烤煙新品系09011的烘烤特性

曾 航， 蔣 垚， 陳宏濤， 楊仲梁， 魯逸飛， 顧會戰(zhàn)， 何佶弦， 王松峰， 魯黎明*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，四川 成都 611130； 2.四川省煙草公司 廣元市公司， 四川 廣元 628017； 3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所， 山東 青島 266101)

烘烤是烤煙由農(nóng)產(chǎn)品向卷煙工業(yè)原料轉(zhuǎn)變的第一道工序，同時(shí)也是煙葉質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定煙葉的可用性[1]。研究烤煙的烘烤特性是制定烘烤方案的重要依據(jù)，有利于避免煙葉烤壞，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與效益雙贏，并對烤煙品種的特色彰顯發(fā)揮著重要作用。煙葉的烘烤特性包括易烤性和耐烤性，易烤性主要反應(yīng)煙葉的變黃特性，也體現(xiàn)變黃后定色的難易程度；而耐烤性主要指定色階段對環(huán)境的敏感性和易受性。氣候、土壤、栽培措施、葉片著生部位、成熟度及品種特性等均影響煙葉的烘烤特性[2-5]。其中，品種是影響煙葉烘烤特性的內(nèi)在因素，不同品種的烘烤特性存在差異[6]。有研究表明，K326、畢納1號、NC55和貴煙2號較易烘烤[1,7]，YY-08[8]、云煙85較好烘烤；而翠碧一號、紅花大金元失水快，變黃慢，較難烘烤[9-12]，粵煙97易烤出青筋或雜色[13]。因此，研究不同品種、不同部位煙葉的烘烤特性，制定相應(yīng)的烘烤工藝參數(shù)，對提高煙葉質(zhì)量、增加煙農(nóng)收入和滿足優(yōu)質(zhì)卷煙原料的供應(yīng)具有重要意義。

烤煙新品系09011由四川省煙草科學(xué)研究所培育，于2016年通過農(nóng)作物品種審定委員會審定。該品系具有清香型突出、上等煙比例高、根系發(fā)達(dá)、葉面積大、肥料利用率高和抗病性好等優(yōu)點(diǎn)[14]。近年來，各地對烤煙新品系09011已經(jīng)開展了生態(tài)適應(yīng)性[15]、移栽期[16]、種植密度和施肥水平等[17]相關(guān)研究。但關(guān)于09011的烘烤特性卻缺乏系統(tǒng)與深入研究，導(dǎo)致生產(chǎn)示范中沒有形成一整套完整的烘烤體系，煙葉烤壞率較高，阻礙了09011的進(jìn)一步示范與推廣。為此，采用暗箱烘烤方法，研究烤煙新品系09011的變黃性、失水速率、色素降解速度及多酚氧化酶活性等的變化，以期為09011的示范推廣及煙葉烘烤提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

烤煙品種：烤煙新品系09011，由四川省煙草科學(xué)研究所提供；云煙87，當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上主栽品種。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2017年在廣元市普安鎮(zhèn)廣元市煙草公司科研基地進(jìn)行，每個(gè)品種為1個(gè)處理，共設(shè)2個(gè)處理，分別為09011和云煙87(對照)，3次重復(fù)。每小區(qū)種植60株，行距1.2 m，株距0.5 m。于2017年2月1日育苗，4月15日移栽。田間管理參照《廣元市煙草公司優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行。煙葉正常落黃成熟時(shí)，每個(gè)處理各小區(qū)采收具有代表性的上部(16～18葉位)、中部(第10～13葉位)和下部(第3～5葉位)各20片鮮煙葉。

1.2.2 煙葉烘烤 參照文獻(xiàn)[7,18]的方法，采用小型烤箱進(jìn)行暗箱烘烤試驗(yàn)。該烤箱為電加熱型定制烤箱，溫濕度可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，每次烘烤500片煙葉。

