烘烤变黄温度对烟叶变黄变褐特性的影响

汪代斌，魏 硕，徐 宸，李常军，江厚龙，黄克久，陈少鹏，宋朝鹏

（1.中国烟草总公司重庆市公司，重庆 400023；2.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002）

烘烤变黄温度对烟叶变黄变褐特性的影响

汪代斌1，魏 硕2，徐 宸1，李常军1，江厚龙1，黄克久1，陈少鹏1，宋朝鹏2

（1.中国烟草总公司重庆市公司，重庆 400023；2.河南农业大学烟草学院，河南 郑州 450002）

探讨烘烤过程中烟叶的变黄变褐特性，为烘烤工艺优化提供理论依据。以烟草K326品种中部叶为试验材料，研究不同变黄温度条件下烟叶变黄程度、变褐程度、淀粉、蛋白质、干物质变化。结果表明：随着变黄温度升高，烟叶变黄加快，同时加快了烟叶变褐；随着变黄温度升高，烟叶淀粉、干物质降解加快，蛋白质降解减慢；相同变黄程度高温变黄淀粉、干物质降解水平较高，蛋白质降解水平较低，变褐过程烟叶淀粉、蛋白质代谢紊乱、含量差异不显著，变褐的烟叶淀粉降解程度为82%～90%，蛋白质降解程度为45%～60%，干物质降解程度为15%～25%。

烟叶；烘烤温度；变黄变褐；物质代谢

烟叶烘烤是采后烟叶在特定温湿度下物理生化变化的协调统一［1-2］，烤房中烟叶变黄过程相对外界来说是一种高温高湿环境，在这种逆境中加速了烟叶内物质快速代谢降解，在短期内实现烟叶的后熟衰老过程。烘烤特性是影响烟叶烘烤效果和烤后烟叶质量的重要因素［3-4］，对烟叶烘烤特性的研究，一直深受业内研究人员重视。烟叶由变黄到变褐是烟叶衰老到死亡的过程［5-6］，烟叶中淀粉、蛋白质等内含物质作为组织细胞生命代谢活动的主要能量来源，烘烤过程烟叶色素降解与淀粉降解显著相关［7］，且烘烤过程物质消耗过度是造成烟叶变褐的原因之一［1］；生产过程中变黄慢的烟叶往往通过延长变黄时间来解决，但易造成变黄过度而变褐，降低烟叶烘烤质量［8-10］；而烘烤过程中淀粉、蛋白质、干物质含量呈逐渐降低趋势，在变黄期物质降解较快，进入定色期降解逐步停止［1］；烟叶烘烤过程物质代谢与温度有关，普遍认为低温条件下淀粉和蛋白质快速降解时间长、较彻底，而高温下淀粉发生快速降解时间早，持续时间较短，致使淀粉不能彻底降解［11-13］。因此，有必要对烘烤变黄温度与烟叶变黄变褐过程物质降解水平之间的关系进行研究，本试验通过研究不同变黄温度条件下烟叶变黄程度、变褐程度变化，以及淀粉、蛋白质、干物质降解水平，拟从物质代谢角度揭示烟叶变黄变褐特性，为烘烤工艺参数选取提供借鉴依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年在重庆烟科所彭水试验示范基地进行，供试品种为烟草K326，选择地块平整，土壤肥力中等，以正常落黄成熟采收的中部叶（第10～11位叶为主）为试验材料，利用智能电加热烟叶烘烤实验柜（福州兴东辉自动化科技有限公司）进行烘烤，装烟量260片。

1.2 试验设计

试验设3个处理，T1：低温变黄，维持干球温度35℃、相对湿度85%～90%烘烤；T2：中温变黄，维持干球温度38℃、相对湿度85%～90%烘烤；T3：高温变黄，维持干球温度41℃、相对湿度85%～90%烘烤；烘烤实验柜参数分别按照各处理温、湿度进行设定，直至烟叶完全变褐时结束。

