煙葉烘烤過程中主脈和葉片失水特點研究

楊樹勛，孟 剛，榮翔麟

（甘肅省煙草公司隴南市公司，隴南746000）

煙葉烘烤過程中主脈和葉片失水特點研究

楊樹勛，孟 剛，榮翔麟*

（甘肅省煙草公司隴南市公司，隴南746000）

研究了煙葉在烘烤過程中葉片與葉脈的失水規律，以及葉脈與葉片之間水分動態與煙葉變黃過程中生理生化之間的關系。結果表明：在隴南煙葉烘烤過程中葉脈和葉片失水并不同步，在烘烤前期先讓煙葉強制失水造成水分脅迫環境階段，葉片失水快，煙葉失去的主要是葉片中的水分，葉片失水率大于葉脈；在煙葉變黃期，葉脈失水率大于葉片；煙葉變黃后到大卷筒期葉片失水率大于葉脈；干筋期葉片已基本干燥，失去的水分主要為煙筋中的水分。葉脈和葉片失水不同步是由煙葉的組織結構和烘烤進程決定的，水分的動態變化有利于促進葉內化學成分的轉化，與煙葉生理生化反應相關聯，葉脈在煙葉變黃過程中起到了水源地和原料庫的作用。

煙葉；烘烤；失水

煙草是一種重要的經濟作物，其鮮葉的烘烤不同于其它農產品物料的干燥，既要排除鮮葉里的大量水分，將其干燥，又要促使煙葉內化學成分的有利變化，將煙葉烤黃烤香，使煙葉中特有的色、香、味顯露出來。煙葉變黃過程中雖然生命活動仍在延續，葉組織細胞繼續維持生命活動，但實質是煙葉生命衰老死亡的過程。烘烤過程中失水干燥不僅是烘烤的目的之一，而且其間發生的生理生化變化受水分動態的控制。“無水不變黃，無水不壞煙”這是煙葉烘烤技術人員常說的一句話，說明水分在煙葉烘烤中的重要性［1～3］。以往的研究主要是烘烤過程中煙葉總體水分失水的規律，而對于葉脈與葉片的失水規律以及葉脈與葉片之間水分動態未見報道。本文主要研究了煙葉在烘烤過程中葉脈與葉片的失水規律，以及葉脈與葉片之間水分動態，并分析了葉脈與葉片之間水分動態對煙葉生理生化變化的影響，尋找水分動態與煙葉變黃過程中生理生化變化之間的關系，為提高煙葉烘烤效率，改善烘烤工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為‘秦煙96’。試驗材料于2011～2014年在甘肅省成縣試驗地栽培。煙田土壤肥力中等，規范化栽培管理，成熟采收。試驗煙葉均為采收的適熟腰葉，在標準化密集烤房中進行烘烤。

1.2 試驗設計

在煙葉烘烤過程中，分別于烤前鮮煙葉、35℃強制通風失水末期、變黃中期（38℃）、變黃末期（38℃末）、凋萎后期（42℃末）、小卷筒期（48℃末）、大卷筒期（54℃末）、干筋期（68℃末）隨機取100片煙葉，先將主脈與葉片分開，并分別稱取實時重量，于105℃殺青30 min，之后在60℃烘干至恒重，再分別稱取干重，測定煙葉、主脈、葉片的含水量和失水率。含水量計算按烘烤中煙葉、主脈或葉片重量減去烘烤后煙葉、主脈、葉片重量，再除以烘烤中煙葉、主脈或葉片重量，再乘以100%。煙葉的失水率以煙葉失水量（前后相鄰時期含水量差）與鮮煙葉全部重量比乘以100%計算。煙葉烘烤按常規標準進行。

2 結果與分析

2.1 烤煙不同烘烤時期主脈與葉片含水量變化

由表1可見，在隴南煙葉烘烤過程中煙葉失水具有規律性，葉脈和葉片失水并不同步，在烘烤前期先讓煙葉強制失水造成水分脅迫環境階段，葉片失水快，煙葉失去的主要是葉片中的水分，葉片失水率大于葉脈；在煙葉變黃期，葉脈失水快，葉脈失水率大于葉片；煙葉變黃后到大卷筒時葉片失水率大于葉脈；干筋期葉片已基本干燥，失去的主要是煙筋中的水分。

