密集烘烤定色期升溫速度對(duì)烤煙生理生化特性及品質(zhì)的影響

王松峰，王愛(ài)華，王金亮，管志坤，程 森，孫福山.*，盧曉華，徐秀紅，王傳義，任 杰

（1.農(nóng)業(yè)部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.山東青島煙草有限公司，青島 266071；3.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司，上海 200082）

烤煙烘烤定色期是烘烤過(guò)程中煙葉變黃達(dá)到一定程度之后,采用較高溫度和較低空氣相對(duì)濕度，以較快的速度排除煙葉中的水分，從而減弱和終止酶的活動(dòng)、固定既得品質(zhì)并增進(jìn)煙葉香氣的工藝過(guò)程[1]，是烘烤品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期。定色期的升溫速度與定色效果有很大關(guān)系。目前有一些研究涉及到定色期升溫速度[2-7]，但關(guān)于密集烘烤過(guò)程中定色期升溫速度方面的研究較少。因此，筆者對(duì)密集烘烤過(guò)程中定色期升溫速度對(duì)烤煙生理生化特性及品質(zhì)的影響進(jìn)行系統(tǒng)的研究，旨在為提高密集烘烤煙葉品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2009年在山東省膠南市寶山鎮(zhèn)進(jìn)行。供試品種為中煙 100，選取生長(zhǎng)成熟一致、落黃均勻的中部煙葉（9～11葉位）為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)田土壤肥力中等，行距1.2 m，株距0.5 m，規(guī)范化栽培。各處理取葉數(shù)約150片，采用電熱式溫濕度自控密集烤煙箱進(jìn)行烘烤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)2個(gè)升溫處理：

S1 慢速升溫定色：煙葉在 42℃時(shí)達(dá)到 9～10成黃，葉片發(fā)軟后，以 0.33 ℃/h的速度升溫。在48℃前確保煙葉黃片黃筋、干片1/3，再以0.33 ℃/h的速度升溫至54 ℃，穩(wěn)溫干片。

S2 快速升溫定色：煙葉在 42 ℃時(shí)達(dá)到 9～10成黃，葉片發(fā)軟后，以1℃/h的速度升溫。在48 ℃前確保煙葉黃片黃筋、干片1/3，再以1℃/h的速度升溫至54 ℃，穩(wěn)溫干片。

以上除處理要求外，其他階段均按照優(yōu)質(zhì)煙三段式烘烤工藝進(jìn)行。

1.3 測(cè)定內(nèi)容和方法

分別在烘烤過(guò)程中溫度關(guān)鍵點(diǎn)（鮮煙、38 ℃、42 ℃、48 ℃、54 ℃、68 ℃）末期取樣，一部分用于生理指標(biāo)測(cè)定，另一部分殺青后用作常規(guī)化學(xué)成分含量測(cè)定。烘烤后按國(guó)標(biāo)GB2635—92進(jìn)行分級(jí)，計(jì)算各處理經(jīng)濟(jì)效益。并取烤后煙葉C3F 2 kg送農(nóng)業(yè)部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心進(jìn)行化驗(yàn)評(píng)吸。

淀粉酶活性，3,5-二硝基水楊酸比色法[8]；多酚氧化酶活性，鄰苯二酚氧化法[9]；色素，分光光度法[10]；淀粉，高氯酸提取-碘顯色法；總糖，NY/YCT 001—2002方法；還原糖，YC/T34—1996方法；總氮，NY/YCT 008—2002方法；煙堿，NY/YCT 002—2002方法；原煙感官評(píng)價(jià)，NY/YCT 008—2002標(biāo)準(zhǔn)。中性致香成分按照文獻(xiàn)[11]進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié) 果

2.1 烤煙生理指標(biāo)

淀粉酶活性 由圖 1a可知，各處理淀粉酶活性大體上均呈2個(gè)連續(xù)的“升高－降低“趨勢(shì)，第1個(gè)峰值明顯小于第2個(gè)峰值，分別出現(xiàn)在38℃初和48℃末。進(jìn)入定色期之后，處理S1的淀粉酶活性迅速升高，明顯高于處理S2。

