云南烤煙品種中部葉烘烤特性研究

林 旋，張 洋，楊麗花，羅王勇，范志勇，戶艷霞，蒯 雁，蘇家恩

（1.云南農業大學煙草學院，云南 昆明 650201；2.大理州煙草公司漾濞縣分公司，云南 漾 濞672500；3.大理州煙草公司永平縣分公司，云南 永平 672100；4.云南省煙草公司大理州公司，云南 大理 671000）

烤煙是推動云南省經濟發展的主要經濟作物之一。煙葉的烘烤調制過程對其品質與價值有較大影響。美國煙草專家曾提出，對煙葉品質的貢獻，田間栽培占1/3，成熟采收占1/3，烘烤技術占1/3。由此可見煙葉烘烤的重要性。但由于各品種煙葉烘烤特性不同，在烘烤過程中需要針對烘烤特性采取不同的烘烤工藝。然而，烘烤是我國目前烤煙生產過程中最薄弱的環節[1]。因此，了解不同品種煙葉特點和烘烤特性以及煙葉在烘烤過程中的變化規律，有利于促進煙農針對不同品種實施不同的烘烤工藝，從而獲得滿足煙草工業需要的煙葉原料，發揮不同烤煙品種特有的使用價值和經濟價值。同時，這對提高我國煙葉烘烤環節的技術水平也具有重要意義。

煙葉烘烤特性是指煙葉在農藝過程中獲得的與烘烤技術和效果密切相關的自身所固有的特性，可分為易烤性和耐烤性2 個方面[2-3]。其中，易烤性主要反映煙葉變黃的難易程度，容易變黃、脫水的煙葉即為易烤，反之則不易烤；而耐烤性是指煙葉在定色期對外界環境變化的敏感性或耐受性，定色階段對烘烤環境變化不敏感、不易發生褐變的煙葉即為耐烤，反之則稱為不耐烤。煙葉的耐烤性和易烤性相互獨立又相互聯系，易烤性好的煙葉耐烤性不一定好，耐烤性好的煙葉易烤性同樣不一定好，但烘烤特性好的煙葉，耐烤性和易烤性一定好[4-5]。煙葉的烘烤特性既與烤煙品種有關[6]，也與烤煙成熟期間的煙區生態環境有關[7-9]，還與煙葉著生部位[10-11]及采收成熟度有關[12-13]。

云煙87、K326 和紅花大金元是云南省烤煙品種中最常見的3 種，其中紅花大金元變黃程度和失水程度難以同步，與其他品種相比難以烘烤，烤后的煙葉容易出現青筋煙或浮青煙現象[14-15]；K326 在煙葉中表現出來的優良農藝性狀與獨特的香型也深受卷煙企業的青睞[16]。因此，研究這3 大品種的烘烤特性具有普遍的代表性，對提升全省的煙葉烘烤水平和烤煙經濟效益具有重要的現實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為紅花大金元、K326、云煙87，種植于云南省大理白族自治州彌渡縣西莊街紅花大金元基地，該基地土壤為沙壤土，肥力水平中上，土壤養分狀況良好。供試煙葉均為中部適熟煙葉。主要設備為溫濕度自控小型烤箱等。

1.2 試驗設計

試驗包括大田與烘烤2 部分，烘烤試驗又包括暗箱試驗及煙葉生理生化測定。（1）大田試驗：在云南省大理白族自治州彌渡縣西莊街紅花大金元基地進行，共設3 個處理，4 個重復，共12 個小區，采用隨機區組排列，每小區面積50 m2，植煙不少于100 株，行距1.2 m，株距0.5 m。（2）暗箱試驗：參照鄧小華等[7]的方法，采收云煙87、K326、紅花大金元的中部適熟煙葉各12 片，并將其分成3 份，每份4 片，在室溫環境下，放入密封的暗箱當中，觀察煙葉變黃變褐時間；煙葉未褐變前每12 h 觀察1 次，觀察到煙葉開始出現輕微變色時每4 h 觀察1 次，此次試驗的測量標準和評判標準嚴格按照行業標準“YC/T311—2009，烤煙品種烘烤特性評價”[16]進行。試驗采用三段式烘烤工藝進行煙葉烘烤[17]（詳見表1）。（3）煙葉生理生化測定：在彌渡縣紅大科技園實驗室進行，采集各品種相同部位且成熟度一致的煙葉100 片，放入溫濕度自控小型烤箱中，每次取樣數量為10片煙葉，采取隨機取樣原則，所取煙葉需去掉葉尖和葉基部，留下中間部位的葉片進行測量。

