變黃前期失水脅迫對煙葉烘烤特性的影響

魏碩　蘇家恩　范志勇　王德勛　王新中　孫軍偉　李華明　宋朝鵬

摘要：【目的】研究變黃前期失水脅迫對煙葉烘烤特性的影響，為煙葉烘烤工藝優化提供理論依據。【方法】以紅花大金元中部葉為試驗材料，通過對變黃前期煙葉進行不同失水脅迫程度處理，研究其暗箱試驗烘烤特性，并探討其烘烤過程中的水分、色素、淀粉含量變化及烘烤質量。【結果】隨著煙葉失水脅迫程度的增加，暗箱中煙葉的變黃時間縮短、變黃指數增大，煙葉變褐時間延長、變褐指數增大，但變褐發生時間提前；隨著變黃前期煙葉失水脅迫程度的增加，烘烤過程中煙葉葉綠素、類胡蘿卜素和淀粉降解加快，烤后煙葉等級質量有所提高。【結論】變黃前期煙葉失水脅迫可加快煙葉色素和淀粉降解，促進煙葉變黃，改善煙葉烘烤特性。

關鍵詞： 烤煙；變黃期；失水脅迫；烘烤特性

中圖分類號： S572；TS412 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）02-0309-05

Abstract：【Objective】The present study investigated effects of dehydration stress on curing characteristics of tobacco leaves at early yellowing stage， in order to provide theoretical basis for optimization of curing process. 【Method】Using middle leaves of Honghuadajinyuan cultivar as test material， through the treatments on tobacco leaves with different dehydration stress degrees at early yellowing stage， the flue-curing characteristics in black box test， changes of moisture， pigment content， starch content and flue-cured quality were studied. 【Result】With increasing of tobacco leaf dehydration stress degree， yellowing time of tobacco leaves shortened in black box， yellowing index decreased， browning time of tobacco leaves extended， browning index increased， but browning of tobacco leaves occurred in advance. Degradation of chlorophyll， carotenoid and starch in tobacco leaves accelerated along with the increase of dehydration stress degree at early yellowing stage， and quality of flue-cured tobacco leaves improved. 【Conclusion】Dehydration stress treatment at early yellowing stage can accelerate degradation of pigment and starch， promote yellowing of tobacco leaves， and improve flue-curing characteristics of tobacco leaves.

Key words： flue-cured tobacco； yellowing stage； dehydration stress； flue-curing characteristics

0 引言

【研究意義】烤煙烘烤特性是煙葉在農藝過程中獲得與烘烤技術和效果密切相關的自身固有素質特點（王傳義，2008；宮長榮，2010），包括易烤性和耐烤性。易烤性反映煙葉在烘烤過程中變黃、脫水的難易程度，耐烤性主要是指煙葉在定色期間對烘烤環境變化的敏感性或耐受性；煙葉烘烤特性與烘烤工藝和烘烤質量密切相關（張樹堂等，1997；王傳義等，2009；霍開玲等，2010；崔國民，2012；楊曉亮等，2015a，2015b）。因此，研究煙葉烘烤特性對烘烤工藝改進及品質提高具有重要意義。【前人研究進展】烘烤是煙葉伴隨高溫、失水等脅迫下的逆境代謝過程，失水脅迫通常會加速葉片衰老、色素降解和代謝活動加劇（覃鵬等，2002；王益奎等，2005）。通常烘烤變黃期煙葉保持相對較高的水含率有利于色素順利降解，進而完成變黃（宮長榮，2010），而下部葉或水分大的煙葉通常采取“先拿水后拿色”的烘烤策略；張崇范（1987）提出“雙低烘烤法”，采用低溫低濕變黃一定程度上可提高變黃期煙葉的失水程度；崔國民（2012）針對束縛水比例高的頂部煙葉提出高溫脫水烘烤，以增加烤房濕度和降低烘烤難度；楊樹勛和榮翔麟（2013）研究顯示，烤前使煙葉強制失水并配合常規工藝烘烤，能加快煙葉變黃，縮短變黃時間，減少干物質消耗，有利于提高煙葉質量和烘烤效益；陳少濱等（2016）提出高溫高濕變黃實現煙葉快速失水發軟，有利于提高煙葉烘烤質量。可見，煙葉失去部分水分可影響烘烤效果。【本研究切入點】煙葉在葉片失水一定程度后均可變黃，而針對變黃前期煙葉失水脅迫對烘烤特性影響的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】通過對煙葉進行不同失水脅迫程度處理，分析煙葉水分、色素和淀粉含量變化特征，旨在為調控煙葉烘烤特性及優化烘烤工藝提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試煙草品種為紅花大金元，按照云南優質煙葉生產技術規范種植，土壤肥力中等，規模化管理，選取正常成熟植株的中部煙葉（9～10位葉），用電加熱式智能煙葉烘烤實驗柜（福州興東輝自動化科技有限公司）進行烘烤。

