烟叶含梗率性状的鉴定方法研究

阙远慧，何轶，喻奇伟，熊晶，柯渔洲，罗雯，王平松，莫泽君，段丽丽，刘仁祥※

（1.贵州大学烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.贵州省烟草公司毕节市公司，贵州 毕节 551700）

烟叶含梗率指烟梗在烟叶中所占的重量百分比，是烟叶的重要经济性状和物理特性指标；烟叶含梗率直接影响打叶复烤的出丝率和出片（叶）率[1]，是烟草工艺特性和卷烟生产成本核算的重要经济指标[2-4]。前人研究表明，烤烟品种[4-6]、烟叶产地[7,8]及栽培措施[9,10]对烟叶含梗率有较大的影响，选育利用含梗率低的品种，对于提高烟叶品质、降低卷烟生产成本有重要意义。在烟草品种选育过程中，往往要进行多个品系的烟叶含梗率测定，而目前烟叶含梗率的测定普遍采用屈剑波[11]测定烤烟国家标准（40级）河南各等级烟叶的含梗率的方法，该方法需要待烟叶成熟后采收，采用烘烤方式干燥，在温度（22±2）℃、相对湿度（60±2）%的条件下平衡水分1周，分开梗和叶肉分别称重，再计算烟叶含梗率。这一方法测定过程繁琐、测定时间长，对于品种选育中的大量品系鉴定选择存在测定工作量大、鉴定时间偏晚的问题。为此，本研究选用不同品种成熟烟叶，设置杀青和烘烤、叶梗分离和不分离处理方式，选用烤后烟叶设置不同含水率梯度处理，通过比较不同处理烟叶含梗率测定结果的差异，筛选快速、可靠的烟叶含梗率测定方法，以期为品种选育过程中提高烟叶含梗率的测定效率提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验品种

试验品种为NC82、云烟87、云烟116、贵烟4号、贵烟202、韭菜坪2号和NC82X韭菜坪2号，由贵州大学烟草品质研究重点实验室提供。

1.2 试验器材

烘箱（天津市泰勒斯仪器有限公司）、大型密集烤房（贵州大学烟草科学实验基地）、1/100天平（福州华志科学仪器有限公司）等。

1.3 试验设计

1.3.1 不同干燥方式对烟叶含梗率的影响 选取含梗率差异大的NC82、韭菜坪2号和NC82X韭菜坪2号共3个品种（系）成熟度一致的中部9～11叶为试验材料。设置干燥方式、叶梗处理二因素实验，干燥方式设置杀青干燥（用烘箱在105℃杀青30 min、75℃烘干）、烘烤（用大型密集烤房及其三段式烘烤工艺烘烤两种干燥方式）；叶梗处理设置叶梗分离、叶梗不分离两种烟叶处理方式。试验采用完全随机设计，3次重复。待烟叶干燥后，采用屈剑波[26]的烟叶含梗率方法，分别重复测定各处理烟叶含梗率。

1.3.2 不同含水率对含梗率的影响 设置烟叶含水率为0、5%、10%、15%和20%共5种处理，采用完全随机试验设计，3次重复。随机选取NC82、云烟87、云烟116、贵烟4号和贵烟202共5个品种（系）的烤后烟叶为实验材料，按照屈剑波[11]的水分平衡方法，将实验烟叶置于温度（22±2）℃、相对湿度（60%±2%）的恒温恒湿条件下平衡水分，待烟叶重量等于含水率为0时烟叶重量的1.05倍、1.11倍、1.17倍和1.25倍时，即为烟叶含水率为5%、10%、15%和20%处理，重复测定各处理烟叶含梗率，测定完成后即采用GB/T22838.8方法[12]测定验证含水率。

1.4 数据处理

采用DPS 5.0和Excel 2010软件分析试验数据。

2 结果与分析

2.1 不同品种间烟叶含梗率差异分析

由不同品种间烟叶含梗率测定的结果（表1）看出：不同品种间烟叶含梗率有差异，3个品种（系）间烟叶在杀青干燥方式下的烟叶含梗率分别为16.64%、18.69%和15.41%，相差幅度为7.98%～21.28%，差异达到显著水平；在三段式烘烤干燥方式下的烟叶含梗率分别为29.61%、36.35%和31.66%，相差幅度为6.92%～22.76%，相差达到极显著。说明烟叶含梗率受遗传控制，遗传改良是降低烟叶含梗率的有效途径，品种选育过程中需对各品种（系）烟叶的含梗率进行测定，以准确选择烟叶含梗率适宜的品种。

