不同采收时间对雪茄烟叶产质量的影响

卢瑞琳，刘路路，胡 希，叶科媛，钟 秋，邹宇航，时向东

（1. 河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，河南郑州 450002；2. 四川中烟工业有限责任公司长城雪茄烟厂，四川什邡 618400；3. 四川省烟草公司德阳市公司，四川德阳 618000）

雪茄是最古老的烟草制品之一，具有劲头大、香气度丰满、香吃味足等特点[1]，近年来需求量不断增加。全国雪茄烟种植面积已由2011年的40.0 hm2增加到2019 年的357.8 hm2，相应年收购量由37.7 t增加到451.7 t，在全国晾烟种植面积中整体占比由0.2%增加到11.4%，收购量占比由0.08%增加到6.48%[2]。这也对国产雪茄烟叶质量提出了更高的要求。在影响烟叶质量的诸多因素中，确定适宜的采收时间是获得优质烟叶的重要前提之一[3‑4]。以往关于雪茄烟不同采收时间的研究主要集中于大田生长期与调制过程中烟叶质量的变化规律。采收时间不同，烟叶的农艺性状、组织结构和填充值等也会有所不同[5]。随着烟叶采收时间的推迟，调制过程中一系列相关酶的活性也会改变，造成物质代谢和化学成分含量的差异[6]。采收时间适宜的雪茄烟叶调制过程中酶类物质活性最佳，酚类物质积累较多，调制后的烟叶化学成分协调性好，香气质好、香气量足[7‑8]。上述研究对认识不同采收时间雪茄烟叶生长和调制过程中的质量形成规律起到了重要作用，但雪茄烟叶采收后要经过一系列的调制、发酵和醇化才能投入工业使用，因此，明确不同采收时间对雪茄烟叶发酵后质量的影响尤为重要。鉴于此，研究了不同采收时间对雪茄烟叶发酵后产质量的影响，为提升我国雪茄烟叶质量提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 供试地点和材料

试验于2019年在四川省德阳市什邡市进行，供试品种为德雪3号。试验地肥力适宜，行距120 cm，株距50 cm，选取大田管理规范、长势均匀的烟田，以中部（9～11 叶位）、上部（14～17 叶位）2 个部位烟叶为研究对象。

1.2 试验设计

针对中部和上部2 个部位，根据雪茄烟叶不同采收时间设置3 个处理。中部叶于移栽后70 d 第1次采收，以后每隔10 d 采收1 次，共采3 次，依次标记为C1、C2、C3。上部叶于移栽后77 d第1次采收，以后每隔10 d 采收1 次，共采3 次，依次标记为B1、B2、B3。参照邹宇航等[9]方法进行调制，调制过程中，每隔5 d取样1次测定含水率。调制结束后对烟叶的经济性状进行统计，并将不同处理的雪茄烟叶回潮至水分含量28%左右，置于温度40 ℃、相对湿度80%的恒温恒湿箱内发酵21 d。对发酵后的烟叶进行物理特性、化学成分和中性致香物质含量测定，每个处理20片，重复3次。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 含水率 使用DHG-9240A 鼓风干燥箱（105 ℃杀青15 min，60 ℃烘干）测定烟叶含水率，每隔5 d测量1次，共测量5次，计算含水率。

含水率=(鲜质量－干质量)/鲜质量×100%。

1.3.2 物理特性 单叶质量使用精度为0.001 g 的HC 电子天平测定，叶质重使用打孔铝盒称质量法测定，叶厚使用BHZ-1 型薄片厚度计测定，拉力使用ZKW-3 型薄片抗张强度试验机测定，含梗率使用称质量法测定，平衡含水率使用平衡水分称质量法测定[10]。

