不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量的关系

吴文信，李生栋，谭方利，黄克久，陈少鹏，郭保银，宋朝鹏*

(1.湖南省烟草公司郴州市公司，湖南 郴州423000；2.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002；3.中国烟草总公司重庆市公司，重庆 404100 )

不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量的关系

吴文信1，李生栋2，谭方利1，黄克久3，陈少鹏3，郭保银3，宋朝鹏2*

(1.湖南省烟草公司郴州市公司，湖南 郴州423000；2.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002；3.中国烟草总公司重庆市公司，重庆 404100 )

以烤烟品种K326为材料，采用相关分析法对烘烤过程中不同素质烟叶主要含氮化合物(烟碱、总氮、蛋白质)与色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量的变化进行研究。结果表明：嫩黄烟、返青烟、高温逼熟烟和贪青晚熟烟叶绿素大量转化分别在30~38 ℃、42~48 ℃，类胡萝卜素含量则均呈现小幅缓慢下降趋势；不同素质烟叶烟碱转化量最大的阶段分别为48~54 ℃、48~68 ℃、30~38 ℃、48~54 ℃，总氮转化量最大的阶段分别为48~54 ℃、30~38 ℃、42~48 ℃、38~42 ℃，蛋白质转化量最大的阶段分别为30~42 ℃、30~38 ℃、30~38 ℃、42~48℃。回归分析结果表明，嫩黄烟主要含氮化合物与色素含量的决定系数R2分别为0.622、0.545、0.845，返青烟的分别为0.608、0.721、0.974，高温逼熟烟的分别为0.931、0.883、0.966，贪青晚熟烟的分别为0.801、0.881、0.981。不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量具有密切相关性。

烤烟；含氮化合物；色素

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烟叶烘烤过程中，烟叶化学成分发生一系列复杂变化，其外观变化与含氮化合物的变化密切相关，含氮化合物对烟叶品质以及安全性均有较大影响[1]。赵铭钦等[2]、周冀衡等[3–4]对烤烟色素与烟叶品质进行研究，结果表明，烤烟色素是烟叶品质形成的重要物质；史宏志等[5]对烟碱和总氮与烟叶香气质量进行研究，表明烤烟烟碱和总氮含量与类胡萝卜素类香气成分含量呈显著的二次曲线相关；许自成等[6]对烟碱和总氮含量与烟叶评吸质量进行研究，表明烟碱含量与劲头和浓度得分呈显著的线性相关，与香气质、余味、杂气和甜度呈极显著的二次曲线相关；朱尊权[7]、左天觉[8]对烤烟内部成分研究均表明，过高的蛋白质含量会对卷烟吸食品质有不良影响。笔者运用相关分析法，对不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量的变化进行研究，以期为不同素质烟叶协调营养比例、提高烟叶品质提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

烤烟品种K326。

1.2 方法

于2015年4—8月在湖南省桂阳县梧桐村烟田，选取不同素质烟叶各20杆，置于气流下降式标准密集式烤房，按照湖南桂阳“优质烟叶烘烤操作指南”分别进行烘烤。依据文献[9–11]评定方法并参考烟区生态条件，判定下部叶(第5~6位叶下)为嫩黄烟、部分中部叶(第10~11位叶下)为返青烟、部分上部叶(第14~16位叶下)为高温逼熟烟、部分上部叶(第14~16位叶下)为贪青晚熟烟。分别对30℃(鲜烟叶)、烤中38、42、48、54 ℃及68 ℃(烤后烟)烟叶进行关键温度点取样分析。

样品水分采用杀青烘干法测定[12]。依据文献[13–14]，质体色素含量采用分光光度法测定，蛋白质含量采用考马斯亮蓝G–250测定。烟碱、总氮含量测定采用流动分析法[15]。

1.3 数据分析

采用Excel 2013进行试验数据分析。参照张卫华等[16]方法，对试验数据进行无量纲化处理。使用SPSS23.0对数据进行差异分析及相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同素质烟叶烘烤过程中色素含量的变化

