煙葉成熟度與品質關系及其影響因素研究進展

劉素參，歐明毅，馬 坤，楊大慶 ，臘貴曉，宋保羅

(1.湖南農業大學 農學院，湖南 長沙 410128；2.貴州中煙工業有限責任公司，貴州 貴陽550003；3. 河南省農業科學院 經濟作物研究所，河南 鄭州 450002；4.河南省平頂山市煙草公司 葉縣分公司，河南 葉縣 467200)

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煙葉成熟度與品質關系及其影響因素研究進展

劉素參1,2，歐明毅2*，馬 坤2，楊大慶2，臘貴曉3，宋保羅4

(1.湖南農業大學 農學院，湖南 長沙 410128；2.貴州中煙工業有限責任公司，貴州 貴陽550003；3. 河南省農業科學院 經濟作物研究所，河南 鄭州 450002；4.河南省平頂山市煙草公司 葉縣分公司，河南 葉縣 467200)

長期以來我國煙草行業存在著國內煙葉庫存積壓過多，而優質煙葉需要大量進口的矛盾，導致這種矛盾的根本原因是我國煙葉成熟度不夠。煙葉成熟度是影響當前我國煙葉品質的首要因素，顯著影響煙葉的色、香、味及化學性質、物理性狀、內在品質，最終決定其工業可用性。成熟度研究已經成為當前我國煙草科研的重點領域之一。為此，本文就國內外煙葉成熟度與煙葉品質的關系進行了綜述，分析了當前影響我國煙葉成熟度的因素，并就改善我國煙葉成熟度的前景提出了展望。

煙葉；成熟度；煙葉質量；影響因素；進展

煙葉是卷煙工業最關鍵和基礎的原料，其質量優劣直接決定著卷煙產品的品質，也直接影響煙草工商企業的可持續發展能力。在影響煙葉品質的諸多因素中，煙葉成熟度被認為是首要因素，也是保證和提高烤后煙葉品質及其工業可用性的前提[1]。世界著名煙草化學家左天覺等[2]研究認為， 成熟采收對煙葉質量的貢獻占整個烤煙生產技術環節的1/3還要多。目前，我國與美國、巴西、津巴布韋等優質煙葉生產國相比，煙葉品質的差距在于煙葉的成熟度。煙葉成熟度不夠已經成為我國煙葉品質及卷煙產品質量提高的最主要限制因素。為此，針對目前我國煙葉成熟度的現狀，朱尊權[3]院士提出，煙葉成熟度是烤煙品質和分級標準中評定等級的第一要素。為此，本文對近幾年在煙葉成熟度方面開展的研究進行了總結、歸納，就成熟度與煙葉品質的關系以及影響因素進行了綜述，以期為煙葉生產中正確認識成熟度的重要意義，合理把握提高煙葉成熟度的措施提供參考依據。

1 煙葉成熟度與煙葉品質的關系

1.1 煙葉成熟度與煙葉外觀質量的關系

煙葉成熟度是煙葉外觀質量的一種綜合狀態，它反映出煙葉顏色、葉片結構、油分、色度及身份等分級因素的綜合狀態。外觀質量也是煙葉生產上評判煙葉成熟度最直接的標準。由于不同葉位的煙葉生長特性不同，成熟度對其外觀質量影響也不同。蔡憲杰等[4]指出，煙葉的顏色受成熟度影響較大，葉色和成熟度基本上呈正比，成熟度好，則顏色橘黃，成熟度差，則易含青，顏色也淺淡；葉片結構的疏松程度也和成熟度呈正比，成熟度越高，葉片結構越疏松。葉為民等[5]在對景東烤煙研究時發現，對于景東烤煙而言，不同成熟度對不同部位煙葉的外觀質量影響不同；成熟度不同的下部煙葉外觀質量之間并無顯著差異，而中、上部煙葉成熟時煙葉外觀質量得分比尚熟和過熟都高，這說明對于中、上部煙葉，適時采收煙葉外觀質量最佳，過熟或尚熟采收則會降低煙葉外觀質量，影響其工業可用性。而對河南“濃香型”烤煙而言，隨著成熟度的提高，上部煙葉顏色、結構、身份、色度、油分都有很大的改善[6]。可見對于上部煙葉來說，適當提高其成熟度，能改善其外觀質量，提高其工業可用性。由于煙農采收時根據新鮮煙葉的外觀質量來進行采烤，一些科研工作者根據研究和生產實踐經驗也提出了新鮮煙葉最適合的采烤標準，即下部煙葉呈現綠黃色時采收，中部煙葉呈現淺黃色的時候采收，而上部煙葉呈現淡黃色時采收；按照上述標準采收的新鮮煙葉，烤后煙葉質量較好，等級較高[7]。但是煙葉成熟度與外觀質量之間的關系不是簡單的正相關或者負相關，其呈現的是類似拋物線型的變化趨勢。在煙葉從不成熟到適宜成熟的過程中，其外觀質量呈改善趨勢，但是從適宜成熟到過成熟的過程中，其外觀質量又呈現下降的趨勢。因此，大量的研究及實踐表明，適宜的成熟度才能提高烤后煙葉的外觀質量，而不是單純的正效應或者負效應[8- 9]。蔡憲杰等[10]采用量化的方法，定量分析了煙葉成熟度和外觀質量的關系，結果表明，在煙葉外觀質量的各個指標與成熟度的統計關系中，與成熟度呈極顯著正相關關系的有顏色、色度、葉片結構和上部煙葉身份；與成熟度呈顯著正相關的只有油分。