1. 2 試驗方法

試驗于2015年在云南省大理州彌渡縣紅花大金元科技研發基地烘烤試驗室進行。失水脅迫程度設4個處理：常規對照（CK），不進行失水處理；T1，失去鮮煙葉水含率的10%左右、煙葉葉尖發軟；T2，失去鮮煙葉水含率的20%左右、煙葉葉片發軟；T3，失去鮮煙葉水含率的30%左右、煙葉主脈發軟。

各處理煙葉失水操作方法：裝完煙后，以4～5 h將干球溫度升至42 ℃保濕烘烤，穩溫2 h后將溫度降至38～39 ℃，緩慢排濕（避免快速排濕造成葉片干燥不均），再將溫度升至42 ℃，反復操作，通過對其中16片煙葉進行適時稱重，判斷整體煙葉失水情況，直至達到各處理失水要求為止，失水處理時間6～16 h。

將各處理煙葉進行暗箱試驗（徐秀紅等，2011）及烘烤試驗，烘烤過程中失水處理的煙葉提高溫度0.5～1.0 ℃，保濕變黃，其他操作按照三段式烘烤工藝（宮長榮等，2006）進行。

1. 3 測定方法

暗箱試驗參照烤煙品種烘烤特性評價YC/T 311- 2009進行，記錄煙葉開始變黃時間、開始變褐時間、變黃時間和變褐時間，并計算煙葉的變黃指數和變褐指數；煙葉水含率用烘箱法測定；煙葉色素含量采用比色法測定（張志良和翟偉菁，2003）；煙葉淀粉含量采用酸解法（宮長榮等，2002）測定；根據烤煙國標GB 2635-1992統計烤后煙葉等級質量；3次重復。

1. 4 統計分析

試驗數據采用Excel 2010進行統計，采用SPSS 23.0進行多重比較。

2 結果與分析

2. 1 暗箱試驗煙葉烘烤特性的變化

由表1可知，T3和T2暗箱煙葉開始變黃時間顯著早于T1和CK（P<0.05，下同）；各處理暗箱煙葉開始變褐時間以CK最遲，T2與T1相當，T3最早；各處理暗箱煙葉變黃時間表現為CK>T1>T2>T3，且處理間差異顯著。因此，根據煙葉烘烤特性判定標準可判定T3煙葉易烤性較好，T2煙葉易烤性中等，T1和CK煙葉易烤性較差。各處理暗箱煙葉變褐時間表現為T3和T2顯著長于T1和CK。因此，根據煙葉烘烤特性判定方法可判定4個處理煙葉的耐烤性均較好，其中T2和T3耐烤性優于CK和T1。

煙葉變黃指數越大，表示易烤性越好；變黃指數越小，表示易烤性越差。由表1可知，各處理煙葉變黃指數表現為T3>T2>T1>CK，說明煙葉易烤性以T3較好，T2次之，其后為T1，CK較差。變褐指數越小，表示耐烤性越好；變褐指數越大，表示耐烤性越差。由表1還可看出，各處理煙葉變褐指數表現為T3>T2>T1>CK，其中T3和T2顯著大于T1和CK，說明煙葉耐烤性以CK和T1較好，T2和T3較差，與以變褐時間判斷煙葉耐烤性結果相反，可能是失水脅迫處理后煙葉褐化速率加快引起。

