頂葉處理方式和采收時間對上部煙葉內在質量的影響

孫光偉,陳振國*,覃光炯,孫曙光,孫敬國,李建平,王昌軍

頂葉處理方式和采收時間對上部煙葉內在質量的影響

孫光偉1,陳振國1*,覃光炯1,孫曙光2,孫敬國1,李建平1,王昌軍1

1. 湖北省煙草科學研究院, 湖北 武漢 430030 2. 湖北中煙工業有限責任公司, 湖北 武漢 430030

為明確烤煙頂部不適用煙葉處理方式對上部葉可用性的影響，采用裂區試驗，研究了頂葉棄采和中部葉采收后打掉頂葉兩種方式下的三種采收時間對烤后煙葉常規化學成分、多酚和中性致香物質含量（質量分數）的影響。結果表明：與頂葉摘除相比，頂葉棄采烤后上部葉化學成分更加協調，三個采收時期煙堿、氯離子含量平均降低了10.33%和17.60%，綠原酸含量平均增加了4.75%，吸食刺激性顯著降低；頂葉棄采方式下較常規延長5 d采收，煙堿、多酚、中性致香物質含量分別增加了13.86%、31.90%和36.45%，淀粉含量降低19.16%。優化煙葉結構頂葉處理方式應采用棄采，較當地常規采收推遲5 d可提高上部葉內在質量。

上部葉; 化學成分; 多酚; 香氣物質

隨著卷煙結構的提升，低次等、下等煙葉越來越不受卷煙工業的歡迎而成為不適用煙葉，將卷煙工業企業不需要的腳葉和頂葉在田間直接摘除不再進行初烤是優化煙葉等級結構、提高優質煙葉有效供給的保障[1]。頂部不適用煙葉清理一般在移栽后115 d左右，采烤到倒數第二爐，上部還有4~6片葉時進行，目前尚無具體操作標準及技術支撐[1]。劉碧榮[2]等研究表明頂部二次去葉可提高均價、上等煙比例及中部葉比例，但棄采上等煙比例更高；二次打頂處理可使烤煙上部葉物理性狀得到改善，內含化學成分更加協調[3,4]。以往研究多圍繞在頂葉摘除對煙株整體經濟性狀和化學成分等方面，頂葉摘除對煙株是一種傷害刺激，使煙株代謝改變[5,6]，并改變了上部葉生長的光照條件，其對上部煙葉成熟及香氣物質的影響未見相關報道。因此，筆者采用大田試驗研究了頂葉處理方式與成熟時間互作對上部煙葉常規化學成分、多酚、中性致香物質含量以及感官品質的影響，以期明確頂部煙葉處理方式對上部葉成熟及質量的影響，為優化煙葉結構、提高上部煙葉可用性提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年在恩施州利川市柏楊鎮進行，供試品種為云煙87，土壤為砂壤土，有機質2.39%，pH為5.91，速效氮91.00 mg/kg，有效磷49.34 mg/kg，速效鉀158.00 mg/kg。

1.2 試驗設計

設計裂區試驗，主區為頂部2片煙葉不同處理方式，設置頂部兩片棄采、中部葉采收時打掉頂部兩片葉，共兩個水平，3次重復，隨機排列；副區為上部4片葉采收時間，設置當地常規成熟采收、推遲5 d采收、推遲10 d采收三個水平，在主區內隨機排列。共6個處理，18個小區。

施肥量純氮90 kg/hm2，N: P2O5: K2O=1:1.5:2.5，行距1.2 m，株距0.55 m，每小區4行，每行20株。其他技術措施和田間管理按常規生產。用三段式烘烤工藝進行烘烤，每小區烤后隨機選取B2F（上部橘黃色二級）葉片40片，其中20片剔除主脈和較粗的支脈，粉碎過250 μm篩，用于化學成分、多酚和中性致香物質含量（質量分數）的測定，剩余20片用于感官品質評價。