1.2 煙葉成熟度與物理特性的關系

煙葉的物理特性極大地影響著煙絲的可用性和吸食性。葉片的物理特性與葉片的生長發育和組織結構密切相關，而煙葉成熟度與生長發育和組織結構密切相關。可見，葉片的物理特性受成熟度的影響較大。研究發現，物理特性隨著煙葉成熟度不同會發生變化，但燃燒性、吸濕性、彈性、填充性、單位面積重量、含梗率等各物理特性指標隨著成熟度的變化趨勢不同[11]。 研究人員[12]分析了物理特性與煙葉成熟度之間的關系，發現不同的物理特性指標受成熟度的影響不同，煙葉的填充能力、燃燒性與成熟度呈正相關性，而單位面積重量、葉片厚度與成熟度呈負相關關系。進一步對煙葉進行組織切片觀察，發現隨著成熟度的提高，葉片中柵欄組織厚度、單位面積細胞數、單位長度內柵欄組織個數及海綿組織細胞數都呈現下降的趨勢，而且隨著葉片成熟程度的提高，其下降的幅度也越大[13]，而葉片組織中各指標影響葉片的重量和厚度，上述指標的降低會直接導致單葉重、葉片厚度的下降[14]。可見，煙葉不能太晚采收，太晚采收會導致煙葉中物質的消耗，而導致單位面積重量太輕，葉片厚度太薄。賈琪光等[15]研究指出，煙葉耐破度、拉力、伸長率均以適度成熟的葉片最好，欠熟或過熟后，其物理特性均不在最適宜范圍內。蔡憲杰等[10]進一步通過打分量化的方法分析了成熟度與物理特性之間的關系，結果表明，烤煙的厚度、葉面密度和葉片拉力在烤煙上、中、下3 個部位中表現一致，均與煙葉成熟度呈極顯著負相關； 而平衡含水率、含梗率則相反，與成熟度呈極顯著正相關；葉片填充值與成熟度并未呈現出顯著的相關關系。

1.3 煙葉成熟度與化學成分的關系

煙葉的化學成分是決定煙葉質量的內在因素之一。由于化學成分易于試驗室內用儀器設備進行檢測和定量，因此有關煙葉化學成分與煙葉成熟度關系的研究一直是煙草化學家關注的重點和熱點。煙葉在后期成熟的過程中，煙葉的物理狀況及內在物質發生了一系列的分解和轉化，對煙葉的化學組分與品質有很大的影響。在云南“清香型”烤煙中，3個部位的烤后煙葉總糖、還原糖都隨著成熟度的提高呈現先增加后減少的趨勢；植物堿和總氮在3個部位中的表現不同，在中部煙葉中總植物堿和總氮隨著成熟度的提高先增加后減少，而上部煙葉總植物堿和總氮隨著成熟度的提高整體呈增加趨勢；隨著成熟度的提高，3個部位的烤后煙葉淀粉含量則呈現先下降后上升趨勢；而蛋白質含量和成熟度之間并無顯著的相關關系[16]。將成熟度進行量化打分，然后對各常規化學成分與成熟度之間進行回歸分析[17]，發現還原糖、煙堿、K、Cl與成熟度的回歸關系顯著，而總氮回歸關系不顯著。進一步對回歸方程進行分析，發現當煙葉成熟度控制在87% ～90%時，可使煙葉中各項化學指標均處于較適宜的范圍內。可見要想獲得質量較好的煙葉，適時采收非常重要。而很多國外研究機構的研究結果表明[18-20]，隨煙葉成熟度增加，煙堿含量增加，總糖和淀粉含量降低，總氮在一定程度內降低。截至目前，成熟度與化學成分之間的關系并無統一的結論，這可能與煙葉品種、煙葉的香型、煙葉成熟度標準及分析方法不同有關[26-28]。

