水速率明显快于M1和M2。统计分析表明，漂河1号M1处理烟叶含水率在调制各时期均显著高于其他处理（p<0.05），M3处理烟叶含水率在调制前12 d与M2处理没有显著差异，在15 d时显著低于M2处理（p<0.05）。漂河2号在晒制的前3 d失水速率大于漂河1号，3～9 d与漂河1号相似，但9 d后较漂河1号失水慢。漂河2号在调制的前3 d各处理间烟叶含水率差异不显著，3～9 d表现为M3显著低于M1与M2（p<0.05）;第9～15天，随成熟度提高，烟叶含水率下降，且处理间差异显著（p<0.05）。说明随成熟度提高，烟叶调制期间失水速率加快。

2.2  成熟度对不同品种烟叶调制期间质体色素含量与外观颜色的影响

由图2与表2可知，在晒制过程中，各处理叶片叶绿素降解主要发生在调制前12 d，12 d之后所有处理均下降到0.1 mg/g以下;两个品种M1处理的叶绿素含量均高于其他处理，M2与M3处理叶绿素含量除晒制前3 d外，其他时期无显著差异;类胡萝卜素含量在晒制前期急剧下降，9 d以后下降较缓慢。两个品种M1处理烟叶在调制前6 d类胡萝卜素含量显著高于其他处理，但6 d之后差异不显著。而在外观变化上，M2处理烟叶颜色变化进程慢于M3处理。

2.3  成熟度对烟叶调制期间淀粉酶活性的影响

调制过程中两个品种不同成熟度烟叶淀粉酶活性变化趋势不同，但不同品种同一成熟度处理淀粉酶活性变化趋势相似（图3）。在调制0～3 d，两个品种不同成熟度烟叶淀粉酶活性下降缓慢并保持较高的水平，有利于淀粉的快速降解;漂河1号在调制3～9 d、漂河2号在调制的3～12 d淀粉酶活性急剧下降，且漂河2号M3处理淀粉酶活性下降速率较其他2个处理快。两个品种M1处理烟叶淀粉酶活性在采收时（0 d）显著低于其他处理（p<0.05），调制过程中下降速率最慢，在调制第9天后高于M2、M3，说明烟叶采收成熟度低不利于前期淀粉的降解。

2.4  成熟度对烟叶化学成分的影响

2.4.1  淀粉含量  由图4可知，采收时不同成熟度烟叶淀粉含量差异明显，均表现M2>M3>M1，其中漂河1号不同成熟度间烟叶淀粉含量差异显著，漂河2号的M2和M3显著高于M1。调制过程中，不同处理烟叶淀粉含量呈下降趋势，其中调制前6 d淀粉含量快速下降，这与该阶段烟叶淀粉酶保持较高的活性有关。从调制的第6天至调制结束，漂河1号品种的烟叶淀粉含量均表现为随成熟度的提高而下降，且M1淀粉含量显著高于M2、M3，这与M1调制前6天淀粉酶活性较低有关。至调制结束时各处理淀粉降解率分别为87.05%、93.03%、93.90%，表现为M3略高于M2，两个处理的淀粉降解率显著高于M1，说明M3和M2比M1的淀粉降解更充分。漂河2号的淀粉含量表现为M1>M3>M2，且处理间差异显著，至调制结束时各处理淀粉降解率分别为82.38%、89.40%、86.71%，表现为M2最高，M3次之，M1最低，这与其淀粉酶活性在调制3 d后下降较快有关。

2.4.2  总糖和还原糖含量  由图5可看出，在调制的0～6 d，不同处理烟叶总糖和还原糖含量大幅度增加，这与淀粉的快速降解同步。漂河1号的M2、M3处理总糖和还原糖含量峰值出现在调制的第6天，M1处理的峰值出现在调制的第12天;漂河2号不同处理总糖和还原糖含量峰值均出现在调制的第12天。同一品种不同成熟度烟叶总糖和还原糖含量差异较大，漂河1号的总糖和还原糖含量表现为M2>M3>M1，且处理间差异显著;漂河2号品种的总糖和还原糖含量表现为M2>M1>M3，处理间差异也达到显著水平，说明漂河2号品种成熟度过高会导致烟叶糖含量显著降低。

2.4.3  總氮和烟碱含量  两个品种晒红烟在采收时及整个调制过程中总氮含量均表现为随成熟度提高而降低，且M1显著高于M2和M3。调制过程中，各处理总氮含量均表现为先降低后升高的变化趋势，在调制的第6天含量最低（图6）。

