湖南烟区烤烟散叶烟箱烘烤过程中的生理生化研究

裴晓东，路晓崇，唐付林，周 炎，黄帅斌，李 帆(.湖南省烟草公司长沙市公司,湖南 长沙 40007； .河南农业大学 烟草学院,河南 郑州 45000)

湖南烟区烤烟散叶烟箱烘烤过程中的生理生化研究

裴晓东1，路晓崇2*，唐付林2，周 炎2，黄帅斌2，李 帆1
(1.湖南省烟草公司长沙市公司,湖南 长沙 410007； 2.河南农业大学 烟草学院,河南 郑州 450002)

为了解散叶烟箱烘烤的效果，降低烟叶烘烤成本，对比分析了烟夹和散叶烟箱2种装烟方式烘烤过程中烟叶水分含量、色素含量、酶活性的变化以及烤后烟叶质量。结果表明：散叶烟箱烘烤过程中烟叶的失水速率低于烟夹烘烤，而叶绿素降解则快于烟夹烘烤；2种装烟方式烘烤过程中烟叶类胡萝卜素含量呈现先增后减再增的趋势，但散叶烟箱烘烤的降解幅度小于烟夹烘烤；散叶烟箱烘烤烟叶PPO活性在42 ℃结束高于烟夹烘烤，其余温度点均低于烟夹烘烤，而淀粉酶、SOD与POD活性48 ℃结束之后高于烟夹烘烤；散叶烟箱烘烤烤后烟叶组织致密，油分略显不足，色度较弱。在烟叶烘烤过程中需依据烟叶酶活性变化来调整布局方式，以提高散叶烟箱烘烤质量。

烤烟； 散叶烟箱； 生理生化； 烘烤效果

密集烘烤以其装烟量大、劳动用工少、烘烤控制精准等优点，在全国各烟叶产区得到广泛应用[1-4]。为了进一步减少烟叶烘烤用工成本，近年来在密集烘烤的基础之上衍生出了多种装烟方式[5-9]，如烟夹烘烤、散叶插签烘烤、散叶堆积烘烤以及大箱烘烤等，虽然这些装烟方式在一定程度上减少了烘烤成本，但依旧暴露很多弊端[8]，如散叶插签烘烤、散叶堆积烘烤以及大箱烘烤均表现为装烟劳动强度大，尤其散叶插签与散叶堆积烘烤因整个装烟过程均在烤房内实现，装烟人员的劳动强度太大[10-12]。相比而言，烟夹烘烤无论是装烟效率还是劳动强度均相对较小[10]，且烘烤效果较好，但烟夹价格较高[11]，不利于大范围推广应用。为了进一步降低烟叶烘烤劳动强度，研制了散叶烟箱烘烤设备。烘烤过程中烟叶的生理生化变化决定了烟叶的烘烤质量[13-15]，国内外学者对烘烤过程中烟叶生理生化变化进行了大量研究，在一定程度上提高了烟叶的烘烤质量[16-20]，但对于散叶烟箱烘烤过程中烟叶生理生化变化的研究鲜见报道。鉴于此，为了解散叶烟箱的物质转化以及烘烤效果，以烟夹烘烤为对照，对散叶烟箱烘烤过程中烟叶的生理生化反应以及烘烤效果进行对比研究，旨在明确散叶烟箱烘烤过程种烟叶的物质转化以及烘烤效果，为散叶烟箱烘烤的推广应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料和设备

试验于2014年在湖南省浏阳市永安镇永和烘烤工场开展，供试烤烟品种为G80，前茬作物为水稻，选取土壤肥力中上等、栽培管理规范、田间长势均匀一致的上部叶(顶部4～6片)作为试验对象。

烤房为气流上升式烟夹烤房与散叶烟箱烤房，装烟室长×宽×高为8 m×2.7 m×3.5 m，装烟容量4 500 kg左右。烟箱长×宽为132 cm×40 cm，高度为35～50 cm，装烟时依据烟叶长度适当调整烟箱高度，烤房风机低速功率1.5 kW，高速功率2.2 kW。烘烤过程中40 ℃之前循环风机低风速运转，40～50 ℃循环风机高风速运转，50～70 ℃循环风机低风速运转。

1.2 方法

试验设置烟夹烘烤(T1)、散叶烟箱烘烤(T2)2个处理，2个处理均采用中温中湿烘烤工艺进行烘烤，不同烤房烟叶1 d内完成采收、装炕及开烤。

烘烤过程中鲜烟、38 ℃结束(变黄中期)、42 ℃结束(变黄后期)、48 ℃结束(定色中期)、54 ℃结束(定色后期)以及烤后烟各取样1次，每次取20片烟叶，采用杀青烘干法[21]测量烟叶的主脉含水率、叶片含水率；参照王瑞新[21]的方法测定质体色素含量，由于烤后烟叶酶已失活，因此仅对鲜烟以及烘烤过程中各关键时间点的烟叶进行酶活性测定，并按照李合生[22]的方法测定多酚氧化酶(PPO)、过氧化物氧化酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)以及淀粉酶的活性。烘烤结束后对2种装烟方式的烤后烟叶进行质量评价。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2010进行处理和分析。