多酚氧化酶活性 兩個(gè)處理的 PPO活性均表現(xiàn)為先降低至 38℃初，之后升高在 42℃初達(dá)到最大值，又迅速下降，到干筋末期酶活性幾乎喪失。且處理S1的酶活性顯著低于處理S2（圖1b）。

色素含量 各處理葉綠素總含量總體上均表現(xiàn)為降低的趨勢(shì)（圖 1c）。在進(jìn)入定色期及干筋末期，總體上處理S1葉綠素含量低于處理S2，這說(shuō)明處理 S1的葉綠素含量降解的較徹底。在烘烤過(guò)程中，處理 S1的類胡蘿卜素含量是隨著烘烤的進(jìn)行而下降的（圖1d），處理S2的類胡蘿卜素含量總體上也呈下降趨勢(shì)，但干筋末期又有回升。除54℃末，處理S1的下降幅度較處理S2大，處理S1的類胡蘿卜素含量降解得較徹底。

2.2 烤煙生化指標(biāo)

淀粉含量 不同定色期升溫速度處理的淀粉含量在烘烤過(guò)程中呈下降趨勢(shì)（圖 1e）。進(jìn)入定色期42 ℃之后，S1變化不大，S2則迅速下降，干筋末期，兩個(gè)處理淀粉殘留量差異不大。

總糖和還原糖含量 不同定色期升溫速度處理的總糖含量呈升高趨勢(shì)（圖1f）。54 ℃之前，處理S2升高的較快，之后，S1處理的總糖含量高于處理S2。各處理還原糖含量先升高后下降再升高趨勢(shì)。54 ℃之前，處理 S2含量高于 S1，之后，S1增加迅速，其還原糖含量高于處理S2。

2.3 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀

由表1可知，處理S1的均價(jià)、上等煙比例好于處理S2；中上等煙、橘色煙比例和青煙比例兩處理差別不大；雜色煙比例S1稍高于S2。

圖1 密集烘烤過(guò)程中煙葉酶活性和化學(xué)成分含量變化Fig.1 Variation of enzyme activities and constituent contents in tobacco leaves during bulk curing process

表1 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀Table 1 The economic attributes of cured tobacco leaves

表2 烤后煙葉化學(xué)成分Table 2 The chemical composition of cured tobacco leaves

2.4 烤后煙葉主要化學(xué)成分含量

由表2可知，處理S1的總糖、還原糖含量高于處理 S2，總氮和煙堿含量則低于處理 S2。各處理的氮堿比和鉀氯比差異不大，且均較適宜；處理S1的糖堿比高于處理S2。綜合分析，處理S1的化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性較好。

2.5 烤后煙葉中性致香成分含量

經(jīng)GC/MS對(duì)烤后煙葉樣品進(jìn)行定性定量分析，共檢測(cè)出 27種對(duì)煙葉香氣物質(zhì)有較大影響的化合物（表3）。定色期升溫速度致香物質(zhì)成分的組成和含量有影響，處理S2有13種致香物質(zhì)含量最高，包括糠醇、2-乙酰呋喃、5-甲基糠醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、2-乙?；量⒈郊兹?、苯乙醇、氧化異佛爾酮、β-大馬酮、香葉基丙酮、β-二氫紫羅蘭酮、三羥基-β-二氫大馬酮、新植二烯。另外，處理S1有5種致香物質(zhì)含量最高，包括糠醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、芳樟醇、螺巖蘭草酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇。其中有1種香氣成分4-乙烯基-2-甲氧基苯酚各處理含量相同。表4還可以看出，香氣總量處理S2最高，達(dá)895.68 μg/g；但除新植二烯外香氣總量S1最高，為 169.98 μg/g。

不同定色期升溫速度不同種類致香物質(zhì)含量相比較（表4），煙葉的芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及除新植二烯總計(jì)處理S1最高；美拉德反應(yīng)產(chǎn)物處理S2最高；表明處理 S1有利于提高對(duì)香氣質(zhì)量貢獻(xiàn)較大的致香物質(zhì)含量。

表3 烤后煙葉中性致香成分含量 μg/gTable 3 The content of aromatic substances of cured tobacco leaves