由图7可知，两个品种不同成熟度烟叶在调制过程中烟碱含量逐渐升高。漂河1号的不同成熟度烟叶烟碱含量在调制的前6 d增加幅度较大，之后缓慢增加;漂河2号的不同成熟度烟叶烟碱含量在调制过程中一直呈缓慢升高的趋势。漂河1号采收时不同处理烟碱含量表现为M1>M3>M2，且处理间差异显著;调制过程中不同处理烟碱含量则表现为M3>M1>M2，M3显著高于其他处理。

2.5  不同成熟度对烟叶感官质量的影响

由表3可以看出，随成熟度提高，两个品种的风格程度彰显，香气量、浓度提高，香气质、刺激性、余味均以M2处理最优。漂河1号品种评吸总分M2和M3明显高于M1，漂河2号品种评吸总分表现为M2>M1。说明漂河1号烟叶感官质量以M2至M3较优，漂河2号感官质量以M2最优。

3  讨  论

成熟度对调制过程中烟叶失水速率、质体色素降解及变黄进程影响较大。本研究结果表明，两个晒红烟品种不同成熟度烟叶晒制过程中变黄期含水率下降较慢，变黄之后下降较快，且随着成熟度的提高烟叶含水率下降增快，这与前人对烤烟的研究结果相似^[13-14]。不同成熟度烟叶在调制过程中失水速率的差异，一方面与不同成熟度烟叶组织结构疏密程度、烟叶保水能力不同有关^[15]，另一方面也与不同成熟度烟叶叶绿素含量不同、烟叶调制过程中色素降解速率及变黄速率不同有关^[16-19]。本研究结果也表明，随烟叶成熟度的提高，采收时及调制过程中烟叶叶绿素、类胡萝卜素含量均呈下降趋势;烟叶变黄、变红进程加快，为了保持烟叶失水速率与变色速率相协调，变黄速度快的烟叶，在调制管理上揭膜通风较早、烟叶晒制时间较长，以促进水分散失，防止变黄过度，这也是导致成熟度高的烟叶含水率下降快的主要原因之一。

本研究表明，两个晒红烟品种不同成熟度调制过程中淀粉酶活性总体呈下降趋势，这与赵晓军^[7]的研究结果相似，但与烤烟烘烤过程中淀粉酶活性变化呈双峰曲线的研究结果明显不同^[20-21]，主要与不同调制方式烟叶调制过程中温湿度不同、进而导致淀粉酶活性变化出现较大差异有关。蛟河晒红烟调制过程中，随着淀粉的降解，总糖和还原糖含量呈先升高后降低趋势;而李宝宝^[22]、尹永强等^[23]研究表明，晒红烟调制过程中总糖和还原糖含量呈下降趋势。差异的原因主要与不同产区晒红烟生态条件、栽培措施尤其是施氮量差异较大，导致烟叶生长期间淀粉积累量不同、调制期间淀粉降解量及糖的消耗量不同有关。不同成熟度晒红烟调制过程中淀粉、总糖和还原糖含量变化规律相似，提高成熟度有利于淀粉降解;两个品种不同成熟度烟叶调制后总糖和还原糖差异显著。

蛟河晒红烟调制前6 d总氮含量有所下降，主要是蛋白质降解形成氨基酸脱氨所致^[24];6 d之后烟叶总氮含量逐渐增加，主要是因为烟叶调制时间较长，干物质呼吸消耗较多，导致其相对含量增加。整个调制过程中，中、高成熟度烟叶总氮含量显著低于低成熟度烟叶;至调制结束，不同处理烟叶总氮含量较采收时略有增加。蛟河晒红烟调制前6 d烟碱含量增加主要与干物质大量呼吸消耗有关;调制后期烟碱的增加，一方面是由于干物质消耗，另一方面与蛟河晒红烟调制后期温度较低、烟碱的生物氧化导致烟碱降解量较少有关^[25]。两个品种不同成熟度烟叶调制过程中变化规律相似，调制结束时中成熟度处理烟碱含量显著低于其他处理。

4  结 论

随成熟度提高，两个品种晒红烟调制过程中失水速率、质体色素降解速率增加，进而导致烟叶变黄和变红进程加快;不同成熟度烟叶调制过程中淀粉酶活性变化规律不同，其淀粉降解、总糖和还原糖含量以及总氮和烟碱含量变化有差异，最终导致调制后烟叶感官质量具有明显不同。漂河1号品种叶片落黄面积60%至70%时采收，烟叶感官质量较优;漂河2号品种叶片落黄面积50%至60%时采收，烟叶感官质量最优。

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