2. 2 烘烤過程中煙葉水含率的變化

從圖1可看出，CK煙葉在烘烤過程中變黃期（0～72 h）失水量小，失水速度緩慢增加，定色期（72～ 120 h）失水量大，失水速度快，干筋期（120～156 h）失水量略微減少，失水速度減慢；T1、T2和T3煙葉在烘烤過程中變黃前期（0～24 h）由于進行失水處理，失水速度加快，后經保濕變黃烘烤，失水速度有所減緩，定色期和干筋期的失水趨勢與CK煙葉基本一致，但煙葉失水程度有所增大，表現為T3>T2>T1>CK。

2. 3 烘烤過程中煙葉色素含量的變化

從圖2可看出，煙葉烘烤過程中煙葉色素含量總體上呈下降趨勢，0～60 h為煙葉色素降解的主要時期；各處理間葉綠素a含量、葉綠素b含量及總葉綠素含量基本表現為CK>T1>T2>T3；類胡蘿卜素含量基本表現為T1（CK）>T2>T3。表明失水處理有利于煙葉色素快速降解，且降解速度隨其失水脅迫程度增大呈加快趨勢。

2. 4 烘烤過程中煙葉淀粉含量的變化

從圖3可看出，烘烤過程中煙葉淀粉含量總體上呈下降趨勢，淀粉降解速率可分為快速降解期和緩速降解期，各處理煙葉淀粉含量基本表現為CK>T1>T3（T2），說明失水處理有利于淀粉快速降解；但T2和T3煙葉淀粉含量平穩也較快，表明變黃期煙葉失水脅迫程度重可加快淀粉降解，定色期失水程度也較高，會抑制淀粉代謝。

2. 5 烤后煙葉外觀的等級質量

由表2可看出，各處理烤后煙葉單葉質量大小表現為CK>T2>T1>T3，其中CK顯著大于T1、T2和T3；各處理烤后煙葉上等煙比例表現為T3>T1>T2>CK，其中T3顯著大于CK；各處理烤后煙葉中等煙比例表現為T2>T1>CK>T3，其中T2顯著大于T3；各處理烤后煙葉桔色煙比例表現為T2>T1>T3>CK，其中T2顯著大于CK；各處理烤后煙葉青煙比例表現為CK>T3>T1>T2，其中CK顯著大于T2、T1和T3。說明煙葉變黃前期失水處理可改善煙葉烘烤質量。

3 討論

本研究結果表明，隨著煙葉失水脅迫程度的增大，暗箱煙葉變黃啟動有所加快，煙葉變黃時間縮短，烘烤過程中葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素降解加快，與常規烘烤煙葉色素降解、變黃規律一致（宮長榮等，2000），說明煙葉失水脅迫處理有利于煙葉色素快速降解、加快變黃，與楊樹勛和榮翔麟（2013）的研究結果吻合。

本研究根據煙葉變黃時間、變褐時間和變黃指數判斷，隨著煙葉失水脅迫程度的增大，煙葉易烤性、耐烤性得到改善，對解決煙葉變黃與定色具有重要意義，但根據煙葉變褐指數判斷發現煙葉耐烤性變差，且煙葉失水脅迫處理后煙葉變褐發生時間有所提前，可能是失水脅迫處理后煙葉棕色化反應加劇所致起（雷東鋒等，2003）。宮長榮等（2000）研究表明，淀粉是煙葉代謝活動的主要能量來源，烘烤過程中煙葉淀粉與色素變化極顯著相關，隨著煙葉失水脅迫程度增加淀粉降解加快，可能是失水脅迫處理后煙葉變黃加快的原因，本研究結果與其相似。煙葉失水脅迫定色前期煙葉同比失水較多，煙葉色素和淀粉代謝停止通常較早（雷繼才等，2016），因此在失水脅迫處理后，適當提高濕度延緩失水將有利于色素和淀粉的充分降解。本研究僅探討了變黃前期煙葉不同失水脅迫程度對煙葉基本烘烤特性的影響，關于烘烤過程中其他相關生理代謝有待進一步研究。

4 結論

變黃前期煙葉失水脅迫可加快烘烤煙葉色素和淀粉降解，促進煙葉變黃，改善煙葉烘烤特性。

參考文獻：

陳少濱，孟祥宇，魏碩，路曉崇，朱亞剛，何健，徐西霞. 2016. 上部葉烘烤過程中葉片與主脈含水率變化對烤煙質量的影響[J]. 湖北農業科學，55（1）：117-119.

