顶叶处理方式和采收时间对上部烟叶内在质量的影响

孙光伟,陈振国*,覃光炯,孙曙光,孙敬国,李建平,王昌军

顶叶处理方式和采收时间对上部烟叶内在质量的影响

孙光伟1,陈振国1*,覃光炯1,孙曙光2,孙敬国1,李建平1,王昌军1

1. 湖北省烟草科学研究院, 湖北 武汉 430030 2. 湖北中烟工业有限责任公司, 湖北 武汉 430030

为明确烤烟顶部不适用烟叶处理方式对上部叶可用性的影响，采用裂区试验，研究了顶叶弃采和中部叶采收后打掉顶叶两种方式下的三种采收时间对烤后烟叶常规化学成分、多酚和中性致香物质含量（质量分数）的影响。结果表明：与顶叶摘除相比，顶叶弃采烤后上部叶化学成分更加协调，三个采收时期烟碱、氯离子含量平均降低了10.33%和17.60%，绿原酸含量平均增加了4.75%，吸食刺激性显著降低；顶叶弃采方式下较常规延长5 d采收，烟碱、多酚、中性致香物质含量分别增加了13.86%、31.90%和36.45%，淀粉含量降低19.16%。优化烟叶结构顶叶处理方式应采用弃采，较当地常规采收推迟5 d可提高上部叶内在质量。

上部叶; 化学成分; 多酚; 香气物质

随着卷烟结构的提升，低次等、下等烟叶越来越不受卷烟工业的欢迎而成为不适用烟叶，将卷烟工业企业不需要的脚叶和顶叶在田间直接摘除不再进行初烤是优化烟叶等级结构、提高优质烟叶有效供给的保障[1]。顶部不适用烟叶清理一般在移栽后115 d左右，采烤到倒数第二炉，上部还有4~6片叶时进行，目前尚无具体操作标准及技术支撑[1]。刘碧荣[2]等研究表明顶部二次去叶可提高均价、上等烟比例及中部叶比例，但弃采上等烟比例更高；二次打顶处理可使烤烟上部叶物理性状得到改善，内含化学成分更加协调[3,4]。以往研究多围绕在顶叶摘除对烟株整体经济性状和化学成分等方面，顶叶摘除对烟株是一种伤害刺激，使烟株代谢改变[5,6]，并改变了上部叶生长的光照条件，其对上部烟叶成熟及香气物质的影响未见相关报道。因此，笔者采用大田试验研究了顶叶处理方式与成熟时间互作对上部烟叶常规化学成分、多酚、中性致香物质含量以及感官品质的影响，以期明确顶部烟叶处理方式对上部叶成熟及质量的影响，为优化烟叶结构、提高上部烟叶可用性提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年在恩施州利川市柏杨镇进行，供试品种为云烟87，土壤为砂壤土，有机质2.39%，pH为5.91，速效氮91.00 mg/kg，有效磷49.34 mg/kg，速效钾158.00 mg/kg。

1.2 试验设计

设计裂区试验，主区为顶部2片烟叶不同处理方式，设置顶部两片弃采、中部叶采收时打掉顶部两片叶，共两个水平，3次重复，随机排列；副区为上部4片叶采收时间，设置当地常规成熟采收、推迟5 d采收、推迟10 d采收三个水平，在主区内随机排列。共6个处理，18个小区。

施肥量纯氮90 kg/hm2，N: P2O5: K2O=1:1.5:2.5，行距1.2 m，株距0.55 m，每小区4行，每行20株。其他技术措施和田间管理按常规生产。用三段式烘烤工艺进行烘烤，每小区烤后随机选取B2F（上部橘黄色二级）叶片40片，其中20片剔除主脉和较粗的支脉，粉碎过250 μm筛，用于化学成分、多酚和中性致香物质含量（质量分数）的测定，剩余20片用于感官品质评价。