1.3 測定項目及方法

化學成分測定按照煙草行業標準方法連續流動法測定[7-12]。

多酚類物質含量測定按照煙草行業標準方法(YC／T202--2006)[13]。

中性致香物質含量測定采用7890A-5975C氣相色譜質譜聯用儀（美國Agilent公司）進行檢測分析[14]。

感官品質鑒定由湖北中煙工業有限責任公司技術研發中心進行評價[14]。

1.4 數據處理

采用SPSS19.0 軟件進行two-way ANOVA分析、Duncan多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 頂葉處理方式和采收時間對烤后煙葉常規化學成分的影響

表 1 烤后煙葉常規化學成分比較

注：①不同小寫字母表示處理間差異達到顯著（<0.05）水平，“*”為<0.05，“**”為<0.01，下同。

Note: Different lowercase letters indicate that the difference between treatments is significant (<0.05), * indicate<0.05, ** indicate<0.01, and the following is the same.

從烤后煙葉常規化學成分（見表1）比較中可以看出，頂葉處理方式對烤后煙葉煙堿、還原糖、總糖、淀粉含量和糖堿比影響極顯著，對總氮、氯離子含量和鉀氯比影響顯著；頂葉兩片棄采有利于降低煙堿、氯離子含量，煙堿、氯離子含量分別平均降低了10.33%、17.60%。采收時間對還原糖、總糖、淀粉含量，以及糖堿比和兩糖比影響極顯著，對總氮、鉀離子含量影響顯著，隨著采收時間的推遲，兩糖比降低。常規采收時間，頂葉摘除處理上部葉鉀離子含量顯著高于棄采處理，隨采收時間的推遲鉀離子含量均呈下降的趨勢，頂葉摘除處理降幅較大。頂葉處理方式對煙堿含量和糖堿比影響作用較大，互作次之，采收時間影響效用最??；采收時間對淀粉含量、兩糖比影響效用較大。頂部兩片棄采方式下，常規成熟時間采收處理烤后煙葉化學質量較好，煙堿、總氮含量較低，糖堿比、兩糖比較協調，延長5 d采收，煙堿含量增加13.86%，淀粉含量降低19.16%。

2.2 頂葉處理方式和采收時間對烤后煙葉多酚含量的影響

綠原酸、蕓香苷和莨菪亭是煙草中主要的多酚類化合物，是衡量煙葉品質的重要指標。從表2可見，頂葉處理方式對綠原酸、蕓香苷、多酚總量含量影響不顯著，對莨菪亭含量影響顯著；常規時間采收，頂葉摘除處理莨菪亭含量顯著升高，但綠原酸含量顯著降低；三個采收期頂葉棄采處理綠原酸含量及多酚總量均高于頂葉摘除處理，可見頂葉棄采更有利于多酚的積累，尤其是綠原酸含量平均增加了4.75%。采收時間對多酚含量影響極顯著，同一采收方式下，常規時間采收綠原酸、蕓香苷、多酚總量均顯著低于推遲采收，推遲5 d與10 d相比差異不顯著；頂葉棄采處理，推遲5 d、10 d采收多酚總含量分別增加了31.90%和26.91%；頂葉摘除處理，推遲5 d、10 d采收多酚總含量分別增加了36.81%、37.89%；可見適當推遲采收時間有利于多酚含量的積累。各處理以頂部棄采、推遲5 d采收處理多酚總量含量最高。

表 2 烤后煙葉多酚含量比較（mg/g）

2.3 頂葉處理方式和采收時間對烤后煙葉中性致香物質含量的影響

通過對各處理中性致香物質成分的GC/MS測定分析，共檢測了48種中性致香物質，為了便于分析，把中性致香物質（新植二烯除外）按煙葉香氣前體物分類方法分為五類，分別為：苯丙氨酸類、棕色化反應產物類、類胡蘿卜素類、類西柏烷類及其他類，其中苯丙氨酸類4種，棕色化反應產物8種，類胡蘿卜素類19種，類西柏烷類2種，其他類14種，具體見表3。

