煙葉烘烤期的淀粉轉化規律及烤后煙葉的化學成分含量

危阜斌， 徐 茜， 陳志厚， 徐辰生， 林 偉

(南平市煙草公司 煙科分所， 福建 南平 353000)

淀粉是煙葉中最重要的有機物，煙葉中淀粉的積累、轉化和分解決定著煙葉內在品質和外觀商品等級的優劣[1-2]，由于目前國內初烤煙葉淀粉含量較高，所以近幾年對淀粉降解研究也引起了眾多科研部門的關注，淀粉含量的高低對烤煙品質影響較大[3-5]。國內有關研究表明，烤后煙葉淀粉含量多為4.6%～8.0%，而美國優質烤煙的淀粉含量則為1.0%～2.0%[6-8]，烤煙淀粉降解不完全，嚴重影響烤后煙葉的色、香、味，卷煙的淀粉含量過高，影響其抽吸時的燃燒速度和燃燒完全性，產生焦糊味、刺激性和雜氣[9]。目前，我國烤煙淀粉含量和進口煙葉相比有較大差距，含量均在5%以上。國內相關研究已有報道，張麗等[1]研究了不同烘烤工藝條件下煙葉淀粉含量變化規律。王行等[6]研究了烤前晾置時間對煙葉淀粉和總糖含量及烤后煙葉化學成分的影響。鄒焱等[8]研究了煙葉變黃過程中淀粉與多酚類物質及相關酶活性的變化。經丹等[10]研究了不同變黃程度下烤煙淀粉酶活性的變化及對其相關化學成分的影響。鮮見福建南平煙區的同類研究報道。為此，研究煙葉烘烤期的淀粉轉化規律及烤后煙葉的化學成分含量變化，以期為煙葉烘烤中降低淀粉含量提供技術支撐。

1材料與方法

1.1材料

烤煙品種：供試品種為 K326，福建省煙草農業科學研究所南平分所。

1.2方法

1.2.1播種移栽及采烤時間試驗在福建省煙草農業科學研究所南平分所進行，播種時間為2016年12月3日，移栽時間為2017年3月1日。種植密度為16 500株/hm2，試驗地面積2 000 m2，大田常規管理嚴格按《南平烤煙田間管理技術規程》標準執行。下部葉采烤時間為5月25日，中部煙葉采烤時間為6月20日，上部葉采烤時間為7月8日。

1.2.2樣品采集

1) 不同部位各階段煙葉。取田間有代表性的煙株，在達到田間成熟時采收第6葉位、第10葉位和倒3葉位煙葉，按烘烤0 h(成熟期鮮葉)、24 h、48 h、72 h和152 h(烘烤結束)分別取樣進行化驗。田間成熟期取成熟鮮煙葉105℃殺青后，68℃烘干。其余時期均用常規烘烤工藝進行烘烤。

2) 第4～18葉。取田間10株有代表性的煙株的第4～18葉進行常規烘烤，烤后煙葉用于淀粉、煙堿、總糖和還原糖等化學成分的分析。

1.2.3烘烤工藝

1) 低溫變黃。起火后6 h內升溫至36℃，然后以1℃/4h的速度升溫至39℃，濕球溫度37℃，穩溫至90%煙葉變黃，即煙葉黃片青筋主脈1/2變軟，葉片凋萎，然后以1℃/2h的速度升溫至40℃，待煙葉充分變黃，葉片達黃片黃筋，主脈變軟，充分凋萎塌架，達到小卷筒，再以1℃/2h的速度升溫至45℃，濕球溫度保持38℃，穩溫穩濕，使煙葉變黃達黃片黃筋，葉片干燥達軟卷筒狀態。接著以1℃/2h的速度升溫至50℃，濕球溫度39℃，穩溫穩濕，使煙葉干燥達大卷筒狀態(葉片干燥2/3)；再以1℃/2h的速度升溫至 54℃，濕球溫度40℃，穩溫穩濕，使葉片干燥，呈大卷筒狀態，直至葉片全干，進入干筋期。干筋期后以1℃/h的速度升溫至68℃，穩溫至煙葉全干。