表1 三段式烤煙烘烤工藝

1.3 大田管理

試驗煙葉于2020 年4 月27 采用膜下小苗移栽后，5 月20 日與6 月4 日對煙田進行灌水，6 月18 日揭膜、中耕、培土，6 月24 日煙株打頂抹扠完畢，期間施肥4 次、施藥3 次，此外4 月27—28 日，7 月4—6 日有降雨。

1.4 測定項目與方法

水分含量通過殺青烘干法[16]進行測定。采用95%乙醇浸提比色法[16]測定鮮煙葉與烘烤后煙葉的葉綠素含量，根據公式（1）（2）計算煙葉中葉綠素的降解量與降解速率[18]，式中，C0為鮮煙葉的葉綠素含量，Ch為烘烤后煙葉的葉綠素含量，r 為葉綠素降解速率，h 為烘烤時長。多酚氧化酶活性（即PPO 活性）采用鄰苯二酚氧化法[16]測定，酶活性單位以1 g/min 干煙葉吸光度值的變化表示[18]。丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法[16]測定。

1.5 數據分析

試驗數據采用Excel 軟件進行整理作圖，并采用SPSS 軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種中部煙葉在暗箱試驗中變黃變褐時長

由表2 可知，云煙87 的變黃速度快于K326 與紅花大金元，其中紅花大金元變黃速度最慢，K326處于中等水平。暗箱試驗中，煙葉的變黃與變褐時長都反映了煙葉在實際烘烤過程中的烘烤特性[4]。從煙葉完全變黃到開始變褐，云煙87 所用的時間最長，K326 與紅花大金元所用時間相同；從變褐時長分析，云煙87 所用時間最長，K326 最短，紅花大金元居中。煙葉的褐變時長是決定煙葉耐烤性的一個重要指標。一般情況下，煙葉變黃后到開始變褐的時間越長，則表示這種煙葉的耐烤性好，而時間越短，則表示其耐烤性差[2,4]。而表2 的數據顯示，云南煙區烤煙品種云煙87 從完全變黃到開始變褐的所用時長最長，為96 h，表明該品種煙葉耐烤性最好。

表2 不同品種煙葉變黃、變褐所需時長

2.2 不同品種中部煙葉在烘烤過程中葉綠素的變化

2.2.1 葉綠素含量的變化 由表3 可知， 3 個品種鮮煙葉葉綠素含量差異顯著，其中紅花大金元的葉綠素含量最高，云煙87 居中，而K326 最低；但隨著烘烤時間的延長以及烤房溫濕度的升高，3 個品種的葉綠素含量均降低，且在變黃末期，3 個品種的葉綠素含量均低于1 mg/g。

表3 不同品種中部煙葉在烘烤過程中葉綠素含量的變化（mg/g）

2.2.2 葉綠素降解量的變化 從圖1 可看出，隨著烘烤時間的延長，3 個品種煙葉的葉綠素降解量不斷增加，在72 h 達到頂峰；其中，各時間段紅花大金元煙葉的葉綠素降解量均顯著低于云煙87與K326煙葉的。

圖1 不同品種煙葉在烘烤過程中葉綠素降解量的變化

2.2.3 葉綠素降解率的變化 由圖2 可知，各時間段紅花大金元煙葉的葉綠素降解速率均低于K326 和云煙87 的；K326 的葉綠素降解速率居中，但與云煙87相差甚小，二者數據十分相近，因此二者在葉綠素降解特性上差異不大。而且不同品種變黃期葉綠素的降解速率均高于定色期的，且變黃前期降解速率快，變黃末期至定色后期降解速率平緩。

