烘烤过程中烟叶水分含量变化和叶绿素降解速率探究

杨英鹏，张德康

（隆阳烟草分公司，云南保山 678000）

烟叶烘烤的实质是烟叶脱水干燥的物理过程与生物化学变化过程的协调统一，烟叶烘烤环境中相对湿度和烟叶内水分的存在是淀粉酶保持一定活性状态的前提。在淀粉酶活性较高的时期，即烘烤过程的前48 h，保持较高的湿度对淀粉降解有决定性作用［1］。随着烘烤中水分的散失，叶绿素含量变化很大，在烘烤0～24 h 缓慢降低，24～48 h 急剧下降，48 h 以后降解速度又减慢［2］。无论水分过多还是过少均会导致烟叶产量和品质的下降［3］。现阶段，大力推广应用强制通风的密集烤房，工艺的创新尤为必要，使用适宜的烘烤工艺可将生长成熟的烟叶优良性状充分显现出来，做到增产增收［4］。烟叶中叶绿素降解不仅直接影响烟叶的外观质量，而且还直接和间接地影响烟叶的内在品质，烤后烟叶中叶绿素含量过高对烟叶品质不利［5］。烟叶变黄期或定色前期，失水速度迟缓，烤后烟叶香气量不足，辛辣味和刺激性增强；变黄期、定色期，烟叶失水速度恰当，失水量适宜，烤后烟叶香气量足，香气质纯，余味醇和舒适。烘烤过程中，烟叶脱水排湿速度对烟叶香气的影响大［6-7］。

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

田间试验于2017 年4—9 月在云南省保山市隆阳区西邑乡生物质燃料试验基地进行，室内试验在云南省烟草科学研究所进行。

1.2 试验品种及仪器

烤烟品种为K326 和红花大金元（HD）；试验仪器主要为722 型分光光度计、电子天平。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

种植规格50 cm×120 cm，N、P2O5、K2O 比例为1∶1∶2.5。烤烟K326 施纯氮为90 kg/hm2，红花大金元60 kg/hm2，基肥占60%，追肥40%。田间管理按照当地优质烟管理过程进行。烟叶烘烤采用密集气流上升式烤房（A）、密集气流下降式烤房（B）和电热式温湿度自控烤烟箱（C）3 种类型进行。

1.3.2 烘烤试验

烘烤时，选取部位、成熟度一致，无病斑的烟叶按10 片烟叶为一组，并进行编号，每烟杆编烟叶80 片，与无标记的烟叶一起按云南省烟草科学研究所推荐的三段式烘烤工艺进行烘烤。

1.3.3 测定项目和方法

1.3.3.1 烟叶含水量和叶绿素含量的测定

烘烤后每12 h 取样1 次，直至叶片全干时停止取样，每次烘烤取样次数按烟叶的上、中、下部分别取5 次、6次、7 次。取样时，其中10 片称取当时鲜重后，直接烘干，用于水分含量的变化测定；另外5 片用圆孔取样器，取等面积的新鲜样品，并称重，之后立即用液氮冰冻，存于-20 ℃冰箱，测定其叶绿素含量，而后求出叶绿素降解速度与失水速率的相关系数。

1.3.3.2 经济性状的测定

烘烤完毕后，采用国家42 级标准对烘烤出的烟样进行分级。由单叶质量和种植密度各推算出HD 品种和K326 品种的产量，按保山市隆阳区当地收购价格对其进行产值和中上等烟比例的计算。

2 结果与分析

2.1 不同烤房内烤烟下部烟叶水分变化情况

烘烤过程中，K326 品种下部烟叶水分变化情况如图1 所示。随着烘烤的进行，3 种烤房内烟叶的水分均不断减少，失水率持续增加。烘烤0～48 h（变黄期），3 种烤房内烟叶的失水率表现为A烤房较为缓慢，B烤房较快，而C 烤房次之；烘烤48 h 之后，A 烤房烟叶失水速率开始大幅度上升，而B、C 烤房则显得较为平缓。

图1 K326 品种下部烟叶失水情况

烘烤过程中，HD 品种下部烟叶水分变化情况如图2所示。总体趋势与K326 品种的相似，但3 种烤房内烟叶的失水差异更明显。同时，从两图可以看出，至烘烤的第72 h 前，HD 烟叶品种的失水率比K326 品种的高，即在烘烤变黄阶段，HD 品种失水比K326 品种快。

图2 HD 品种下部烟叶失水情况

2.2 不同烤房内烤烟中部烟叶水分变化情况

从图3 和图4 可以看出，K326 品种和HD 品种中部烟叶水分变化的情况与下部叶相似，不同的是3 种烤房在变黄期（0～36 h）的失水率比较缓慢，36～72 h 时失水率急剧上升，整体来看表现为B 烤房较快，C 烤房次之，A 烤房最为缓慢。

