烤烟上部叶带茎烘烤研究进展

张继旭 喻曦 施定国 孔德翠 蒋碧霞 吴思昊 杨松兵 杨大全

摘 要 随着现代卷烟工艺的发展，上部烟叶逐步成为优质卷烟品牌原料的重要来源，使用价值显著提高，成熟度好的优质上部烟叶逐渐成为低焦油卷烟叶组配方中的主体。带茎烘烤能提高烤烟等级质量，是解决烤烟上部叶叶片偏厚、烟碱含量较高、刺激性较大、青杂烟较多、工业可用性较低等问题的有效手段。通过分析带茎烘烤过程中叶片水分、叶片颜色和生理生化指标变化及对初烤烟叶理化性状、经济性状等5个方面的研究进展，提出带茎烘烤应用展望。

关键词 烤烟；上部烟叶；带茎烘烤；理化性状；经济性状

中图分类号：S572 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.13.045

随着我国加入世界卫生组织（WHO）《烟草控制框架公约》（FCTC），烟叶品质日益受到消费者的关注，对其要求也越来越高。上部叶作为烤烟产质量的重要组成部分，占单株产量的30%～40%，在烤烟国标的30个上中等烟等级中占12个，占比达到40%。随着现代卷烟工艺的发展，上部烟叶逐步成为优质卷烟品牌原料的重要来源，使用价值显著提高[1]，成熟度好的优质上部烟叶逐渐成为低焦油卷烟叶组配方中的主體。

然而，受传统栽培技术和生态环境因素的影响，我国大部分烟区上部烟叶普遍存在青杂较多、结构致密、僵硬、化学成分不协调、香气质差、香气量不足、刺激性强等不利因素。近年来，国内各烟草工商企业、高等院校和科研院所均对提高上部烟叶质量进行了大量积极有效的探索与思考[2-6]，带茎烘烤作为一种改善和提高上部烟叶质量的有效烘烤措施脱颖而出。从带茎烘烤过程中烟叶的生理生化变化及带茎烘烤对烤后烟叶的理化性状、经济性状等方面做简要概述，进一步总结带茎烘烤理论。

1  烟叶带茎烘烤研究与应用现状

1.1  带茎烘烤过程中叶片水分的变化

烘烤过程中烟叶组织中的水分状况直接影响着叶内各种物质的转化过程，自由水和束缚水对烟叶组织生命活动有着不同的影响，二者共同作用抵御外界环境条件的胁迫，完成叶内生理生化转化[7]。滕永忠等和徐建平等利用同位素示踪法研究表明水分可以从茎秆向叶片中转移[8-9]。带茎烟叶在完成颜色变黄后，茎秆及叶片组织内仍有较多的水分，可以促进叶片内有机物质持续进行较长时间的转化分解[10]。也有研究认为带茎烘烤过程中，烟叶的总水分表现为前期下降缓慢后期下降较快的总体趋势，自由水的失水高峰要早于总水分[11]。张丽英等采用回归分析方法分析了带茎烘烤烟叶含水量的变化，结果表明带茎烘烤减慢了烟叶在变黄期的失水速度，在定色期又加快了烟叶的失水速度[12]。由于带茎采收烟叶位于茎秆形态学上端，有利于茎秆中的自由水经导管向叶片迁移，进而显著延缓叶片组织水分散失，随着茎秆长度的增加延缓作用更明显。烟叶位于2 cm长的茎秆形态学上端时，烘烤后期主脉部分水分向茎秆迁移，有利于烟叶的干叶和干筋[13]。

1.2  带茎烘烤过程中叶片颜色的变化

烟叶烘烤过程中最明显、最直观的变化是叶片颜色的变化，颜色变化的实质是细胞内叶绿素的降解和叶黄素、类胡萝卜素等黄色素比例的显著增加[14]。带茎采烤烟叶在烘烤过程中细胞内的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量明显低于逐片采收烘烤烟叶，烟叶类胡萝卜素与总叶绿素含量比值则高于逐片采烤[12]；徐秀红等认为，烤烟上部叶带茎采收烘烤在变黄前期的叶绿素降解速度较快于不带茎采收烘烤，到定色末期时带茎采收烘烤和不带茎采收烘烤的顶部叶叶绿素含量基本相同[15]。但带茎采收烘烤与不带茎采收烘烤的顶部叶类胡萝卜素与叶绿素的比值变化趋势基本一致，且带茎采收烘烤比不带茎采收烘烤的类胡萝卜素的降解量大[16]。马留军等通过不同带茎采烤叶片数研究表明，色素降解速率为逐片采收烟叶慢于两片叶带茎，四片叶带茎降解速率最快，认为带茎采收能加快烘烤过程中烟叶变化[1]。说明虽然带茎烟叶变黄较快，但由于变黄后期茎秆组织的自由水不断向叶片迁移，导致带茎烟叶烘烤变黄时间较长，变黄程度较高。

