雷繼才，楊 東，肖 雅，蔡昊城，崔國(guó)民，盧 紅，羅以貴，董祥立

?

不同溫濕度烘烤及煙葉水分與淀粉降解的關(guān)系

雷繼才1，楊 東1，肖 雅2，蔡昊城1，崔國(guó)民3，盧 紅1，羅以貴1，董祥立1

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，云南 昆明650201；2.大理州煙草公司，云南 大理671000；3.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，云南 昆明650021）

摘 要：為了探索烘烤過(guò)程中溫度、相對(duì)濕度、煙葉水分與淀粉降解的關(guān)系，以K326煙葉為材料，設(shè)置3個(gè)不同的烘烤處理（T1：低溫中濕烘烤；T2：中溫低濕烘烤；T3：中溫中濕烘烤），分析不同溫濕度烘烤過(guò)程中煙葉水分與淀粉降解的變化，以及淀粉殘留量的差異。結(jié)果表明：84 h后處理T1和T2的煙葉淀粉降解量、淀粉殘留量都存在顯著差異；相對(duì)濕度相同的條件下，低溫烘烤較中溫烘烤失水慢，淀粉殘留量小，煙葉的淀粉降解速率和降解量前期小后期大；溫度相同的條件下，中相對(duì)濕度烘烤較低相對(duì)濕度烘烤失水慢，淀粉殘留量小，煙葉的淀粉降解速率和降解量前期小后期大。烘烤過(guò)程中，溫度、相對(duì)濕度和水分含量共同影響煙葉的淀粉降解，烘烤前期，溫度和相對(duì)濕度是影響煙葉淀粉降解的限制性因子；烘烤后期，煙葉的水分含量是影響煙葉淀粉降解的限制性因子。

關(guān)鍵詞：烘烤；溫度；相對(duì)濕度；水分含量；淀粉

淀粉是煙葉中最重要的化學(xué)成分之一，其含量在烘烤過(guò)程中發(fā)生了顯著的變化［1］。淀粉含量的高低決定著煙葉內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量的好壞，研究表明，烤后煙葉殘留的淀粉是對(duì)煙葉色、香、味不利的化合物，其對(duì)煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量都有重要影響［2］。因此，研究烘烤過(guò)程中的淀粉降解對(duì)提高煙葉品質(zhì)具有十分重要的意義。影響煙葉淀粉含量的烘烤因素包括烘烤設(shè)備、溫度、相對(duì)濕度和水分含量［3-4］，煙葉內(nèi)淀粉的降解是溫度、相對(duì)濕度和煙葉含水量等因素綜合作用的結(jié)果［5］。宮長(zhǎng)榮等［6］研究了烘烤過(guò)程中煙葉淀粉降解和淀粉酶活性的變化規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度及其變化梯度是制約煙葉淀粉降解的最關(guān)鍵參數(shù)之一；宮長(zhǎng)榮等［7］對(duì)煙葉烘烤過(guò)程中環(huán)境濕度和煙葉水分與淀粉代謝動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙葉烘烤環(huán)境中相對(duì)濕度和煙葉內(nèi)水分對(duì)淀粉的降解起限制作用；宮長(zhǎng)榮等［8］研究了煙葉烘烤中不同變黃溫度對(duì)某些生理生化特性的影響；王行等［9］對(duì)烘烤過(guò)程中溫濕度與煙葉淀粉含量及淀粉酶活性進(jìn)行了研究，結(jié)果均表明低溫下淀粉發(fā)生快速水解時(shí)間長(zhǎng)，水解較徹底，高溫下淀粉發(fā)生快速水解時(shí)間早，持續(xù)時(shí)間較短，致使淀粉降解不徹底。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在溫濕度條件對(duì)煙葉淀粉酶及淀粉降解的影響方面做了大量研究，而有關(guān)溫度、相對(duì)濕度和水分含量與煙葉淀粉降解的研究較少。分析不同溫度和相對(duì)濕度對(duì)烘烤過(guò)程中的煙葉水分含量、失水速率、淀粉降解量和淀粉降解速率的影響，探索溫度、相對(duì)濕度和煙葉水分含量與煙葉淀粉降解之間的關(guān)系，為烘烤過(guò)程中降低煙葉淀粉含量和制定合理的烘烤工藝提供理論參考。

1　材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年在云南紅塔區(qū)研和鎮(zhèn)云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試材料選用2015年種植于云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地的K326煙葉，試驗(yàn)田塊面積0.09 hm2，土壤肥力中等，按優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)管理措施規(guī)范種植，嚴(yán)格按照成熟度要求采收。烤煙的烘烤設(shè)備為3臺(tái)相同型號(hào)的云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院定制的電熱式溫濕度自控烤箱。