1.3.3 常规化学成分 采用SEAL-AA3 连续流动分析仪测定烟叶常规化学成分含量，包括水溶性糖、烟碱、总氮、钾、氯、蛋白质。

1.3.4 中性致香物质 香气物质提取采用同时蒸馏萃取仪；香气物质定性定量测定采用HP 5890-5972 气质联用仪，提取液采用GC/MS 鉴定和NIST库检索定性。GC/MS分析条件：色谱柱为HP-5(60 m×0.25 mm×0.25 m)；载气为He；流速为0.8 mL/min；进样口温度为250 ℃；传输线温度为280 ℃，离子源温度为177 ℃。升温程序：初温50 ℃，恒温2 min后，以2 ℃/min 的速度升至120 ℃，5 min 后以2 ℃/min 的速度升至240 ℃，保持30 min；分流比1∶15；进样量2 μL；电离能70 eV；质量数50～500 amu；MS 谱库NIST02：采用内标法定量，内标物为乙酸苯乙酯。

1.3.5 感官质量 将不同采收时间烟叶发酵后卷制成长度125 mm、直径10.5 mm 的单料烟进行感官评吸，由国家烟草栽培生理生化研究基地聘请烟厂专业人员对烟叶的香气浓郁度、香韵、烟气、杂气、余味、协调性及燃烧性进行描述评价。

1.3.6 经济性状 各处理分开采收、调制，之后进行分级，按照当地雪茄烟叶交易等级分别统计调制后的上等烟比例及雪茄均价、产量和产值。

1.4 数据处理

数据采用Microsoft Excel 2010 进行整理和作图，采用DPS软件进行LSD法单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同采收时间雪茄烟叶调制过程中的含水率变化

如图1 所示，不同采收时间的雪茄烟叶调制期间含水率变化规律基本一致，均呈下降趋势，随采收期推迟，烟叶失水速率逐渐加快。B3、C3 时期烟叶失水最快，分别表现为B3>B2>B1，C3>C2>C1。调制25 d，上、中部叶含水率分别稳定在18.99%～31.83%、18.01%～22.44%。由以上结果可知，雪茄烟叶采收时间越晚，调制时失水速率越快。

2.2 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的物理特征

从表1 可以看出，随采收期的推迟，德雪3 号上部叶和中部叶的单叶质量、含梗率和拉力呈现先上升后下降的趋势，分别在B2、C2 处理达到峰值。以上部叶为例，上述指标依次为5.86 g、25.74%和1.69 N。叶质重、叶厚与平衡含水率则随采收期推迟而下降，B2、C2处理处于中间水平，且各处理间差异显著（P<0.05）。以上结果说明，B2、C2 处理雪茄烟叶在叶质重、叶厚、拉力等方面表现较优。

表1 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的物理特征Tab.1 Physical characteristics of cigar leaves at different harvest time after fermentation

2.3 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的常规化学成分

从表2 可以看出，随采收期推迟，德雪3 号上部叶和中部叶总糖、还原糖和总氮含量呈逐渐降低趋势，各处理间差异显著（P<0.05），表现为B1>B2>B3、C1>C2>C3，其中B2 处理总氮含量为4.026%，较B1 处理下降了2.118 个百分点，C2 处理总氮含量为4.429%，较C1 处理下降0.180 个百分点；上、中部叶烟碱含量先升高后降低，C2 处理为1.301%，较C1、C3 处理分别升高0.202、0.450 个百分点；上部叶蛋白质含量呈先降低后升高趋势，B2处理较B1、B3处理分别下降3.466、1.797个百分点，各处理间差异显著（P<0.05），中部叶蛋白质含量逐渐降低，表现为C1 处理显著高于C2、C3 处理；上、中部叶氮/碱呈先降低后升高的趋势，B2、C2 处理分别为4.926、3.405，与优质雪茄烟叶氮/碱（3～4）[11]接近；上部叶钾/氯为3.971～4.120，中部叶钾/氯为4.068～4.597。由以上结果可知，德雪3 号烟叶燃烧性良好，B2、C2处理采收雪茄烟叶化学协调性较好，更符合优质雪茄烟要求。

表2 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的化学成分含量及协调性Tab.2 Chemical constituents content and coordination of cigar leaves at different harvest time after fermentation

2.4 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的中性致香成分含量

经GC/MS 联用仪和MS 谱库对德雪3 号不同部位3个采收时间雪茄烟叶进行定性定量分析，共检出27种对烟叶香气成分有较大影响的中性致香物质（表3）。包括苯丙氨酸类4 种，棕色化产物类5种，西柏烷类1 种，类胡萝卜素类11 种，叶绿素降解产物1种，其他5种。