Chen S B，Meng X Y，Wei S，Lu X C，Zhu Y G，He J，Xu X X. 2016. Effects of moisture variation of blade and main veins on the quality of tobacco during the backing process of upper tobacco leaves[J]. Hubei Agricultural Sciences，55（1）：117-119.

崔國民. 2012. 烤煙密集型自動化烤房及烘烤工藝技術[M]. 北京：科學出版社.

Cui G M. 2012. Auto-control Bulk Curing Barn and Flue-curing Technology of Flue-cured Tobacco[M]. Beijing：Science Press.

宮長榮. 2010. 煙草調制學[M]. 北京：中國農業出版社.

Gong C R. 2010. Tobacco Curing Technology[M]. Beijing：Chinese Agricultural Press.

宮長榮，王曉劍，馬京民，李常軍. 2000. 烘烤過程中煙葉的水分動態與生理變化關系的研究[J]. 河南農業大學學報，34（3）：229-231.

Gong C R，Wang X J，Ma J M，Li C J. 2000. Study on the moisture content change and physiological mechanism in tobacco leaf during flue-curing process[J]. Journal of Henan Agricultural University，34（3）：229-231.

宮長榮，袁紅濤，陳江華. 2002. 烤煙烘烤過程中煙葉淀粉酶活性變化及色素降解規律的研究[J]. 中國煙草學報，8（2）：16-21.

Gong C R，Yuan H T，Chen J H. 2002. Studies on activity of amylase and degradation of starch and pigment in tobacco leaf during the process of curing[J]. Acta Tabacaria Sinica，8（2）：16-21.

宮長榮，周義和，楊煥文. 2006. 烤煙三段式烘烤導論[M]. 北京：科學出版社.

Gong C R，Zhou Y H，Yang H W. 2006. An Introduction to the Three Stage Flue Curing of Flue Cured Tobacco[M]. Beijing：Science Press.

霍開玲，江凱，賀帆，宋朝鵬，宮長榮. 2010. 鮮煙葉烘烤特性影響因素研究進展[J]. 湖北農業科學，49（5）：1225-1228.

Huo K L，Jiang K，He F，Song Z P，Gong C R. 2010. Research advance in influencing factors on fresh tobacco curing cha-

racteristics[J]. Hubei Agricultural Sciences，49（5）：1225-1228.

雷東鋒，蔣大宗，王一理. 2003. 煙草中多酚氧化酶的生理生化特征及其活性控制的研究[J]. 西安交通大學學報，37（12）：1316-1320.

Lei D F，Jiang D Z，Wang Y L. 2003. Study on physiological and biochemical characteristics and active control of tobacco polyphenol oxidase[J]. Journal of Xian Jiaotong University，37（12）：1316-1320.

雷繼才，楊東，肖雅，蔡昊城，崔國民，盧紅，羅以貴，董祥立. 2016. 不同溫濕度烘烤及煙葉水分與淀粉降解的關系[J]. 廣東農業科學，43（3）：131-135.

Lei J C，Yang D，Xiao Y，Cai H C，Cui G M，Lu H，Luo Y G，Dong X L. 2016. Relationship between temperature and humidity in flue-curing， moisture content of tobacco leaves and starch degradation[J]. Guangdong Agricultural Sciences，43（3）：131-135.

覃鵬，曾淑華，劉飛虎. 2002. 煙草抗旱性生理生化研究進展[J]. 貴州農業科學，30（2）：55-58.