1.3  带茎烘烤过程中生理生化指标的变化

在烘烤过程前期，烟叶仍然进行着旺盛的生命活动，叶片内大分子化合物不断分解变为小分子化合物，并大量被呼吸作用消耗[17]。马留军等以红花大金元上部叶为试验材料，通过研究认为呼吸强度表现为4片叶带茎高于2片叶带茎，逐片采收烟叶的呼吸强度最低[1]。而蒋博文等则认为4片叶带茎烘烤烟叶主变黄期（烘烤24～48 h）呼吸强度高于对照烟叶，变黄后期和定色前期呼吸强度低于对照[18]。酶是烟叶烘烤过程中烟叶内部生理生化活动的重要催化物质，其活性的高低直接影响着烟叶内大分子化合物、烤后烟叶颜色和香气物质等的转化。淀粉酶是烟叶调制过程中将淀粉转化为糖类物质的关键酶，其酶活性的高低直接决定着烤后烟叶内淀粉的含量。研究表明，带茎烘烤烟叶的淀粉酶活性在进入定色期前处于上升趋势，且整体上高于不带茎烟叶[11，16，19]，可能是带茎烘烤后烟叶淀粉含量低且化学成分比例协调的原因之一。多酚氧化酶是影响酶促棕色化反应的主要酶类，对多种烟叶香气物质的形成起着重要作用。带茎烘烤过程中多酚氧化酶活性降低，是导致酶促棕色化反应水平相对较低的原因[11，15]；但赵莉则认为带茎烘烤的多酚氧化酶活性相对较高[16]。丙二醛含量与超氧化物歧化酶、过氧化物酶等保护酶类的活性是一种负相关关系。超氧化物歧化酶活性高于不带茎烟叶，过氧化物酶活性和丙二醛含量都低于不带茎烟叶[15，20]，说明带茎烘烤过程中超氧化物歧化酶的保护作用可能起了主导作用，细胞膜脂过氧化水平低，有利于形成和积累更多的香气基础物质。游离脯氨酸含量也低于不带茎烟叶[16]，表明带茎烘烤时烟叶受逆境胁迫的程度较低，内在生物化学变化相对在一个比较缓和的环境中进行，有利于内在物质的充分转化。综合分析，烤烟上部烟叶带茎采收烘烤的理化变化有利于烤后烟叶质量的形成。

1.4  带茎烘烤对初烤烟叶理化性状的影响

初烤烟叶物理性状包括烟叶的外部形态及其物理性能，是反映烟叶质量与加工性能的重要指标，直接影响烟叶品质和卷烟制造过程中的产品风格、成本及其他经济指标[21-23]。带茎烘烤可以提高烟叶填充力，降低叶片厚度、单叶重量和叶质重，能够提高上部烟叶的开片程度，但增大了初烤烟叶的含梗率[20]，带茎烘烤烟叶的平衡含水率、叶质重、填充值均得到改善且在适宜范围内[24]，但也有研究认为烤后烟叶平衡含水率和一次性采收方式烘烤相比没有明显差异[11，16]。带茎烘烤后烟叶叶片主脉直径收缩率显著小于不带茎烟叶（p＜0.05），叶片厚度收缩率显著大于不带茎烟叶叶片（p＜0.05）[25]，栅栏组织细胞结构变化程度大于不带茎烟叶叶片[26]。带茎烘烤烟叶干物质损失较不带茎烘烤多[20]，可能主要是因为带茎烘烤低温变黄时间延长，干物质被大量呼吸消耗。烟叶的化学成分是决定烟叶内在品质的主要因素，烟叶内在化学成分达到适宜程度是广大烟草工作者判断烟叶质量优劣的标准之一。带茎烘烤上部烟叶的总氮、烟碱、淀粉均低于传统采烤方式，总糖、还原糖、钾含量略高，糖碱比、钾氯比和氮碱比均接近优质烟叶的最佳比值[27-28]。带茎烘烤烤后烟叶颜色变淡，偏橘黄，叶片结构相对疏松，油分较充足，色度较强，化学成分含量相对适宜，比例协调，淀粉、蛋白质含量显著降低，上部叶带茎秆烘烤能够提高大多数香气物质的含量，改善烟叶品质[29]。 但也有研究认为，带茎烘烤烟叶烤后烟叶内物质含量变化不大，糖碱比基本不变，带茎采收对于协调烤后上部叶的化学成分作用不大[30]。

1.5  带茎烘烤对初烤烟叶经济性状的影响

张建鹿等采用对比试验研究认为，虽然带茎烘烤烟叶的单叶重和产量有所下降，但中上等烟比例和均价均为最高[31]。邵宪桥等研究表明，虽采收烘烤合计用工多4个，但在改善烟叶外观质量显示出良好效果[32]。表现在上等烟比例、上中等烟比例及相应均价都比常规采烤有所提高。张永春研究也认为，上部4～6片叶一次性带茎烘烤，能明显提高烟叶的外观质量、均价和上、中等烟比例，黄烟率高，等级结构更趋合理，生产总成本降低，经济性状好，有效提升烟农收益[33]。但也有研究认为带茎烘烤不仅燃料消耗增加，采编装难度增大，费工费时，而且单叶重减轻，上等烟比例及均价也会下降[34]。

2  展望

目前，关于带茎烘烤对烤后烟叶的产质量及烘烤过程中的部分生理生化指标研究方面已经取得了一定的成果，但带茎烘烤烟叶及茎秆作为一个整体，在烘烤过程中，烟叶与烟叶之间、烟叶与茎秆之间均会存在不同程度的物质交流，这些物质的交流机制及时间尚未完全明确。另一方面，不同烟区的生态环境、气候条件、土壤性质、种植品种、烤房类型、烘烤工艺的不同均对带茎烘烤结果产生影响，因此各地应“因地制宜、因材施教”，发展适合当地的上烟叶带茎烘烤技术，持续提升烟叶供给质量，为烟叶生产高质量发展贡献力量。

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