李向鵬
摘? ?要? ?結合煙葉烘烤實踐和相關研究資料,分析了重慶市涪陵區(qū)K326煙葉酶促棕色化反應的產生原因,并提出了6條調控措施:建立“準采證”制度,科學編煙裝炕,執(zhí)行科學的烘烤工藝,整改不規(guī)范的烤房,建立職業(yè)烘烤師制度,科學栽培。
關鍵詞? ?煙葉;K326;烘烤;棕色化反應;對策;重慶市涪陵區(qū)
中圖分類號:S572? ?文獻標志碼:C? ? DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.22.008
近年來,由于K326煙葉獨特的香氣風格和充足的香氣量,愈發(fā)受到工業(yè)企業(yè)的親睞。重慶市中煙有限責任公司已將該品種的煙葉作為天子品牌的龍骨材料,但該品種在烘烤上易發(fā)生酶促棕色化反應,烤后煙葉掛灰嚴重,雜色大,蒸片和黑糟多,導致煙農種植積極性不高,工業(yè)需求得不到滿足??梢?,減少重慶市涪陵區(qū)K326煙葉烘烤酶促棕色化反應已成為目前亟待解決的一個難題。
1 酶促棕色化反應的概念及影響因素
1.1 概念
棕色化反應分為酶促棕色化反應和非酶棕色化反應。酶促棕色化反應需要酶的參與,參與反應的酶是多酚氧化酶(PPO),反應底物為多酚類物質,反應產物為醌類物質,醌類物質進一步聚合,形成顏色較深的棕色物質,體現(xiàn)在煙葉烘烤上,煙葉就變成了黑色、棕色,使用價值大大降低。非酶棕色化反應不需要多酚氧化酶的參與就可發(fā)生,也稱美拉德反應。
1.2 影響因素
大體來講,酶促棕色化反應的影響因素可分為內因和外因。內因包括植物含水量、多酚類物質含量,多酚氧化酶活性、還原類物質特性和組織細胞損壞程度[1];外因包括氧氣濃度、溫度、相對濕度等。煙葉中多酚類物質主要包括咖啡酸、綠原酸、蕓香苷等。多酚氧化酶的活性主要受溫度的影響,在適宜的溫度范圍內時活性較高,在適宜溫度范圍外,尤其是高于適宜溫度范圍時,其活性不同程度地受到抑制[2]。煙葉烘烤棕色化反應是內因和外因共同作用的結果,一般認為,烤房內的煙葉,如果失水量小于50%、溫度高于44 ℃且相對濕度達60%以上,棕色化反應就會發(fā)生[3]。
2 K326煙葉酶促棕色化反應的產生原因
2.1 成熟采收不到位
已有研究表明,隨著煙葉成熟度的提高,多酚氧化酶的活性呈下降趨勢;多酚氧化酶活性低,可以大幅減少棕色化反應[4-5]。涪陵區(qū)部分煙農對中上部葉的成熟標準掌握不到位,或者因擔心在田間養(yǎng)熟的過程會發(fā)生病害損失,欠熟采收的現(xiàn)象時有發(fā)生。這樣,由于煙株體內多酚氧化酶活性仍處于較高水平,烘烤過程中煙葉酶促棕色化反應極易發(fā)生。
2.2 編煙裝炕不科學
部分煙農編煙過密,有時采取的是“葉面相靠”的方法,此種方法可以顯著增加每竿的編煙量和烤房單位面積的裝煙量。部分煙農每竿的編煙量達到150片,單炕裝煙量也達到450竿左右(三層烤房)。由于編煙過密,在烘烤過程中煙葉過分擁擠,烘烤中排濕不暢,煙葉間形成了高濕的環(huán)境,在定色期高溫的共同作用下,煙葉酶促棕色化反應較為嚴重。
2.3 品種烘烤特性較差
