不同品种雪茄烟叶晾制过程中的理化特性和颜色变化研究

摘要：为了解晾制期间不同品种雪茄烟叶颜色变化的差异，本试验以德雪1号（D1）、德雪3号（D3）、德雪5号（D5）、川雪3号（C3）为对象，研究晾制过程中这4个品种雪茄烟叶含水率、相关酶活性、质体色素含量、多酚类物质含量的变化特点及其对烟叶颜色和品质的影响。结果表明，德雪3号烟叶酶活性较高，多酚类物质和质体色素降解充分，烟叶晾制后的颜色好且香气成分充足，综合品质较好；其次是德雪1号和川雪3号，其中德雪1号可作为茄衣使用；最差的是德雪5号。

关键词：雪茄烟叶；品种；理化特性；颜色；晾制

中图分类号：S572 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024）12-0033-07

雪茄烟是一种独特的烟草制品，它具有馥郁香气、低焦油、低危害等特点。在雪茄烟制作过程中烟叶的晾制是其中一道十分重要的工序，晾制过程的好坏会直接影响到雪茄烟的品质。在烟叶晾制过程中，烟叶含水率的高低、烟叶的颜色变化和烟香气有着密切关系。随着晾制时间的增加，烟叶水分含量逐渐降低，烟叶多酚类物质降解引起酶促棕色化反应，继而加快烟叶的颜色变化，并且烟叶中的质体色素也会随之降解产生香气物质，增加烟叶的香气质。烟叶中的多酚含量和烟叶品质呈正相关，芸香苷、莨菪亭、绿原酸等是烟叶中的主要多酚类物质。多酚氧化酶（PPO）是酶促棕色化反应的介导物，其活性的大小会直接影响到烟叶的褐变速度，其活性过高会催化多酚类物质氧化形成醌类物质，发生大量棕色化反应，产生“类黑精”，从而导致烟叶颜色过深，影响烟叶的外观质量和品质。过氧化物酶（POD）参与质体色素的降解和酚类物质的氧化作用，其活性在晾制过程中逐渐降低，但仍保持较高的活性。当过氧化物酶活性过低时，活性氧会在烟叶中过度积累，产生过多的自由基，对细胞膜造成破坏，从而引起烟叶过度棕色化，烟叶颜色加深过度而变褐。所以适当的酶活性有利于烟叶在晾制过程中形成优质烟叶的色泽。脂氧合酶（LOX）是一种类胡萝卜素降解关键酶，它通过催化类胡萝卜素氧化分解而产生烟叶中重要的致香物质，对烟叶的风味具有重要影响。

烟叶中含量最多的质体色素是类胡萝卜素和叶绿素，在雪茄烟晾制过程中，随着晾制时间的增加，烟叶失水率会逐渐加快，而较低的水分含量会降低类胡萝卜素和叶绿素的降解程度，烟叶的颜色也随之发生变化，同时质体色素降解产物也是一种重要的香味物质，它的种类和含量与烟叶的香气质、香气量有很大的关系。叶绿素降解速率缓慢会使烟叶的颜色发生“含青”现象，导致叶片的组织结构变得紧密，烟叶的香气质变差，香气量降低，增加青杂气和刺激性。当烟叶中的类胡萝卜素降解未完全时，烟叶的香味物质含量低，在抽吸时香气质和香气量会严重不足，对烟叶的吸食品质有较大影响。

由上看出，以往研究主要围绕不同部位雪茄烟晾制过程中的颜色变化、采收成熟度、不同遮阴强度等影响因素展开，而有关不同品种雪茄烟叶晾制过程中的颜色对比研究相对较少。因此，本试验以不同品种雪茄烟叶为对象，对晾制期间不同品种雪茄烟叶含水率和多酚类物质、质体色素含量及其降解中的酶活性变化进行对比研究，以期为探明晾制期间不同品种雪茄烟叶颜色变化的差异和选出综合品质较好的品种提供技术参考。

1材料与方法

1.1试验地概况与试材

试验地为沙壤土，含碱解氮63.16 mg/kg、有效磷26.27 mg／kg、速效钾124.61 mg/kg，pH值为5.9。供试雪茄烟品种为德雪1号（D1）、德雪3号（D3）、德雪5号（D5）和川雪3号（C3）。