1.3 测定项目及方法

化学成分测定按照烟草行业标准方法连续流动法测定[7-12]。

多酚类物质含量测定按照烟草行业标准方法(YC／T202--2006)[13]。

中性致香物质含量测定采用7890A-5975C气相色谱质谱联用仪（美国Agilent公司）进行检测分析[14]。

感官品质鉴定由湖北中烟工业有限责任公司技术研发中心进行评价[14]。

1.4 数据处理

采用SPSS19.0 软件进行two-way ANOVA分析、Duncan多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 顶叶处理方式和采收时间对烤后烟叶常规化学成分的影响

表 1 烤后烟叶常规化学成分比较

注：①不同小写字母表示处理间差异达到显著（<0.05）水平，“*”为<0.05，“**”为<0.01，下同。

Note: Different lowercase letters indicate that the difference between treatments is significant (<0.05), * indicate<0.05, ** indicate<0.01, and the following is the same.

从烤后烟叶常规化学成分（见表1）比较中可以看出，顶叶处理方式对烤后烟叶烟碱、还原糖、总糖、淀粉含量和糖碱比影响极显著，对总氮、氯离子含量和钾氯比影响显著；顶叶两片弃采有利于降低烟碱、氯离子含量，烟碱、氯离子含量分别平均降低了10.33%、17.60%。采收时间对还原糖、总糖、淀粉含量，以及糖碱比和两糖比影响极显著，对总氮、钾离子含量影响显著，随着采收时间的推迟，两糖比降低。常规采收时间，顶叶摘除处理上部叶钾离子含量显著高于弃采处理，随采收时间的推迟钾离子含量均呈下降的趋势，顶叶摘除处理降幅较大。顶叶处理方式对烟碱含量和糖碱比影响作用较大，互作次之，采收时间影响效用最小；采收时间对淀粉含量、两糖比影响效用较大。顶部两片弃采方式下，常规成熟时间采收处理烤后烟叶化学质量较好，烟碱、总氮含量较低，糖碱比、两糖比较协调，延长5 d采收，烟碱含量增加13.86%，淀粉含量降低19.16%。

2.2 顶叶处理方式和采收时间对烤后烟叶多酚含量的影响

绿原酸、芸香苷和莨菪亭是烟草中主要的多酚类化合物，是衡量烟叶品质的重要指标。从表2可见，顶叶处理方式对绿原酸、芸香苷、多酚总量含量影响不显著，对莨菪亭含量影响显著；常规时间采收，顶叶摘除处理莨菪亭含量显著升高，但绿原酸含量显著降低；三个采收期顶叶弃采处理绿原酸含量及多酚总量均高于顶叶摘除处理，可见顶叶弃采更有利于多酚的积累，尤其是绿原酸含量平均增加了4.75%。采收时间对多酚含量影响极显著，同一采收方式下，常规时间采收绿原酸、芸香苷、多酚总量均显著低于推迟采收，推迟5 d与10 d相比差异不显著；顶叶弃采处理，推迟5 d、10 d采收多酚总含量分别增加了31.90%和26.91%；顶叶摘除处理，推迟5 d、10 d采收多酚总含量分别增加了36.81%、37.89%；可见适当推迟采收时间有利于多酚含量的积累。各处理以顶部弃采、推迟5 d采收处理多酚总量含量最高。

表 2 烤后烟叶多酚含量比较（mg/g）

2.3 顶叶处理方式和采收时间对烤后烟叶中性致香物质含量的影响

通过对各处理中性致香物质成分的GC/MS测定分析，共检测了48种中性致香物质，为了便于分析，把中性致香物质（新植二烯除外）按烟叶香气前体物分类方法分为五类，分别为：苯丙氨酸类、棕色化反应产物类、类胡萝卜素类、类西柏烷类及其他类，其中苯丙氨酸类4种，棕色化反应产物8种，类胡萝卜素类19种，类西柏烷类2种，其他类14种，具体见表3。

