不同倉貯環境對片煙可溶性糖及生物堿含量的影響

陳 頤，楊佳玫，王玉平，盧志偉，王忠祥，崔曉闖, 楊虹琦*

(1.湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.貴州中煙工業有限責任公司，貴州 貴陽 550009；3.貴州中煙工業有限責任公司興義煙葉儲運站，貴州 興義 562400)

不同倉貯環境對片煙可溶性糖及生物堿含量的影響

陳 頤1，楊佳玫2，王玉平2，盧志偉2，王忠祥3，崔曉闖1, 楊虹琦1*

(1.湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.貴州中煙工業有限責任公司，貴州 貴陽 550009；3.貴州中煙工業有限責任公司興義煙葉儲運站，貴州 興義 562400)

【目的】為了提高煙葉的醇化質量以及實現卷煙原料的可用性?！痉椒ā繉F州中煙6個原料基地上中2個部位片煙的總糖、還原糖、煙堿和糖堿比變化規律進行了分析。【結果】①片煙醇化過程中，3個醇化庫不同香型片煙的總糖和還原糖含量表現為下降，變化速度最快的醇化時期是醇化6～12個月。此時正好處于倉貯環境溫度上升的階段，全年月平均溫度和相對濕度較高的醇化庫可加速煙葉的總糖和還原糖的降解和轉化。②不同醇化庫不同香型片煙總糖和還原糖下降幅度存在明顯差異(P<0.05)，其中興義庫的清香型和中間香型片煙總糖和還原糖下降幅度大于貴陽庫和貴定庫片煙，但3個醇化庫的濃香型片煙降幅差異均不顯著。③片煙醇化過程中，3個醇化庫不同香型片煙總生物堿含量變化微弱，糖堿比的變化規律與總糖同步。【結論】全年月平均溫度和相對濕度較高的醇化庫能加速改善煙葉內在品質，縮短煙葉的自然醇化時間。

片煙；醇化；倉貯環境；可溶性糖；生物堿

【研究意義】煙葉醇化實質是一個在一定溫度和濕度條件下，通過一系列化學及生物反應，使得一些不利于煙葉品質的組分(淀粉含量較高，糖堿比不協調等)向有利于煙葉品質的方向轉化的過程[1-3]。倉貯環境是片煙化學物質變化的主要動力。目前研究普遍認為影響煙葉自然醇化質量和倉儲損耗程度的因素主要有溫度、相對濕度、煙葉含水率和空氣含氧量[4-5]?！厩叭搜芯窟M展】因此，圍繞貯存環境的主要變化因素與煙葉醇化進程及感官品質相關性研究是國內外煙草研究工作者主要研究方向。宋紀真等[6]對不同倉貯環境中的片煙感官質量變化進行研究，結果表明不同倉貯環境對片煙的感官質量影響較大，其中低溫高濕的倉貯環境不利于醇化片煙的自然醇化，而高溫適濕的倉貯環境片煙感官質量較優。謝喜珍等[7]研究發現在空調倉庫中醇化的煙葉物理外觀質量和內在感官質量上表現均優于常規醇化倉庫(溫濕度不可調)，并且可降低片煙含水率、包芯溫度，有助于減少片煙在醇化過程中霉變和碳化等不利影響。李炎強等[8]認為，自然醇化時間過長，煙葉會出現顏色變深或變暗，不利于煙葉的可用性，在實際應用方面，云南等地區采用煙葉室外儲存、江西等地區將煙葉放在洞內儲存，效果均較好?！颈狙芯壳腥朦c】本研究以貴州中煙興義、貴陽和貴定貯煙庫的湖南郴州和河南許昌的濃香型片煙、四川涼山、福建三明和云南保山的清香型片煙、貴州遵義中間香型片煙為材料，系統研究不同溫濕度條件醇化庫中片煙可溶性糖及生物堿含量的變化規律及其對片煙醇化質量的影響。【擬解決的關鍵問題】旨在闡明不同醇化條件下片煙醇化機理及其對感官評吸的影響 ，對提高煙葉原料的醇化質量及效率提供理論及試驗依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013年6月至2015年6月在貴州中煙貴州興義、貴州貴陽和貴州貴定標準貯煙倉庫進行。片煙均按《煙葉儲存保管方法》(GB/T 23220-2008)[9]和《片煙貯存養護 通用技術要求》(YC/T 300-2009)[10]進行養護管理，片煙裝箱水分統一控制在(13± 0.5) %，裝箱溫度控制在(40± 3)℃，裝箱密度為200 kg/箱，煙箱距地面高度200 mm，每4～5個煙箱成堆成一垛，距墻壁距離300 mm。本試驗選取經打葉復烤后的湖南郴州、河南許昌濃香型中部片煙，貴州遵義中間香型中部片煙，四川涼山、云南保山和福建三明清香型中部片煙各3箱作為試驗分析材料。