1.2试验设计与处理

试验于2022年在河南农业大学许昌校区现代烟草农业科技园进行。采收时，4个品种均选取长势和成熟度基本相同的中部叶（第11、第12叶位）为试材，采后烟叶编杆挂入晾房。晾房规格为30 mx10 mx6 m（长×宽×高），材料为钢构架耐火板，每杆挂70片烟叶。分别在晾制过程中的0、5、10、15、20、25 d进行取样，每次均选取外观色泽一致的烟叶并分成3份。其中，一份用于含水率测定；一份用锡箔纸包裹后放于液氮中，用于相关酶活性及MDA含量测定；一份用于多酚含量和质体色素含量测定。晾制结束后，取样测定雪茄烟叶物理特性和化学成分含量。每处理重复3次。

1.3测定项目及方法

1.3.1含水率测定 将整片烟叶靠近叶尖1/3和靠近叶基部1/3的位置去除，留取中间部分用加热烘干法进行含水率测定。

1.3.2质体色素含量测定 称取新鲜烟叶约2g（精确至0.1 mg），置于50 mL三角瓶中，加入25mL萃取溶液（90％丙酮水溶液）超声萃取20min，取出后静置至室温。取适量萃取液用0.45um有机相滤膜过滤，滤液装入2 mL棕色样品瓶中进行高效液相色谱分析，测定质体色素中叶绿素a、叶绿素b、B-胡萝卜素和叶黄素含量。

1.3.3多酚类物质含量测定 称取0.10 g新鲜烟叶放入50 mL锥形瓶中，加入50％甲醇溶液20mL超声震荡30 min，之后吸取2 mL溶液用0.45um水相滤膜过滤至液相色谱瓶中，采用高效液相色谱法对烟叶绿原酸、芸香苷和莨菪亭含量进行测定。

1.3.4多酚、质体色素降解相关酶活性测定 多酚氧化酶（PPO）、脂氧合酶（LOX）、过氧化物酶（POD）活性分别按照苏州科铭生物技术有限公司生产的相应酶试剂盒说明书中的方法进行测定。

1.3.5化学成分含量测定 使用AutoAnalyzer 3连续流动化学分析仪测定烟叶总糖、还原糖、淀粉、烟碱、总氮、钾、氯等化学成分含量，计算得出钾氯比、氮碱比和两糖比。

1.3.6物理特性测定 参考杨虹琦等的方法测定烟叶物理特性。采用厚度测定仪测定叶片厚度，采用打孔铝盒称重法测定叶质重，采用称重法测定烟叶含梗率和平衡含水率，采用RH-KZY型电脑抗张试验机测定拉力值。

1.3.7不同品种雪茄烟叶晾制结束后颜色对比 使用专业相机（型号：尼康Z5）对4个品种雪茄烟叶晾制结束后的烟叶颜色进行拍照对比。

1.4数据处理与分析

试验数据采用Microsoft Excel 2019进行统计与做图，用SPSS 26.0软件对数据进行显著性检验（Duncan's法）。

2结果与分析

2.1不同品种雪茄烟叶晾制过程中含水率的变化

由图1可知，各品种雪茄烟叶在晾制过程中含水率的变化相似，即晾制0-10 d间烟叶含水率缓慢减少，之后迅速减少，并且在此期间烟叶含水率大小为C3gt;D1gt;D3gt;D5。其中，D5烟叶在晾制5d时含水率显著降低，且与D1、C3差异显著（Plt;0.05），而与D3差异不显著，但10 d时两者差异达到显著水平（Plt;0.05）。晾制25 d时，C3与其他品种雪茄烟叶含水率的差异达到显著水平（Plt;0.05），而其他品种间差异不显著，C3、D1、D3和D5烟叶含水率较Od时分别下降75.00％、77.01％、78.31％和82.72％。

2.2不同品种雪茄烟叶晾制过程中多酚类物质含量的变化

由图2可知，晾制过程中各品种雪茄烟叶绿原酸含量均呈先微升后快速下降的变化趋势，即晾制0-5 d间绿原酸含量稍微增加，5d后迅速下降。其中，晾制5-10 d间各品种雪茄烟叶绿原酸含量降幅最大，C3、D1、D3、D5分别下降61.19％、61.71％、58.54％和67.47％，期间C3含量最高；晾制10 d后各品种雪茄烟叶绿原酸含量缓慢下降，期间D3含量最高，与D5差异达到显著水平（Plt;0.05）且与D1差异不显著；晾制25 d时，D3含量最高，为2.32 mg/g。