1.3 测定方法

1.3.1 取样操作 烘烤过程自0 h开始取样，每隔6 h取样6片，将叶片展开进行拍照；每隔12 h取样8片，杀青烘干留样，用于干物质、淀粉、蛋白质检测。

1.3.2 变黄、变褐程度测定 采用Photoshop像素法［15］计算烟叶变黄部分面积与总叶片面积（图1），进而计算变黄程度、变褐程度。

图1 烤中烟叶Photoshop软件处理效果

1.3.3 相关物质含量的测定 干物质含量参照李卫芳方法［16］测定；淀粉含量、蛋白质含量采用常规方法［17］测定。

利用Microsoft Excel2010、DPS7.05软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 烘烤过程中烟叶变黄、变褐程度变化

从图2A可以看出，烘烤过程中烟叶变黄程度呈逐渐增大的趋势，各处理烟叶变黄程度表现为T3＞T2＞T1，即烘烤过程中烟叶变黄速度T3较快，T2次之，T1较慢，T3变黄时间为54 h，T2变黄时间为66 h，T1变黄时间为84 h；烘烤过程中烟叶经历缓慢启动变黄、快速变黄、缓慢终止变黄3个时期，呈慢-快-慢变化趋势，变黄启动T3较快，T2、T1较慢，终止变黄T3＞T2＞T1，由此可见，T3有利于烟叶变黄的启动及终止。从图2B可以看出，烘烤过程中烟叶变褐也经历启动变褐、快速变褐、缓慢终止变褐3个时期，呈慢-快-慢的变化趋势，各处理烟叶变褐程度表现为T3＞T2＞T1，启动变褐、快速变褐、缓慢终止变褐3个时期烟叶变褐速度均表现为T3较快，T2次之，T1较慢，T3变褐发生时间为84 h，T2变褐时间为96 h，T1变褐时间为132 h；T3完全变褐时间为168 h，T2变褐时间为228 h，T1变褐时间为264 h；由此可见，T3发生变褐较早、并快速达到最大。

图2 烘烤过程中烟叶变黄、变褐程度变化

2.2 烘烤过程中烟叶物质含量变化

从图3A可以看出，烘烤过程中烟叶淀粉含量呈逐渐减小的趋势，其中T1在132 h内降解速度较快，T2在96 h内降解速度较快，T3在84 h内降解速度较快，在进入缓慢降解过程后，淀粉含量波动较大，代谢紊乱；各处理烟叶淀粉含量基本表现为T1＞T2＞T3，即烘烤过程中烟叶淀粉代谢速度T3较快，T2次之，T1较慢。由图3B可以看出，烘烤过程中烟叶蛋白质含量呈逐渐减小的趋势，其中T1在132 h内降解速度较快，T2在108 h内降解速度较快，T3在96 h内降解速度较快，缓慢降解过程中蛋白质含量波动较大，代谢紊乱；各处理烟叶蛋白质含量表现为T3＞T2＞T1，即烘烤过程中烟叶蛋白质代谢速度T1较快，T2次之，T3较慢。从图3C可以看出，烘烤过程中烟叶干物质含量呈逐渐减小的趋势，其中T1在92 h内消耗速度较快，T2在120 h内消耗速度较快，T3在84 h内消耗速度较快，各处理烟叶干物质含量表现为T1＞T2＞T3，即烘烤过程中烟叶干物质消耗速度T3较快，T2次之，T1较慢。

2.3 烟叶变黄、变褐程度与物质代谢水平

图3 烘烤过程中烟叶淀粉、蛋白质、干物质含量变化

从表1可以看出，烟叶开始变黄时，淀粉含量、干物质含量均表现为T1＞T2＞T3，淀粉含量T1显著大于T2、T3；烟叶变黄1/2时，淀粉含量、干物质含量均表现为T1＞T2＞T3，其中淀粉含量、干物质含量T1显著大于T3，蛋白质含量表现为T3＞T2＞T1，T3显著大于T1；烟叶完全变黄时，淀粉含量、干物质含量均表现为T1＞T2＞T3，其中淀粉含量及干物质含量T1显著大于T3，蛋白质含量处理间存在显著差异，表现为T3＞T2＞T1；烟叶开始变褐时，淀粉含量T1显著大于T3，蛋白质含量T2、T3显著大于T1；烟叶变褐1/2时，淀粉含量、干物质含量无显著差异，蛋白质含量T3显著大于T1；烟叶完全变褐时，淀粉含量、蛋白质含量、干物质含量处理间差异不显著；变褐的烟叶淀粉降解程度为82%～90%，蛋白质降解程度为45%～60%，干物质降解程度为15%～25%。

