保湿变黄工艺对上部叶色素、淀粉含量及烟叶质量的影响

何孝磊，赵启超，肖 尧，刘大学，吴光斌，龙庆祥，徐 念，韦玉花，陆龙凯，丁忠林

（贵州省烟草公司 黔南州公司，贵州 都匀 558000）

优质上部烟叶香气量足、吃味好，能提高“细、中、短支”卷烟的吃香味，是促进卷烟“上水平”的重要保障［1］。然而，上部烟在烘烤过程中始终存在叶绿素降解不充分、烤后含青烟叶占比高等问题［2］，严重降低了烟叶品质。为此，研究者通过调整风机功率［3］、优化烘烤温湿度参数［4-5］、延长变黄关键点稳温时间［6］等方式，促进烟叶变黄，提高烤后烟叶质量。摆金基地是贵州中烟高可用性上部烟开发示范点，该区域上部烟成熟阶段易遭受高温干旱天气的影响 ，烤后烟叶存在支脉带青、叶面浮青等问题。采取变黄前期干湿同温［7］、间歇性关闭循环风机［8］等措施可促进烟叶变黄，但目前通过调整风机转向以减少烤房内水分排出，从而促进烟叶变黄的研究鲜有报道。本试验根据黔南上部烟鲜烟叶素质，通过改变烟叶变黄阶段循环风机转向、调整关键稳温点参数，对比研究了不同烘烤方式下烤房内相对湿度、烟叶色素降解速度及烤后烟叶质量等指标的差异情况，旨在探索适宜黔南上部烟的烘烤工艺，降低烤后含青烟、僵硬烟比例，提高烟叶质量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年在平塘县鼠场黄泥田烘烤点进行，试验品种为K326，试验地的土壤肥力中等，按正常时令移栽，种植密度为110 cm×60 cm，大田管理方式按照优质烟叶的生产管理规范，打顶后留叶18～20片。以上部叶（自下而上第15～17叶位）为试验材料，按照成熟标准，在田间选择正常成熟且素质相当的上部叶挂牌标记，将牌挂在离隔热墙2、4、6 m的位置。烤房为气流上升式密集烤房，3层2路，规格为2.7 m×8.0 m×3.5 m，每炕360竿，每炕取样6竿。

1.2 试验方法

试验设2个处理：CK为常规烘烤，T为保湿变黄烘烤，每个处理重复3次。在变黄期，将循环风机调整为反转状态，由于负压作用，使排湿窗关闭，减少烤房内水分外排的同时，保持烤房内部空气循环，使得温湿度在空间上分布相对均匀，达到保湿变黄的效果。

保湿烘烤工艺（T）：变黄期间（42 ℃前），风机主要为反转模式，干湿球温度设置为36/35 ℃，起火后稳温6 h，升温至38 ℃（湿球37 ℃），待大部分烟叶达到8成黄后升温至40 ℃（湿球为38 ℃）；稳温至大部分烟叶达到黄片青筋后，风机调整为正转模式，同时升温至42 ℃。在40～42 ℃过程中，先排湿后升温，待烟叶完全变黄、主脉发软后升温至45 ℃；烟叶达到勾尖卷边后升温至48 ℃，干湿球设置为48/37 ℃；烟叶达到小卷筒后升温至54 ℃（湿球38～39 ℃）；稳温至烟叶达到大卷筒后升温至58 ℃（湿球40 ℃），使烟叶主脉收缩；再升温至62 ℃（湿球41 ℃），稳温使烟叶主脉变紫；最后升温至68 ℃（湿球42 ℃），烘烤至干筋。

常规烘烤工艺（CK）：起火后，干球以1 ℃/h的速度升温至34 ℃（干湿差保持1～2 ℃），稳温至叶尖变黄达10 cm左右；升温至38 ℃（干湿差保持1～2 ℃），稳温至大部分烟叶达到8成黄、叶片发软；然后升温至40 ℃（干湿差保持2～3 ℃），稳温使大部分烟叶达到8～9成黄，主脉发软；升温至42℃（干湿差保持4～5 ℃），稳温使烟叶完全变黄；升温至45 ℃（湿球37～38 ℃），待烟叶出现勾尖卷边后升温至48 ℃（湿球38 ℃），烟叶达到小卷筒后升温至54 ℃（湿球38～39 ℃），稳温至烟叶达到大卷筒；干筋阶段的烘烤参数设置同上。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 烤房内温湿度的测定 温湿度变化用烤烟多参数实时监测仪（中国计量学院生产）监测，温度的分辨均为0.1 ℃，相对湿度的分辨率为0.1%。检测探头安置在烤房中部离隔热墙2、4、6 m的位置，分别在烤房底台、中台、顶台距叶尖10 cm处及顶台距叶柄10 cm处进行测量。