1.2 試驗設計

從2013年6月開始，每隔6個月取樣1次，至貯存期達到18個月后，每隔3個月取樣1次，共計取樣6次，醇化周期為24個月。取樣方法為開箱取樣，棄表層片煙后，按照對角線取樣法從每個箱煙中取500 g片煙混合均勻，再從中取約2 kg片煙并分成2份：1份切絲用于感官評吸；1份粉碎并過60目篩，裝入樣品袋密封并保存于4 ℃冰柜中，用于化學成分檢測。

在片煙自然醇化過程中，采用干濕球溫度計定期監測片煙醇化庫環境溫濕度變化，貴州興義、貴陽和貴定倉貯全年平均溫濕度，同時并記載醇化箱內片煙有無霉變和蟲害情況。

1.3 測定方法

總糖和還原糖含量參照標準YC/T159-2002[11]進行測定；總生物堿含量參照標準YC/T160-2002[12]進行測定。

1.4 數據統計

所有數據均采用EXCEL、SPSS17.0等分析軟件進行方差分析、計算和統計作圖表。

2 結果與分析

2.1 不同醇化庫全年月平均溫濕度的變化

由圖1可知，3個醇化庫全年月平均溫度變化都呈現“降-升-降-升”的形態，這是因為本試驗第1、3和6次取樣均在6月份，自然環境溫濕度相對較高，3個倉庫月平均溫度在19.74～28.13℃，月平均相對濕度在55.67 %～78.78 %。而第2、4和5次取樣時間均在12月或3月份，自然環境溫濕度相對較低，平均溫度在9.5～17.90 ℃，平均相對濕度在54.38 %～73.47 %。這說明醇化庫的溫濕度變化直接受所在地的自然環境溫濕度影響，因而醇化庫的地理位置及自然環境條件對煙葉醇化質量有較大影響。3個醇化庫溫濕度在醇化期間均達到極顯著性差異(P<0.01)，興義庫的全年月平均溫度明顯高于貴陽庫和貴定庫，而貴陽庫和貴定庫的全年月平均溫度相差不大。而3個庫的平均相對濕度差異較大，并以貴陽庫6月和3月份平均相對濕度最高，其次為興義庫，貴定庫的平均相對濕度最低。但12月份貴陽庫的月平均相對濕度大幅降低至與興義庫相同。