據王傳義研究表明,K326品種烘烤72h葉綠素降解量85.13%,烘烤過程中多酚氧化酶活性較高[6]。根據《烤煙品種烘烤特性評價標準》(YC/T311—2009)可知,K326品種易烤性中等,耐烤性較差。邱妙文等研究指出,K326葉綠素降解量為87.35%,易烤性中等,多酚氧化酶活性波動最大,耐烤性相對最差[7]。涪陵區(qū)近幾年的烘烤實踐表明,K326品種變黃特性中等,不易失水,易出現(xiàn)黃干不協(xié)調,易發(fā)生酶促棕色化反應,烘烤特性較差。
2.4 烘烤方法不科學
2.4.1 低溫時間偏長
韓錦鋒等研究指出,變黃階段烤房低溫時間偏長時,多酚氧化酶活性相對較高,此時即使變黃十分充分也難于進行定色,易形成黑糟煙葉[8]。涪陵煙區(qū)部分煙農擔心煙葉變黃不夠、失水不夠,在38 ℃之前(含38 ℃)的累計烘烤時間超過50 h,甚至更長,這就導致煙葉內在物質消耗過多,后期不耐烤,易發(fā)生酶促棕色化反應。
2.4.2 變黃期濕球溫度偏低
童旭華研究指出,要關注煙葉烘烤全過程的濕球溫度,便于煙葉正常脫水,減少棕色化反應[9]。一般認為,變黃期的濕球溫度基本代表了煙葉本身的溫度,也稱葉溫,葉溫跟煙葉失水速度具有顯著的正相關關系。涪陵區(qū)部分煙農在干球溫度40 ℃和42 ℃的對應的濕球溫度均為36.5 ℃左右,濕球溫度較低,葉溫處于相對較低水平,煙葉失水慢。煙農當發(fā)現(xiàn)煙葉失水不夠時,又往往將濕球溫度降低1 ℃左右。濕球溫度降低后,大量冷空氣通過進風門進入烤房,造成葉溫進一步降低,煙葉更不容易失水,又不能升溫。煙農只有通過大幅延長時間來試圖解決問題,但往往適得其反,進一步導致煙葉內在物質的過度消耗,當進入定色期時,酶促棕色化反應就不可避免了。部分煙農變黃期濕球溫度使用現(xiàn)狀見表1。
2.5 烤房排濕性能差
涪陵區(qū)部分烤房回風口面積過大,超出了“長
1.4 m、高0.4 m”的國家標準要求,使烤房排濕性能差。這樣,烤房內易形成高溫高濕的環(huán)境,定色時煙葉極易發(fā)生酶促棕色化反應。
2.6 煙農烘烤管理松散
由于沒有配置專門的烘烤師,部分煙農在烘烤期間未將主要精力放在烘烤上,既忙烘烤,又忙田間后期管理,往往顧此失彼??痉看蠓魷?、關鍵溫度點預設時間不充裕、烤房自動升溫的現(xiàn)象時有發(fā)生。這些都導致了酶促棕色化反應的發(fā)生。
2.7 栽培措施不合理
2.7.1 施氮水平較高
據韓錦鋒等研究,在高水肥條件下所形成煙葉,多酚氧化酶活性往往較高,一般都在0.3 Vc mg/min·gFW以上,黑暴煙甚至高達0.4 Vc mg/min·gFW[8]。涪陵煙區(qū)土壤速效氮含量較高,一般在200 mg·kg-1左右。部分煙農認為煙草部門指導的每
667 m2施純氮量較低,擔心煙葉產量低,存在私加肥料的現(xiàn)象。這就造成氮肥超標,煙葉不易成熟落黃;烘烤中多酚氧化酶活性較高,酶促棕色化反應較為嚴重。
2.7.2 打頂時間不合理
打頂時間的早晚對煙葉多酚物質含量,進而對煙葉烘烤棕色化反應具有顯著的影響。張永安等研究表明,隨著打頂時期的推遲,煙葉多酚類物質含量逐漸升高[10]。多酚類物質是酶促棕色化反應的底物,其含量越高則越易發(fā)生酶促棕色化反應。涪陵煙區(qū)部分煙農打頂時間不合理:1)有些田塊打頂偏晚、偏高,造成塔形煙,不但煙葉內含物質較少,而且多酚類物質的相對含量偏高,烘烤時酶促棕色化反應不易控制;2)有些田塊打頂偏早、偏低,造成傘形煙,煙株氮素積累較多,雖然此時煙葉體內多酚類物質含量不是最高,但是多酚氧化酶的活性高,烘烤時酶促棕色化反應也較為嚴重。