2.6 烤后煙葉評(píng)吸質(zhì)量

根據(jù)感官評(píng)吸結(jié)果（表5），處理S1烤后評(píng)吸質(zhì)量好于處理S2。本試驗(yàn)表明定色期慢速升溫處理可以提高煙葉的香氣質(zhì)和香氣量，改善余味，減輕雜氣。

表4 烤后煙葉不同種類致香物質(zhì)含量 μg/gTable 4 The different type aromatic substance contents of cured leaves

3 討 論

烤后煙葉殘留的淀粉是對(duì)煙葉色、香、味不利的化合物，淀粉是否徹底降解是煙葉質(zhì)量的側(cè)面反映[12]。烘烤過(guò)程中淀粉酶活性的變化直接決定著淀粉的降解程度[7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，進(jìn)入定色期之后，慢升溫定色處理的淀粉酶活性逐漸高于快速升溫定色處理；而定色期不同升溫速度對(duì)淀粉降解影響較小，慢升溫定色處理的淀粉殘留量略低于快速升溫定色處理。不同定色期升溫速度處理在變黃期烘烤工藝相同，而淀粉降解主要在變黃期[13-14]，因此，兩個(gè)處理的淀粉殘留量差異不大。

多酚氧化酶對(duì)多種香氣物質(zhì)的形成起著重要作用，如果在烘烤過(guò)程中多酚氧化酶的活性過(guò)高會(huì)造成煙葉質(zhì)量的下降[7,15-18]。兩個(gè)處理的PPO活性均表現(xiàn)為先降低后升高又降低的趨勢(shì)，且慢升溫定色處理的酶活性低于快速升溫定色處理，較不易發(fā)生棕色化反應(yīng)。研究表明[19-21]，葉綠素含量關(guān)系到煙葉的品質(zhì)，煙葉中殘留的葉綠素過(guò)多，將使煙葉產(chǎn)生青雜氣，對(duì)煙葉品質(zhì)不利。慢升溫定色處理的葉綠素總含量降解幅度高于快速升溫定色處理，慢升溫定色處理的葉綠素含量降解較徹底。

表5 烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量Table 5 The smoking quality of cured tobacco leaves

類胡蘿卜素降解產(chǎn)生的香味物質(zhì)是影響煙葉香氣質(zhì)和香氣量的重要組分[7,22]。各處理的類胡蘿卜素含量總體上呈下降趨勢(shì)，除 54 ℃末，慢升溫定色處理的下降幅度較快速升溫定色處理大，使烘烤過(guò)程中產(chǎn)生的類胡蘿卜素降解物增多，從而有利于提高烤后煙葉香氣質(zhì)量。

定色期升溫速度2個(gè)處理總糖含量均呈升高趨勢(shì)，還原糖含量呈先升后降再升高的趨勢(shì)；54 ℃之后慢升溫定色處理的總糖和還原糖增加迅速，其含量高于快速升溫定色處理，慢升溫定色處理更有利于總糖和還原糖含量的積累。

慢升溫定色處理的經(jīng)濟(jì)性狀稍好于快速升溫定色處理；慢升溫定色處理的化學(xué)成分及協(xié)調(diào)性較快速升溫定色處理好；香氣總量快速升溫定色處理最高，慢升溫定色處理次之。但煙葉的芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物、西柏烷類降解產(chǎn)物、類胡蘿卜素降解產(chǎn)物及除新植二烯總計(jì)以慢升溫定色處理較高，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物以快速升溫定色處理最高；表明慢升溫處理有利于提高對(duì)香氣質(zhì)量貢獻(xiàn)較大的致香物質(zhì)含量。評(píng)吸質(zhì)量和香氣成分的測(cè)定結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了慢升溫定色處理生理生化變化利于香吃味的提高。慢升溫定色處理的烤后評(píng)吸質(zhì)量好于快速升溫定色處理，且有利于提高對(duì)香氣質(zhì)量貢獻(xiàn)較大的致香物質(zhì)含量。而快速升溫定色，時(shí)間短，葉內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化不充分，烤后煙葉化學(xué)成分欠協(xié)調(diào)，評(píng)吸欠佳，這與宮長(zhǎng)榮等的研究結(jié)果一致[2,23-24]。

4 結(jié) 論

慢升溫定色處理烤后煙葉在生理生化特性、經(jīng)濟(jì)性狀、化學(xué)成分、中性致香成分和評(píng)吸質(zhì)量等方面，均優(yōu)于快速升溫定色處理。慢升溫定色處理有利于煙葉質(zhì)量的提高。

[1]宮長(zhǎng)榮.煙草調(diào)制學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2]宮長(zhǎng)榮，汪耀富，趙銘欽，等.煙葉烘烤中變黃和定色條件對(duì)香氣特征的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1996（3）：106-111.

