烟叶成熟度与品质关系及其影响因素研究进展

刘素参，欧明毅，马 坤，杨大庆 ，腊贵晓，宋保罗

(1.湖南农业大学 农学院，湖南 长沙 410128；2.贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳550003；3. 河南省农业科学院 经济作物研究所，河南 郑州 450002；4.河南省平顶山市烟草公司 叶县分公司，河南 叶县 467200)



烟叶成熟度与品质关系及其影响因素研究进展

刘素参1,2，欧明毅2*，马 坤2，杨大庆2，腊贵晓3，宋保罗4

(1.湖南农业大学 农学院，湖南 长沙 410128；2.贵州中烟工业有限责任公司，贵州 贵阳550003；3. 河南省农业科学院 经济作物研究所，河南 郑州 450002；4.河南省平顶山市烟草公司 叶县分公司，河南 叶县 467200)

长期以来我国烟草行业存在着国内烟叶库存积压过多，而优质烟叶需要大量进口的矛盾，导致这种矛盾的根本原因是我国烟叶成熟度不够。烟叶成熟度是影响当前我国烟叶品质的首要因素，显著影响烟叶的色、香、味及化学性质、物理性状、内在品质，最终决定其工业可用性。成熟度研究已经成为当前我国烟草科研的重点领域之一。为此，本文就国内外烟叶成熟度与烟叶品质的关系进行了综述，分析了当前影响我国烟叶成熟度的因素，并就改善我国烟叶成熟度的前景提出了展望。

烟叶；成熟度；烟叶质量；影响因素；进展

烟叶是卷烟工业最关键和基础的原料，其质量优劣直接决定着卷烟产品的品质，也直接影响烟草工商企业的可持续发展能力。在影响烟叶品质的诸多因素中，烟叶成熟度被认为是首要因素，也是保证和提高烤后烟叶品质及其工业可用性的前提[1]。世界著名烟草化学家左天觉等[2]研究认为， 成熟采收对烟叶质量的贡献占整个烤烟生产技术环节的1/3还要多。目前，我国与美国、巴西、津巴布韦等优质烟叶生产国相比，烟叶品质的差距在于烟叶的成熟度。烟叶成熟度不够已经成为我国烟叶品质及卷烟产品质量提高的最主要限制因素。为此，针对目前我国烟叶成熟度的现状，朱尊权[3]院士提出，烟叶成熟度是烤烟品质和分级标准中评定等级的第一要素。为此，本文对近几年在烟叶成熟度方面开展的研究进行了总结、归纳，就成熟度与烟叶品质的关系以及影响因素进行了综述，以期为烟叶生产中正确认识成熟度的重要意义，合理把握提高烟叶成熟度的措施提供参考依据。

1 烟叶成熟度与烟叶品质的关系

1.1 烟叶成熟度与烟叶外观质量的关系

烟叶成熟度是烟叶外观质量的一种综合状态，它反映出烟叶颜色、叶片结构、油分、色度及身份等分级因素的综合状态。外观质量也是烟叶生产上评判烟叶成熟度最直接的标准。由于不同叶位的烟叶生长特性不同，成熟度对其外观质量影响也不同。蔡宪杰等[4]指出，烟叶的颜色受成熟度影响较大，叶色和成熟度基本上呈正比，成熟度好，则颜色橘黄，成熟度差，则易含青，颜色也浅淡；叶片结构的疏松程度也和成熟度呈正比，成熟度越高，叶片结构越疏松。叶为民等[5]在对景东烤烟研究时发现，对于景东烤烟而言，不同成熟度对不同部位烟叶的外观质量影响不同；成熟度不同的下部烟叶外观质量之间并无显著差异，而中、上部烟叶成熟时烟叶外观质量得分比尚熟和过熟都高，这说明对于中、上部烟叶，适时采收烟叶外观质量最佳，过熟或尚熟采收则会降低烟叶外观质量，影响其工业可用性。而对河南“浓香型”烤烟而言，随着成熟度的提高，上部烟叶颜色、结构、身份、色度、油分都有很大的改善[6]。可见对于上部烟叶来说，适当提高其成熟度，能改善其外观质量，提高其工业可用性。由于烟农采收时根据新鲜烟叶的外观质量来进行采烤，一些科研工作者根据研究和生产实践经验也提出了新鲜烟叶最适合的采烤标准，即下部烟叶呈现绿黄色时采收，中部烟叶呈现浅黄色的时候采收，而上部烟叶呈现淡黄色时采收；按照上述标准采收的新鲜烟叶，烤后烟叶质量较好，等级较高[7]。但是烟叶成熟度与外观质量之间的关系不是简单的正相关或者负相关，其呈现的是类似抛物线型的变化趋势。在烟叶从不成熟到适宜成熟的过程中，其外观质量呈改善趋势，但是从适宜成熟到过成熟的过程中，其外观质量又呈现下降的趋势。因此，大量的研究及实践表明，适宜的成熟度才能提高烤后烟叶的外观质量，而不是单纯的正效应或者负效应[8- 9]。蔡宪杰等[10]采用量化的方法，定量分析了烟叶成熟度和外观质量的关系，结果表明，在烟叶外观质量的各个指标与成熟度的统计关系中，与成熟度呈极显著正相关关系的有颜色、色度、叶片结构和上部烟叶身份；与成熟度呈显著正相关的只有油分。