1.4 煙葉成熟度與內在質量的關系

煙葉內在質量是煙葉品質最主要的表現形式，直接影響卷煙配方及卷煙產品的品質。由于內在質量涵蓋香型、香氣質、香氣量、吃味、刺激性、勁頭、柔和度等10多個方面，大量研究表明內在質量的不同指標對成熟度的響應是不同的[21]。對于香氣質而言，過熟煙葉香氣質最好；而對于香氣量、勁頭、灰色而言，適熟煙葉最好；對于綜合得分而言，適熟煙葉感官評吸綜合得分最高，過熟煙葉綜合得分最低。但煙葉整體內在質量與成熟度的研究結論相對統一，即烤后煙葉的內在質量隨著成熟度的提高呈現先上升后下降的趨勢，因此，欠熟和過熟的煙葉品質都不利于煙葉內在質量的形成，只有適宜的成熟度才有利于最佳內在質量的形成[22-23]。

煙葉的香氣質量是煙葉內在質量非常重要的構成因素，也是目前研究的一個重點。劉百戰等[24]對不同成熟度的上部煙葉中性香味含量進行了分析，結果表明，在成熟和完全成熟的葉片中，葉片中檢測到9種香味成分物質，而在欠熟和尚熟的煙葉中，只檢測到3種中性香味成分。而對中部煙葉的香氣成分中分析發現，不同種類的致香物質隨著成熟度的提高，變化趨勢不同，十六碳酸、煙堿等含量隨著成熟度的提高而增加，而苯甲醛、β-大馬酮、2-呋喃甲醛等含量隨著成熟度的提高則降低[25]。趙銘欽等[8]進一步分析了致香物質隨著成熟度的提高的變化趨勢，結果表明，總體而言，成熟度好的煙葉致香物質含量顯著高于成熟度較差的煙葉；在煙葉從欠熟長至完熟期間，烤后煙葉總香氣成分、醇類、酮類含量呈現升高的趨勢，而醛類香氣物質呈先升高再降低的變化趨勢；而在未熟至過熟期間，上部煙葉中各香氣成分及總香氣成分含量隨著成熟度的提高而逐漸升高，而中部煙葉中各指標則呈現先升高后稍降低的變化趨勢。進一步采用定量分析的方法分析了煙葉成熟度與內在質量的關系[10]，結果表明，烤煙3個部位中，煙葉內在質量的香氣質、香氣量、余味、燃燒性、灰色等5個指標與成熟度呈極顯著正相關，而刺激性、雜氣2個指標與成熟度呈極顯著負相關 。

2 煙葉成熟度影響因素研究

煙葉從葉原基分化到發育成熟再到最后烘烤成為工業可用的煙葉是一個漫長的過程，包含諸多環節[26]，各個環節都會或多或少地影響到煙葉的成熟度。但最終煙葉成熟度的形成主要由自身遺傳因素、外界的自然因素和人為管理因素三者共同作用決定[27]；自身遺傳因素指品種的選擇，自然因素指生態環境和栽培措施，而人為管理因素則主要涉及到成熟采收、烘烤等環節。但是扣除不易改變的煙葉自身遺傳因素及生長條件等因素外，栽培措施、采收時間及方式和烘烤工藝被認為是目前影響我國煙葉成熟度的主要因素[28]。