表1 烤煙不同烘烤時期主脈與葉片含水率變化情況

由表2可知，‘秦煙96’中部葉鮮煙葉主脈與葉片含水率之差為9.2%，在烘烤前期先讓煙葉強制失水造成水分脅迫環境階段，葉脈含水率下降了0.49%，葉片含水率下降了4.61%，主脈與葉片含水率之差由烤前的9.2%拉大到13.32%；在煙葉變黃階段，葉脈含水率下降了20.78%，葉片含水率下降了15.06%，主脈與葉片含水率之差由前期的13.32%縮小到7.6%；煙葉變黃后到大卷筒階段，葉脈含水率下降了21.59%，葉片含水率下降了50.99%，主脈與葉片含水率之差由變黃結束時的7.6%拉大到37.0%；煙葉干筋階段，葉脈含水率下降了38.1%，葉片含水率下降了3.36%，主脈與葉片含水率之差由大卷筒時的37.0%縮小到2.26%。

表2 烤煙不同烘烤時期主脈與葉片含水率（%）變化情況

2.2 煙葉水分動態與煙葉烘烤進程的關系

烘烤過程中在干葉前煙葉是一個生命活體。根據烘烤的需要，不同的時期煙葉對水分的需求不同，變黃需要適宜的水分，變黃后又要讓煙葉及時失水，將其烤干，將所形成的品種特色固定下來。由于煙葉自身的組織結構特點以及適當的操作，使葉脈和葉片失水不同步，這是由煙葉的組織結構和烘烤進程共同決定的。在第一個時期即強制失水期，此時強制通風，風量大，由于葉片的表面積大、氣孔多，因此葉片失水較快，葉片含水率下降了4.61%，而葉脈由于組織細胞結構緊實、體積大、水分多、運動擴散阻力大、路徑遠、失水慢，含水率只下降了0.49%，此期煙葉失去的主要是葉片中的水分。在第二個時期即煙葉變黃期，由于煙葉組織細胞保持著水分轉移的活性，加之此時溫度較低，風量小而均勻，雖然葉片的表面積大、氣孔多，失水較快，但葉脈與葉片之間有水勢差，葉片的滲透壓比葉脈高，使葉脈中的水分通過維管束向葉片擴散補充葉片中的水分，在煙葉變黃期葉片含水率下降了15.06%，而葉脈含水率下降了20.78%，所以在煙葉變黃期，葉脈失水率大于葉片。在第三個時期即煙葉變黃后至大卷筒期，煙葉變黃后要限制水解及呼吸反應，使葉內生化變化逐漸減弱，直至終止，從而將煙葉顏色固定下來，因此要將煙葉內水分盡快排出，將葉片烤干，此時由于溫度提高，風量大，葉片含水量下降快，葉片失去的水分遠遠大于葉脈中通過維管束向葉片擴散補充葉片中的水分，而且隨著葉片的干燥，維管束的輸導功能逐漸下降，直至葉片干燥，輸導功能基本停止，在第三個時期葉片含水率下降了50.99%，而葉脈含水率只下降了21.59%，因此第三個時期葉片的失水率大于葉脈。在第四個時期即煙葉干筋期，此時葉片已基本干燥，此期葉片含水率下降了3.36%，而葉脈含水率下降了38.1%，失去的主要為煙筋中的水分。

3 討論與小結

煙葉水分動態與煙葉烘烤變黃機理的關系。煙葉變黃過程中雖然生命活動仍在延續，葉組織細胞繼續維持生命活動，但實質是煙葉生命衰老死亡的過程。在這個過程中水分扮演著非常重要的角色。水分的作用是媒介作用和直接參與作用，水分的多少及失水的快慢與煙葉生理生化反應存在著緊密的聯系。水是生命之源，水分是促進生命旺盛的主要因素之一。在烘烤前期一般鮮煙葉水分含量較多，造成水解酶濃度低、酶活性低、生化反應水平低，煙葉細胞衰老死亡的速度慢，變黃慢，因此在煙葉烘烤前期讓煙葉失去多余的水，使煙葉適度凋萎，造成水分脅迫環境能夠促進葉片衰老，提高煙葉變黃的速度，同時又拉大了葉片與葉脈的水勢差［4～6］。在煙葉變黃期保持一定的失水速度，一是可以提高水分子及親水有機物的流動性，提高底物與酶活性位點的結合速度和頻率，加快水解反應和呼吸反應速度；二是通過水分流動將水解反應和呼吸反應的產物運走，防止水解反應和呼吸反應產物堆積減緩反應速度。為了保證以上兩個方面的效果，就要使煙葉保持一定的失水速度，同時還要在煙葉變黃前使葉片的含水量保持在一個適宜的范圍內逐漸減少，如果沒有葉脈通過維管束向葉片擴散的水分的補充，煙葉會因失水過快而烤青。如果為了防止煙葉烤青而降低失水速度，煙葉變黃速度就會下降。因此在煙葉變黃期葉脈通過維管束向葉片擴散水分，此時葉脈失水率大于葉片具有積極的意義，與煙葉變黃的生理生化反應相協調，葉脈在煙葉變黃過程中起到了水源地和原料庫的作用。據日本岡山煙草試驗場研究，變黃期最佳失水速度在2.5～4.5 g／kg·h之間；失水速度小于2.5 g／kg·h時不利于淀粉、蛋白質的水解，變黃慢；當失水速度大于4.5 g／kg·h時，葉片失水過快會導致葉片含水量下降過快，水分不足，易烤青。