圖2 不同品種中部煙葉在烘烤過程中葉綠素降解速率變化

綜上所述，紅花大金元的落黃時間最慢，最不容易烘烤，易烤性最差；云煙87 的落黃時間最快，易烤性最好；K326 由于降解速率與降解量與云煙87 相差不大，因此，其落黃時間與云煙87 相差較小，但變黃速度比云煙87 慢一些，易烤性居中。

2.3 不同品種中部葉烤后外觀質量

從表4 可看出，云煙87 的黃煙率明顯高于紅花大金元和K326，微帶青率低于紅花大金元和K326，青黃煙率為0，雜色煙稍有；紅花大金元的黃煙率最低，雜色煙率較少，但微帶青率和青黃煙率卻遠高于K326、云煙87；K326 的微帶青率和青黃煙率居中，但雜色率為第一。3 個品種的黑糟煙率均為0。

表4 不同品種煙葉烤后外觀質量 （%）

2.4 不同品種中部煙葉烤后水分含量分布情況

2.4.1 不同品種鮮煙葉水分含量分布 由表5 可知，采摘的新鮮煙葉中組織水與自由水含量以云煙87 最高，紅花大金元最低，K326 居于二者之間；但束縛水含量中，云煙87 最低，紅花大金元最高，K326 與云煙87 的差異不顯著，但高于云煙87；自由水/組織水，云煙87 的比例顯著高于紅花大金元，略高于K326。雖然紅花大金元的束縛水高于云煙87，但自由水/束縛水比例中，云煙87 依舊高于紅花大金元，K326 居中。

表5 不同品種鮮煙葉水分含量 （%）

2.4.2 不同品種中部葉在烘烤過程中的水分變化 由圖3 可知，在烘烤過程中煙葉含水率隨烘烤時間延長而不斷降低，且0～48 h 含水率下降速率較為緩和，而48～72 h 含水率下降速率加快。比較不同烤煙品種，紅花大金元水分喪失速度最快，在72 h 時含水量降至15%左右；其次是云煙87，在72 h 時含水量降為18%左右；K326 水分變化幅度緩和，在定色期含水量高于云煙87 與紅花大金元，在72 h 時含水量仍近29%。

圖3 不同品種的煙葉在烘烤過程中的水分變化

2.5 不同品種煙葉烘烤過程中多酚氧化酶活性的變化

有研究表明，煙葉的耐烤性與煙葉的多酚氧化酶（PPO）活性、丙二醛（MDA）含量有一定的聯系。由表6 可知，三大主栽品種煙葉中PPO 活性表現為K326 ＞紅花大金元＞云煙87，在0～24 h 內煙葉PPO活性升高，24～72 h 內煙葉活性逐漸平穩降低。

表6 不同品種煙葉多酚氧化酶活性變化 [U/(g·min)]

2.6 不同品種煙葉烘烤過程中MDA 含量的變化

由圖4 可知，鮮煙葉時3 個烤煙品種的MDA 含量大致相同，但隨烘烤時間的延長， MDA 的含量逐漸增加。其中，K326 的MDA 含量變化幅度最大，而云煙87、紅花大金元變化速度相對低于K326，且在0～24 h 中MDA 含量有稍減趨勢，在24～48 h 時才逐漸增加。但總體來說，云煙87 的MDA 含量變化幅度低于紅花大金元，是3 個品種中變化幅度最小的，紅花大金元相對居中。