表1 不同品种间不同干燥方式的烟叶含梗率统计表Table 1 Statistical table of stem content of tobacco leaves with different drying methods of different varieties

2.2 不同干燥方式对烟叶含梗率的影响

叶梗不分离烘烤是烟叶生产中普遍采用的烟叶干燥模式，适宜的温度和充足的水分是烟叶烘烤过程中发生新陈代谢以及烤黄、烤香的必须条件，也是导致干物质损失的主要原因。烟叶烘烤过程中，温度上升和水分损失慢，烟叶内的淀粉、蛋白质和叶绿素等大分子有机物在酶的作用下降解转化，形成糖、氨基酸和香气前体物等小分子物质，使烟叶品质得以显现和提高，同时也因呼吸消耗导致干物质损失。而杀青干燥过程中，因温度高使得酶很快失活，大分子有机物几乎不发生降解。由两种干燥方式下烟叶含梗率的测定结果（表1）看出，不同干燥方式对烟叶含梗率有影响，同一品种烟叶采用烘烤方式干燥后的烟叶含梗率高于杀青干燥后的烟叶含梗率，3个品种采用烘烤和杀青干燥两种方式的烟叶含梗率平均为32.54%和16.91%，相差达到极显著水平。因此，烟叶生产和卷烟原料含梗率评价，不能采用直接杀青干燥的烟叶来测定含梗率。

对同一品种烟叶采用杀青和烘烤两种方式进行干燥后的含梗率进行相关分析的结果（表2）看出，采用两种方式干燥后的烟叶含梗率的相关系数为0.98，相关达到极显著水平，回归方程为y=1.615 9x+5.203 9，说明可用杀青干燥方式烘干后的烟叶含梗率预测烘烤后的烟叶含梗率。因此，在烟草品种选育中，含梗率性状可采用将烟叶杀青干燥后测定，根据其与对照品种烟叶含梗率的高低进行取舍，根据回归方程预测该品系烘烤后的烟叶含梗率，以快速、准确地进行烟叶含梗率的鉴定和育种材料的选择。

表2 不同干燥方式的含梗率相关性分析Table 2 Correlation analysis of stem content using different drying methods

2.3 叶梗分离和不分离对烟叶含梗率的影响

叶梗分离后干燥，切断了干燥过程中叶肉与梗之间的物质和水分转移，烟叶含梗率变化主要由叶和梗间大分子有机物降解比例决定。叶梗不分离干燥，烟叶含梗率变化除了梗和叶肉的水分流动和物质转移外，还有叶和梗间大分子有机物降解，导致烟叶含梗率产生差异。由表3看出，杀青干燥方式下，叶梗分离干燥比叶梗不分离的烟叶含梗率高，3个品种分别高8.94、10.92和13.81个百分点，平均高11.22个百分点，差异达到极显著水平；烘烤方式下，叶梗分离比叶梗不分离烘烤的烟叶含梗率低，3个品种分别低2.89、5.09和2.98个百分点，平均低3.65个百分点，相差达到显著水平。说明叶梗不分离干燥，梗和叶肉间存在物质流动，因此，烟叶生产和卷烟原料的含梗率评价，不能采用先将叶梗分离后杀青或烘烤干燥的烟叶来测定含梗率。

表3 叶梗分离与不分离的烟叶含梗率差异统计表（%）Table 3 Statistical table of stem content difference between separated and unseparated tobacco leaves(%)

叶梗不分离杀青干燥后，由于烟叶易碎，需要将烟叶回潮至不易碎才能分离叶和梗，再平衡水分后测定烟叶含梗率，测定过程繁琐、耗时长，仍然不利于大规模进行烟草品种（系）烟叶含梗率的测定。对同一品种烟叶采用叶梗分离后杀青和不分离烘烤两种方式进行干燥后的烟叶含梗率进行相关分析的结果（表4）可知，两种方式干燥后的烟叶含梗率的相关系数为0.93，相关达到极显著水平，回归方程为y=1.229 9x 2.070 5，说明可用叶梗分离后杀青干燥后的烟叶含梗率预测叶梗不分离烘烤后的烟叶含梗率。因此，在烟草品种选育中，烟叶含梗率性状可采用将叶梗分离后杀青干燥测定，根据测定值与对照品种烟叶含梗率的高低进行取舍，同时也可根据回归方程预测该品系烘烤后的烟叶含梗率，达到快速、准确地鉴定选择育种材料的烟叶含梗率性状。

表4 叶梗分离后杀青干燥和不分离烘烤的含梗率相关性分析Table 4 Correlation analysis of stem content between de-greening drying and non-separation baking after stem separation