表3 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的中性致香成分含量Tab.3 The content of neutral flavoring components in cigar leaves at different harvest time after fermentation μg/g

续表3 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的中性致香成分含量Tab.3（Continued） The content of neutral flavoring components in cigar leaves at different harvest time after fermentationμg/g

续表3 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的中性致香成分含量Tab.3（Continued） The content of neutral flavoring components in cigar leaves at different harvest time after fermentationμg/g

2.4.1 新植二烯含量 由表3 可知，随采收时间推迟，烟叶成熟度不断提高，叶绿素降解产物新植二烯含量也存在差异。德雪3号新植二烯含量上部叶呈逐渐上升趋势，B3 处理最高，为677.74 μg/g，较B1、B2 处理分别提高19.67%、6.47%。中部叶先上升后降低，C2处理最高，为708.22 μg/g，较C1、C3处理分别提高17.58%、2.61%。

2.4.2 各类香气总量 由表3可知，随采收期推迟，烟叶成熟度提高，上部叶类胡萝卜素降解产物含量先升高后降低，B2 处理最高，为107.66 μg/g，中部叶各处理表现与之一致，C2处理达到峰值（94.76 μg/g）；西柏烷类降解产物含量呈逐渐下降趋势，B2、C2处理处于中间水平，含量分别为59.89、68.46 μg/g；苯丙氨酸转化产物和棕色化反应产物含量均先增后减，B2、C2处理最高。综合分析可知，4种主要香气物质中，B2、C2处理西柏烷类降解产物茄酮含量处于中间水平，而其他3 种香气前体物降解产物含量处于较高水平。

从表3 可以看出，上部叶B2 处理香气物质总量最高（896.30 μg/g），较B1、B3 处理分别提高16.23%、1.88%；中部叶C2 处理含量最高（973.97 μg/g），较C1、C3处理分别提高17.68%、5.58%。

2.5 不同采收时间雪茄烟叶发酵后的感官质量

由表4 可知，德雪3 号烟叶随着采收时间推迟，成熟度提高，雪茄烟叶香气浓郁度、烟气醇和感均有不同幅度的上升，杂气、刺激性逐渐降低，余味的醇净感有所提高，协调性明显改善，燃烧性整体较好。上部、中部烟叶香韵种类分别以B2、C2 处理最多。由以上结果来看，采收越迟，成熟度越高，烟叶的感官质量越好。

表4 不同采收时间雪茄烟叶发酵后感官评价结果Tab.4 Sensory evaluation results of cigar leaves at different harvest time after fermentation

续表4 不同采收时间雪茄烟叶发酵后感官评价结果Tab.4（Continued） Sensory evaluation results of cigar leaves at different harvest time after fermentation

2.6 不同采收时间雪茄烟叶产量和产值

由表5 可以看出，德雪3 号雪茄烟叶产值、上等烟比例和均价等指标在不同采收期下存在显著差异（P<0.05）。随采收时间的推迟，上部叶的上等烟比例、中等烟比例、均价、产值均先升高后降低，以B2处理最高，其中上等烟比例分别较B1、B3处理提高5.93、3.11个百分点，均价分别较B1、B3处理提高21.54%、14.91%，烟叶产值(34 015.71 元/hm2)分别较B1、B3 处理提高13.57%、16.52%；中部叶上述指标表现与之一致，C2 处理产值最高（45 816.23元/hm2），分别较C1、C3 处理提高16.85%、12.10%。可见，B2、C2处理雪茄烟叶经济效益表现最优。

表5 不同采收时间雪茄烟叶产量和产值分析Tab.5 Yield and output value of cigar leaves at different harvest time