1.2.3 項(xiàng)目測定 暗箱烘烤過程中每隔12 h取樣1次，用于測定煙葉水分、葉綠素和類胡蘿卜素含量及多酚氧化酶活性，共取樣7次；同時(shí)觀察記錄葉片形態(tài)和色澤變化。水分采用殺青烘干法測定[19]，葉綠色和類胡蘿卜素含量采用分光光度法測定[20]，多酚氧化酶活性參照朱廣廉等[21]的方法測定，3次測定的平均值為最終測定數(shù)值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟期鮮葉的水分含量

從表1看出，09011和云煙87成熟期鮮葉總水分、自由水和束縛水的含量變化。總水分和束縛水含量：09011和云煙87的上部、中部和下部葉分別為79.82%/63.70%和76.46%/59.32%、81.75%/64.24%和79.73%/60.14%、83.78%/61.19%和80.38%/56.61%，各部位煙葉均是09011>云煙87，且差異顯著；由于煙葉束縛水失水較困難，因此，09011不易烘烤。自由水含量：09011和云煙87的上部、中部和下部葉分別為16.12%和17.14%、17.51%和19.59%、22.59%和23.77%，各部位煙葉自由水為云煙87>09011，中部葉差異顯著，上部和下部葉差異不顯著。束縛水/自由水：9011和云煙87的上部、中部和下部葉分別為3.95和3.46、3.67和3.07、2.71和2.38，均為09011>云煙87，且差異顯著。

表1 2個(gè)品種成熟期各部位鮮葉的含水量

2.2 煙葉烘烤過程中的水分含量

葉片的失水速度及失水的多少，與煙葉的烘烤特性密切相關(guān)。從圖1看出，在暗箱烘烤條件下，09011與云煙87各部位煙葉含水量的變化。上部葉：09011與云煙87失水率相差不大，36 h后的失水速率大于36 h前，0～72 h云煙87的水分含量均低于09011。中部葉：09011與云煙87失水率的變化趨勢基本相同，12～24 h和48～72 h 09011的失水較云煙87快。下部葉：0～72 h云煙87的葉片含水率低于09011，且差異較明顯；表明，09011下部葉的含水率較高，且不易失水，易烤性差。

2.3 暗箱烘烤煙葉變黃期的形態(tài)差異

2.3.1 上部葉 12 h時(shí)，2個(gè)品種煙葉葉尖開始萎蔫，并開始退綠；24 h時(shí)，煙葉整體均開始凋萎，1/2變黃；36 h時(shí)，煙葉基本萎蔫，2/3變黃；48 h時(shí)，煙葉完全萎蔫，基本變黃；60 h，煙葉完全萎蔫，除葉脈外，完全變黃。2個(gè)品種煙葉的萎蔫程度，在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)無明顯差異；但云煙87變黃程度略微晚于09011(P107彩版圖2A)。

2.3.2 中部葉 2個(gè)品種中部葉的形態(tài)及顏色變化與上部葉基本一致，但其變黃速度較上部葉快(P107彩版圖2B)。24 h后，其變黃程度與速度明顯快于上部葉；60 h時(shí)，除主脈外，葉肉完全變黃。

2.3.3 下部葉 煙葉的形態(tài)與顏色變化與中部葉較類似。24～36 h，是煙葉變黃速度較快的時(shí)段；48 h時(shí)，煙葉基本萎蔫且變黃；60 h時(shí)，煙葉全部萎蔫，除主脈外，葉肉完全變黃(P107彩版圖2C)。

2.4 暗箱烘烤煙葉的色素含量

從表2看出，0～72 h，09011和云煙87中部葉的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量變幅分別為0.38～5.86 mg/kg和0.24～6.38 mg/kg，2.93 mg/kg和1.24～2.89 mg/kg；均隨著時(shí)間的推移呈下降趨勢，且36 h時(shí)下降速度最快。其中，葉綠素a：0、12 h和36 h均以云煙87>09011，差異顯著；24h、48 h和72 h，均以09011>云煙87，差異顯著。葉綠素b：0～72 h各時(shí)間節(jié)點(diǎn)，均以09011>云煙87，差異顯著。類胡蘿卜素：0～72 h各時(shí)間節(jié)點(diǎn)均以09011>云煙87，除0外的其余時(shí)間節(jié)點(diǎn)均差異顯著。