2.2 醇化過程中不同醇化庫片煙總糖的變化

醇化片煙中的總糖包括單糖、二糖和低聚糖以及可溶性多糖，這些糖類在一定范圍內可以調節煙葉吸味以及煙氣酸堿平衡，從而影響煙葉內在品質質量[13]。由表2可知，在醇化過程中，3個醇化庫不同香型片煙總糖含量持續下降，這說明片煙內部發生強烈的化學反應，使煙葉中的水溶性糖含量發生明顯的變化。但3個醇化庫中不同香型片煙的總糖含量變化存在一定差異，在片煙醇化過程中，不同醇化庫清香型和中間香型片煙總糖含量在醇化6～12個月變化幅度均達到了顯著性差異(P<0.05)。其中醇化6～12個月，清香型和中間香型片煙總糖含量急劇下降，下降幅度為興義庫>貴陽庫>貴定庫，這與醇化庫的溫濕度變化密切有關，在醇化6～12個月，醇化庫月平均溫度不斷升高，并且興義庫的月平均氣溫高于貴陽庫和貴定庫，此時更有利于微生物活動和酶促反應的發生，則片煙醇化過程中總糖含量的分解速率隨著溫度增加而加快。從整體來看，提高醇化環境溫度會加快清香型片煙總糖含量的降解速度，溫度是首要因素，而對濃香型總糖含量的變化影響不大。

表1 不同醇化庫片煙總糖含量在醇化過程中的變化

2.3 醇化過程中不同醇化庫片煙還原糖含量的變化

煙中的還原糖對于煙氣酸堿平衡，增加煙葉的香氣質具有一定的作用，一般認為，還原糖含量高，煙葉品質好，但是還原糖含量過高，則不利于煙葉的吸味，導致整體質量不佳[14]。由表2可知，在醇化過程中，3個醇化庫不同香型片煙還原糖含量變化呈現先增加后持續下降，還原糖含量的上升可能受淀粉、木聚糖等大分子碳水化合物的降解所致，造成了還原糖的合成速率高于分解速率，達到短暫的還原糖積累，還原糖的持續下降這是由于在煙葉醇化過程中，糖類化合物最容易受外界環境的作用，煙葉內部發生強烈的氧化反應，變成水和二氧化碳而散失，但絕大部分被微生物當作能源物質消耗分解了。由表3可知，在片煙醇化過程中，不同醇化庫清香型片煙還原糖含量在醇化6～12和18～21個月變化幅度均達到了顯著性差異(P<0.05)，中間香型片煙還原糖含量在醇化18～21個月變化幅度達到了顯著性差異(P<0.05)。其中以興義庫清香型中間香型片煙下降幅度顯著高于貴陽庫和貴定庫，主要受環境溫度的影響，醇化6～12和18～21個月期間，環境溫度不斷升高，微生物活動和呼吸作用越強，片煙中還原糖含量降解速度越快。在溫度相同的貴陽庫和貴定庫，相對濕度較高貴陽庫可以促進還原糖的降解。而不同醇化庫濃香型片煙還原糖下降幅度上差異不顯著。

2.4 醇化過程中不同醇化庫片煙總生物堿含量的變化

前人研究表明，煙草中煙堿占生物堿總量的95 %以上，是煙葉中最主要的生理活性物質，具有刺激大腦神經產生興奮的生理作用[15]。由于自然界至今未發現降解煙堿的酶，因此煙堿在煙葉成熟、烘烤、醇化過程中通常都較為穩定。由表3可見，不同醇化庫不同香型片煙總生物堿基本都在2.0 %～3.0 %，在片煙醇化過程中，3個醇化庫不同香型片煙總生物堿含量呈現下降，但是下降幅度均不明顯，并且3個醇化庫片煙總生物堿下降幅度在醇化過程中變化幅度均未達到了顯著性差異。

表2 不同醇化庫片煙還原糖含量在醇化過程中的變化

表3 不同醇化庫片煙總生物堿含量在醇化過程中的變化

2.5 醇化過程中不同醇化庫片煙糖堿比的變化

糖堿比是衡量煙葉內在品質和感官吸味品質的重要指標。最早由考爾遜于1958年提出，認為糖堿比接近10的烤煙質量最好。當時主要從酸堿協調平衡入手來衡量煙葉吸味品質[16]。由圖2可見，3個醇化庫不同香型片煙糖堿比基本都在5～13，在片煙醇化過程中，片煙糖堿比呈現與醇化庫總糖含量相同的下降變化，這是由于醇化過程中煙堿的變化較微弱，受總糖的變化影響較大。就3個醇化庫不同香型烤煙糖堿比變化幅度而言，下降幅度表現出興義庫>貴陽庫>貴定庫。

