密集烘烤關鍵溫度點穩溫時間對煙葉顏色和色素降解的影響

王 濤，吳 彪，劉睿忝，袁國慶，宮長榮，詹 軍，史龍飛

（1曲靖市煙草公司師宗分公司，云南曲靖655700；2河南農業大學煙草學院，鄭州450002；

3云南瑞升煙草技術（集團）有限公司，昆明650106；4四川煙葉復烤有限責任公司，成都610041）

密集烘烤關鍵溫度點穩溫時間對煙葉顏色和色素降解的影響

王 濤1，吳 彪1，劉睿忝1，袁國慶1，宮長榮2*，詹 軍3，史龍飛4

（1曲靖市煙草公司師宗分公司，云南曲靖655700；2河南農業大學煙草學院，鄭州450002；

3云南瑞升煙草技術（集團）有限公司，昆明650106；4四川煙葉復烤有限責任公司，成都610041）

為優化密集烘烤工藝，提升煙葉質量特色，對密集烘烤關鍵溫度點不同穩溫時間的煙葉顏色參數和質體色素變化進行了研究。結果表明，烘烤過程變黃期關鍵溫度點時間延長，煙葉亮度值、黃度值和葉片飽和度增加；隨著定色期關鍵溫度點時間的延長，亮度值降低，但對煙葉黃度值和葉片飽和度影響較小；紅度值則隨著各關鍵溫度點穩溫時間的延長而增加，主脈紅度值只有在延長54℃穩溫時間時能明顯提高；色度角隨著穩溫時間的延長而降低，煙葉顏色偏向橘黃；在42℃和54℃延長時間有利于降低煙葉正背面色差值；葉綠素和類胡蘿卜素隨著烘烤時間的延長降解轉化更徹底。因此，密集烘烤關鍵溫度點延長穩溫時間，在38℃穩溫24 h，42℃穩溫16 h，47℃穩溫20 h，54℃穩溫16 h，煙葉內質體色素降解更充分，烤后煙葉顏色和色度增強。

煙葉；密集烘烤；穩溫時間；顏色；色素

密集烤房是現代煙草農業建設的重要基礎設施，代表了烤煙烘烤設備的發展方向［1］。隨著密集烤房的推廣，煙葉烘烤質量得到明顯提高，烘烤用工減少，烘烤成本顯著降低。但是目前密集烘烤存在烤后煙葉顏色偏淡、油分偏少、葉片僵硬等問題［2，3］。近幾年，通過對密集烤房與普通烤房的對比研究發現，密集烘烤過程中葉間隙風速較大，關鍵溫度點穩溫時間較短，且密集烤房階段性快排濕，煙葉干燥快，從而導致色素、淀粉等大分子物質降解不徹底，葉片僵硬，顏色雖然鮮亮但相對淺淡［4，5］。前人對延長密集烘烤關鍵溫度點穩溫時間對煙葉質量的影響進行了較多研究，表明延長變黃或定色時間能明顯提高烤后煙葉外觀質量和香氣物質含量，改善煙葉化學成分協調性和評吸質量［6，7］。馬力等［8］、詹軍等［9］認為在42℃時穩溫12 h，54℃穩溫12 h能明顯改善煙葉化學成分協調性、香氣物質和評吸質量；江厚龍等［10］認為較常規烘烤，在變黃期延長18 h和定色期延長12 h較好；而文俊等［11］則認為以38℃穩溫24 h，42℃穩溫20 h，47℃穩溫24 h，54℃穩溫20 h最好。這些研究只對某個溫度點穩溫時間進行了限定或者只是提出延長時間，對烘烤過程各關鍵溫度點穩溫時間組合的研究則鮮見報道。同時，有研究［12，13］認為，煙葉的顏色參數與內在化學成分關系密切，并能反映烤后煙葉質量。本試驗根據現有研究結果和現行烘烤工藝，對密集烘烤變黃期和定色期各關鍵溫度點穩溫時間進行了組合，研究了烘烤過程中煙葉顏色參數和質體色素變化，以期為優化密集烘烤工藝，提高煙葉質量特色提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011～2012年在河南省許昌市襄城縣王洛鎮謝莊村進行，試驗田土壤肥力中等。供試品種中煙100。5月10日移栽，行距120 cm，株距50 cm，按照優質烤煙生產技術規范栽培管理。以中部葉（第10～12位葉）為試驗材料，煙葉成熟時按照葉位單葉采收。

