变黄期和定色期不同温湿度组合对翠碧一号烟叶质量的影响

2018-03-19张炳辉王新旺

江西农业学报 2018年3期

张炳辉，王新旺

(福建省烟草专卖局烟草科学研究所，福建福州 350003)

翠碧一号是国家重点扶持的特色优质烟叶品种，该品种在清香型风格特征方面的优势突出[1]，但该品种易烤性较差[2]，烤后烟叶在外观、内在化学成分和香气含量协调性方面还存在一些欠缺。有研究表明，烟叶烘烤过程中不同温湿度对烤后烟叶质量有较大影响[3-8]，但到目前为止，多数研究并没有阐明具体温湿度值的停留时间或者升温速度，因此，要有效提高烟叶烘烤质量和内在成分的香吃味，需要进一步对烘烤工艺特别是变黄期温湿度和时间组合设置进行量化研究，将不同温湿度值的升温速度和停留时间具体量化。本研究通过在烟叶烘烤变黄期和定色期设置不同的温湿度条件和变黄时间组合，分析了翠碧一号烤后烟叶质量情况，为提高翠碧一号烟叶烘烤质量和工业可用性提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2013～2014年在福建省南平市延平区大横镇进行。供试烤烟品种为翠碧一号，试验田面积为0.33 hm2，试验地土壤土质为黄壤，肥力中等，前作为水稻。田间栽培管理按福建地区翠碧一号的烤烟生产技术标准进行，在整个大田生产过程中，及时防治病虫害，使烟株能正常落黄达到中等棵型烟叶标准。在试验田选取长势正常一致的烟株挂牌标记，烟株统一在30%中心花开放时打顶，适熟采收第9～11叶位(中部叶)素质相近的鲜烟。烘烤设备为4台模拟密集烤房自控温湿烘烤试验箱，每烤装烟7杆、每杆约150片，保证各处理烟叶在同一天采收，并按要求装烤后同时点火。

1.2 试验设计

设置4个不同处理，在变黄期和定色期设置不同的干、湿球温度和停留时间组合，各处理烘烤工艺特征：低温低湿慢变黄慢定色(T1)、中温中湿中速变黄中速定色(T2)、高温高湿快变黄快定色(T3)、中温高湿延长变黄和定色时间(T4)。具体变黄期干湿球温度和时间设置见表1。

表1 变黄期和定色期不同温湿度组合设置参数

注：各烘烤工艺处理不同阶段的干/湿/时分别指干球温度/湿球温度/烘烤时间。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 外观质量的评价外观质量按国家烤烟分级标准(GB 2635─1992)，从成熟度、叶片结构、身份、油分、色度等方面进行评价。颜色值测定：使用(金准)JZ-300/通用色差计，以T3为对照，每个处理选取3片烟叶，分别在每片烟叶基部、中部、尾部各2个点测得亮度值L、红度值a、黄度值b、总色差△E进行加权平均。

1.3.2 化学成分的检测测定烟叶的pH值，总糖、还原糖、总氮、钾的含量测定采用近红外光谱法，烟碱、氯、镁、淀粉含量的采用连续流动法(YC/T 216─2007)，以上项目均委托福建省南平烟科分所进行检测。

1.3.3 物理性状的测定单叶重测定：用精度为0.1 g的电子秤称取各处理样品约2 kg，并计算烟叶的片数，然后用重量除以片数得出单叶重。

厚度检测：将烟叶样品在温度22 ℃，湿度60%的恒温恒湿箱中平衡48 h后，在一片烟叶的尖、中、基上分别测定，然后算平均值。每个处理测3片烟叶，再取平均值。

伸长长度、拉力、伸长率检测：去掉叶片主脉，然后裁取长3 cm、宽1.5 cm的长条，取10片烟叶，每片烟叶裁取一条，放入恒温恒湿箱中平衡水分1周。取出长条在烟草薄片抗张试验机上分别用直尺测定初始长度和拉伸至断裂时所增长的长度，得出伸长长度，同时记录断裂瞬间仪器显示的拉力。计算出被拉伸至断裂时所增长的长度与式样初始长度的百分比，重复10次，10个数值中，去掉一个最大值，一个最小值，剩余8个求平均值，测得伸长率。

1.3.4 香气物质及石油醚提取物的测定香气物质、石油醚提取物均委托郑州烟草研究院进行测定。

1.3.5 烤后烟叶感观评吸质量的评价各处理取烤后烟叶样品1 kg，委托福建中烟工业有限责任公司技术中心组织进行感官评吸。

1.4 数据处理

采用Excel 2010、SPSS 13.0对试验数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同温湿度组合对烤后烟叶外观质量的影响