2) 中溫變黃。起火后6 h內升溫至36℃，然后以每1℃/4h的速度升溫至41℃，濕球溫度38℃，穩溫至90%煙葉變黃，即煙葉黃片青筋主脈1/2變軟，葉片凋萎，然后以1℃/2h的速度升溫至43℃，待煙葉充分變黃，葉片達黃片黃筋，主脈變軟，充分凋萎塌架，呈小卷筒；再以1℃/2h的速度升溫至45℃，濕球溫度保持38℃，穩溫穩濕，使煙葉變黃達黃片黃筋，葉片干燥呈軟卷筒；接著以1℃/2h的速度升溫至50℃，濕球溫度39℃，穩溫穩濕，使煙葉干燥呈大卷筒狀態(葉片干燥 2/3)；再以1℃/2h的速度升溫至54℃，濕球溫度40℃，穩溫穩濕，使葉片干燥，呈大卷筒，直至煙葉葉片全干，進入干筋期。干筋期后以1℃/h的速度升溫到68℃，穩溫至煙葉全干。

3) 高溫變黃。起火后6 h內升溫至36℃，然后以1℃/4h的速度升溫至43℃，濕球溫度38℃，穩溫至90%煙葉變黃，即煙葉黃片青筋主脈1/2變軟，葉片凋萎，然后以1℃/2h的速度升溫至45℃，待煙葉充分變黃，葉片達黃片黃筋，主脈變軟，葉片充分凋萎塌架，呈小卷筒，接著以1℃/2h的速度升溫至50℃，濕球溫度39℃，穩溫穩濕，使煙葉干燥達大卷筒狀態(葉片干燥2/3)；再以1℃/2h的速度升溫至54℃，濕球溫度 40℃，穩溫穩濕，使葉片干燥，呈大卷筒，直至葉片全干，進入干筋期。干筋期后以1℃/h的速度升溫至68℃，穩溫至煙葉全干。

1.3數據處理

采用Excel 2010對數據進行處理分析。

2結果與分析

2.1不同烘烤階段各部位煙葉淀粉含量及其轉化規律

從圖1看出，不同烘烤工藝中上部葉、中部葉和下部葉淀粉的降解規律基本一致，高溫變黃前期淀粉降解較快，尤其是48 h前，下部葉淀粉從29.5%降解到2.16%，中部葉淀粉從44.37%降解6.65%，上部葉淀粉從31.61%降至6.18%。低溫變黃對淀粉的降解前期相對較慢，到烘烤結束時淀粉含量最低，低溫變黃在烘烤48 h時淀粉含量下部葉從29.50%降解到4.65%，中部葉淀粉含量從44.37%降至12.87%，上部葉淀粉含量從31.61降至12.61%。說明，烘烤前期高溫高濕對煙葉中淀粉降解較快，但烘烤結束后煙葉中殘留淀粉含量較高。

圖1各部位煙葉不同烘烤工藝的淀粉轉化規律

2.2不同烘烤階段煙葉的化學成分含量

從表2看出，田間成熟鮮葉上部葉、中部葉和下部葉的煙堿變幅分別為2.86%～3.45%、1.27%～1.43%和0.54%～1.06%；總糖變幅分別為4.71%～27.07%、4.86%～35.05%和8.38%～34.93%。還原糖變幅分別為10.46%～18.39%、7.98%～30.27%和15.12%～23.10%。總氮變幅分別為1.70%～2.46%、1.51%～1.98%和1.56%～1.81%。鉀變幅分別為1.29%～1.79%、1.96%～2.64%和2.31%～3.97%。氧化鉀變幅分別為1.55%～2.16%、2.36%～3.18%和2.78%～4.78%。pH變幅分別為5.46～6.46、5.56～6.54和5.56～6.43。可見，田間成熟鮮葉的總糖和還原糖含量很低，隨著烘烤的進行，其含量逐漸增加，烘烤24 h內是其增加最快的階段，烘烤72 h基本達峰值，烤后煙葉總糖和還原糖含量略有下降。煙葉煙堿含量在烘烤過程變化不大，但呈一定的規律性變化，田間成熟鮮葉煙堿略低，隨著烘烤的進行其含量略呈上升趨勢。整個烘烤期對煙葉總氮、鉀、氧化鉀及pH的影響較小，雖略有差異，但不明顯，其變化無規律性。