圖4 不同品種煙葉烤后MDA 含量變化

3 結 論

云南主栽烤煙品種的烘烤特性存在差異，云煙87 的變黃時間短，變黃速度快，葉綠素降解量與降解速率大，失水速率居中，易烤性好，其褐變時間最長，PPO 活性最低，MDA 含量變化幅度平緩，因此耐烤性好；紅花大金元變黃時間最長，葉綠素降解量與降解速率小，失水最快，易烤性最差，但其褐變時長、PPO活性、MDA含量變化速度居于其他2個品種之間，因此，其耐烤性也居中；K326 變黃時長居中，葉綠素降解量和降解速率均位于其他2 個品種之間，失水速率居中，因此，易烤性較好，但由于其褐變時間最短，PPO 活性最大，MDA 變化幅度最大，因此，耐烤性最差。綜上所述，云煙87 耐烤且易烤，紅花大金元耐烤卻不易烤，K326 易烤而不耐烤。

4 討 論

4.1 不同品種不同部位煙葉易烤性差異

王傳義[4]研究發現，煙葉在烘烤過程中葉面變黃是最明顯的變化之一，而這種變化主要是葉內化學物質轉化的外在表現。煙葉變黃時間長短是判定其是否容易烘烤的標準之一。一般情況下，較易變黃的煙葉更加容易烘烤，即變黃時間短的煙葉，其易烤性好，變黃時間長的煙葉，易烤性相對較差[18]。

暗箱試驗結果表明，云煙87 的變黃所用的時間顯著短于紅花大金元和K326，紅花大金元完全變黃所用時間最長，K326 居于二者之間。根據朱峰等[19]的研究結果，煙葉的變黃時長與煙葉的易烤性呈正相關關系。因此，可得出“云煙87 的易烤性最好，K326 次之，紅花大金元易烤性最不理想”的結論。

肖志君等[18]和肖守斌等[20]的研究表明，煙葉變黃特性的差異主要體現在葉綠素降解速率與降解量的不同上，其與煙葉的易烤性成正比，葉綠素降解量與降解速率越大，煙葉落黃速度越快，更加容易烘烤。試驗結果表明，3 個不同烤煙品種的葉綠素降解速率與降解量均表現為云煙87＞K326＞紅花大金元，由此可知，其變黃速度由快到慢排序應為云煙87 ＞K326 ＞紅花大金元，易烤性由好到壞排序應為云煙87 ＞K326 ＞紅花大金元。此結果與上述暗箱試驗中煙葉變黃結論相符。此外，3 個品種變黃階段的葉綠素降解速率均高于定色階段的，此結果同前人研究的規律也一致。

王傳義[4]對烤后煙葉外觀質量的研究表明，易烤性好的煙葉，烤后黃煙率高且含青率較低，而耐烤性高的煙葉，烤后雜色煙少；若易烤性好而耐烤性差的煙葉，烤后易出現雜色煙，但含青煙比例少；與之相反，易烤性差而耐烤性好的煙葉，烤后含青煙比例增大，但雜色煙比例少。該試驗結果顯示，云煙87的黃煙率最高，紅花大金元最低，K326 居中，且云煙87 的含青煙率與雜色煙率均最少。因此，這也證實云煙87 的易烤性與耐烤性在三者中最好。紅花大金元的雜色煙率雖低于K326，但青煙率最高，說明紅花大金元不易烤卻耐烤；K326 則與紅花大金元相反，表現為不耐烤卻易烤。這與暗箱試驗和葉綠素含量測定試驗相吻合。

水分是煙株生長必不可少的成分之一，也是煙葉的重要組成部分，一般初烤煙葉的含水量為16%～18%。因此，在煙葉的烘烤調制過程中，嚴格控制煙葉中的水分是決定烤煙品質的關鍵。楊樹勛等[21]研究表明，煙葉的失水特性主要表現在煙葉的失水速率上，而失水速率受許多因素的影響，如環境因素、栽培管理水平、烘烤溫濕度條件等。試驗結果顯示，紅花大金元的失水速度快，不易烘烤；云煙87 的易烤性較好；K326 的水分變化平緩，但定色期含水量偏高，易烤性居中，其含水量偏高可能與此次烤房的溫濕度設置以及其遺傳特性有關。