由表2可知，烤后烟叶外观质量评价结果，各处理烤后烟叶的外观质量存在差异，主要体现在各烟叶的外观品质上。成熟度和叶片结构：T1处理略差；身份和油分：T2、T3处理好于T1、T4；油分从多到少的总体评价排序：T2>T1>T3>T4；综合评价烟叶外观质量由高到低排序：T2>T3>T1>T4。

表2 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶外观质量情况

由表3可知，亮度值L：T4处理的最大，T1最小；红度值：T2与T4一致，T1最低，T3最高；黄蓝色度值：T4最高，T1最低。与T3处理为对照，翠碧一号的不同变黄温湿度和稳温时间处理烤后最大的烟叶外观总色差为T4，最小为T2，这说明T2处理烤后烟叶的颜色与T3最接近。

表3 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶颜色值

2.2 不同温湿度组合烘烤对烟叶化学成分的影响

由表4可知，变黄期和定色期不同温湿度组合处理烤后烟叶结果显示，不同处理烤后烟叶化学成分存在差异。其中各处理之间的烟碱、总氮、钾、氯、镁含量差异较小，说明试验所选鲜烟的素质较一致，各处理的烟碱含量排序：T3>T4>T2>T1；总糖和还原糖：T1处理最高、T4处理最低，T2与T3相近；淀粉含量以T1最高，由高到低排序：T1>T2>T3>T4，说明变黄期和定色期的低温低湿不利于淀粉的转化分解，中温高湿则有利于淀粉的转化分解。

表4 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶的主要化学成分比较 %

2.3 不同温湿度组合烘烤对烟叶物理性状的影响

由表5可知，变黄期和定色期不同温湿度组合处理对烤后烟叶结果显示，不同处理烤后烟叶物理性状存在一定差异，各处理的单叶重排序：T3>T1>T2>T4，说明各处理对烤后烟叶单叶重的影响较大，T4处理中温高湿延长变黄和定色时间使得淀粉转化分解充分的同时单叶重也减少；烟叶厚度和拉力均以T2最大，由大到小排序：T2>T3>T4>T1；伸长率以T3最大，其他3个处理较为接近；平衡含水率最低的为T4，最高的为T1。

表5 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶物理性状

2.4 不同温湿度组合烘烤对烟叶香气物质和石油醚提取物的影响

由表6可知，在4个处理中，T2的多酚类最高，为42.0 mg/g，总含量由高到低排序：T2>T1>T4>T3，其中新绿原酸和绿原酸由高到低排序：T2>T1>T4>T3，隐绿原酸总体排序：T1>T2>T4>T3，各处理的莨菪亭含量基本上相同，芸香苷总体排序：T1>T2>T4>T3。说明T2变黄期和定色期中温中湿处理有利于提高烤后烟叶中多酚类香味物质含量。

表6 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶多酚含量情况 mg/g

美拉德反应是广泛存在于在食品、烟草加工环节的一种非酶褐变，在食品工业广泛存在，是烟叶香气成分形成的重要过程之一[9]。由表7可知，不同温湿度组合烤后烟叶美拉德反应产物含量最高的为T1，最低的为T4。

难挥发性有机酸在干烟中占的比例较大，占干烟叶总重量的10%左右，主要有苹果酸、草酸、油酸、亚麻酸、十六酸、柠檬酸、亚油酸等[10-11]。这些难挥发性酸影响烟叶的生长和烟叶的整体质量，在燃烧过程中与生物碱进行反应变成盐，使得人们在抽吸烟叶时影响劲头和香吃味。由表8可知，翠碧一号品种烘烤变黄期在不同温湿度和稳温时间烘烤处理中，各处理的难挥发酸含量最高的为T1，其次为T4，含量最低的为T2。苹果酸是烟草生长的各个阶段的主要有机酸。在各处理中，苹果酸含量最高的为T4，其次为T1，含量最低的为T2。草酸在各处理烟叶中的含量排序：T2>T1>T4>T3。油酸和亚麻酸在各处理的排序为T1>T2>T3=T4。