Qin P，Zeng S H，Liu F H. 2002. Progress of study on drought-resistant physiology and biochemistry of tobacco[J]. Guizhou Agricultural Sciences，30（2）：55-58.

王傳義. 2008. 不同烤煙品種烘烤特性研究[D]. 北京：中國農業科學院.

Wang C Y. 2008. Study on the leaf curing characteristics of different tobacco varieties[D]. Beijing：Chinese Academy of Agricultural Sciences.

王傳義，張忠鋒，徐秀紅，藍周煥，高友峰，丘啟發，丁鍵，楊曉東. 2009. 煙葉烘烤特性研究進展[J]. 中國煙草科學，30（1）：38-41.

Wang C Y，Zhang Z F，Xu X H，Lan Z H，Gao Y F，Qiu Q F，Ding J，Yang X D. 2009. Advance in leaf curing characte-

ristics of flue-cured tobacco[J]. Chinese Tobacco Science，30（1）：38-41.

王益奎，李鴻莉，王軍，韋建玉. 2005. 煙草水分脅迫研究進展[J]. 中國煙草科學，（4）：33-36.

Wang Y K，Li H L，Wang J，Wei J Y. 2005. Progress of research on water stress in tobacco[J]. Chinese Tobacco Science，（4）：33-36.

徐秀紅，王傳義，許家來，劉傳鋒，許立峰，任杰，譚效磊. 2011. 一種烤煙烘烤特性判定方法（CN102172296A）[P/OL]. [2012-6-29]. http：//www.ggsgg.com/patent/201206/131118.shtml.

Xu X H，Wang C Y，Xu J L，Liu C F，Xu L F，Ren J，Tan X L. 2011. Method for determining curing characteristics of flue cured tobacco（CN102172296A）[P/OL].[2012-6-29]. http：//www.ggsgg.com/patent/201206/131118.shtml.

楊樹勛，榮翔麟. 2013. 煙葉烘烤前期失水對煙葉變黃的影響[J]. 作物研究，27（6）：668-671.

Yang S X，Rong X L. 2013. Dehydration effect on leaf yellowing in early days of tobacco curing[J]. Crop Research，27（6）：668-671.

楊曉亮，張豹林，張銘真，張警予，宋朝鵬，賀帆，郭建，宮長榮. 2015a. 不同烘烤工藝對5個烤煙品種感官質量的影響研究[J]. 江西農業學報，27（4）：53-56.

Yang X L，Zhang B L，Zhang M Z，Zhang J Y，Song Z P，He F，Guo J，Gong C R. 2015a. Study on effects of different baking technologies on sensory quality of five flue-cured tobacco varieties[J]. Acta Agriculturae Jiangxi，27（4）：53-56.

楊曉亮，張銘真，張豹林，宋朝鵬，張警予，賀帆，郭建，宮長榮. 2015b. 不同烤煙品種對烘烤條件的響應差異分析[J]. 江西農業學報，27（3）：74-77.

Yang X L，Zhang M Z，Zhang B L，Song Z P，Zhang J Y，He F，Guo J，Gong C R. 2015b. Analysis of response of different flue-cured tobacco varieties to baking conditions[J]. Acta Agriculturae Jiangxi，27（3）：74-77.

張崇范. 1987. 烤煙烘烤技術改革初探[J]. 中國煙草，（2）：36-39.

Zhang C F. 1987. Preliminary study on the technical reform of flue-cured tobacco[J]. China Tobacco，（2）：36-39.

張樹堂，崔國民，楊金輝. 1997. 不同烤煙品種的烘烤特性研究[J]. 中國煙草科學，（4）：37-41.

Zhang S T，Cui G M，Yang J H. 1997. Traits for flue-curing among flue-cured tobacco genotypes[J]. Chinese Tobacco Science，（4）：39-43.

張志良，翟偉菁. 2003. 植物生理學實驗指導[M]. 北京：高等教育出版社.

Zhang Z L，Zhai W J. 2003. Plant Physiology Experimental Instruction[M]. Beijing：Higher Education Press.

（責任編輯 思利華）