表 3 烤后烟叶中性致香物质含量（μg·g-1）

从表3中可以看出，两种顶叶处理方式苯丙氨酸类降解产物总含量随采收时间推迟均呈先增加后下降的趋势，其他类别中性致香物质总含量均随采收时间的推迟而增加，中性致香物质总量增加主要是由于新植二烯的含量变化引起的。常规时间采收，中性致香物质总量顶叶摘除处理比顶叶弃采高154.35 μg·g-1，推迟5 d采收，顶叶摘除与顶叶弃采中性致香物质总量分别增加了30.57%、36.45%；推迟10 d采收，分别增加了46.92%、71.92%，且顶叶弃采处理较顶叶摘除高426.68 μg·g-1，可见顶叶弃采更有利于中性致香物质的积累。

顶叶弃采处理下，推迟5 d采收，烤后上部叶中性致香物质总量可增加36.45%，其中苯丙氨酸类降解产物总含量增幅超过100%，类胡萝卜素类、类西柏烷类降解产物总量及新植二烯含量增幅超过30%。苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛、糠醛、巨豆三烯酮B、茄酮、1-（4,5,5-三甲基-1,3-环戊二烯-1-基）-苯、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、松香油、新植二烯等致香物质含量增加较多，大于10 μg·g-1。

2.4 顶叶处理方式和采收时间对烤后烟叶感官质量的影响

由表4烤后烟叶感官质量比较可以看出，顶叶处理方式对烤后上部烟叶香气量、刺激性、余味及总体感官质量影响较大，顶叶弃采处理可显著降低上部叶的刺激性；采收时间对杂气影响较大，顶叶弃采方式下，随采收时间的推迟烤后上部烟叶杂气先增加后降低，顶叶摘除方式下，随采收时间的推迟上部叶杂气得到明显改善。各处理以顶部弃采、推迟5 d采收处理感官质量最好，香气质中等、香气量较足、杂气微有、刺激性小、余味较舒适。

表 4 烤后烟叶感官质量比较（B2F）

3 讨论

顶叶由于其部位特征，具有良好的光照和营养条件，烤后叶片偏厚、组织结构紧密，颜色较深，多以B3F（上部橘黄色三级）以下级别为主，并且其烟碱、淀粉含量偏高，刺激性大，工业可用性低。国内烤烟上部叶烟碱含量偏高、化学成分不协调、香气量低、刺激性强等问题已严重制约其可用性[15,16]，目前上部叶工业库存压力日益加剧，B3F叶片已较难进入卷烟配方，因此顶叶烘烤价值较低，生产上常采取正常打顶后对顶叶进行二次摘除或弃采的措施对其进行田间处理，并无统一操作标准。本试验证明与顶叶摘除处理相比，顶叶弃采可降低上部叶烟碱含量，增加香气物质含量，使上部叶化学成分更加协调，降低上部叶吸食的刺激性。

常规成熟采收时间下，顶叶摘除处理上部叶烟碱、总氮、钾离子、氯离子含量显著增加，与刘碧荣[2]等关于二次去叶处理后，烟叶烟碱、总氮及钾含量增高结果一致；欧阳磊[17]等在不同脚叶摘除片数下设置二次打顶0、1、3片，结果表明二次打顶1、3片烟碱含量均高于不进行二次打顶；而李致新[4]、王斌[3]等研究表明二次打顶使上部叶总氮与烟碱含量降低，其试验设置对照均为一次打顶，留叶数与本试验设置不同所致。

根系是烟株体内生物碱合成的主要器官[18]，有研究表明摘除叶片可提高烟株根系活力[19]，本试验结果顶叶摘除处理上部叶烟碱、氯含量显著高于弃采处理，可能与摘叶造成根系二次发育，使根系吸氯和烟碱合成能力增强有关；同时根系吸收的氯离子和合成的烟碱运输到上部叶片，而顶叶摘除后叶片数减少，在一定程度上也导致其浓度上升。石秋梅[20]和Baldwin[21]等研究也表明伤害刺激诱导烟株烟碱积累，因此顶部烟叶处理宜选用弃采的方式，避免摘叶操作对烟株造成的二次损伤。上部叶片作为活跃的生长点，是钾素优先分配部位[22]，常规时间采收时，顶叶摘除处理上部叶钾离子含量显著高于弃采处理，但随成熟时间的增加降幅较大，钾离子更易流失。