3 討 論

調制后的烤煙可溶性糖較高，一般含有10 %～30 %左右，主要包括葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖及少量的低聚糖等。王曉輝等[17]研究表明，在自然醇化過程中，復烤片煙的總糖和還原糖呈現明顯的降低趨勢。孫建鋒等[18]研究發現高溫高濕條件可以加速還原糖的消耗，總糖的變化趨勢和還原糖趨勢相一致，但第一個谷值出現的時間不一致，因為淀粉在降解初期主要是水解成低聚糖，而不是直接水解成還原糖。本研究顯示，在片煙醇化過程中，由于醇化箱未完全達到真空狀態，所以箱中尚存一些殘留的微生物和氧氣，這些好氧微生物利用自身的酶系統(如己糖激酶、乳糖脫氫酶、丙酮酸脫羧酶和乙醇脫氫酶)將可溶性糖轉化為丙酮酸、乳酸、乙醇和乙酸等[19]。在全年月平均溫濕度較高的條件下，微生物的生長較快，則催化作用下糖轉化反應也越快，3個醇化庫不同香型片煙下降幅度大小表現出興義庫>貴陽庫>貴定庫。經過醇化的煙葉水溶性糖損失量可達13.16 %～23.17 %，且煙葉中一般不含蔗糖，蔗糖在醇化過程中幾乎全部分解[20]。醇化后期，可溶性糖的降解能力減弱，是由于能被微生物利用的可溶性糖被消耗殆盡，微生物的生存受到抑制，則片煙的總糖和還原糖醇化到24個月后，達到動態平衡。任夏等[21]研究表明在醇化過程，總糖含量的分解主要發生在6～18個月。本研究結果顯示總糖和還原糖含量下降幅度主要發生在6～12個月，并且在醇化6～12個月下降幅度大小表現出興義庫>貴陽庫>貴定庫，表明片煙醇化過程中可溶性含量的分解速率隨著醇化庫溫度增加而加快。綜合表明，全年月平均溫度和相對濕度較高的醇化庫清香型和中間香型片煙糖類含量的降解速度越快，而濃香型片煙總糖含量的變化受倉貯環境溫濕度影響不大。

圖2 不同醇化庫不同香型片煙糖堿比在醇化中的變化規律Fig.2 Changes of the ratio of total sugar to nicotine in tobacco strips of different aroma types under different mellowing storage during aging

孫建鋒等[18]研究表明高溫高濕條件下可以加速含氮化合物的降解，溫度是影響片煙醇化過程中煙堿含量的主要因素。本研究結果顯示3個醇化庫不同香型片煙在醇化過程中總生物堿發生了微弱的變化，下降幅度大小表現出興義庫>貴陽庫>貴定庫。煙堿最主要的部分以游離態形式存在，因為揮發性生物堿類易于氧化，并具有很強的揮發性，在溫度和相對濕度較高的醇化環境中下降一般在14 %左右[20]。但是游離態煙堿在煙葉中的絕對含量不大，通常為0.2 %以下，但它對煙葉的吃味影響特別大。因此，片煙中總生物堿發生了微弱的變化是由于游離態煙堿降低所致，意味著在醇化過程中煙葉在一定程度上得到改善。

周恒等[22]研究表明隨著醇化時間的延長，煙葉糖堿比在醇化9個月時，急劇下降，隨后有所回升的趨勢。本研究結果顯示3個醇化庫不同香型片煙在醇化過程中糖堿比與總糖含量變化相同，呈現下降的趨勢，其中在醇化6～12個月期間，下降幅度最快，這與周恒等研究相似。糖堿比的大小在一定程度上反應了煙葉化學成分的協調性以及煙氣的酸堿平衡度，是評價煙葉內在品質的重要指標之一，如果以糖堿比作為醇化評價指標，全年月平均溫度和相對濕度較高的醇化庫具有加速醇化的作用，能夠明顯縮短醇化時間。