表7 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶美拉德反应产物含量情况 μg/g

挥发性有机酸在烟叶含量的占比虽然比较低，而且各类烟草含量相差较大，大概在0.01%～0.2%之间，但它们是烟草生长过程中必不可少的元素之一，对烤后烟叶质量和卷烟质量都起着很重要的作用，对感官质量的影响比高级脂肪酸和多元酸对感官质量的影响都大得多[11]。由表9可知，在翠碧一号品种烘烤变黄期的不同温湿度和稳温时间烘烤各处理情况来看，挥发酸含量最高的为T2，其次为T4，最低为T3。甲酸含量最高的为T4，最低的为T1，具体排序：T4>T2>T3>T1；乙酸含量最高的处理为T2，最低的为T3，具体排序为T2>T1>T4>T3；羟基乙酸含量最高的处理为T2，最低的为T1，具体排序：T2>T4>T3>T1。

表8 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶难挥发酸含量情况 μg/g

2.5 不同温湿度组合烘烤对烟叶感官评吸质量的影响

委托福建中烟责任有限公司有关专家对翠碧一号品种烘烤变黄期不同温湿度和稳温时间烘烤各处理烤后烟叶进行感官评吸，评吸结果见表10。评吸质量综合得分排序：T2>T3>T1>T4；T1青杂气较重，T4有尖刺感。T1优点：香气量较足，缺点：烟气较为沉闷、粗糙；T2优点：香气质较好，烟气较为细腻，缺点：香气量稍低、香气浓度较低；T3优点：劲头较小，缺点：香气量和浓度较低，吃味较为平淡；T4优点：香气量较足、浓度较高；缺点：劲头稍大，刺辣感较明显。

表9 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶挥发酸含量情况 μg/g

表10 变黄期和定色期不同温湿度组合烤后烟叶处理感官质量情况分

处理质量特征评价烟气特征细腻度浓度劲头换算得分口感特征刺激性余味换算得分质量特征换算质量特征得分综合得分T17．56．59．015．37．57．018．172．143．371．3T27．57．08．515．37．07．518．275．845．575．5T37．57．08．015．07．07．017．573．844．373．1T46．57．58．014．56．56．516．365．739．466．6

3 讨论与结论

烤烟三段式烘烤工艺，把烟叶烘烤过程分为变黄期、定色期和干筋期，变黄阶段是烟叶内主要化学成分转化的关键时期，控制适宜的温湿度条件和给予充分的时间对改善烟叶质量非常重要。定色期和干筋期，随着烟叶内在物质的降解和转化，促使烟叶的质量进一步形成[12]。不同温湿度条件和时间组成烟叶不同烘烤工艺参数，对烟叶质量有重要影响[13-18]。

烤后烟叶外观质量的分析表明，烟叶外观颜色：T1较暗，T2多桔黄色，T3颜色偏淡，T4颜色最深。T1由于采用低温低湿变黄，烟叶内水分蒸发较慢，烟叶棕色化反应增强，烟叶颜色较暗。各处理的叶绿素降解速率存在差异，T3和T4处理的高湿高湿条件下有利于色素的降解[19]，到烟叶烘烤后期，各处理的叶绿素含量几乎完全降解，这与周钰淇[20]的研究结果一致。T4处理在较高湿球温度下，烟叶内在物质大量降解，随着淀粉、蛋白质的大量降解，烟叶美拉德反应较为充分，烟叶现颜色较深的酶促棕色化反应，促进了烟叶颜色进一步加深，由于烟叶内在物质大分子物质降解充分，叶片呈偏薄、单叶重较轻的变化。

从化学成分上看，主要体现在T1的淀粉含量高于T2、T3和T4，表明高温高湿处理烟叶的叶绿素降解与淀粉降解不同步。从感官质量分析，T2的综合评分高于T1、T3和T4。各处理的各类香味物质总量与感官质量相关性并不明显。烟叶和烟气中化学成分总量多达8430种，其中烟气中独有的成分达2800种[21-23]。有关提高烟叶香味物质含量的研究较多[20]，从各类香味物质总量与烟叶感官质量综合评价上看，增加烟叶香味总量变化影响烟叶质量香型、香韵，香气质和香气量等特征，烟叶呈现不同的风格质量特色。

通过对烤后烟叶外观质量、化学成分、物理性状、香气成分、石油醚提取物和感官评吸研究表明：在烟叶密集烘烤中，不同温湿度及稳温时间对翠碧一号烟叶质量的影响显著，翠碧一号烟叶密集烘烤以中温中湿慢烤(T2)：即在变黄期间温度38 ℃、湿度38～37.5 ℃保持14～16 h，温度40 ℃、湿度38～37 ℃保持18～22 h，温度42 ℃、湿度38～37 ℃保持14～16 h，烤后烟叶的外观质量、化学成分、评吸质量等整体上表现最好，同时通过本研究，得出适合最佳工业可用性要求的翠碧一号品种密集烘烤工艺技术。

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