1.2 試驗設計

采用標準密集烤房（裝煙室規格8 m×2.7 m× 3.6 m）4座，煙葉按成熟標準采收后，從中挑選出煙葉成熟度、葉色、大小基本一致的葉片綁竿標記，分別掛于烤房中棚進行烘烤。要求裝煙密度均為65 kg／m3，參照烤煙三段式烘烤工藝設置溫濕度。各處理關鍵溫度點穩溫時間設置如下：

T1：38℃穩溫16 h；42℃穩溫16 h；47℃穩溫16 h；54℃穩溫12 h；

T2：38℃穩溫24 h；42℃穩溫12 h；47℃穩溫20 h；54℃穩溫16 h；

T3：38℃穩溫16 h；42℃穩溫12 h；47℃穩溫16 h；54℃穩溫12 h；

T4：38℃穩溫24 h；42℃穩溫16 h；47℃穩溫20 h；54℃穩溫16 h。

分別取各處理的鮮煙葉、烤后煙葉以及38℃、42℃、47℃、54℃等4個關鍵溫度點穩溫時間結束時具有代表性的完整煙葉各10片，其中5片用于顏色參數的測定，5片去除主脈和一級支脈于烘箱中105℃中殺青5 min，60℃烘干，粉碎過孔徑0.25 mm篩，用于色素的測定。取樣后空隙處用麻袋片擋住，防止因取樣帶來試驗誤差。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 顏色參數的測定

采用北京光學儀器廠生產的WSC-2型測色色差計參照文獻［14］的方法測量煙葉的顏色。分別測得煙葉的亮度值L、紅度值a和黃度值b，并計算色相角H°、飽和度C和正背面色差值ΔE。計算公式為：

色度角（H°）＝arctan（b／a）

飽和度（C）＝（a2＋b2）1／2

色差值（ΔE）＝［（ΔL2＋Δa2＋b2）］1／2

1.3.2 色素的測定

葉綠素、類胡蘿卜素含量測定采用分光光度法［15］。

1.4 數據處理

數據處理和繪圖采用Microsoft Excel 2003，用SPSS17.0進行數據的統計分析。

2 結果與分析

2.1 穩溫時間對煙葉顏色的影響

2.1.1 烘烤過程中煙葉L值變化

由表1可知，密集烘烤過程中關鍵溫度點穩溫時間對煙葉亮度值L具有顯著的影響。各處理鮮煙葉正面、背面和主脈的L值之間差異不顯著，煙葉各部位在變黃期（42℃結束前）均呈增加趨勢，進入定色期各部位各處理變化趨勢各不相同。其中，煙葉正面L值均在42℃時達到最大，其后呈緩慢下降趨勢，但在54℃后變化略有不同；各處理烤后煙葉L值差異不顯著。煙葉背面，各處理的變化趨勢差異較大：T1處理L值逐漸增加，在47℃時達到最大，而后略有下降，烤后煙葉略有上升；T2和T4處理變化基本一致，在42℃時達到最大值，而后各溫度點之間差異不顯著，變化不大；T3則在54℃時達到最大值，隨后略有下降；由于烘烤過程各關鍵溫度點穩溫時間較長，煙葉背面L值變化提前，亮度較高。主脈L值各處理之間變化趨勢基本一致，除T3處理外其余處理均呈先上升后下降的趨勢，并在47℃時達到最大，此時，T2和T4處理較大但兩者之間差異不顯著；而T3處理在54℃時最大；烤后煙葉以T3處理最大，但與T2和T4處理之間差異不顯著，T1處理最小且與其余3個處理之間差異顯著。