3 K326品種煙葉酶促棕色化反應的調控措施
3.1 建立“準采證”制度
涪陵煙草部門出臺專門考核政策,對所有煙田實行“準采證”制度。煙農采收前,必須向技術員進行申請,技術員現(xiàn)場確認成熟度達標后,向煙農發(fā)放“準采證”,避免煙農采欠熟煙葉。對于不執(zhí)行“準采證”制度的煙農,按照既定的考核政策,減小補貼力度。
3.2 科學編煙裝炕
通過加強培訓,強化檢查考核,糾正“葉面相靠”的編煙方法,規(guī)范編煙密度和裝炕密度,做到每竿編煙110~130片,單炕裝煙量380~410竿。對于不執(zhí)行標準的煙農,對照先行出臺的政策,減小補貼力度。
3.3 執(zhí)行科學的烘烤工藝
3.3.1 縮短低溫變黃時間
干球溫度36 ℃穩(wěn)溫時間不超過6 h,葉尖變黃即可;然后,以2 h升1 ℃的速度升溫至38 ℃,烘烤13~15 h后,以2~3 h升1 ℃的速度升溫至40 ℃,充分延長時間烘烤。干球溫度36 ℃、38 ℃和40 ℃對應的穩(wěn)溫時間和煙葉變化標準見表2。
3.3.2 合理提高變黃期濕球溫度
在干球溫度40 ℃、42 ℃對應的濕球溫度用37 ℃左右,注意濕球溫度不能大起大落,干球溫度42 ℃時濕球不宜超過37.5 ℃。變黃期關鍵溫度點濕球溫度設置及煙葉變化標準見表3。
3.3.3 干球溫度42 ℃結束時嚴格達到失水標準
在干球溫度42 ℃結束時,高溫層煙葉務必勾尖,低溫層煙葉務必達到發(fā)軟塌架后,再轉火進入定色期。
3.4 整改不規(guī)范的烤房
嚴格按照長1.4 m、高0.4 m的國家標準要求,對烤房回風口進行整改,保證烤房良好的排濕性能,避免在定色初期形成高溫高濕的環(huán)境,杜絕棕色化反應的發(fā)生。
3.5 建立職業(yè)烘烤師制度
針對煙農烘烤期間精力不夠疏于烘烤管理的問題,建立職業(yè)烘烤師制度,由煙草部門通過培訓、考試篩選的方式,建立職業(yè)烘烤師隊伍,每6座左右烤房配備1名烘烤師進行專職烘烤,煙草部門出臺專項政策為烘烤師發(fā)放工資,不足部分由煙農自籌資金補足,同時加強對烘烤師隊伍的動態(tài)培訓管理,提高煙農對服務效果的滿意度。
3.6 科學栽培
3.6.1 合理控氮
加強涪陵植煙土壤肥力水平普查,特別是加強對土壤速效氮的普查,土壤速效氮含量200 mg·kg-1左右的土壤,每667 m2施無機純氮3 kg左右,含量在120~200 mg·kg-1的土壤,每667 m2施無機純氮4 kg左右;速效氮含量在120 mg·kg-1以下的土壤,每667 m2施無機純氮4.5 kg左右。同時每667 m2配施150~200 kg的有機肥,提高土壤理化狀況,促使煙株氮素影響均衡。加強煙農考核,對私加肥料的煙農減小補貼力度,甚至不予補貼。
3.6.2 科學打頂
第一次在煙株現(xiàn)蕾后只打花序部分。在10~15 d后進行觀察,根據煙株長勢,酌情決定是否打掉部分頂葉:如煙葉營養(yǎng)充足,則不再打頂葉;如營養(yǎng)一般或較差,則打掉2~3片頂葉。該打頂技術靈活性強,可以有效杜絕傘形煙、塔形煙,實現(xiàn)煙株“腰鼓形”,同時防止煙株多酚氧化酶活性過高,適當降低煙株內多酚類物質含量,可降低烘烤酶促棕色化反應發(fā)生的程度。
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(責任編輯:敬廷桃)