表 3 烤后煙葉中性致香物質含量（μg·g-1）

從表3中可以看出，兩種頂葉處理方式苯丙氨酸類降解產物總含量隨采收時間推遲均呈先增加后下降的趨勢，其他類別中性致香物質總含量均隨采收時間的推遲而增加，中性致香物質總量增加主要是由于新植二烯的含量變化引起的。常規時間采收，中性致香物質總量頂葉摘除處理比頂葉棄采高154.35 μg·g-1，推遲5 d采收，頂葉摘除與頂葉棄采中性致香物質總量分別增加了30.57%、36.45%；推遲10 d采收，分別增加了46.92%、71.92%，且頂葉棄采處理較頂葉摘除高426.68 μg·g-1，可見頂葉棄采更有利于中性致香物質的積累。

頂葉棄采處理下，推遲5 d采收，烤后上部葉中性致香物質總量可增加36.45%，其中苯丙氨酸類降解產物總含量增幅超過100%，類胡蘿卜素類、類西柏烷類降解產物總量及新植二烯含量增幅超過30%。苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛、糠醛、巨豆三烯酮B、茄酮、1-（4,5,5-三甲基-1,3-環戊二烯-1-基）-苯、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、松香油、新植二烯等致香物質含量增加較多，大于10 μg·g-1。

2.4 頂葉處理方式和采收時間對烤后煙葉感官質量的影響

由表4烤后煙葉感官質量比較可以看出，頂葉處理方式對烤后上部煙葉香氣量、刺激性、余味及總體感官質量影響較大，頂葉棄采處理可顯著降低上部葉的刺激性；采收時間對雜氣影響較大，頂葉棄采方式下，隨采收時間的推遲烤后上部煙葉雜氣先增加后降低，頂葉摘除方式下，隨采收時間的推遲上部葉雜氣得到明顯改善。各處理以頂部棄采、推遲5 d采收處理感官質量最好，香氣質中等、香氣量較足、雜氣微有、刺激性小、余味較舒適。

表 4 烤后煙葉感官質量比較（B2F）

3 討論

頂葉由于其部位特征，具有良好的光照和營養條件，烤后葉片偏厚、組織結構緊密，顏色較深，多以B3F（上部橘黃色三級）以下級別為主，并且其煙堿、淀粉含量偏高，刺激性大，工業可用性低。國內烤煙上部葉煙堿含量偏高、化學成分不協調、香氣量低、刺激性強等問題已嚴重制約其可用性[15,16]，目前上部葉工業庫存壓力日益加劇，B3F葉片已較難進入卷煙配方，因此頂葉烘烤價值較低，生產上常采取正常打頂后對頂葉進行二次摘除或棄采的措施對其進行田間處理，并無統一操作標準。本試驗證明與頂葉摘除處理相比，頂葉棄采可降低上部葉煙堿含量，增加香氣物質含量，使上部葉化學成分更加協調，降低上部葉吸食的刺激性。

常規成熟采收時間下，頂葉摘除處理上部葉煙堿、總氮、鉀離子、氯離子含量顯著增加，與劉碧榮[2]等關于二次去葉處理后，煙葉煙堿、總氮及鉀含量增高結果一致；歐陽磊[17]等在不同腳葉摘除片數下設置二次打頂0、1、3片，結果表明二次打頂1、3片煙堿含量均高于不進行二次打頂；而李致新[4]、王斌[3]等研究表明二次打頂使上部葉總氮與煙堿含量降低，其試驗設置對照均為一次打頂，留葉數與本試驗設置不同所致。

根系是煙株體內生物堿合成的主要器官[18]，有研究表明摘除葉片可提高煙株根系活力[19]，本試驗結果頂葉摘除處理上部葉煙堿、氯含量顯著高于棄采處理，可能與摘葉造成根系二次發育，使根系吸氯和煙堿合成能力增強有關；同時根系吸收的氯離子和合成的煙堿運輸到上部葉片，而頂葉摘除后葉片數減少，在一定程度上也導致其濃度上升。石秋梅[20]和Baldwin[21]等研究也表明傷害刺激誘導煙株煙堿積累，因此頂部煙葉處理宜選用棄采的方式，避免摘葉操作對煙株造成的二次損傷。上部葉片作為活躍的生長點，是鉀素優先分配部位[22]，常規時間采收時，頂葉摘除處理上部葉鉀離子含量顯著高于棄采處理，但隨成熟時間的增加降幅較大，鉀離子更易流失。