表1 烟叶变黄、变褐程度与内含物质含量

3 结论与讨论

密集烘烤变黄期是烟叶内生理生化反应的重要阶段，是淀粉、蛋白质、色素和干物质等大分子物质大量降解的关键时期，变黄期烘烤温（湿）度对烟叶质量具有重要影响［1-2］。本研究结果表明，高温变黄有利于加快烟叶变黄速度，但同时加快了烟叶变褐速度，这可能是高温引起色素降解加快、多酚氧化酶活性增强的结果［18］，同时高温条件下烟叶容易因变黄加快而造成烟叶变黄过度，物质消耗殆尽而被氧化变褐［1-2］，烘烤过程中淀粉含量、干物质含量随温度升高降解加快，可能是高温条件提高了淀粉酶活性引起的［19］；蛋白质含量随温度升高降解整体减慢，这与现有研究结论［13，20-21］一致。宫长荣等［10］研究表明，淀粉与色素降解呈极显著正相关，这可能是高温变黄有利于加快烟叶变黄速度的原因，即淀粉代谢产生能量用于色素的代谢［6］，烟叶开始变黄、变黄1/2、完全变黄时，淀粉含量、干物质含量均表现为T1＞T2 ＞T3，烟叶达到相同变黄程度高温条件物质消耗较高，可能是高温变黄烟叶物质代谢产生能量用于色素降解的比例下降、能量利用效率降低，这对不同素质烟叶的烘烤具有一定的指导意义；烟叶变褐过程中淀粉、蛋白质含量、干物质含量波动较大、整体基本呈现出降低趋势，可能是烟叶濒临衰亡、物质代谢失衡紊乱引起的［1］。

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（责任编辑 白雪娜）

Effects of yellowing temperature on yellowing and browning characteristics of tobacco leaves

WANG Dai-bin1，WEI Shuo2，XU Chen1，LI Chang-jun1，JIANG Hou-long1，HUANG Ke-jiu1，CHEN Shao-peng1，SONG Zhao-Peng2
（1.Chongqing Tobacco Company of China National Tobacco Company，Chongqing 400023，China；2.Tobacco College of Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China）

In order to provide theoretical basis for optimization of curing process，the yellowing and browning characteristics of tobacco leaves were studied during curing process. Using middle leaves of K326 cultivar as test material，the changes of yellowing degree，browning degree，starch，protein and dry matter in tobacco leaves with different yellowing temperature were studied. Results showed that the yellowing speed of tobacco leaves increased with the temperature increasing，however，the browning speed of tobacco leaves also increased. The degradation of starch and dry matter of tobacco leaves accelerated with yellowing temperature increasing，protein degradation slowed down，the level of starch and dry matter degradation of the same yellowing degree increased with the temperature increasing，and the level of protein degradation was low. The starch content，protein content and dry matter content were not significantly different in the process of browning，the starch degradation degree was 82%-90%，the protein degradation degree was about 45%-60%，and the degradation degree of dry matter was about 15%-25%，when tobacco leaves turned brown completely.

tobacco leaves；flue-curing temperature；yellowing and browning；substance degradation

S572；TS44

A

1004-874X（2017）02-0136-05

2016-11-29

中国烟草总公司重庆市公司项目（NY20150601070011）

汪代斌（1969-），男，硕士，高级农艺师，E-mail：wdb_67981590@sina.com

宋朝鹏（1978-），男，博士，副教授，E-mail：ycszp@163.com

汪代斌，魏硕，徐宸，等.烘烤变黄温度对烟叶变黄变褐特性的影响［J］.广东农业科学，2017，44（2）：136-140.