由表1可知，不同素质烟叶绿素a含量以返青烟最高，为0.980 mg/g，高温逼熟烟最低，仅0.499 mg/g。整个烘烤过程，贪青晚熟烟叶绿素a降解比例最大，为98.54%，嫩黄烟叶绿素a降解比例最小，为95.74%。不同素质烟叶烤中叶绿素b含量变化与叶绿素a含量变化较为一致，以贪青晚熟烟含量最高且降解比例最大，降解比例为98.74%，嫩黄烟降解比例最小，为92.62%。嫩黄烟类胡萝卜素含量最高，为0.703 mg/g，且降解比例最大，为20.20%，高温逼熟烟含量最低，为0.396 mg/g，且降解比例最小为8.33%。返青烟、嫩黄烟、高温逼熟烟叶绿素含量均在30~38 ℃下降最快，叶绿素a降解比例分别为96.73%、81.85%、86.37%，叶绿素b降解比例为97.55%、81.88%、75.00%；贪青晚熟烟色素含量在42~48 ℃下降较快，分别为70.51%、54.27%。不同素质烟叶类胡萝卜素含量变化与叶绿素含量变化存在较大区别，类胡萝卜素含量在烘烤过程中呈现缓慢下降趋势，且相对叶绿素a、叶绿素b降解比例较少，其中高温逼熟烟叶类胡萝卜素含量一直处于相对较低的水平且降解较少。

表1 不同素质烟叶烘烤过程中的色素含量Table 1 Pigment content of different quality tobacco leaves during bulk curing process

2.2 不同素质烟叶烘烤过程中含氮化合物的变化

结果(表2)表明，不同素质烟叶在烘烤过程中烟碱、总氮、蛋白质含量均呈现下降趋势，这与前人研究结果[17]基本吻合，但不同素质烟叶之间差异较大。高温逼熟烟烟碱含量最高，为4.46%，嫩黄烟烟碱含量最低，为1.97%，且降解转化比例最大，为29.09%，贪青晚熟烟降解比例最小，为11.10%。贪青晚熟烟叶总氮含量最高且降解转化比例最大，为18.10%，嫩黄烟含量最小，为2.06%，返青烟降解比例最小，为7.83%。贪青晚熟烟蛋白质含量最高，为16.85%，嫩黄烟含量最低，为12.94%，且降解比例最低，为12.89%，返青烟总氮降解比例最大，为19.97%。综合表2数据，烘烤过程中烟碱含量降解幅度均较小，且烟碱含量始终表现为高温逼熟烟最高，贪青晚熟烟次之，返青烟再次，嫩黄烟最低；贪青晚熟烟在38~42 ℃总氮转化稍快，转化比例为9.07%，此后与其他素质烟叶一样，均呈缓慢下降趋势。蛋白质与烟碱、总氮含量变化有较大区别，高温逼熟烟、返青烟均在30~38 ℃转化较快；嫩黄烟在30~48 ℃呈较为缓慢的降解趋势；贪青晚熟烟在30~48 ℃转化比例分别为2.95%、4.02%、10.47%，呈先缓慢下降、后快速下降的趋势。

表2 不同素质烟叶烘烤过程中含氮化合物的含量Table 2 Contents of nitrogen-containing compounds of different quality tobacco leaves during bulk curing process

2.3 不同素质烟叶含氮化合物与色素含量的相关分析

相关分析结果(表3)表明，嫩黄烟烟碱、总氮均与色素含量呈极显著正相关，蛋白质与叶绿素含量呈极显著正相关，与类胡萝卜素含量呈显著相关。返青烟烟碱与叶绿素b、类胡萝卜素含量呈极显著正相关，与叶绿素a含量呈显著相关；总氮、蛋白质均与叶绿素含量呈极显著正相关，总氮与类胡萝卜素含量呈显著正相关。高温逼熟烟烟碱、总氮、蛋白质与叶绿素含量均呈极显著正相关，且均与类胡萝卜素含量呈负相关。而贪青晚熟烟烟碱、总氮、蛋白质与色素均呈现极显著正相关。

表3 含氮化合物与色素含量的相关系数Table 3 The correlation coefficient between the contents of nitrogen-containing compounds and pigment content of different quality tobacco leaves during bulk curing process

表4 不同素质烟叶主要含氮化合物与色素含量的回归方程Table 4 Multiple regression analysis of nitrogen compounds content and pigment content in different quality tobacco leaves during bulk curing process