表1 烘烤過程中煙葉L值變化

2.1.2 烘烤過程中煙葉a值變化

由表2可見，各處理鮮煙葉正面和主脈的a值差異均不顯著，煙葉背面只有T1處理較小且與各處理差異顯著；而烤后煙葉各處理的a值之間差異顯著或極顯著。煙葉正面和背面的a值在鮮煙葉至42℃時變化最快，之后變化趨勢減緩。主脈a值的變化主要在42℃～54℃，烘烤過程中T1和T3處理的煙葉正面a值變化規律一致，烘烤過程中一直呈增加趨勢，至54℃時為最大，而后有所下降；T2和T4處理則一直呈增加趨勢，烤后煙葉a值最大。煙葉背面a值，T1處理在鮮煙葉至47℃時呈快速增加的趨勢，而后增加速度減緩，在54℃時達到最大，而后又略有下降；T2、T3和T4處理則在烘烤過程中一直呈增加趨勢，但T3處理的54℃和烤后煙葉之間差異不顯著。主脈的a值，除T4處理一直呈增加趨勢外，其余3個處理均呈先增加后降低的趨勢。烘烤過程中葉片紅度值a的變化主要集中在變黃期，主脈在定色期；各關鍵溫度點穩溫時間的延長均有利于葉片顏色由綠轉紅；而烘烤中54℃穩溫時間的延長能明顯提高主脈a值，54℃以前對主脈影響較小。

表2 烘烤過程中煙葉a值變化

2.1.3 烘烤過程中煙葉b值變化

烘烤過程中關鍵溫度點穩溫時間對煙葉黃度值b的影響如表3。雖然通過人為判斷各處理鮮煙葉外觀顏色基本一致，但煙葉正面和背面的b值之間存在較大差異，主脈則差異不顯著。隨著烘烤進程的推進，煙葉正面和背面各處理之間差異逐漸減小，主脈的差異則有所增大。其中，煙葉正面，T1、T2和T4處理b值隨著烘烤的進行呈先升高后下降而后又升高的趨勢；T3處理則呈現升—降—升—降的趨勢；但是各處理隨著烘烤的進行在54℃和烤后時差異不顯著。煙葉背面，T1處理呈先升高后下降的趨勢，其余3個處理則呈先升高后下降而后又升高的趨勢，且各處理在54℃和烤后時b值差異也不顯著。各處理主脈則隨著烘烤的進行基本呈先上升后下降的趨勢，在鮮煙葉、38℃和47℃時各處理之間差異不顯著，而在42℃和54℃時具有明顯差異；烤后煙葉中以T2處理最高，且與T1處理差異顯著。烘烤過程中變黃期關鍵溫度點穩溫時間延長，葉片和主脈黃度值較高，變黃溫度點提前。

表3 烘烤過程中煙葉b值變化

2.1.4 烘烤過程中煙葉H°值變化

由表4可知，烘烤過程中各處理不同部位的H°值變化趨勢基本一致，呈下降趨勢。煙葉正面，鮮煙葉以T2處理最高，與T1處理差異顯著，與T3處理差異極顯著；隨著烘烤的進行，各處理之間差異性先增大而后減小，在54℃時差異不顯著；烤后煙葉H°值以T3處理最大，與T2處理差異極顯著，但與其他兩個處理差異不顯著。煙葉背面，鮮煙葉各處理之間差異較小，只有T1與T2處理之間差異顯著；隨著烘烤的進行，差異先增大而后減小，在54℃以后各處理之間差異不顯著。各處理主脈的H°值隨烘烤的進行差異先增大而后減小；烤后煙葉，T2和T4處理之間差異極顯著。烘烤過程中，關鍵溫度點穩溫時間的延長，葉片和主脈整體均呈降低的趨勢。

表4 烘烤過程中煙葉H°值變化

2.1.5 烘烤過程中煙葉C值變化

由表5可知，烘烤過程中各處理煙葉正面和背面的C值在鮮煙葉至42℃時變化明顯，42℃之后變化幅度減小。各處理煙葉正面C值基本均呈先上升而后下降而后又略有上升的趨勢，各處理之間差異先增大后又逐漸減??；鮮煙葉以T2處理最小，與T3處理差異極顯著，與T4處理差異顯著，與T1處理差異不顯著，而T1、T3和T4處理之間兩兩差異不顯著；進入定色后期（54℃）至烘烤結束，各處理之間差異均不顯著。各處理煙葉背面變化趨勢略有差異：T1處理呈先升高后降低，然后54℃時略有升高而后又略有降低，其余3個處理均呈升—降—升的趨勢，T1、T2和T3三個處理在47℃以后C值差異均不顯著。各處理主脈C值基本呈先上升至最大而后下降的趨勢，T3處理雖在47℃至54℃之間略有增大，但差異不顯著；烘烤過程中各處理的差異變化較大，在38℃結束前穩溫時間的長短對各處理主脈C值的差異影響較小，在42℃和54℃時存在較大差異。烘烤過程變黃期關鍵溫度點穩溫時間的延長，葉片飽和度增加；進入定色期，穩溫時間對葉片飽和度影響較小；但主脈飽和度隨關鍵溫度點穩溫時間的延長整體呈增高趨勢。