1.2 烟叶成熟度与物理特性的关系

烟叶的物理特性极大地影响着烟丝的可用性和吸食性。叶片的物理特性与叶片的生长发育和组织结构密切相关，而烟叶成熟度与生长发育和组织结构密切相关。可见，叶片的物理特性受成熟度的影响较大。研究发现，物理特性随着烟叶成熟度不同会发生变化，但燃烧性、吸湿性、弹性、填充性、单位面积重量、含梗率等各物理特性指标随着成熟度的变化趋势不同[11]。 研究人员[12]分析了物理特性与烟叶成熟度之间的关系，发现不同的物理特性指标受成熟度的影响不同，烟叶的填充能力、燃烧性与成熟度呈正相关性，而单位面积重量、叶片厚度与成熟度呈负相关关系。进一步对烟叶进行组织切片观察，发现随着成熟度的提高，叶片中栅栏组织厚度、单位面积细胞数、单位长度内栅栏组织个数及海绵组织细胞数都呈现下降的趋势，而且随着叶片成熟程度的提高，其下降的幅度也越大[13]，而叶片组织中各指标影响叶片的重量和厚度，上述指标的降低会直接导致单叶重、叶片厚度的下降[14]。可见，烟叶不能太晚采收，太晚采收会导致烟叶中物质的消耗，而导致单位面积重量太轻，叶片厚度太薄。贾琪光等[15]研究指出，烟叶耐破度、拉力、伸长率均以适度成熟的叶片最好，欠熟或过熟后，其物理特性均不在最适宜范围内。蔡宪杰等[10]进一步通过打分量化的方法分析了成熟度与物理特性之间的关系，结果表明，烤烟的厚度、叶面密度和叶片拉力在烤烟上、中、下3 个部位中表现一致，均与烟叶成熟度呈极显著负相关； 而平衡含水率、含梗率则相反，与成熟度呈极显著正相关；叶片填充值与成熟度并未呈现出显著的相关关系。

1.3 烟叶成熟度与化学成分的关系

烟叶的化学成分是决定烟叶质量的内在因素之一。由于化学成分易于试验室内用仪器设备进行检测和定量，因此有关烟叶化学成分与烟叶成熟度关系的研究一直是烟草化学家关注的重点和热点。烟叶在后期成熟的过程中，烟叶的物理状况及内在物质发生了一系列的分解和转化，对烟叶的化学组分与品质有很大的影响。在云南“清香型”烤烟中，3个部位的烤后烟叶总糖、还原糖都随着成熟度的提高呈现先增加后减少的趋势；植物碱和总氮在3个部位中的表现不同，在中部烟叶中总植物碱和总氮随着成熟度的提高先增加后减少，而上部烟叶总植物碱和总氮随着成熟度的提高整体呈增加趋势；随着成熟度的提高，3个部位的烤后烟叶淀粉含量则呈现先下降后上升趋势；而蛋白质含量和成熟度之间并无显著的相关关系[16]。将成熟度进行量化打分，然后对各常规化学成分与成熟度之间进行回归分析[17]，发现还原糖、烟碱、K、Cl与成熟度的回归关系显著，而总氮回归关系不显著。进一步对回归方程进行分析，发现当烟叶成熟度控制在87% ～90%时，可使烟叶中各项化学指标均处于较适宜的范围内。可见要想获得质量较好的烟叶，适时采收非常重要。而很多国外研究机构的研究结果表明[18-20]，随烟叶成熟度增加，烟碱含量增加，总糖和淀粉含量降低，总氮在一定程度内降低。截至目前，成熟度与化学成分之间的关系并无统一的结论，这可能与烟叶品种、烟叶的香型、烟叶成熟度标准及分析方法不同有关[26-28]。