3 结论与讨论

研究结果表明：不同素质烟叶叶绿素a含量与叶绿素b含量在烘烤过程中变化较为一致，且降解转化比例均达到90%以上；类胡萝卜素含量在烘烤过程中均呈现缓慢下降趋势，降解转化比例不大；不同素质烟叶烟碱降解转化比例分别为29.09%、28.80%、17.21%、11.10%，总氮降解转化比例分别为11.63%、7.83%、12.57%、18.10%，蛋白质降解转化比例分别为12.89%、19.97%、15.92%、18.08%。相关分析表明，除返青烟烟碱含量与叶绿素a含量之间呈显著正相关外，不同素质烟叶主要含氮化合物与叶绿素之间均呈现极显著正相关；不同素质烟叶主要含氮化合物含量与类胡萝卜素含量之间相关性存在较大差异。对烟叶烟碱、总氮、蛋白质含量与色素含量进行回归分析，嫩黄烟的决定系数R2分别为0.622、0.545、0.845，返青烟的为0.608、0.721、0.974，高温逼熟烟的为0.931、0.883、0.966，贪青晚熟烟的为0.801、0.881、0.981。

不同素质烟叶在烘烤过程中直观表现为变黄、失水程度的不同，内在则表现为物质转化、降解的多少与快慢。嫩黄烟烘烤过程中多表现为变黄快、易失水，整体烘烤时间短，烤后烟叶多出现身分薄、叶尖缘枯焦等现象，部分存在支脉或叶基部含青[18]；返青烟烘烤过程烟叶变黄稍慢，烤后烟叶部分存在身分僵硬、支脉微青等现象；高温逼熟烟与贪青晚熟烟在烘烤过程中均表现为变黄慢、失水难、所需温度高等特点，烤后烟高温逼熟烟多为身分僵硬、颜色偏红偏暗；贪青晚熟烟则多为浮青、杂色等现象。不同素质烟叶其不同的本质在于内部碳氮营养失衡，且多表现为氮高糖低现象，烤中较易出现色素、含氮化合物分解转化不充分的烤青现象和碳水化合物消耗过度的烤黑、杂色等现象[19]。可依据不同素质烟叶内在色素及含氮化合物的降解规律，结合生态、部位及烟叶抗逆机制，适时调整烘烤工艺，促进不同素质烟叶色素及含氮化合物在适宜的时间、适宜的温度范围内快速降解，为进一步实现以烟叶营养为基础的营养烘烤奠定基础。

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责任编辑：罗慧敏

英文编辑：罗 维

The relationship between the content of main nitrogen-containing compound and pigment content in different quality leaves during tabacco bulk curing process

Wu Wenxin1, Li Shengdong2, Tan Fangli1, Huang Kejiu3, Chen Shaopeng3, Guo Baoyin3, Song Chaopeng2*
(1.Chenzhou Company of Hunan Tobacco Company, Chenzhou, Hunan 423000, China; 2.Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 3.Chongqing Company of China National Tobacco Corporation, Chongqing, 404100, China)

Flue-cured tobacco varieties K326 was used as materials in this experiment, and correlation analysis were used to investigate the relationship among nicotine, total N content, protein content and pigment content during bulk curing process. Results showed that chlorophyll content in tender leaves, re-greening leaves, heat-forced maturity leaves and over-green and late-maturing leaves had a large number of conversion at 30–38 ℃ and 42–48 ℃, but carotenoid content in these leaves were all slightly and slowly declined during bulk curing process. During bulk curing process nicotine content in different quality leaves exhibited the maximum conversion at 48–54 ℃, 48–68 ℃, 30–38 ℃, 48–54 ℃; while the maximum conversion of total N content occurred at 48–54 ℃, 30–38 ℃, 42–48 ℃, 38–42 ℃; and the maximum conversion of protein content occurred at 30–42 ℃, 30–38 ℃, 30–38 ℃, 42–48 ℃. Multiple regression analysis of the contents of major nitrogen compounds and pigment content showed that the correlation coefficient(R2) in tender leaves were 0.622, 0.545, 0.845; in re-greening leaves were 0.608, 0.721, 0.974; in heat-forced maturity leaves were 0.931, 0.883, 0.966; and in over-green and late-maturing leaves were 0.801, 0.881, 0.981.

flue-cured tobacco; nitrogen-containing; pigment

S572.01

A

1007-1032(2016)06-0622-05

2016–03–22

2016–08–18

湖南省烟草公司郴州市公司项目(201543100094001)

吴文信(1970—)，男，湖南桂阳人，农艺师，主要从事烟草科技创新和技术推广研究，564095169@qq.com；*通信作者，宋朝鹏，博士，副教授，主要从事烟草调制加工研究，ycszp@163.com