表2 暗箱烘烤2個(gè)品種中部葉的色素含量

2.5 暗箱烘烤煙葉多酚氧化酶的活性

煙葉中多酚氧化酶活性除受烘烤環(huán)境的影響外，還受自身素質(zhì)的重要影響，其中品種是其最重要的決定因素。從圖3看出，09011與云煙87中部葉在72 h的暗箱烘烤過程中多酚氧化酶(PPO)活性的變化。其中，云煙87和09011分別在12 h和36 h時(shí)多酚氧化酶活性達(dá)最高，48 h時(shí)2個(gè)品種多酚氧化酶活性相同。表明，烘烤后期云煙87葉片多酚氧化酶活性較低，較易定色；09011高峰出現(xiàn)時(shí)間較云煙87晚24 h，可能對定色產(chǎn)生不利的影響。

3 結(jié)論與討論

在烤煙生產(chǎn)中，烘烤是極其重要的環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)煙葉生產(chǎn)質(zhì)量與效益的重要節(jié)點(diǎn)。恰當(dāng)?shù)暮婵究蓪?shí)現(xiàn)并固化其在田間所形成的優(yōu)良品質(zhì)，并提高其商品率，保證卷煙原料的內(nèi)在質(zhì)量[22]。煙葉烘烤時(shí)工藝參數(shù)及烘烤曲線的制定，取決于其烘烤特性。影響煙葉烘烤特性的因素較多，主要有遺傳背景及田間成熟度[23]。因此，系統(tǒng)、深入地研究烤煙新品種(系)的烘烤特性，對于優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)至關(guān)重要。

煙葉的失水及變黃特性構(gòu)成了煙葉烘烤特性的主要方面[22]。烤煙葉片的總水分、束縛水含量以及束縛水與自由水的比值，對于煙葉烘烤特性的影響很大[23-25]。研究結(jié)果表明，09011各部位煙葉的總水分及束縛水含量均顯著高于云煙87。束縛水含量的高低直接影響著煙葉在烘烤階段的失水特性，束縛水含量高，則煙葉失水較困難，易烤性較差；反之，易烤性較好。因此，可以推斷，09011葉片的束縛水含量較高，導(dǎo)致其失水困難，易烤性較差。

暗箱烘烤煙葉變黃時(shí)間的長短一定程度上反應(yīng)了煙葉的變黃特性。通常變黃快而又能維持較長時(shí)間不變色的煙葉，既易烤，又耐烤，烤后黃片率高，青雜煙少，烘烤特性較好[22]。研究結(jié)果表明，09011和云煙87的變黃時(shí)間均較快，整體看，云煙87上部、中部和下部葉變黃的程度與速度均略晚或慢于09011。

棕色化反應(yīng)是煙葉調(diào)制過程中常出現(xiàn)的現(xiàn)象，褐變的發(fā)生會導(dǎo)致煙葉的局部或全部由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)樯顪\不同的雜色，甚至使整片煙葉基本色喪失，造成煙葉掛灰、糊片和黑糟等現(xiàn)象[26]。多酚氧化酶活性在烘烤過程中的變化是影響煙葉褐變與否的決定因素。研究結(jié)果表明，云煙87煙葉烘烤12 h時(shí)多酚氧化酶活性達(dá)最高，表明其后期葉片多酚氧化酶活性較低，較易定色；與K326和粵煙98在12 h出現(xiàn)高峰的結(jié)果一致[27]。09011煙葉烘烤36 h時(shí)出現(xiàn)1個(gè)小高峰，其多酚氧酶高峰出現(xiàn)時(shí)間較云煙87晚24 h，可能對定色產(chǎn)生不利的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，各地尚需要根據(jù)09011的烘烤特性，以及煙葉的素質(zhì)及成熟度，科學(xué)制定09011的烘烤工藝參數(shù)及烘烤曲線，以促進(jìn)烤煙新品系09011優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)。