1.3.2 烟叶淀粉和色素含量的测定 从开烤（0 h）开始，每隔12 h取样2份，每个处理各取5片烟叶，每片均分为3等份，去除叶尖1/3和叶柄1/3，留取叶中部的1/3区域。中部区域去除主叶脉后分为3份，其中2份样品放置于液氮罐中保存，分别用于色素含量和淀粉酶活性的测定；另外1份样品经105 ℃杀青后，60 ℃烘干，用于测定烟叶中的含水量和淀粉含量。叶绿素含量参照李合生的方法测定［9］；淀粉含量的测定采用高氯酸水解法［10］；淀粉酶活性根据Kato-Noguchi和Macias的方法测定［11］；烟叶含水量的测定参照韩富根等［12］的方法。

1.3.3 经济指标的测算 挂牌烟叶根据GB 2635—92要求，由黔南州烟草公司技术中心组织专业人员进行分组、定级，统计烟叶等级分布情况。

1.3.4 烟叶品质指标的测定 外观质量的测定参考王彦亭、刘登乾等［13-14］的方法，每个处理取B2F样品2 kg进行评分。烤后烟叶送贵州中烟工业技术中心进行常规化学成分检测和感官评吸。

1.3.5 数据处理 试验数据应用Microsoft Excel 2007软件进行处理，应用sigmaplot 10.0软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同烘烤方式对烤房内相对湿度及烟叶含水量的影响

由图1可知，在0～96 h的烘烤阶段内，与CK相比，保湿烘烤工艺处理的烟叶含水量呈先慢后快的下降趋势，含水量在24、36及48 h的时间点分别显著提高了4.35%、7.22%及12.19%，在72、84 h时间点分别显著降低了23.15%、21.03%；烤房内相对湿度均呈现先稳定在较高水平，然后下降的趋势，其中，在12、24、36及48 h时间点分别显著提高了6.81%、6.05%、5.96%、11.20%，在84 h显著降低了12.75%。这说明不同烘烤工艺对烟叶含水量和烤房内相对湿度的影响具有差异性。

图1 不同烘烤方式对烟叶含水量和烤房内相对湿度的影响

2.2 不同烘烤方式对烟叶色素含量的影响

由图2可知，保湿变黄烘烤工艺在烘烤前期烟叶叶绿素含量较低，在12、24、36及48 h时间点较常规烘烤显著降低，降幅分别为17.05%、24.03%、45.74%、47.32%；类胡萝卜素含量在烘烤24 h后较低，其中，在48、72及96 h较常规烘烤显著降低，降幅分别为2.26%、3.03%、3.37%。这表明保湿变黄烘烤工艺能促进烟叶叶绿素和类胡萝卜素的分解。

图2 不同烘烤方式对烟叶色素含量的影响

2.3 不同烘烤方式对烟叶淀粉含量及淀粉酶活性的影响

由图3可知，随着烘烤时间的推移，淀粉含量下降呈先快后慢的趋势，淀粉酶活性呈“升降升降”的双峰变化趋势。保湿变黄烘烤工艺在12 h后淀粉含量降低较快，在60、72及96 h较CK分别显著降低了16.52%、15.18%、18.18%；淀粉酶活性较CK高，在36、48及60 h分别显著提高了7.53%、5.70%、5.24%。这说明保湿变黄烘烤能够提高烟叶淀粉酶的活性及淀粉的分解速度，降低烟叶中的淀粉含量。

图3 不同烘烤方式对烟叶淀粉含量及淀粉酶活性的影响

2.4 不同烘烤方式对烤后烟叶外观质量的影响

由表1可知，与CK相比，保湿变黄烘烤可提高烤后烟叶颜色、叶片结构等指标的分值。烟叶颜色、身份、油分及色度得分的提高均达到了显著水平，增幅分别为2.18%、1.85%、5.75%、3.27%，但加权得分的提升水平不显著。