筆者認為，變黃期煙葉失水速度在2.5～4.5 g／kg·h之間，讓底物與酶活性點的結合速率相協調，同時與煙葉呼吸產生的水分及葉脈內的水分通過維管束向葉片的擴散能力相關聯，能使葉片的含水量保持在一個適宜的范圍內逐漸減少。當煙葉失水速度小于2.5 g／kg·h時，一是葉片內水分及參與生化反應的底物的流動性差，底物與酶活性位點的結合速度和頻率低，將推遲蛋白質的降解，導致淀粉更多地降解和糖分更多地消耗；二是葉脈向葉片擴散的水分及煙葉呼吸產生的水分較多從而會弱化葉片內還原狀態；三是水分脅迫作用下降，水解酶和呼吸酶的含量和活性下降；四是造成反應產物堆積必然減緩反應速度。當煙葉失水速度大于4.5 g／kg·h時，葉片失水過快，葉片失去的水分遠遠大于葉脈通過維管束向葉片擴散的水分以及呼吸作用產生的水分，由于葉片水分得不得補充，原生質將由溶膠變為凝膠，黏性增大，底物流動性下降，生命活動大大減弱，限制了水解反應的發生，葉綠體及大分子化合物的轉化難以完成，就會將煙葉烤青，因此葉脈通過維管束向葉片擴散水分是必要的。

本試驗結果表明，在煙葉烘烤過程中煙葉失水具有規律性，葉脈和葉片失水不同步，且這一規律正好符合煙葉生理生化反應的規律，即水分動態的變化與煙葉生理生化變化相協調。水是鮮煙葉的主要組成部分，水分的散失與失水速度是決定煙葉烘烤質量的關鍵。煙葉的失水時期及煙葉的失水節奏都是由煙葉的組織結構與煙葉生理生化反應決定的，利用失水節奏控制煙葉烘烤進程能夠減少烘烤時間，提高烘烤質量，合理調控烘烤期間的失水動態是增進和改善煙葉內在品質的技術核心和關鍵所在。

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

［2］ Long RC，Wevbrew JA.Major chemical changes during senescence and curing［J］.Rec Adv Tob Sci，1981，7：85.

［3］ 宮長榮，趙銘欽，汪耀富，等.不同烘烤條件下煙葉失水規律的研究［J］.河南農業大學學報，1995，29（4）：282-287.

［4］ Nooden LD，Guiamet JJ，John I.Senescence mechanisms［J］.Plant Physiol，2007，101：746-753.

［5］ 王邦錫，何軍賢，黃久常.水分脅迫導致小麥葉片光合作用下降的非氣孔因素［J］.植物生理學報，2002，18（1）：77-84.

［6］ 楊淑慎，高俊鳳，李學俊.高等植物葉片的衰老［J］.西北植物學報，2001，21（6）：1271-1277.

Study on Water Loss Characteristics of Main Vein and Leaf during Tobacco Flue Curing

YANG Shuxun，MENG Gang，RONG Xianglin*
（Longnan Tobacco Company，Longnan，Gansu 746000，China）

The water loss characteristics ofmain vein and leaf during tobacco flue curing，and the relationship between water dynamics and physiological and biochemicalwere studied.The results showed that thewater loss of leafand vein during tobacco flue curing was not synchronized in Longnan.In the early stage of baking，the water loss of leaves is faster than that of vein；the water loss of tobacco leaves wasmainly the water of lamina.The water loss rate of lamina was faster than that of the vein.In the yellowing stage，the water loss rate in veinswas greater than that of lamina.During yellow period，the water loss rate of laminawas faster than thatof the vein.During the stem drying stage，the tobacco leaveswas basically dried，the water losswasmainly in the veins.The order of water loss between lamina and vein was determined by the organizational structure and the process of tobacco baking.The dynamic change ofwater is conducive to promoting the transformation of chemical constituents of tobacco leaves，associated with the physiological and biochemical response of tobacco leaves.

tobacco leaf；flue curing；dehydration process

T44+1

A

1001-5280（2017）04-0426-03

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.17

2017- 01- 18

楊樹勛（1966-），男，高級農藝師，主要從事煙草生產與科研工作，Email：gsysx3000＠163.com。*通信作者，Email：rxlyy＠sina.com。