2.4 不同平衡含水率间烟叶含梗率差异分析

由随机选择的5个品种烤后烟叶在不同平衡含水率下的烟叶含梗率测定结果（图1）看出，5个参试材料不同含水率下的烟叶含梗率差异均不显著，说明在烟叶含水率在0～20%范围内，含水率对烟叶含梗率的测定值没有显著影响。因此，在育种实践中，在烟叶回潮后，即可测定烟叶含梗率，可减少平衡水分的程序和时间，提高烟叶含梗率鉴定选择效率。

图1 不同品种在不同平衡含水率处理下的烟叶含梗率统计图Fig.1 Statistical diagram of stem content of different varieties under different equilibrium moisture treatments

3 讨论

烟梗的主要成分是纤维素和木质素，结构致密，在卷烟加工中难以利用，严重影响卷烟的加工质量、成本和效益[13,14]，因此，卷烟工业非常重视烟叶含梗率。烟叶含梗率是指烟梗重量在烟叶中所占百分率[11,15]，烟叶含梗率的测定采用屈剑波[11]测定烤烟国家标准（40级）河南各等级烟叶的含梗率的方法，该方法需要待烟叶成熟后采收，采用烘烤方式干燥，在温度（22±2）℃、相对湿度（60±2）%的条件下平衡水分1周，分开梗和叶肉分别称重，再计算烟叶含梗率。这一方法测定过程繁琐、测定时间长，对于遗传改良中烟叶含梗率的遗传研究、大量品系鉴定选择存在测定工作量大、测定时间偏晚的问题。本研究显示，杀青干燥和烟叶含梗率相差极显著，两种方式干燥后的烟叶含梗率的相关系数为0.98，相关达到极显著水平，回归方程为y=1.615 9x+5.203 9；叶梗分离与不分离处理干燥后的烟叶含梗率相差极显著，叶梗分离后杀青干燥与不分离烘烤的烟叶含梗率的相关系数为0.93，相关达到极显著水平，回归方程为y=1.229 9x 2.070 5；烟叶含水率在0～20%范围内，不同含水率间烟叶含梗率的测定结果没有显著差异。因此，在研究烟叶含梗率的遗传和进行新品种（系）烟叶含梗率鉴定选择时，可采用将成熟烟叶的叶梗分离后进行杀青干燥，冷却后即可测定烟叶含梗率，采用回归方程预测该品种（系）烘烤后的烟叶含梗率，以快速、准确的进行烟叶含梗率的鉴定和育种材料的选择。

烘烤是烟叶生产必需的过程，烘烤过程中烟叶内的淀粉、蛋白质和叶绿素等大分子有机物在酶的作用下降解转化形成糖、氨基酸和香气前体物等小分子物质，使烟叶品质得以显现和提高，也导致干物质的损失[16-19]。杀青干燥，高温使得酶很快失活，大分子物质几乎不发生降解，导致杀青干燥和烘烤的烟叶含梗率有差异。叶梗分离试验结果显示，由于梗粗、叶肉薄，梗的表面积与水分量的相对比值较叶肉小，干燥过程中叶肉内的水势下降快，梗中的水分会转移到叶肉中以维持水势平衡，带动梗中可溶于水的物质转移到叶肉中，导致梗中可溶于水的物质减少而叶肉中增多，烟叶含梗率相对下降。同时，梗中的水分及时转移到叶肉中，延长了叶肉中酶活性维持时间，叶肉中大分子有机物降解损失量增加，含梗率相对增加。本研究烘烤比杀青干燥后烟叶含梗率高，说明烘烤过程中叶肉的有机物降解损失量大于梗中随水分转移到叶肉中的物质量。

4 结论

杀青和烘烤两种方式干燥后的烟叶含梗率的相关系数为0.98，相关达到极显著水平，回归方程为y=1.615 9x+5.203 9；叶梗分离后杀青干燥与不分离烘烤的烟叶含梗率的相关系数为0.93，相关达到极显著水平，回归方程为y=1.229 9 x 2.070 5；烟叶含水率在0～20%范围内，不同含水率烟叶的含梗率测定结果没有显著差异。因此，在研究烟叶含梗率的遗传和进行新品种（系）烟叶含梗率鉴定选择时，可采用将成熟烟叶的叶梗分离后进行杀青干燥，冷却后即可测定烟叶含梗率，即可测定烟叶含梗率，采用回归方程预测该品种（系）烘烤后的烟叶含梗率，以快速、准确地进行烟叶含梗率的鉴定和育种材料的选择。