晾制过程中各品种雪茄烟叶芸香苷含量呈现先稍微上升后迅速降低的趋势。其中，晾制0-5d是芸香苷含量的上升阶段，以C3含量最高，D1和D3差异不显著，其他品种间差异达到显著水平（Plt;0.05）；从晾制5 d到晾制结束，芸香苷含量均为C3gt;D3gt;D1gt;D5；晾制25 d时，D1、D3和D5间差异不显著，此时D1、D3、D5、C3芸香苷含量与开始时相比分别下降59.15％、60.53％、56.92％和51.76％。

晾制过程中各品种雪茄烟叶莨菪亭含量的变化趋势与芸香苷接近，但莨菪亭含量明显低于绿原酸和芸香苷含量。晾制开始时各品种雪茄烟叶莨菪亭含量表现为C3gt;D3gt;D1gt;D5，晾制结束时各品种雪茄烟叶中以C3莨菪亭降解量最大，其次为D5、D1和D3。

2.3不同品种雪茄烟叶晾制过程中质体色素含量的变化

图3显示，晾制初期，各品种雪茄烟叶质体色素中叶绿素a含量最高，叶绿素b和B-胡萝卜素含量次之，叶黄素含量最低。在晾制过程中，随着晾制时间的延长，各类色素均不断降解。叶绿素a与叶绿索b含量的变化趋势都是先迅速降低后下降稍缓，且叶绿素a含量大于叶绿素b含量。在整个晾制过程中，各品种雪茄烟叶中叶绿素a的降解幅度表现为D5（98.72％）gt;D3（98.20％）D1（97.09％）gt;C3（94.21％），叶绿素b的降解幅度表现为D5（98.72％）gt;D3（98.49％）gt;D1（98.17％）gt;C3（97.68％），且在晾制结束时，不同品种雪茄烟叶间差异不显著。

晾制过程中，各品种雪茄烟叶B-胡萝卜素含量逐渐下降，其中0-15 d间降解速度较快，之后下降平缓。晾制初期，C3烟叶B-胡萝卜素含量最高。整个晾制过程中，降解幅度表现为C3（75.82％）gt;D3（75.00％）gt;D1（74.07％）gt;D5（72.97％）。晾制后期不同品种间B-胡萝卜素含量差异不显著。

与叶绿素和B-胡萝卜素含量相比，烟叶叶黄素含量最低，晾制初期各品种间存在显著差异（Plt;0.05），晾制后期，仅C3与其他品种间差异显著（Plt;0.05）。

2.4不同品种雪茄烟叶晾制过程中色素降解相关酶活性的变化

由图4可知，晾制期间各品种烟叶PPO、LOX、POD活性均呈现先升高后降低的变化趋势。晾制10 d时，各品种烟叶PPO活性最大，且表现为C3gt;D3gt;D1gt;D5，C3、D3、D1、D5的PPO活性分别升高78.03％、77.27％、76.92％和70.59％，D5的PPO活性与C3、D1、D3的差异达到显著水平（Plt;0.05）：晾制15-20 d间，各品种烟叶PPO活性快速下降，且始终以C3最高；晾制25 d时，各品种烟叶PPO活性无显著差异。

晾制10 d时，各品种烟叶LOX活性最高并存在显著差异（Plt;0.05），且表现为C3gt;D3gt;D1gt;D5，分别为793、702、629、542 U/g，之后活性快速降低：晾制25 d时，不同品种雪茄烟叶LOX活性差异不显著。

各品种烟叶POD活性也是在晾制10 d时达到峰值，表现为C3gt;D3gt;D1gt;D5，且达到显著性差异（Plt;0.05）；晾制20 d时，D3烟叶POD活性显著高于D1、D5和C3；晾制结束时，D1烟叶POD活性降幅最大，其次是D3、C3和D5，依次下降89.35％、89.21％、88.46％和88.46％。

2.5不同品种雪茄烟叶常规化学成分分析

各品种雪茄烟叶晾制后的化学成分含量结果见表1。可以看出，各品种雪茄烟叶还原糖含量差异显著，以D3烟叶最高，为1.49％。D3烟叶总糖含量和两糖比也最高，且烟碱含量与D1、D5和C3差异显著。钾含量高可改善烟叶灰色和燃烧性，而氯的作用与之相反。D3烟叶钾含量最高，为5.64％，且其氯含量最低，为0.66％，并与D1无显著性差异。钾氯比为评价烟叶燃烧性能的重要指标。这4个品种中，烟叶钾氯比以D3最高。氮碱比是评价烟叶内在质量的重要依据，数值越接近于1烟叶质量越好。D3烟叶的氮碱比最接近1，其他依次是C3、D5、D1。