1.2 試驗(yàn)方法

鮮煙葉達(dá)到適熟標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，分3次采收，在中下部選取第5、6、7片煙葉，中部選取第12、13、14片煙葉，上部選取第19、20、21片煙葉。試驗(yàn)按下、中、上3個(gè)部位的煙葉，設(shè)置3種不同的溫濕度烘烤處理（表1）：T1為低溫中濕，T2為中溫低濕，T3為中溫中濕，每個(gè)處理分別于同一個(gè)烤箱內(nèi)進(jìn)行，每個(gè)處理在同一個(gè)烤箱內(nèi)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

表1 烘烤工藝

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

烘烤期間每隔12 h取樣1次，即分別于烘烤0、12、24、36、48、60、72、84、96 h及烤干時(shí)取樣，共10次，每個(gè)重復(fù)取樣1份，共取樣27份。取樣后立即進(jìn)行殺青烘干，計(jì)算水分含量［10］，保存干樣進(jìn)行淀粉含量的檢測(cè)，按照《煙草及煙草制品 淀粉的測(cè)定 連續(xù)流動(dòng)法》（YC/T 216-2013）進(jìn)行。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫濕度和煙葉水分的關(guān)系

從圖1、圖2可以看出，隨著烘烤的進(jìn)行，煙葉失水速率呈“慢—快—慢”的變化趨勢(shì)，水分含量逐漸減小。烘烤開始后，煙葉的失水速率緩慢上升，中后期達(dá)到最大，最后又下降，煙葉的水分含量先緩慢減少，中后期迅速減少，最后又緩慢減少。溫度和相對(duì)濕度極大影響了煙葉的失水速率和水分含量，烘烤前期，不同處理的煙葉水分含量相差較小，中、后期則相差較大，烘烤前期不同處理的煙葉失水速率依次為處理T1＜處理T3＜處理T2，烘烤后期處理T1的煙葉失水速率大于處理T2 和T3；烘烤12～96 h，不同處理的煙葉水分含量大小一直都表現(xiàn)為處理T1＞處理T3＞處理T2。3個(gè)處理達(dá)到最大煙葉失水速率的時(shí)間也不同，處理T1晚于處理T3晚于處理T2。這表明，相對(duì)濕度相同的條件下，在烘烤過(guò)程中低溫烘烤較中溫烘烤失水慢，煙葉水分含量大；溫度相同的條件下，中相對(duì)濕度烘烤較低相對(duì)濕度烘烤失水慢，煙葉水分含量大。

A：下部煙葉；B：中部煙葉；C：上部煙葉圖1 不同溫濕度烘烤0～96 h煙葉水分含量和淀粉含量的變化

A：下部煙葉；B：中部煙葉；C：上部煙葉圖2 不同溫濕度烘烤0～96h煙葉的失水速率

2.2 溫濕度對(duì)淀粉降解的關(guān)系

從圖1、圖3、表2可以看出，隨著烘烤的進(jìn)行，煙葉的淀粉降解速率從快到慢迅速減小，淀粉急劇降解，淀粉含量大量減少。煙葉的淀粉降解速率在烘烤12～24 h達(dá)到最大，且在烘烤24 h內(nèi)降解較快，烘烤24 h后淀粉的降解速率明顯下降。不同處理之間，烘烤0～24 h，處理T1的煙葉淀粉降解速率小于處理T2和T3，淀粉降解量也小于處理T2和T3，且烘烤24、36 h處理T1的淀粉降解量均顯著小于處理T2和T3；但是，烘烤24 h后處理T1的煙葉淀粉降解速率反而高于處理T2和T3，其中烘烤24 h后淀粉降解速率為處理T1＞處理T3＞處理T2且保持這種排序的淀粉降解速率直至烘烤結(jié)束；烘烤中后期，處理T1的煙葉淀粉降解量逐漸趕上并超過(guò)處理T2和T3，并且從烘烤84 h開始處理T1的淀粉降解量顯著大于處理T2；煙葉烤干時(shí)，不同處理的煙葉淀粉降解量表現(xiàn)出較大差異，淀粉降解量依次為處理T1＞處理T3＞處理T2，處理T1的淀粉降解量較處理T2高9.14%～15.19%，處理T3較處理T2高5.70%～9.17%，處理T1比處理T3高3.23%～5.63%，且處理T1與T2、處理T2 與T3均有顯著差異。處理T1中部煙葉的淀粉降解量與處理T3的差異顯著，而處理T1下部煙葉和上部煙葉的淀粉降解量與處理T3的差異不顯著。煙葉的淀粉降解量大，烤干時(shí)淀粉殘留量就低，淀粉降解量小，烤干時(shí)淀粉殘留量就高，從表3可以看出，烤干時(shí)處理T1和處理T3的煙葉淀粉降殘留量均顯著低于處理T2，其中處理T1中部煙葉的淀粉殘留量顯著低于處理T3，而處理T1下部煙葉和上部煙葉的淀粉殘留量則與處理T3差異不顯著。這表明，相對(duì)濕度相同的條件下，低溫烘烤較中溫烘烤前期煙葉的淀粉降解速率和降解量小，而后期卻大，烤干時(shí)淀粉殘留量??；溫度相同的條件下，中相對(duì)濕度烘烤較低相對(duì)濕度烘烤前期煙葉的淀粉降解速率和降解量小，而后期卻大，烤干時(shí)淀粉殘留量小。