2 结果分析

2.1 不同装烟方式烘烤过程中烟叶的水分变化

由图1可知，2种装烟方式烘烤过程中，叶片含水率在42 ℃结束之前差异不大；42 ℃结束之后，烟夹烘烤的含水率迅速降低，但散叶烟箱烘烤的叶片失水速率较慢，烤后烟叶含水率差异不大，可见，烘烤过程中，烟夹烘烤在定色阶段叶片水分的散失效率高于烟箱烘烤。主脉含水率在42 ℃结束之前2种装烟方式几乎无差异；42 ℃结束～48 ℃结束过程中差异较小；但48 ℃结束之后主脉的失水速率增加，且烟夹烘烤主脉的失水量大于散叶烟箱烘烤。因此，在烘烤过程中，对于烟箱烘烤需要提前排湿，以保障烟叶烘烤质量。

图1 不同装烟方式烘烤过程中烟叶的含水率变化

2.2 不同装烟方式烘烤过程中烟叶质体色素含量变化

由图2可知，2种装烟方式在烘烤过程中烟叶的叶绿素含量总体上均呈先快速降低再慢速降低的趋势，烟夹烘烤处理的烟叶叶绿素最大降解速率出现在48 ℃结束之前，散叶烟箱烘烤处理出现在54 ℃结束之前；54 ℃结束之前两处理的叶绿素均处在不断降解过程中，且散叶烟箱烘烤后烟叶叶绿素含量低于烟夹烘烤，表明散叶烟箱烘烤更有利于叶绿素的降解。烘烤过程中烟叶叶绿素a/b总体表现为先增后减的趋势，烟夹烘烤处理的最高值出现在42 ℃结束，散叶烟箱烘烤出现在38 ℃结束，54 ℃结束时2种装烟方式烟叶叶绿素a/b趋于相当。2种装烟方式烘烤过程中烟叶类胡萝卜素含量的变化总体上呈先增后减再上升的趋势，其中烟夹烘烤的烟叶类胡萝卜素含量先增后减的变化幅度较小，再次增加时幅度较大，2个转折点分别在48 ℃结束和54 ℃结束，而散叶烟箱烘烤的烟叶类胡萝卜素含量变化在整个烘烤过程中出现了2个峰值(38 ℃结束和48 ℃结束)和2个谷值(42 ℃结束和54 ℃结束)；烤后烟叶的类胡萝卜素含量为烟夹烘烤>散叶烟箱烘烤。2种装烟方式烘烤过程中烟叶类胡萝卜素含量与叶绿素含量的比值(类叶比)总体上呈现出增加的趋势，整个变黄期(42 ℃结束之前)2种色素比值变化幅度较小，42 ℃结束之后不同装烟方式类叶比变化开始出现差异，但是在42 ℃结束～48 ℃结束均有一个快速增加的过程，增加幅度表现为烟夹烘烤>散叶烟箱烘烤，之后变化规律较为分散，类叶比为散叶烟箱烘烤>烟夹烘烤。

图2 不同装烟方式烘烤过程中烟叶色素含量的变化

2.3 不同装烟方式烘烤过程中烟叶相关酶活性变化

由图3可知，2种装烟方式烘烤过程烟叶PPO活性总体表现为先降低后升高再降低的趋势，且最大值均出现在48 ℃结束；烟夹烘烤除在42 ℃结束时PPO活性低于散叶烟箱烘烤外，其余各温度点均高于散叶烤箱烘烤。2种装烟方式烘烤过程中烟叶淀粉酶活性总体表现为逐渐升高。烟夹烘烤在48 ℃之前烟叶淀粉酶活性较低，而在48 ℃结束之后较高，最高点在54 ℃结束出现；而散叶烟箱烘烤在42 ℃结束之前烟叶淀粉酶活性较低，之后迅速上升在54 ℃结束达到最大值；2种装烟方式烘烤处理54 ℃结束最大值的表现为散叶烟箱烘烤>烟夹烘烤。2种装烟方式烘烤过程中烟叶POD、SOD活性均呈现先升高再降低的趋势，烟夹烘烤处理2种酶活性最大值均出现在42 ℃结束，而散叶烟箱烘烤处理均出现在48 ℃结束，2个处理的POD、SOD活性最大值基本持平，且2种装烟方式烘烤处理的烤后烟叶POD、SOD活性均表现为散叶烟箱烘烤>烟夹烘烤。