3 结论与讨论

本研究表明，烟叶采收越晚，调制期间失水越快，与赵松超等[7]的研究结果一致。这是因为采收越迟，烟叶成熟度越高，细胞间隙越大，组织结构越疏松，烟叶水分越容易散失[12‑13]。物理特性是衡量烟叶品质的重要因素之一，具体包含单叶质量、叶片厚度、含梗率、拉力、平衡含水率以及填充值等。这些指标与烟叶的耐加工性、可用性以及烟叶等级关系密切，对烟叶质量有直接影响[14‑15]。优质雪茄烟要求弹性好、拉力强、填充性好、叶厚适中[16]。本研究中，随采收时间的推迟，德雪3 号烟叶的厚度、叶质重、平衡含水率逐渐降低，而拉力则在第2个时期（上部叶移栽后87 d、中部叶移栽后80 d）采收达到最大。因此，上部叶和中部叶分别在移栽后87、80 d采收可获得最优的物理特性。

化学成分影响着烟叶的内在品质，对烟气的协调性和烟叶质量有重要影响[17‑20]。本研究中，随着采收时间推迟，烟叶化学成分含量呈现如下变化特点：（1）总糖和还原糖含量逐渐降低。这是因为糖类作为碳水化合物的主要物质之一，随着烟叶采收期推迟，鲜烟叶糖含量逐渐积累。但在发酵过程中，糖类物质会参与一系列氧化反应和棕色化反应，起到平衡烟气、增香提质的作用，从而被大量消耗降解[13，21]。（2）总氮含量呈下降趋势，这一结果与刘博远等[6]、张嘉雯等[22]对调制后雪茄烟叶的研究结果基本一致。但上部叶蛋白质含量在推迟采收后反而有所上升，可能是德阳市什邡烟区烟叶衰老后期降水量较大，上部叶易于吸收过多的氮素而返青，不利于其落黄成熟[23‑24]。（3）烟碱含量先升高后降低。在前人研究[6，22]中，不同时期采收的雪茄烟叶调制后烟碱含量逐渐上升。出现差异的原因可能是因为发酵过程中烟碱会在微生物、酶以及氧化作用下降解为烟酸、甲基-3-吡啶酮、可的宁和2，3-联吡啶等物质[21]，从而改善烟叶的香气，烟叶采收越晚，成熟度越高，降解越充分。但是作为烟叶劲头和香吃味形成的基础之一，烟碱是在烟叶生长过程中逐渐积累的[13，25]。从氮碱比指标来看，上部叶、中部叶分别在移栽后87、80 d 采收时，烟叶氮碱比最接近优质雪茄烟叶氮碱比（3～4）的要求[11]。

香气物质是评价烟叶质量的关键，发酵可以改善烟叶的香气质量，同时促进香气物质的生成[26]。雪茄烟叶的香气物质是决定雪茄香吃味的基础，烟叶采收时间不同，其香气物质含量也会有较大的差别[27]。本研究发现，随采收期推迟，发酵后中部叶的新植二烯含量呈先上升后下降的变化，上部叶新植二烯则逐渐积累，这是因为部位和产地不同，烟叶内含物合成和积累量存在差异[13，28]，而且不同时期采收时的天气条件也会影响烟叶中香气物质的形成和转化[29]。另外，随烟叶采收期的推迟，烟叶中苯丙氨酸类转化产物、棕色化反应产物和类胡萝卜素降解产物含量均先升高后降低，与王洁[21]的研究结果一致。而西柏烷类降解产物茄酮含量随采收时间推迟表现为逐渐降低，可能是其在发酵过程中进行了转化和降解。因为发酵过程往往伴随着氨气的释放，烟叶采收越迟，成熟度越高，某些游离态含氮化合物生成的氨气越多。在这种条件下，茄酮越易被催化生成极不稳定的环氧化物，并进一步反应生成氧化的双环化合物[13，21]，降低其含量。而且，随采收期推迟，不同部位雪茄烟叶中的各类香气物质总量先升高后降低，中部叶于移栽后80 d、上部叶于移栽后87 d采收，烟叶香气物质总量最高。因此，烟叶在适宜时期采收，有利于保证较高的香气物质含量。

综上，德雪3 号雪茄烟叶在德阳什邡烟区种植时，应在移栽后80 d 和87 d 左右分别采收中部叶和上部叶。此时，烟叶拉力好，氮碱比协调，香气物质积累充分，烟气也更加醇和，经济指标较好。