4.2 不同品種不同部位煙葉耐烤性差異

煙葉在烘烤過程中會發生酶促棕色化反應，在晾曬煙的調制過程中，煙葉因饑餓代謝而消耗大量的內含物質，外觀顏色會隨調制的進行不斷發生改變，其顏色的變化通常為“淡綠—黃綠—淡黃—正黃—深黃—棕色—褐色”[22]。而倘若煙葉酶促棕色化反應劇烈發生，會極大地影響煙葉烤后的色、香、吃味，導致煙葉使用價值下降甚至喪失。在烘烤過程中煙葉酶促棕色化反應發生的實質在于煙葉中的多酚類物質，如咖啡酸、綠原酸、蕓香苷等，在多酚氧化酶的作用下，經氧化產生淡紅色至黑褐色的醌類物質，煙葉中醌類物質積累和縮聚的結果使煙葉的局部或全部呈現出由黃色轉變為深淺不同的雜色，甚至使整片煙葉基本色喪失，造成煙葉掛灰、糊片、黑糟等現象[23]。

而通常情況下想要產生酶促反應所需的條件有多酚氧化酶、酚類物質以及氧氣，這三者條件缺一不可，只有在這3 個條件同時具備時才會促使酶促褐變反應的發生。當然在煙葉烘烤調制過程中，煙葉的變褐與煙葉內多酚氧化酶活性的提高是同時進行的[23]。

多酚氧化酶是呼吸鏈末端氧化酶之一，是催化褐變反應的關鍵酶，參與多酚類物質的氧化，在煙株防御保護體系中起重要作用[18]。它是一種銅離子結合酶，在組織發育過程中形成，并貯存于葉綠體中，細胞膜的完整性被破壞時，酚類物質與葉綠體中的多酚氧化酶結合生成σ-醌。這些高度活潑的醌與其他醌、氨基酸以及蛋白質聚合生成色素物質，降低了植物的經濟價值。煙葉中含有豐富的多酚氧化酶，由其導致的褐變反應是煙葉調制過程中常出現的現象[24-25]。煙葉中多酚氧化酶的活性及其變化除受烘烤環境影響外，其根本決定于煙葉自身素質，其中遺傳基礎即品種是最重要的決定因素，不同品種鮮煙葉的多酚氧化酶活性有較大差異[26-29]。

王傳義[4]研究表明，煙葉的褐變時間與耐烤性呈顯著正相關關系，煙葉褐變時間越長，煙葉的耐烤性越好。暗箱試驗結果表明，云煙87 的變褐時間顯著長于紅花大金元與K326，但紅花大金元與K326 的褐變時長差異并不明顯。由此可見，云煙87 的耐烤性要比K326、紅花大金元更好，紅花大金元與K326的耐烤性不相上下，耐烤性一般。

煙葉的耐烤性與多酚氧化酶活性有密切聯系，煙葉在烘烤期間，倘若多酚氧化酶的活性越高，煙葉發生棕色化反應的可能性越大，則此煙葉定色越困難，烤后雜色煙比例越大，耐烤性不理想，反之，煙葉的定色容易，耐烤性比較好。一般情況下，煙葉中的PPO 活性與煙葉的耐烤性呈負相關。由此可知，K326的變褐速度最快，其耐烤性不理想，烤后雜色煙葉的比例大，云煙87 的變褐速度最慢，因此其耐烤性最好，紅花大金元耐烤性居中，雜色煙比例小于K326。

由于烘烤期間煙葉細胞逐漸死亡，膜透性增加，導致MDA 含量增加。陳秋芳等[30]指出，細胞在烘烤過程中發生膜脂氧化，其最終產物為MDA，即MDA含量能直接反映細胞的衰老狀況。該試驗中，云煙87與紅花大金元的MDA 變化速度緩慢，說明其衰老速度慢，對溫度的耐受程度較好，耐烤性好，而K326的MDA 含量上升時間過早，且速度快，因此衰老快，耐受度不高。這一試驗結果與暗箱試驗以及前人研究的結論稍有差異，其原因可能是因為試驗過程中暗箱環境以及不同人員肉眼判斷的標準不同所導致的，其余試驗結果均與前人的研究結論相符。