2.3不同部位煙葉位的化學成分含量

從表3看出，第4葉、第5葉和第6葉(下部葉)的總糖和還原糖含量均很低，分別為24.0%、21.7%、29.2%和24.5%、27.7%、28.7%，說明鮮葉內含物質少、素質差，這是自然條件和栽培技術綜合作用而形成的，所以在烘烤時應采用相對高溫低濕烘烤技術較好，可解決下部葉身份差的問題。第9葉、第10葉、第11葉、第12葉和第13葉(中部葉)的內含物較多，總糖和還原糖含量較高，分別為34.6%、30.1%、25.5%、27.1%、30.4%和29.1%、27.4%、29.8%、25.1%、26.3%。第17葉以上(上部葉)總糖和還原糖含量有所下降，第17葉和第18葉分別為23.3%、23.3%和18.9%、18.0%。煙葉的總糖和還原糖含量呈兩頭低中間高的趨勢。煙葉的煙堿含量隨著煙葉部位升高煙堿呈逐漸升高趨勢，其變化規律較明顯。煙葉的鉀和氧化鉀含量的變化趨勢基本一致，均是下部葉較高，隨著煙葉部位的上升呈逐漸下降趨勢，變化規律也較明顯。煙葉的pH變化不大，上部葉、中部葉和下部葉的變化基本一致。

表1不同烘烤階段煙葉的化學成分含量

注：pH無單位，下同。

Note: pH has no unit.The same below.

表2烤煙不同葉位的化學成分含量

2.4不同烘烤工藝對烤后煙葉外觀特征的影響

由于不同烘烤工藝的淀粉含量變化存在差異，其烤后煙葉的外觀特征變化也存在差異。從表4可知，不同烘烤工藝上部葉、中部葉和下部葉的外觀特征變化。上部葉：由于低溫變黃的淀粉含量較低，中高溫變黃較高。因此，低溫變黃煙葉色度略差，為強-，外觀有青筋、帶雜色斑塊；中溫變黃煙葉色度為強，略有雜色斑塊；高溫變黃煙葉色度略差，為強-，雜色斑塊較多，但油分較多。中部葉：由于低溫變黃煙葉的淀粉含量最低，中溫變黃和高溫變黃煙葉的淀粉含量略高，其變化規律與上部葉基本一致。因此，低溫變黃煙葉油分略少，色度略差，為中-，表面平滑略僵硬；中溫變黃煙葉色度略比高溫變黃和低溫變黃好，為中+，煙葉外觀特征正常；高溫變黃煙葉色度為中，外觀稍有掛灰斑塊。下部葉：由于低溫變黃煙葉的淀粉含量較低，中溫變黃的淀粉含量適中，高溫變黃煙葉的淀粉含量略高于中變黃和低溫變黃。因此，低溫變黃煙葉色度為中，身份較薄，有少量蒸片；中溫變黃煙葉色度為中，身份較薄，烤后煙葉外觀特征基本正常；高溫變黃煙葉色度為中，身份較薄，表面平滑且微帶青色。

表3不同烘烤溫度烤后煙葉的外觀特征

3小結與討論

在煙葉調制過程中，其淀粉含量隨烘烤的進程而逐步下降，上部葉下降速度較下部葉慢，與經丹等[10]的研究結果一致。不同部位的煙葉在烘烤過程中淀粉含量的變化不同，在烘烤0～24 h變黃階段急劇下降，烘烤的前48 h降解量最大，48 h后降解緩慢。在烘烤中后期(定色和干筋階段)，淀粉含量基本趨于穩定，已無明顯變化，說明,煙葉在烘烤中淀粉轉化時期主要在烘烤的前48 h內[1]。

從不同溫濕度變黃情況看，采用低溫低濕變黃，烘烤前期淀粉降解相對較慢，由于低溫變黃所需烘烤時間較長，煙葉最終殘留的淀粉含量較低，但烤后煙葉黑糟煙較多。采用高溫高濕變黃，烘烤前期淀粉降解較快，由于高溫高濕變黃所需烘烤時間較短，最終煙葉中殘留淀粉含量較高，烤后煙葉青筋較多。采用中溫變黃，雖然前期淀粉降解比高溫變黃慢，但比低溫變黃快，最終烤后煙葉的淀粉含量適中，烤后煙葉的品質最好。

綜合看，準確把握采收成熟度，在烘烤期略延長變黃時間，慢速升溫定色使淀粉酶活性延長，促進淀粉大量降解，有助于提高煙葉品質和加工性能。