2.6不同品种雪茄烟叶物理特性分析

各品种雪茄烟叶的物理特性见表2。D1、D3、D5、C3品种间的叶质重、叶厚、平衡含水率均差异显著。D3、D5、C3品种间的拉力无显著差异，但都显著低于D1。D1、D3与D5、C3间的含梗率存在显著性差异，但D5与C3间差异不显著。

2.7不同品种雪茄烟叶晾制结束的颜色变化

由图5可见，晾制结束后C3烟叶褐变程度高，颜色最深，呈现黑褐色；D5烟叶颜色相对较浅，褐变程度不均匀，叶片质量较差；D1烟叶褐变程度适中，质量居中；D3烟叶褐变程度均匀，叶片质量最好。

3讨论

水分是生命活动的基础，随着晾制时间的增加，烟叶水分随之减少。本试验中，4个品种雪茄烟叶的水分含量在不同晾制时期中始终是C3gt;D1gt;D3gt;D5。晾制初期，雪茄烟叶的失水速率较缓，晾制10 d后伴随着晾房内温度升高，烟叶失水速率加快，烟叶的酶活性也急剧下降。

多酚氧化酶（PPO）可以让酚类物质氧化为醌类物质，使叶片颜色加深，对烟叶外观和品质具有重要影响。晾制初期到10 d，雪茄烟叶多酚氧化酶活性快速上升，加快了烟叶中多酚类物质的降解，所以莨菪亭、芸香苷和绿原酸含量整体上快速下降，尤其是绿原酸含量降幅最大，烟叶也在此阶段变褐。但是过高的多酚氧化酶活性会导致烟叶中多酚类物质氧化过度，使烟叶呈现出较深的颜色，影响烟叶的燃烧性、口感和品质。过氧化物酶（POD）活性是评价烟叶品质的重要指标之一。本研究晾制过程中雪茄烟叶POD活性呈现先升高后降低的趋势。过氧化物酶活性越高，烟叶的抗氧化能力越强，越有利于烟叶的生长发育和抗病虫害，并且高活性的过氧化物酶，有助于烟叶多酚类物质的合成和积累，从而提高烟叶品质。脂氧合酶（LOX）是一种分解质体色素的关键酶。晾制期间雪茄烟叶LOX活性呈现先上升后下降的趋势，烟叶主要质体色素中的叶绿素和胡萝卜素含量随之先迅速下降后稍缓降低。质体色素的降解不仅会给烟叶带来独特的风味和香气，还对烟草产品的口感和香气特征起到决定性作用，而且还决定了烟叶晾制后颜色的好坏。然而，脂氧合酶活性过高也会导致烟叶中产生过多的氧化产物，引起烟叶的酸败味道或苦味。因此，在烟叶晾制过程中，适当的酶活性对烟叶品质优良起到重要作用。本试验中，不同品种雪茄烟叶的PPO、LOX、POD活性大小均为C3gt;D3gt;D1gt;D5，并且D3烟叶的多酚类物质和质体色素降解的最好，其次是D1和D5，C3最差。

不同品种雪茄烟叶的化学成分各有不同，D3烟叶的总糖和还原糖含量最高，氮碱比最接近1，说明D3烟叶烟气最醇和、回甜感增强、刺激性低。在物理特性中，D3烟叶含水率适中、拉力较大、弹性好并且含梗率较低，各方面较为协调，工业可用性强。D1烟叶叶质重和厚度都最小，说明D1烟叶组织结构疏松，叶片会更加柔软和易于处理，所以可考虑作为茄衣。晾制结束后，C3烟叶颜色最深，其原因可能是，烟叶中过多的水分含量导致多酚类物质降解反应加速，进而导致烟叶过度变褐。

4结论

在雪茄烟叶晾制过程中，不同品种雪茄烟叶水分、多酚类物质、质体色素含量均随晾制时间延长而降低；多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、脂氧合酶（LOX）活性均呈现先上升后下降的趋势，并且4个品种雪茄烟叶的酶活性均以C3最高。综合分析可知，4个雪茄品种中D3烟叶品质最好，D1、C3适中，D5最差。