图3 K326 品种中部烟叶失水情况

图4 HD 品种中部烟叶失水情况

2.3 不同烤房内烤烟上部烟叶水分变化情况

从图5 可以看出，烘烤中的12～24 h（变黄前期），烟叶的失水率表现为B 烤房较快，C 烤房次之，A 烤房较为缓慢；24 h 之后则有所改变，表现为C 烤房较快，B 烤房次之，A 烤房缓慢。从整体看，A、B 两种烤房内烟叶的失水幅度都比较均匀，C 烤房则在烘烤过程中的24～36 h 时失水率突然升高，之后又慢慢平缓下来。

图5 K326 品种上部烟叶失水情况

从图6 中可以看出，整体上HD 品种上部烟叶在A、B 两种烤房内烟叶的失水幅度比较均匀，而C 烤房在36 h（变黄后期）之前失水速率相对缓慢，之后便开始急剧上升。

图6 HD 品种上部烟叶失水情况

2.4 烘烤过程中烟叶叶绿素降解情况

从表1 中可以看出，不同品种烟叶的叶绿素降解速度表现出较大差异，K326 品种的叶绿素降解速度明显高于HD品种，且不同烤房中的叶绿素降解速率也有所差异，表现为A 烤房低于B 烤房，而C 烤房的叶绿素降解速率变化趋势较大。针对烟叶不同部位，2 个品种3 个烤房都表现为下部烟叶叶绿素降解速率最高，中部适中，上部最慢。不同品种、不同部位的烟叶叶绿素降解速率均为变黄期最高，变黄期过后则开始缓慢降低。

表1 两个烤烟品种不同部位烟叶叶绿素降解速率 单位：mg·100g-1·h-1

2.5 烘烤过程中叶绿素降解速率与烟叶失水率的相关分析

从表2 中可以看出，烘烤过程中，无论是K326 品种还是HD 品种，叶绿素的变化均与水分变化呈正相关。其中，A 烤房的上、中、下部烟叶叶绿素降解速率与失水率的相关系数为下部叶＜中部叶＜上部叶；B 烤房中的则是K326 品种为中部烟叶最高，下部次之，上部最低，HD 品种为下部烟叶最高，中部最低，上部介于二者之间；C 烤房中的K326 品种为中部烟叶最低，上部最高，下部次之，HD 品种则为下部最高，上部最低，中部介于二者之间。

表2 烘烤过程中K326 品种和HD 品种烤烟的叶绿素变化与失水率的相关系数

2.6 不同烤烟品种经济性状的调查

从表3 可以看出，B 烤房的产值均比其他烤房的高，上中等烟的比例均为最高，可以得出密集气流下降式烤房烤出的烟叶相对其他烤房较好。

表3 烘烤完成后K326 品种和HD 品种的经济性状

3 讨论与结论

试验结果表明，3 个烤房的脱水速度不同。失水最快的是气流上升式烤房（A 烤房），其次是自控温度烘烤箱（C 烤房），气流下降烤房失水（B 烤房）最慢。3 个烤房中，C 烤房中的烟叶失水率很不稳定，经常发生较大幅度的变化，因此在烘烤烟叶的过程中，建议使用气流下降式烤房进行烘烤。试验中，烘烤0～24 h 叶绿素降解速率升高，但48 h 以后降解速度又减慢，原因可能是地区差异或者是烤房差异。

1）K326 品种和红花大金元（HD）在3 种不同烤房中烘烤，其中水分的变化情况大致表现为变黄期失水少，失水速度慢，定色期后失水多，失水速度快。其中，不同烤房、不同部位的烟叶失水速率均不同，表现为下部烟叶失水最慢，中部适中，上部最快。气流下降式烤房烟叶失水速率最慢，气流上升式烤房最快，电热式温湿度自控烤烟箱介于二者之间。

2）在烘烤0～24 h 叶绿素降解速率最快，48 h 后降解速度减慢，从部位上看，下部烟叶降解最快，上部最慢，中部介于二者之间。

3）烘烤过程中，无论是K326 品种还是HD 品种，叶绿素的变化均与水分变化呈正相关。其中，A 烤房的上、中、下部烟叶叶绿素降解速率与失水率的相关系数为下部叶＜中部叶＜上部叶；B 烤房中则是K326 品种为中部烟叶叶绿素降解速率与失水率的相关系数最高，下部次之，上部最低，HD 品种为下部烟叶叶绿素降解速率与失水率的相关系数最高，中部最低，上部介于二者之间；C烤房中的K326 品种为中部烟叶叶绿素降解速率与失水率的相关系数最低，上部最高，下部次之，HD 品种则为下部烟叶叶绿素降解速率与失水率的相关系数最高，上部最低，中部介于二者之间。

4）烤后烟叶的经济性状以密集气流下降式烤房最好，密集气流上升式烤房次之，电热式温湿度自控烤烟箱最差。因此，在以后的烘烤中建议使用密集气流下降式烤房，使用适宜的烘烤工艺将生长成熟的烟叶优良性状充分显现出来，以做到增产增收。