表5 烘烤過程中煙葉C值變化

2.1.6 烘烤過程中煙葉正背面色差值△E變化

由表6可知，烘烤過程中不同處理煙葉正背面色差值差異較大，在鮮煙葉至38℃時的色差值均顯著增加，但隨后由于關鍵溫度點穩溫時間的不同變化，趨勢有所差異。T1處理呈上升—降低交替變化趨勢；T2和T3處理則均呈先上升后下降而后上升再下降的趨勢，但兩個處理之間的拐點不同；T4處理則在38℃時有所上升而后一直呈下降趨勢。對比鮮煙葉正背面色差與烤后煙葉色差，鮮煙葉中以T3處理色差值最低，而烤后煙葉以T4處理最低；且T1、T2和T3處理烤后煙葉色差值均高于鮮煙葉，T4則以烤后煙葉較低。由此可知，密集烘烤關鍵溫度點延長穩溫時間，尤其是42℃和54℃有利于降低煙葉正背面色差值。

表6 烘烤過程中煙葉正背面色差值變化

2.2 穩溫時間對煙葉色素降解的影響

密集烘烤關鍵溫度點穩溫時間對煙葉色素的降解具有顯著影響（圖1）。由圖1-1可知，各處理的鮮煙葉中葉綠素含量差異不明顯；葉綠素在鮮煙葉至42℃時急速降低，其中以T4降解85.83%為最多；42℃以后降解速度明顯減緩；烤后煙葉以T4處理含量最低，0.090 mg／g，其次為T2處理，但兩者差異不明顯；T1和T3處理烤后煙葉葉綠素含量明顯高于T2和T4處理。由圖1-2可知，烘烤過程中類胡蘿卜素含量也呈降低趨勢；其中在鮮煙葉至38℃時降解速度較高，而后降解速度明顯降低，但在42℃至47℃時類胡蘿卜素降解速度明顯升高，降解量明顯增加，47℃以后趨于穩定；關鍵溫度點穩溫時間不同類胡蘿卜素降解差異明顯，4個處理以T4降解最多，其次為T2。因此，密集烘烤適當延長變黃期時間，能大幅降低葉綠素含量，提高變黃程度；延長47℃時間能促進類胡蘿卜素類物質的進一步降解。

圖1 烘烤過程中煙葉色素含量的變化

3 討論與結論

在烘烤過程中煙葉外觀顏色的變化是煙葉內含物分解和轉化等生理生化變化的外在表現［15］。而烘烤關鍵溫度點穩溫時間不同，煙葉內水分和淀粉、色素類大分子物質變化及其相關酶活性不同，從而導致煙葉外觀顏色的差異［16，17］。本研究表明，烘烤過程中關鍵溫度點穩溫時間對煙葉顏色具有顯著影響；烘烤過程變黃期關鍵溫度點時間延長，煙葉亮度值L升高；但隨著定色期關鍵溫度點時間進一步延長，亮度值L降低。這可能是由于烘烤過程中變黃期時間的延長，煙葉內淀粉、色素以及蛋白質等大分子物質降解更加充分，煙葉趨于平展光滑，反射系數增大，亮度增加；進入定色期，煙葉大量失水，煙葉收縮，隨著穩溫時間的延長，煙葉皺縮增加，反射系數減小，漫反射增加，而且定色期時間的延長使美拉德反應產生的棕色色素或類黑素增加，從而引起亮度減?。?8，19］。紅度值a和黃度值b反映了煙葉顏色由綠轉黃至紅的變化，烘烤過程中葉片紅度值a的變化主要集中在變黃期，主脈在定色期；各關鍵溫度點穩溫時間的延長均有利于葉片顏色由綠轉紅；其中54℃穩溫時間的延長能明顯提高主脈紅度值，但54℃以前對主脈影響較?。蝗~片和主脈的黃度值則隨變黃期關鍵溫度點穩溫時間的延長，整體較高，變黃溫度點提前。宮長榮［1］認為，煙葉顏色變化的實質是葉綠素的降解和類胡蘿卜素等黃色色素比例的增加。相關研究［20，21］認為，烘烤中隨著葉綠素的降解，類胡蘿卜素比例增大，煙葉的黃色和橘色度明顯增加，紅度值和黃度值隨之變化。同時本試驗對質體色素含量研究也表明，隨著烘烤時間延長葉綠素和類胡蘿卜素降解轉化更徹底，類胡蘿卜素所占色素比例明顯增加。烘烤過程中葉片和主脈的色相角H°由113.04°～126.04°下降至78.05°～87.08°，表明煙葉顏色由綠轉黃；而各處理隨著關鍵溫度點穩溫時間的延長，H°降低，說明煙葉顏色向橘黃轉變。飽和度C值表示含色成分和消色成分的比例，與煙葉外觀質量評價中的色度表述相一致。研究結果表明，變黃期關鍵溫度點穩溫時間延長，葉片飽和度增加；進入定色期，穩溫時間對葉片飽和度影響較??；但主脈飽和度隨關鍵溫度點穩溫時間的延長整體呈增高趨勢；因此烘烤時間的延長有利于增強煙葉色度。同時，密集烘烤關鍵溫度點穩溫時間的延長尤其是在42℃和54℃時延長，有利于降低煙葉正背面色差值；這與霍開玲等［14］的研究結果基本一致。且汪伯軍等［22］、樊軍輝［23］也認為在54℃保持相對較長的時間可以改善煙葉的顏色和色度，減小正背面色差。