1.4 烟叶成熟度与内在质量的关系

烟叶内在质量是烟叶品质最主要的表现形式，直接影响卷烟配方及卷烟产品的品质。由于内在质量涵盖香型、香气质、香气量、吃味、刺激性、劲头、柔和度等10多个方面，大量研究表明内在质量的不同指标对成熟度的响应是不同的[21]。对于香气质而言，过熟烟叶香气质最好；而对于香气量、劲头、灰色而言，适熟烟叶最好；对于综合得分而言，适熟烟叶感官评吸综合得分最高，过熟烟叶综合得分最低。但烟叶整体内在质量与成熟度的研究结论相对统一，即烤后烟叶的内在质量随着成熟度的提高呈现先上升后下降的趋势，因此，欠熟和过熟的烟叶品质都不利于烟叶内在质量的形成，只有适宜的成熟度才有利于最佳内在质量的形成[22-23]。

烟叶的香气质量是烟叶内在质量非常重要的构成因素，也是目前研究的一个重点。刘百战等[24]对不同成熟度的上部烟叶中性香味含量进行了分析，结果表明，在成熟和完全成熟的叶片中，叶片中检测到9种香味成分物质，而在欠熟和尚熟的烟叶中，只检测到3种中性香味成分。而对中部烟叶的香气成分中分析发现，不同种类的致香物质随着成熟度的提高，变化趋势不同，十六碳酸、烟碱等含量随着成熟度的提高而增加，而苯甲醛、β-大马酮、2-呋喃甲醛等含量随着成熟度的提高则降低[25]。赵铭钦等[8]进一步分析了致香物质随着成熟度的提高的变化趋势，结果表明，总体而言，成熟度好的烟叶致香物质含量显著高于成熟度较差的烟叶；在烟叶从欠熟长至完熟期间，烤后烟叶总香气成分、醇类、酮类含量呈现升高的趋势，而醛类香气物质呈先升高再降低的变化趋势；而在未熟至过熟期间，上部烟叶中各香气成分及总香气成分含量随着成熟度的提高而逐渐升高，而中部烟叶中各指标则呈现先升高后稍降低的变化趋势。进一步采用定量分析的方法分析了烟叶成熟度与内在质量的关系[10]，结果表明，烤烟3个部位中，烟叶内在质量的香气质、香气量、余味、燃烧性、灰色等5个指标与成熟度呈极显著正相关，而刺激性、杂气2个指标与成熟度呈极显著负相关 。

2 烟叶成熟度影响因素研究

烟叶从叶原基分化到发育成熟再到最后烘烤成为工业可用的烟叶是一个漫长的过程，包含诸多环节[26]，各个环节都会或多或少地影响到烟叶的成熟度。但最终烟叶成熟度的形成主要由自身遗传因素、外界的自然因素和人为管理因素三者共同作用决定[27]；自身遗传因素指品种的选择，自然因素指生态环境和栽培措施，而人为管理因素则主要涉及到成熟采收、烘烤等环节。但是扣除不易改变的烟叶自身遗传因素及生长条件等因素外，栽培措施、采收时间及方式和烘烤工艺被认为是目前影响我国烟叶成熟度的主要因素[28]。

2.1 栽培措施

栽培措施涉及到水肥运筹、株行距等复杂因素，其对烤烟成熟度的影响比较复杂。在烟草栽培的过程中，从育苗、移栽到最后采烤过程中，起垄方式、覆膜、移栽密度、植保、肥水运筹等栽培措施都对烟叶成熟度的形成有很大影响[27]。一般认为在密度方面要采取适宜的密度，易保证烟田的通风透光，有利于烟叶的正常落黄、成熟[23]；在养分方面，由于烟叶在需肥上呈现前期多、后期少的规律，因此控制肥料合理用量，协调氮、磷、钾肥之间营养平衡，协调好有机营养与无机营养平衡、大量元素与微量元素平衡，这样更有利于烟叶最佳成熟度的形成[26]；同时要注意肥料的施用时间，要做到前重后轻；要适时打顶，减少下部叶片的营养物质向上部叶片的过分输送，促进上中部叶片的成熟[29]。目前在生产上，一些烟农为追求最大的经济利益，采用大水大肥、不注重有机肥的使用，不注重土壤的培肥等措施，都不利于烟叶成熟度的形成。