2.1 栽培措施

栽培措施涉及到水肥運籌、株行距等復雜因素，其對烤煙成熟度的影響比較復雜。在煙草栽培的過程中，從育苗、移栽到最后采烤過程中，起壟方式、覆膜、移栽密度、植保、肥水運籌等栽培措施都對煙葉成熟度的形成有很大影響[27]。一般認為在密度方面要采取適宜的密度，易保證煙田的通風透光，有利于煙葉的正常落黃、成熟[23]；在養分方面，由于煙葉在需肥上呈現前期多、后期少的規律，因此控制肥料合理用量，協調氮、磷、鉀肥之間營養平衡，協調好有機營養與無機營養平衡、大量元素與微量元素平衡，這樣更有利于煙葉最佳成熟度的形成[26]；同時要注意肥料的施用時間，要做到前重后輕；要適時打頂，減少下部葉片的營養物質向上部葉片的過分輸送，促進上中部葉片的成熟[29]。目前在生產上，一些煙農為追求最大的經濟利益，采用大水大肥、不注重有機肥的使用，不注重土壤的培肥等措施，都不利于煙葉成熟度的形成。

2.2 采收時間及方式

合適的采收時間及方式有利于煙葉內部的各種化學成分向有利于提高煙葉品質的方向轉化，有利于煙葉品質的形成和工業可用性的提高。同時采收時間和方式也能夠在一定程度上補償因栽培措施、自然條件造成的煙葉成熟度的不夠。因此，準確把握煙葉的成熟度，適時采收至關重要。一般認為，煙葉采收的基本原則是熟一片、收一片，生葉不收，熟葉不漏。但是在實際操作過程中，考慮到采收成本、烘烤成本等因素，國內普遍采取的是分批采收的方式，分批采收的方式有利于中下部煙葉成熟度的形成，而不適于成熟較緩慢和干物質積累較多的上部煙葉；很多研究者認為目前我國上部煙葉上等煙比例較低導致的工業可用性較低的根源，就是國內對于上部煙葉分批采收的方式[30-31]。針對上部煙葉，國內目前建議一次性采收。目前結果表明，一次性采收上部煙葉與分批采收相比，提高了煙葉成熟度，改善了其外觀品質，增加了其可用性，但產量和產值略有下降[32]。羅華杰等[33]試驗結果也證明了，對于上部煙葉，一次性采收更有利于提高煙葉的成熟度和烤后煙葉質量。

2.3 烘烤工藝

烘烤是煙葉生產的最后一個環節，也是最關鍵的環節之一，直接決定著煙葉的最終質量及煙農的經濟效益。由于煙葉著生部位及成熟度不同，所需要的烘烤工藝參數不同，因此要想最大限度地通過烘烤工藝來呈現煙葉的內在質量，需要根據煙葉自身的特性，如煙葉的部位、煙葉的品種、煙葉的成熟度等，采取合適的烘烤工藝才能保證烤后煙葉的品質[34]。付卲怡[35]研究了不同烘烤條件、不同成熟度及不同品種(NC89、K326和中煙100)之間的關系，以針對不同成熟度的品種優化烘烤工藝，研究結果表明，3個品種的煙葉香氣物質均明顯受到烘烤工藝與成熟度的影響；對于欠熟的煙葉而言，采用變黃后期延長時間烘烤工藝，可以提高3個品種煙葉中的中性致香物質含量；而對于適熟煙葉，采取變黃后期與定色后期同時延長時間烘烤工藝，可以提高3個品種煙葉中性致香物質含量；對于過熟的煙葉，不同品種需采用不同的優化烘烤工藝以提高煙葉中的中性致香物質含量，品種 NC89和 K326 采用變黃后期延長時間烘烤工藝，而中煙 100 采用定色后期延長時間烘烤工藝。可見不同的品種、不同成熟度及不同部位的煙葉應采用相應的烘烤工藝，以提高烤后煙葉質量。不同部位的煙葉，因其物理特性、化學特性不同，其不同成熟度煙葉的烘烤工藝也各異。崔國民等[36]發現，低溫低濕烘烤工藝適用于下部初熟煙葉、下部適熟煙葉、下部過熟煙葉、中部適熟煙葉和中部過熟煙葉；中溫中濕烘烤工藝適用于中部初熟煙葉和上部適熟煙葉；而中溫高濕烘烤工藝則不利于各個部位不同成熟度煙葉使用價值的提高。目前在各大煙區，各煙葉主管部門或科研機構都根據當地的主栽品種、采收標準及生態條件制定了相應的烘烤措施，力求通過最適的烘烤措施來提高煙葉的內在質量和工業可用性。