顶叶弃采在田间为上部烟叶的生长形成了一定的遮阴，适度弱光能够提高烟株的光合生产能力从而增加干物质积累量[23-25]。本试验顶叶弃采处理烤后上部叶淀粉、多酚含量高于顶叶摘除处理，并且随上部叶成熟期延长，顶叶弃采与顶叶摘除处理相比中性致香物质含量增幅较大，这与杨兴有[26]等研究结果光照强度减弱大部分中性致香物质含量明显增加相一致。顶叶弃采对上部叶光合参数的影响有待进一步研究。

多酚类化合物在烟草的生长发育、调制特性、烟叶色泽、香吃味和烟气生理强度等方面起着重要作用[27]，本试验结果表明顶叶弃采更有利于绿原酸等多酚类物质的积累，随采收时间的推迟多酚总量先升高后降低，表明上部叶成熟度由适熟逐步进入过熟阶段[28,29]。顶叶弃采方式下，推迟采收时间上部烟叶随着其成熟度的增加，大多数中性致香物质、烟碱含量逐渐增加，还原糖、总糖含量及糖碱比逐渐减小，与朱忠[30]研究结果一致；推迟5 d采收，苯乙醇、苯乙醛、糠醛、巨豆三烯酮B、茄酮、新植二烯等重要香气物质含量增加明显，香气质、香气量得到改善，感官品质达到最佳。

4 结论

生产上优化烟叶顶部结构宜选用弃采方式，可使上部烟叶烟碱含量显著降低，利于绿原酸等多酚类物质及中性致香物质总量的积累，改善吸食品质；并且较常规采收时间延长5 d，适当增加采收成熟度，可增加上部叶中性致香物质含量36.45%，降低淀粉含量19.16%，提高上部烟叶可用性。

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Top Leaves Handling Method and Harvesting Time Interaction on Chemical Components and Aroma Substances in Upper Flue-cured Tobacco Leaves

SUN Guang-wei1, CHEN Zhen-guo1*, QIN Guang-jiong1, SUN Shu-guang2, SUN Jing-guo1, LI Jian-ping1, WANG Chang-jun1

1.430030,2.430030,

In order to determine the effect of tobacco top treatment on the availability of upper leaves, we adopted the splitplot experiment to study the effects of three harvest times of parietal abandonment and middle parietal removal on the conventional chemical composition, polyphenols and neutral aroma content (mass fraction) of flue-cured tobacco leaves. The results showed that compared with parietal leaf removal, the chemical composition of the upper leaf was more coordinated after the abandoned and baked parietal leaf, the content of nicotine and chloride ion decreased by 10.33% and 17.60% on average, the content of chlorogenic acid increased by 4.75% on average, and the irritation decreased significantly. Under no-picking the two top leaves, extending 5 days harvest, the content of nicotine, polyphenols, neutral aroma substances increased by 13.86%, 13.86% and 31.90%, and starch content decreased by 19.16%. Parietal abandonment shall be adopted to optimize the treatment method of the upper flue-cured tobacco leaves structure. The upper leaves internal quality can be improved by 5 days delay compared with the conventional local harvest time.

Upper flue-cured tobacco leaves; chemical components; polyphenol; aroma substances

TS441

A

1000-2324(2019)04-0700-06

2017-10-23

2018-03-06

湖北省烟草公司重点项目(027Y-2015003、027Y-2017002)

孙光伟(987-),男,硕士,农艺师,主要从事烟草调制技术研究. E-mail:sgw_dw@163.com

Author for correspondence. E-mail:hbskys1@163.com