2.2 采收时间及方式

合适的采收时间及方式有利于烟叶内部的各种化学成分向有利于提高烟叶品质的方向转化，有利于烟叶品质的形成和工业可用性的提高。同时采收时间和方式也能够在一定程度上补偿因栽培措施、自然条件造成的烟叶成熟度的不够。因此，准确把握烟叶的成熟度，适时采收至关重要。一般认为，烟叶采收的基本原则是熟一片、收一片，生叶不收，熟叶不漏。但是在实际操作过程中，考虑到采收成本、烘烤成本等因素，国内普遍采取的是分批采收的方式，分批采收的方式有利于中下部烟叶成熟度的形成，而不适于成熟较缓慢和干物质积累较多的上部烟叶；很多研究者认为目前我国上部烟叶上等烟比例较低导致的工业可用性较低的根源，就是国内对于上部烟叶分批采收的方式[30-31]。针对上部烟叶，国内目前建议一次性采收。目前结果表明，一次性采收上部烟叶与分批采收相比，提高了烟叶成熟度，改善了其外观品质，增加了其可用性，但产量和产值略有下降[32]。罗华杰等[33]试验结果也证明了，对于上部烟叶，一次性采收更有利于提高烟叶的成熟度和烤后烟叶质量。

2.3 烘烤工艺

烘烤是烟叶生产的最后一个环节，也是最关键的环节之一，直接决定着烟叶的最终质量及烟农的经济效益。由于烟叶着生部位及成熟度不同，所需要的烘烤工艺参数不同，因此要想最大限度地通过烘烤工艺来呈现烟叶的内在质量，需要根据烟叶自身的特性，如烟叶的部位、烟叶的品种、烟叶的成熟度等，采取合适的烘烤工艺才能保证烤后烟叶的品质[34]。付卲怡[35]研究了不同烘烤条件、不同成熟度及不同品种(NC89、K326和中烟100)之间的关系，以针对不同成熟度的品种优化烘烤工艺，研究结果表明，3个品种的烟叶香气物质均明显受到烘烤工艺与成熟度的影响；对于欠熟的烟叶而言，采用变黄后期延长时间烘烤工艺，可以提高3个品种烟叶中的中性致香物质含量；而对于适熟烟叶，采取变黄后期与定色后期同时延长时间烘烤工艺，可以提高3个品种烟叶中性致香物质含量；对于过熟的烟叶，不同品种需采用不同的优化烘烤工艺以提高烟叶中的中性致香物质含量，品种 NC89和 K326 采用变黄后期延长时间烘烤工艺，而中烟 100 采用定色后期延长时间烘烤工艺。可见不同的品种、不同成熟度及不同部位的烟叶应采用相应的烘烤工艺，以提高烤后烟叶质量。不同部位的烟叶，因其物理特性、化学特性不同，其不同成熟度烟叶的烘烤工艺也各异。崔国民等[36]发现，低温低湿烘烤工艺适用于下部初熟烟叶、下部适熟烟叶、下部过熟烟叶、中部适熟烟叶和中部过熟烟叶；中温中湿烘烤工艺适用于中部初熟烟叶和上部适熟烟叶；而中温高湿烘烤工艺则不利于各个部位不同成熟度烟叶使用价值的提高。目前在各大烟区，各烟叶主管部门或科研机构都根据当地的主栽品种、采收标准及生态条件制定了相应的烘烤措施，力求通过最适的烘烤措施来提高烟叶的内在质量和工业可用性。