4 結 論

(1)全年月平均溫度和相對濕度較高的醇化庫可加速煙葉的總糖和還原糖的降解和轉化。在醇化24個月后片煙總糖和還原糖的下降幅度均表現出興義庫>貴陽庫>貴定庫，并且變化速度最快的醇化時期是醇化6～12個月，此時正好處于倉貯環境溫度上升的階段。

(2)不同醇化庫不同香型片煙總糖和還原糖下降幅度存在明顯差異，其中興義庫的清香型和中間香型片煙總糖和還原糖下降幅度大于貴陽庫和貴定庫片煙，但3個醇化庫的濃香型片煙降幅差異均不顯著。

(3)片煙醇化過程中，3個醇化庫不同香型片煙總生物堿含量變化微弱，則糖堿比的變化規律與總糖同步，因此，全年月平均溫度和相對濕度較高的醇化庫能加速改善煙葉內在品質，縮短煙葉的自然醇化時間。

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EffectsofDifferentStoringConditionsonSolubleSugarandAlkaloidofFlue-curedTobaccoStrips

CHEN Yi1, YANG Jia-mei2, WANG Yu-ping2, LU Zhi-wei2, WANG Zhong-xiang3, CUI Xiao-chuang1, YANG Hong-qi1*

(1.Hunan Agricultural University，College of Biological Science and Technology，Hunan Changsha 410128, China; 2.China Tobacco Guizhou Industrial Co., Ltd., Guizhou Guiyang 550009, China; 3.Xingyi Tobacco Storage Station, China Tobacco Guizhou Industrial Co., Ltd., Guizhou Xingyi 562400, China)

【Objective】The present study was conducted to improve the aging quality of tobacco leaf and to achieve the availability of the cigarette materials. 【Method】The total sugar, reducing sugar, nicotine and the change law of sugar-nicotine radio of two parts of flue-cured tobacco lamina from six raw material bases in Guizhou Industrial Co., Ltd. were analyzed. 【Result】(i)In the aging process of flue-cure tobacco, the contents of the total sugar and reducing sugar in different aroma types of flue-cure tobacco lamina of three mellowing storage were decreased, and the aging stage of the fastest rate of change was the 6th-12thmonths. This period just was the stage of the rising storage environment temperature, and the higher mean monthly temperature and the higher relative humidity of mellowing storage accelerated the degradation and translation of the total sugar and reducing sugar in tobacco leaves. (ii)There were some visible differences (P<0.05) in the total sugar and the reducing sugar in different mellowing storage and different aroma types of flue-cure tobacco lamina. The decline range of total sugar and reducing sugar between fen-flavor and middle-flavor of flue-cure tobacco lamina in Xingyi storage was greater than that in Guiyang and Guiding storehouses, but the differences of falling range of strong-flavor flue-cure tobacco lamina were not significant. (iii) In the aging process of flue-cure tobacco, the changes of the alkali content in different aroma types of flue-cure tobacco lamina of three mellowing storage were weak , and the change law of the sugar-nicotine ratio synchronized with total sugar. 【Conclusion】So the higher mean monthly temperature and higher relative humidity of mellowing storage could improve interior quality of tobacco leaf more quickly and shorten its nature aging time.

Flue-curd tobacco strips; Aging; Storing condition; Soluble sugar; Alkaloid

1001-4829(2017)5-1020-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.007

2016-05-20

貴州中煙資助項目“煙葉醇化過程質量研究”(合同號：12121)

陳 頤(1987-)，男，湖南冷水江人，在讀博士研究生，主要從事煙草倉貯技術，E-mail：229781579@qq.com；*為通訊作者：楊虹琦(1958-)，女，北京人，教授，博士生導師，主要從事煙草生理生態與品質化學研究, E-mail: csyhq@sina.com。

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(責任編輯 陳 虹)