图3 不同装烟方式烘烤过程中酶活性的变化

2.4 不同装烟方式烤后烟叶外观质量

由表1可知，2种装烟方式烘烤处理的烤后烟叶的成熟度表现为烟夹烘烤优于散叶烟箱烘烤；身份表现为散叶烟箱烘烤优于烟烘烤夹，可能是由于散叶烟箱烘烤水分蒸散效率低于烟夹烘烤所致；2种装烟方式烘烤处理的烤后烟叶油分与叶片结构差异较大，散叶烟箱烘烤处理的烤后烟叶油分略显不足，叶片在烘烤过程中收缩程度较差，组织僵硬叶片结构稍密；散叶烟箱烘烤处理的烤后烟叶色度较浓，但与烟夹烘烤相比较差，基于2种装烟方式烘烤处理烤后烟叶的外观特征，散叶烟箱烘烤的上等烟比例较低，均价较低。

表1 不同装烟方式烤后烟叶的质量评价

处理成熟度身份油分叶片结构色度上等烟比例/%均价/(元/kg)烟夹烘烤成熟+稍厚有尚疏松浓43．724．6散叶烟箱烘烤成熟稍厚-稍有稍密浓-38．221．4

3 结论与讨论

密集烘烤不同装烟方式在一定程度上减少了劳动用工成本，推动了烟叶生产的进程，但烟叶质量下降已成为当前亟待解决的问题。散叶烟箱烘烤实现了烤房外装烟，在一定程度上降低装烟等劳动强度。但本研究结果表明，散叶烟箱烘烤的烤后烟叶质量较差。散叶烟箱烘烤与烟夹烘烤过程中烟叶生理生化特性表明，散叶烟箱烘烤烟叶水分的蒸散效率低于烟夹烘烤；总叶绿素与类胡萝卜素的降解转化差异不明显，但叶绿素a与叶绿素b的比值差异较大，可能是由于2种装烟方式水分含量以及相关酶活性差异较大，使得叶绿素a与叶绿素b的降解转化速率有较大差异；2种装烟方式烤后烟叶的类叶比差异较大，主要是由于散叶烟箱烘烤过程中水分散失较慢，类胡萝卜素降解量较大所致，这与前人研究结果[23-25]一致；烟夹烘烤的PPO活性较高，淀粉酶、POD、SOD活性在42 ℃结束之后均较低，使得烟叶细胞的抵抗力较低，且淀粉的降解转化速率相对较少，而据前人[25-27]研究，PPO活性较高会使烟叶的一些内含物质分解速率较高，烟叶身份偏薄；再者，由于散叶烟箱装烟密度相对较大，烟叶的收缩量较小，烘烤过程中湿球温度控制的较低，叶间隙风速较高，烤后烟组织僵硬致密，油分较少，色度较淡，这与赵华武等[28]的研究结果是一致的。

通过对比散叶烟箱烘烤与烟夹烘烤可知，散叶烟箱烘烤烤后烟叶质量相对较差，在生产过程中可以根据其在烘烤过程中的生理生化变化特征进行改善，例如调整装烟结构、装烟密度以及烘烤工艺，这还需要在后续工作中不断深入研究分析。

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Research on Physiology and Biochemistry of Tobacco with Loose-leaf-box Curing in Curing Process in Hunan Tobacco Area

PEI Xiaodong1,LU Xiaochong2*,TANG Fulin2,ZHOU Yan2,HUANG Shuaibin2,LI Fan1
(1.Changsha Branch of Hunan Tobacco Companies,Changsha 410007,China; 2.College of Tobacco Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

In order to study the curing effect of loose leaf box,reduce the cost of tobacco curing,the moisture content of tobacco leaves,content of pigment,changes of enzyme activity and tobacco quality after curing with two loading tobacco methods were compared in curing process.The results showed that the water loss rate of loose-leaf-box curing was lower than that of the clamp curing in curing process,but the chlorophyll degradation rate was faster than t that of the clamp curing; the carotenoid contents of the above two loading tobacco methods increased first and then decreased and then increased,while the degradation rate of loose-leaf-box curing was less than that of the clamp curing.The PPO activityof loose-leaf-box tobacco curing was higher than that of the clamp curing at the end of the 42 ℃,but less than that of the clamp curing at the rest of the tobacco curing temperature point;the amylases,SOD and POD activities of loose-leaf-box curing were higher than that of the clamp curing at the end of 48 ℃. Leaf tissue with loose-leaf-box curing was compact,oil seems was slightly inadequate,and the chrominance was weaker after curing.In the process of tobacco production,the enzyme activity need to be used to adjust the layout,so as to improve the curing quality of loose-leaf-box curing.

flue-cured tobacco; loose leaf box; physiology and biochemistry; curing effect

2015-08-25

长沙市烟草科研项目(Ts-13-15Aa04)

裴晓东(1979-) ，男，河南洛阳人，农艺师，本科，主要从事烤烟烘烤技术研究与推广工作。 E-mail:1210275337@qq.com

*通讯作者：路晓崇(1988-)，男，河南漯河人，在读硕士研究生，研究方向：烟草调制与数据分析。 E-mail:ruciyubici@163.com

TS44+1

A

1004-3268(2016)08-0144-05