[3]汪耀富，宮長(zhǎng)榮，趙銘欽，等.烤煙烘烤過(guò)程中葉片膜脂過(guò)氧化特性的研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995（3）：247-250.

[4]宮長(zhǎng)榮，汪耀富，趙銘欽，等.不同成熟度和烘烤處理對(duì)煙葉中 C12～C20脂肪酸含量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996（1）：37-40.

[5]趙銘欽，宮長(zhǎng)榮，汪耀富，等.不同烘烤條件下煙葉失水規(guī)律的研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995（4）：382-387.

[6]趙銘欽，宮長(zhǎng)榮.不同烘烤條件下煙葉有機(jī)物質(zhì)含量變化的研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996（3）：227-235.

[7]黃永成.烤煙煙葉在密集燒烤條件下的生理生化特性和香氣質(zhì)量的研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[8]白寶璋.植物生理學(xué)測(cè)試技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

[9]朱廣廉，鐘文海，張愛(ài)琴.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：北京大學(xué)出版社，1991.

[10]趙世杰，劉華山，董新純.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

[11]王松峰，楊云高，王愛(ài)華，等.烤煙品種紅花大金元烘烤工藝優(yōu)化研究[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2012，33（2）：52-56.

[12]Weeks W W.Chemistry of tobacco constituents influences flavor and aroma[J].Rec.Adv.Tob.Sci，1985，11：175-200.

[13]宮長(zhǎng)榮，袁紅濤，陳江華.烤煙烘烤過(guò)程中煙葉淀粉酶活性變化及色素降解規(guī)律的研究[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2002（6）：16-20.

[14]楊立均，宮長(zhǎng)榮，陳江華，等.烘烤過(guò)程中煙葉淀粉含量及烤后化學(xué)成分分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（2）：152-155.

[15]宮長(zhǎng)榮，李巍，司輝.下部煙葉采收時(shí)間對(duì)上部葉生理生化變化及烤后質(zhì)量的影響[J].煙草科技，2003（9）：36-38，41.

[16]王愛(ài)華，徐秀紅，王松峰，等.變黃溫度對(duì)烤煙烘烤過(guò)程中生理指標(biāo)及烤后質(zhì)量的影響[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2008（1）：27-31.

[17]余金恒，代麗，劉霞，等.采收方式對(duì)烤煙上部葉烘烤過(guò)程生理特性及品質(zhì)的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（2）：210-215.

[18]王傳義，孫福山，王廷曉，等.不同成熟度煙葉烘烤過(guò)程中生理生化變化研究[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2009，30（3）：49-53.

[19]王樹(shù)聲.煙葉色素與化學(xué)成分及評(píng)吸結(jié)果的相關(guān)關(guān)系[J].中國(guó)煙草，1990（4）：21-24.

[20]李雪震，張希杰，李念勝，等.烤煙煙葉色素與煙葉品質(zhì)的關(guān)系[J].中國(guó)煙草，1988（2）：23-27.

[21]宮長(zhǎng)榮，趙銘欽，汪耀富，等.不同烘烤條件下煙葉色素降解規(guī)律的研究[J].煙草科技，1997（2）：33-34.

[22]韋鳳杰，劉國(guó)順，楊永鋒，等.烤煙成熟過(guò)程中類胡蘿卜素變化與其降解香氣物質(zhì)關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（9）：1882-1889.

[23]詹軍，李偉，王濤，等.密集烘烤定色期升溫速度對(duì)上部煙葉吸食品質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（5）：866-872.

[24]詹軍，周芳芳，賀帆，等.密集烘烤定色期升溫速度對(duì)烤煙類胡蘿卜素降解和顏色的影響[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012（2）：122-127.