表1 不同烘烤工艺对烤后烟叶外观质量指标得分的影响

2.5 不同烘烤方式对烤后烟叶化学成分的影响

由表2可知，与CK相比，保湿变黄烘烤后的烟叶淀粉含量显著降低了13.88%；糖碱比和氮碱比显著提高，增幅分别为10.91%、5.80%；总糖、还原糖及总氮含量增加，但未达到显著性。

表2 不同烘烤方式对烤后烟叶化学成分的影响

2.6 不同烘烤方式对烤后烟叶感官质量的影响

由表3可知，相对于CK，保湿变黄烘烤能够显著提高了烤后烟叶的感官评吸总分，增幅为2.02%。其中香气质、杂气及刺激性等指标的得分显著提高，增幅分别为2.18%、1.85%、5.57%；不同烘烤方式对吃味、劲头等指标的影响不显著。

表3 不同烘烤方式对烤后烟叶感官质量得分的影响

2.7 不同烘烤方式对烤后烟叶类型及均价的影响

由表4可知，相对于CK，保湿变黄烘烤显著提高了烤后烟叶的黄烟率和橘色烟占比，增幅分别为9.52%、8.67%；含青烟、僵硬烟比例显著降低，降幅分别为47.81%、56.62%；上等烟比例提高7.78%，均价提高0.78%，但影响未达到显著水平。

表4 不同烘烤方式对烤后烟叶类型及均价的影响

3 结论与讨论

烟叶色素包括叶绿素和类胡萝卜素等，其降解过程主要发生在变黄阶段［15］。类胡萝卜素分解的产物是致香物质的前体，其本身也是叶片中的抗氧化物质，能缓解活性氧分子对叶绿素的伤害［16］。在主变黄温度点（38～39 ℃），85%～90%相对湿度范围有利于色素的降解［17］。在本试验中，保湿变黄烘烤工艺加快叶绿素降解，与类胡萝卜素分解加快有关，与叶片内活性氧水平提高有关，也受叶绿素降解相关酶活性增加的影响［18］。

烤后烟叶淀粉含量受相对湿度的影响。龚顺禹等［19］的研究显示，K326品种在变黄期保持较高相对湿度（86%以上）时的烟叶淀粉酶活性增高。当干球处于38～39 ℃温度点时，在一定湿度范围内（70%～92%）随着相对湿度的升高，烤后烟叶淀粉含量呈降低趋势［20］。本试验结果表明：变黄稳温点在较高湿度（85%～89%）条件下可促进淀粉的转化，这与淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性的提高有关［19］。然而，宫长荣等［21］研究显示，在主变黄温度点上（38 ℃），80%～85%相对湿度范围内的淀粉酶活性较高，有利于淀粉的分解；王怀珠等研究显示，低温低湿变黄（温度38 ℃，相对湿度75%～81%）更有利于淀粉的分解［22］，这可能是部位不同引起的差异，宫长荣、王怀珠等的试验材料为中部烟，而本试验为上部烟。

上部烟不易变黄。袁黔华等［23］的研究显示，变黄期烤房内相对湿度维持在较高水平有利于促进上部烟变黄。本试验在变黄期减小干湿球的温度差，增加烤房内的相对湿度，可减少烟叶水分的散失，为烟叶内部物质的转化提供良好环境，加快色素分解，促使烟叶变黄。王松峰等［24］的研究显示，于变黄期进行湿处理（相对湿度为86%）能够提高烟叶的外观质量与经济性状指标。本试验数据表明保湿变黄工艺能够提高烤后烟叶的外观质量，提升烟叶的黄烟率和橘色烟率，降低上部烟烤后含青烟、僵硬烟的比例，使上等烟比例、均价得到提高。

调控相对湿度可提高烟叶的内在质量，在主变黄温度点（37～39 ℃）、85%～89%相对湿度内能加快物质转化，提高烤后烟叶香味，改善吃味［17，25］。本试验发现，保湿变黄工艺可提高相对湿度，促进淀粉水解，增加烤后烟叶总糖和还原糖的含量，提高糖碱比，加快色素分解，增加烟叶香气量，减少杂气、刺激性，提高评吸总得分。

成熟期遭遇高温少雨天气的上部烟，采用风机反转保湿变黄工艺烘烤，可维持烤房内相对湿度和烟叶含水量在较高水平。该工艺可有效加快色素降解和淀粉转化，减少烟叶中的淀粉含量，提升上部烟的黄烟率，并降低含青、僵硬烟的比例，提高烤后烟叶外观和评吸的质量。