表2 不同溫濕度烘烤過(guò)程中淀粉降解量（%）差異

A：下部煙葉；B：中部煙葉；C：上部煙葉圖3 不同溫濕度烘烤0～96h煙葉的淀粉降解速率

表3 不同溫濕度烘烤淀粉殘留量（%）差異

3　結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，煙葉烘烤過(guò)程中，溫度、相對(duì)濕度和水分含量這3個(gè)因素共同影響煙葉的淀粉降解，烘烤前期，溫度和相對(duì)濕度是影響煙葉淀粉降解的限制性因子；烘烤后期，煙葉水分含量是影響淀粉降解的限制性因子。低溫中濕烘烤前期煙葉的淀粉降解速率和降解量較低，但保持了烘烤過(guò)程中適宜的煙葉水分含量，有利于烘烤中后期煙葉的淀粉降解和烤干時(shí)降低淀粉殘留量。

烘烤過(guò)程中，溫度和相對(duì)濕度都是影響煙葉失水速率和水分含量的主要因素，相對(duì)濕度相同的條件下，低溫烘烤較中溫烘烤在烘烤過(guò)程中煙葉失水慢，水分含量大，這與趙銘欽等［11］的研究結(jié)果基本相同；溫度相同的條件下，中相對(duì)濕度烘烤較低相對(duì)濕度烘烤在烘烤過(guò)程中煙葉失水慢，水分含量大，這與宮長(zhǎng)榮等［12］的研究結(jié)果基本相同。溫度和相對(duì)濕度與淀粉降解的關(guān)系表現(xiàn)為，相對(duì)濕度相同的條件下，低溫烘烤較中溫烘烤前期煙葉的淀粉降解速率和降解量小，而后期卻大，烤干時(shí)淀粉殘留量?。粶囟认嗤臈l件下，中相對(duì)濕度烘烤較低相對(duì)濕度烘烤前期煙葉的淀粉降解速率和降解量小，而后期卻大，烤干時(shí)淀粉殘留量小，烤干時(shí)的淀粉降解量為中濕＞低濕，這與邱妙文的研究結(jié)果基本相同［13］。

結(jié)合溫度、相對(duì)濕度和煙葉水分及淀粉降解可以看出，煙葉的淀粉降解速率和降解量都與水分含量密切相關(guān)。烘烤前期，處理T1較處理T2和T3水分含量大，但淀粉降解速率和降解量反而小，這可能是由于烘烤前期不同處理的煙葉水分含量均較大，并不是限制淀粉酶活性和淀粉降解的主要因子，而溫度和相對(duì)濕度才是主要因子。烘烤后期，處理T1較處理T2和T3水分含量大，淀粉降解速率和降解量也大，水分含量、淀粉降解速率和降解量均表現(xiàn)為處理T1＞處理T3＞處理T2，烤干時(shí)的淀粉殘留量為處理T1＜處理T3＜處理T2。這可能有兩個(gè)原因，一是烘烤后期，由于煙葉的水分減少到相對(duì)較小的含量，水分變成了限制淀粉降解的主要因子，水分含量的多少影響到煙葉淀粉降解速率的大小和降解量的多少；二是水分含量影響烘烤的時(shí)間長(zhǎng)短，水分含量大的烘烤時(shí)間長(zhǎng)，煙葉淀粉降解的時(shí)間也長(zhǎng)，淀粉降解量就大，烘烤時(shí)間長(zhǎng)煙葉呼吸作用的時(shí)間也長(zhǎng)，呼吸消耗的淀粉量也多。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 宮長(zhǎng)榮. 煙草調(diào)制學(xué)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2011：181-186.

［2］ Weeks W W. Chemistry of tobacco constituents influence flavor and aroma［J］. Recent Advance of Tobacco Science，1985（11）：175-200.