3 展望

烟叶成熟度已经成为我国烟草产业今后相当长一段时间内烟叶生产的核心，是提高我国烟草产业可持续发展的一个重要途径。目前世界各大烟叶主产国间烟叶质量竞争的核心就是成熟度的竞争。我国作为一个烟叶种植和烟叶产量大国，而优质烟叶比例不高，每年还需要从国外进口大量的优质烟叶，造成了国内烟叶一直存在着国内烟叶存量大量积压和国外大量进口的矛盾。要从根本上解决这一矛盾，提高烟叶的成熟度是关键。目前国内烟草科研工作者以及科研管理者已经意识到我国烟叶成熟度存在的问题，把提高烟叶成熟度提高到烟叶生产工作的首位。不过烟叶成熟度的提高不是一朝一夕的事情，烟叶成熟度的提高是一个涉及到从生产到加工的全过程的系统工程[37- 38]，从农业到工业这些影响因素之间在一定程度上还存在着互补的关系，例如，田间成熟度不够的烟叶，可以在烘烤环节通过烘烤工艺的优化提高对其生理成熟度进行一定的弥补；因烘烤工艺不佳造成的烘烤成熟度不够的烟叶，在加工环节可以通过复烤、醇化、制丝等工艺有针对性的改善，来进行成熟度的弥补。此外，烟叶成熟度不仅仅涉及到种植及加工过程，成熟度的提高是一项多方面参与的复杂工程，它涉及烟区政府、烟草公司、中烟公司以及烟农的利益，涵盖烟叶国家收购政策、管理、生产技术、卷烟生产等各个方面。目前国内大多数研究都侧重在栽培措施的改善以及烘烤环节的改革，而忽略了最重要的一环——收购环节的改革[39]。当前我国烟叶收购中分级、定级仍按照“黄、鲜、净”的标准，而成熟度较高的烟叶多存在着颜色偏深、病斑较多、残伤较大等问题，在收购中等级和价格不高，烟农的经济利益受到损害；受目前收购政策的导向，烟农为了自身经济利益，只愿意生产等级高、经济效益好的烟叶，而不是工业企业所需要的较高成熟度的烟叶，这种烟农利益和企业需求之间的矛盾影响了我国整体烟叶成熟度的提高[40]。近几年国家注意到了目前收购环节中的弊端，加大了在收购环节尝试和改革，在一些烟叶主产区逐步开展专业化分级散叶收购，这在一定程度上使成熟度较好、品质优良的烟叶资源能够得到充分利用。但是目前分级散叶收购措施在基层烟站的落实还有待进一步提高，尤其是对于分级的标准、分级人员的培训等还有待进一步完善。总之，随着我国烟叶生产机械化、信息化、智能化水平的持续提升、种植关键技术的强化落实及烘烤技术不断优化，烟叶田间成熟度和烤后成熟度会不断提高，烟叶的质量风格特征会进一步彰显，这将有力地促进我国烟草制品品质的提高，也将大大提高我国烟草产业的可持续发展能力。

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(责任编辑：许晶晶)

Research Advance in Relationship between Tobacco Quality and Tobacco Maturity, and Its Influencing Factors

LIU Su-can1,2, OU Ming-yi2*, MA Kun2, YANG Da-qing2, LA Gui-xiao3, SONG Bao-luo4

(1. College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. China Tobacco Guizhou Industrial Limited Company, Guiyang 550003, China; 3. Industrial Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China; 4. Yexian Branch, Pingdingshan Tobacco Company in Henan Province, Yexian 467200, China)

There is a contradiction between the many inventory backlog of domestic tobacco and the import of a large number of high-quality tobacco for a long time. The primary reason for the contradiction is the lack of maturity in domestic tobacco leaves. Maturity is the major factor affecting the quality of tobacco leaves in China, and it significantly affects the tobacco appearance quality, physical property, chemical constituent and sensory quality, and finally determines the industrial usability of tobacco leaves. More and more researches have focused on the improvement of tobacco maturity by various methods. Therefore, this article summarizes the relationship between tobacco leaf maturity and tobacco leaf quality in the world, analyzes the factors affecting tobacco maturity in China, and discusses the prospects of domestic tobacco maturity improvement.

Tobacco leaf; Maturity; Quality of tobacco leaf; Influencing factor; Advance

2016-06-27

贵州中烟工业有限责任公司科技项目。

刘素参(1982─)，女，河南安阳人，工程师，主要从事卷烟配方工艺研究。*通讯作者：欧明毅。

S572

A

1001-8581(2016)12-0075-05