密集烘烤關鍵溫度點延長穩溫時間，38℃穩溫24 h，42℃穩溫16 h，47℃穩溫20 h，54℃穩溫16 h，煙葉內質體色素降解更充分，煙葉顏色和色度增強。

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Effects of Time of Constant Tem peratures of Key Tem peratures on Color and Pigment of Tobacco Leaves in Bulk Curing

WANGTao1，WUBiao1，LIURui-tian1，YUANGuo-qing1，GONGChang-rong2*，ZHANJun3，SHILong-fei4

（1 Shizong Branch，Qujing Tobacco Company，Qujing，Yunnan 655000，China；2 College of Tobacco Science，Henan Agricultural University，Zhengzhou，Henan 450002，China；3 Yunnan Reacend Tobacco Technology（Group）Co.Ltd.，Kunming，Yunnan 650106，China；4 Sichuan Tobacco Leaf Redrying Co.Ltd.，Chengdu，Sichuan 610041，China）

In order to optimize the bulk curing technology and improve the quality of tobacco leaves，the changes of color parameters and pigment of tobacco leaves were studied with optimum time of constant temperatures of key temperatures of bulk curing combination.The results showed that，with prolonging the of constant temperatures of yellowing stage key temperatures，values of brightness（L）and yellow（b）of tobacco leaves and saturation of leaves without vein presented increasing trends and yellowing temperature advanced.And the valuesof brightness（L）decreased and therewere little influence on yellow values（b）of leaves and saturation of leaves without vein，with prolonging the of constant temperatures of leaf-drying stage key temperatures.With prolonging the of constant temperatures of key temperatures of bulk curing，the red values（a）of tobacco leaves without vein showed increasing trends and chroma angle（H°）of tobacco leaves which turned croci.But the red values of principal vein improved obviously by only prolong the stable times of54℃.And prolonging the of constant temperatures of key temperature especially 42℃and 54℃would be beneficial to reducing color differ-ence between the front and back of tobacco leaves.Chlorophyll and carotenoid would degrade and transform completely.So prolonging the of constant temperatures of key temperatures during bulk curing，38℃24 h，42℃16h，47℃20 h and 54℃16 h，chromoplast pigmentwould degrade completely and color and chroma of flue-cured tobacco leaves would enhance.

Tobacco leaves；Bulk curing；Time of constant temperature；Color；Pigment

S572.092

A

1001-5280（2014）04-0388-07 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2014.04.13

2014 04 11

王 濤（1988-），男，山東臨沂人，碩士，主要從事煙葉烘烤工作，Email：yctzwangtao＠126.com。*通信作者：宮長榮，教授，Email：gongchr009＠126.com。

國家煙草專賣局重大專項（TS-01）。