［3］ 王曉賓，孫福山，王松峰，等. 烤煙中淀粉的影響因素及其調(diào)控研究進(jìn)展［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2008，29 （2）：53-57.

［4］ 段麗斌，崔國(guó)民，趙昶靈，等. 烤煙烘烤中煙葉淀粉降解的研究進(jìn)展［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29 （18）：180-186.

［5］ 王懷珠，楊煥文，郭紅英. 烘烤過(guò)程中溫濕度對(duì)烤煙淀粉降解及相關(guān)酶活性的影響［J］. 作物學(xué)報(bào)，2006，32（2）：313-316.

［6］ 宮長(zhǎng)榮，袁紅濤，周義和，等. 煙葉在烘烤過(guò)程中淀粉降解與淀粉酶活性的研究［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2001（2）：9-11.

［7］ 宮長(zhǎng)榮，袁紅濤，陳江華. 烘烤過(guò)程中環(huán)境濕度和煙葉水分與淀粉代謝動(dòng)態(tài)［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（2）：155-158.

［8］ 宮長(zhǎng)榮，孫福山，汪耀富，等. 煙葉烘烤中不同變黃溫度對(duì)某些生理生化特性的影響［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，1998，19（2）：6-7.

［9］ 王行，凌壽軍，宋守嘩，等. 烘烤過(guò)程中溫濕度與煙葉淀粉含量及淀粉酶活性變化的關(guān)系［J］. 煙草科技，2004（11）：33-35.

［10］ 韓富根. 煙草化學(xué)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2010：18-19.

［11］ 趙銘欽，宮長(zhǎng)榮，汪耀富，等. 不同烘烤條件下煙葉失水規(guī)律的研究［J］. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，29 （4）：382-386.

［12］ 宮長(zhǎng)榮. 煙草調(diào)制學(xué)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2011：17-24.

［13］ 邱妙文，凌壽軍，王行，等. 不同烘烤濕度條件下煙葉淀粉含量變化關(guān)系［J］. 中國(guó)煙草科學(xué)，2004 （3）：6-8.

（責(zé)任編輯 鄒移光）

中圖分類號(hào)：S572；TS44+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-874X（2016）03-0131-05

收稿日期：2015-11-12

基金項(xiàng)目：中國(guó)煙草總公司科技項(xiàng)目（110201101 003，Ts-03-20110025）

作者簡(jiǎn)介：雷繼才（1990-），男，在讀碩士生，E-mail：jcjcjc1990@163.com

通訊作者：盧紅（1958-），男，副教授，E-mail：linihang@163.com

Relationship between temperature and humidity in flue-curing，moisture content of tobacco leaves and starch degradation

LEI Ji-cai1，YANG Dong1，XIAO Ya2，CAI Hao-cheng1，CUI Guo-min3，LU Hong1，LUO Yi-gui1，DONG Xiang-li1
（1.College of Tobacco Science，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；2.Dali Tobacco Corporation，Dali 671000，China；3.Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences，Kunming 650021，China）

Abstract：In order to explore the relationship between temperature，humidity，moisture content of tobacco leaves and starch degradation in curing process，three kinds of curing treatments were set （T1：Flue-curing with low temperature and middle humidity，T2：Flue-curing with middle temperature and low humidity，T3：Flue-curing with middle temperature and humidity） . The tobacco leaves of K326 were used as materials to analyze the changes of moisture content and starch degradation of tobacco leaves in flue-curing with different temperatures and humiditied，and the residual quantity of starch. The results indicated that the amount of starch degradation after 84 h and the residual quantity of starch of tobacco leaves were significantly different between T1 and T2. Compared with the curing with middle temperature，the moisture of tobacco leaves cured with low temperature lost more slowly，the residual quantity of starch of tobacco leaves cured with low temperature was less at the same relative humidity，and the rate and amount of starch degradation was less in the earlier stage，while was more in the later stage of flue-curing process. Compared with the curing with low relative humidity，the moisture of tobacco leaves cured with middlerelative humidity lost more slowly，the residual quantity of starch of tobacco leaves cured with middlerelative humidity was less at the sametemperature，and the rate and amount of starch degradation was less in the earlier stage，while was more in the later stage of fluecuring process. Temperature，relative humidity and moisture content of tobacco leaves jointly affected the degradation of starch. Temperature and relative humidity were the restrictive factors on the degradation of starch in the earlier stage of flue-curing. Moisture content of tobacco leaves was the restrictive factor on the degradation of starch in the later stage of flue-curing.

Key words：flue-curing；temperature；relative humidity；moisture content；starch