頂葉棄采在田間為上部煙葉的生長形成了一定的遮陰，適度弱光能夠提高煙株的光合生產能力從而增加干物質積累量[23-25]。本試驗頂葉棄采處理烤后上部葉淀粉、多酚含量高于頂葉摘除處理，并且隨上部葉成熟期延長，頂葉棄采與頂葉摘除處理相比中性致香物質含量增幅較大，這與楊興有[26]等研究結果光照強度減弱大部分中性致香物質含量明顯增加相一致。頂葉棄采對上部葉光合參數的影響有待進一步研究。

多酚類化合物在煙草的生長發育、調制特性、煙葉色澤、香吃味和煙氣生理強度等方面起著重要作用[27]，本試驗結果表明頂葉棄采更有利于綠原酸等多酚類物質的積累，隨采收時間的推遲多酚總量先升高后降低，表明上部葉成熟度由適熟逐步進入過熟階段[28,29]。頂葉棄采方式下，推遲采收時間上部煙葉隨著其成熟度的增加，大多數中性致香物質、煙堿含量逐漸增加，還原糖、總糖含量及糖堿比逐漸減小，與朱忠[30]研究結果一致；推遲5 d采收，苯乙醇、苯乙醛、糠醛、巨豆三烯酮B、茄酮、新植二烯等重要香氣物質含量增加明顯，香氣質、香氣量得到改善，感官品質達到最佳。

4 結論

生產上優化煙葉頂部結構宜選用棄采方式，可使上部煙葉煙堿含量顯著降低，利于綠原酸等多酚類物質及中性致香物質總量的積累，改善吸食品質；并且較常規采收時間延長5 d，適當增加采收成熟度，可增加上部葉中性致香物質含量36.45%，降低淀粉含量19.16%，提高上部煙葉可用性。

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Top Leaves Handling Method and Harvesting Time Interaction on Chemical Components and Aroma Substances in Upper Flue-cured Tobacco Leaves

SUN Guang-wei1, CHEN Zhen-guo1*, QIN Guang-jiong1, SUN Shu-guang2, SUN Jing-guo1, LI Jian-ping1, WANG Chang-jun1

1.430030,2.430030,

In order to determine the effect of tobacco top treatment on the availability of upper leaves, we adopted the splitplot experiment to study the effects of three harvest times of parietal abandonment and middle parietal removal on the conventional chemical composition, polyphenols and neutral aroma content (mass fraction) of flue-cured tobacco leaves. The results showed that compared with parietal leaf removal, the chemical composition of the upper leaf was more coordinated after the abandoned and baked parietal leaf, the content of nicotine and chloride ion decreased by 10.33% and 17.60% on average, the content of chlorogenic acid increased by 4.75% on average, and the irritation decreased significantly. Under no-picking the two top leaves, extending 5 days harvest, the content of nicotine, polyphenols, neutral aroma substances increased by 13.86%, 13.86% and 31.90%, and starch content decreased by 19.16%. Parietal abandonment shall be adopted to optimize the treatment method of the upper flue-cured tobacco leaves structure. The upper leaves internal quality can be improved by 5 days delay compared with the conventional local harvest time.

Upper flue-cured tobacco leaves; chemical components; polyphenol; aroma substances

TS441

A

1000-2324(2019)04-0700-06

2017-10-23

2018-03-06

湖北省煙草公司重點項目(027Y-2015003、027Y-2017002)

孫光偉(987-),男,碩士,農藝師,主要從事煙草調制技術研究. E-mail:sgw_dw@163.com

Author for correspondence. E-mail:hbskys1@163.com