3 展望

煙葉成熟度已經成為我國煙草產業今后相當長一段時間內煙葉生產的核心，是提高我國煙草產業可持續發展的一個重要途徑。目前世界各大煙葉主產國間煙葉質量競爭的核心就是成熟度的競爭。我國作為一個煙葉種植和煙葉產量大國，而優質煙葉比例不高，每年還需要從國外進口大量的優質煙葉，造成了國內煙葉一直存在著國內煙葉存量大量積壓和國外大量進口的矛盾。要從根本上解決這一矛盾，提高煙葉的成熟度是關鍵。目前國內煙草科研工作者以及科研管理者已經意識到我國煙葉成熟度存在的問題，把提高煙葉成熟度提高到煙葉生產工作的首位。不過煙葉成熟度的提高不是一朝一夕的事情，煙葉成熟度的提高是一個涉及到從生產到加工的全過程的系統工程[37- 38]，從農業到工業這些影響因素之間在一定程度上還存在著互補的關系，例如，田間成熟度不夠的煙葉，可以在烘烤環節通過烘烤工藝的優化提高對其生理成熟度進行一定的彌補；因烘烤工藝不佳造成的烘烤成熟度不夠的煙葉，在加工環節可以通過復烤、醇化、制絲等工藝有針對性的改善，來進行成熟度的彌補。此外，煙葉成熟度不僅僅涉及到種植及加工過程，成熟度的提高是一項多方面參與的復雜工程，它涉及煙區政府、煙草公司、中煙公司以及煙農的利益，涵蓋煙葉國家收購政策、管理、生產技術、卷煙生產等各個方面。目前國內大多數研究都側重在栽培措施的改善以及烘烤環節的改革，而忽略了最重要的一環——收購環節的改革[39]。當前我國煙葉收購中分級、定級仍按照“黃、鮮、凈”的標準，而成熟度較高的煙葉多存在著顏色偏深、病斑較多、殘傷較大等問題，在收購中等級和價格不高，煙農的經濟利益受到損害；受目前收購政策的導向，煙農為了自身經濟利益，只愿意生產等級高、經濟效益好的煙葉，而不是工業企業所需要的較高成熟度的煙葉，這種煙農利益和企業需求之間的矛盾影響了我國整體煙葉成熟度的提高[40]。近幾年國家注意到了目前收購環節中的弊端，加大了在收購環節嘗試和改革，在一些煙葉主產區逐步開展專業化分級散葉收購，這在一定程度上使成熟度較好、品質優良的煙葉資源能夠得到充分利用。但是目前分級散葉收購措施在基層煙站的落實還有待進一步提高，尤其是對于分級的標準、分級人員的培訓等還有待進一步完善。總之，隨著我國煙葉生產機械化、信息化、智能化水平的持續提升、種植關鍵技術的強化落實及烘烤技術不斷優化，煙葉田間成熟度和烤后成熟度會不斷提高，煙葉的質量風格特征會進一步彰顯，這將有力地促進我國煙草制品品質的提高，也將大大提高我國煙草產業的可持續發展能力。

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(責任編輯：許晶晶)

Research Advance in Relationship between Tobacco Quality and Tobacco Maturity, and Its Influencing Factors

LIU Su-can1,2, OU Ming-yi2*, MA Kun2, YANG Da-qing2, LA Gui-xiao3, SONG Bao-luo4

(1. College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. China Tobacco Guizhou Industrial Limited Company, Guiyang 550003, China; 3. Industrial Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China; 4. Yexian Branch, Pingdingshan Tobacco Company in Henan Province, Yexian 467200, China)

There is a contradiction between the many inventory backlog of domestic tobacco and the import of a large number of high-quality tobacco for a long time. The primary reason for the contradiction is the lack of maturity in domestic tobacco leaves. Maturity is the major factor affecting the quality of tobacco leaves in China, and it significantly affects the tobacco appearance quality, physical property, chemical constituent and sensory quality, and finally determines the industrial usability of tobacco leaves. More and more researches have focused on the improvement of tobacco maturity by various methods. Therefore, this article summarizes the relationship between tobacco leaf maturity and tobacco leaf quality in the world, analyzes the factors affecting tobacco maturity in China, and discusses the prospects of domestic tobacco maturity improvement.

Tobacco leaf; Maturity; Quality of tobacco leaf; Influencing factor; Advance

2016-06-27

貴州中煙工業有限責任公司科技項目。

劉素參(1982─)，女，河南安陽人，工程師，主要從事卷煙配方工藝研究。*通訊作者：歐明毅。

S572

A

1001-8581(2016)12-0075-05