李曉輝，甄煥菊，李雪利，趙銘欽，典瑞麗

（1.中國煙草總公司職工進修學(xué)院，河南 鄭州 450008；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002）

烘烤在煙葉生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位，是保證煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［1］。水分是酶的活化劑，烘烤過程中煙葉水分含量和烤房濕度對煙葉生理生化反應(yīng)產(chǎn)生重要的影響［2］。隨著密集烤房的迅速發(fā)展，烤房的溫濕度控制水平不斷提高，但是煙農(nóng)選控濕球溫度沒有明確的界定，導(dǎo)致烤后煙葉出現(xiàn)掛灰、雜色、黑糟，這些現(xiàn)象即為棕色化反應(yīng)的結(jié)果［3］。所以通過控制不同濕球溫度來調(diào)控棕色化反應(yīng)具有重要意義。

多酚氧化酶（PPO）是煙葉組織中一種重要酶類，作為酶促棕色化反應(yīng)的介導(dǎo)物，其活性大小直接影響酶促棕色化反應(yīng)的速度［4］。烘烤階段的變黃末期至定色期，為棕色化反應(yīng)敏感期。PPO活性對水分變化較為敏感，多酚類物質(zhì)易被PPO等氧化為醌。醌類物質(zhì)經(jīng)過一系列反應(yīng)聚合生成類黑素，降低煙葉的外觀和內(nèi)在品質(zhì)［5］。韓錦峰等［6］認為在變黃末期失水率超過50%，PPO活性會迅速降低，避免棕色化反應(yīng)。王松鋒等［7］研究認為高濕處理有助于降低膜脂過氧化水平，有利于提高煙葉的烘烤質(zhì)量。羅定棋等［8］認為控濕烘烤可以有效減少青煙、黑糟煙的發(fā)生。文俊等［9］研究表明濕度對煙葉化學(xué)成分的轉(zhuǎn)化和質(zhì)量的形成影響最大。李昱霖等［10］認為同步預(yù)熱低濕變黃烘烤工藝處理烤后煙葉外觀質(zhì)量好，化學(xué)成分協(xié)調(diào)。劉勇等［11］研究表明，多雨地區(qū)在變黃后期提前排濕的烘烤工藝，有利于提升上等煙比例。

由上看出，目前對于控制濕球溫度的研究多集中在其對香氣、烤后煙產(chǎn)質(zhì)量影響等方面，而其對烘烤過程中酶促棕色化反應(yīng)影響的研究較少。因此本試驗在棕色化反應(yīng)敏感時期，通過控制濕球溫度，研究其對烘烤過程中煙葉水分、色素、PPO和多酚類物質(zhì)的影響，以期減少酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生，提升煙葉烘烤質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年在河南省許昌市王洛鎮(zhèn)（N 33°57′31.16″，E 113°29′29.57″，海拔108 m）進行。試驗地為粉砂質(zhì)粘壤土，肥力均勻，地面平整，灌溉方便，肥力中等。

供試品種云煙87，田間種植300 m2左右，三行區(qū)，每行150株，行距120 cm，株距50 cm。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置3個烘烤濕球溫度處理：

T1：低濕球溫度處理。裝箱后，以2 h左右升溫1℃的速度將干球溫度升到35～38℃，保持干濕球溫度差為1～2.5℃，使煙葉變黃七至八成；在40～54℃（變黃后期至定色期）后調(diào)至濕球溫度35～36℃。干筋期持續(xù)升溫，升到65～68℃并穩(wěn)住，濕球溫度控制在42℃左右。

T2：中濕球溫度處理。裝箱后，以2 h左右升溫1℃的速度將干球溫度升到35～38℃，保持干濕球溫度差為1～2.5℃，使煙葉變黃七至八成；在40～54℃（變黃后期至定色期）后使?jié)袂驕囟确€(wěn)定在37～38℃。干筋期持續(xù)升溫，升到65～68℃并穩(wěn)住，濕球溫度控制在42℃左右。

T3：高濕球溫度處理。裝箱后，以2 h左右升溫1℃的速度將干球溫度升到35～38℃，保持干濕球溫度差為1～2.5℃，使煙葉變黃七至八成；在40～54℃（變黃后期至定色期）后調(diào)至濕球溫度在39～40℃。干筋期持續(xù)升溫，升到65～68℃并穩(wěn)住，濕球溫度控制在42℃左右。

1.3 取樣方法

于烤前和開始烘烤后的24 h取樣，此后每隔24 h取樣1次，每次取煙葉10片，分成3份。其中一份用于煙葉含水率測定；一份切去葉尖和基部各1/3區(qū)域，留葉中間1/3區(qū)域，裝在液氮罐中用于酶活性測定；一份于105℃殺青15 min、60℃下烘干，用粉碎機粉碎并過60目篩后保存，用于多酚類指標和化學(xué)成分的測定。各處理均重復(fù)3次。

1.4 測定項目與方法

采用殺青烘干法［12］測定煙葉含水率；分光光度計法測定葉綠素含量［13］；參照Wang等［14］的方法稍作修改測定PPO活性：取樣0.300 g，在液氮中研成粉末，加入3 mL提取緩沖液［0.1 mol/L乙酸-乙酸鈉（pH=6.0），1 mmol/L EDTA，0.3% Triton X-100，2% PVP］及少許石英砂于冰浴中研磨勻漿，12 000 g、4℃離心15 min，取上清液并分裝保存于-70℃超低溫冰箱，用于PPO活性測定；采用YC/T 202—2006［15］中的方法測定總酚含量。外觀質(zhì)量評價由河南中煙公司技術(shù)中心分級專家按照外觀質(zhì)量量化評定標準進行評估，外觀質(zhì)量權(quán)重為：顏色0.1、成熟度0.15、葉片結(jié)構(gòu)0.2、身份0.2、油分0.1、色度0.1、葉面組織0.05、柔韌性0.05、光澤度0.05。感官質(zhì)量由河南中煙公司技術(shù)中心和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院評吸專家按河南中煙技術(shù)中心單料煙質(zhì)量評價辦法進行評估。

感官總分=（香氣質(zhì)+香氣量）×2.4+（濃度+余味）×1.6+勁頭+雜氣+刺激性，滿分99分。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和作圖分別用SPSS 22.0和Microsoft Excel 2016軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濕球溫度對煙葉含水率的影響

變黃期完成后的煙葉含水率多少是決定能否發(fā)生棕色化反應(yīng)的先決條件，煙葉水分狀況決定其生命活動的強弱。由圖1可知，不同濕球溫度處理下煙葉含水率都隨著烘烤的推進呈下降趨勢。烘烤過程中煙葉主要的失水期發(fā)生在48～96 h。隨著濕球溫度的提高，煙葉含水率降低。烘烤24～96 h煙葉含水率均表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，且差異顯著（P＜0.05）。0～96 h，T1、T2和T3處理的煙葉失水量分別為85.7%、80.3%和77.4%。0～96 h，各處理煙葉失水速率表現(xiàn)為T1＞T2＞T3。這表明不同濕球溫度處理對煙葉水分散失有一定程度的影響。

2.2 不同濕球溫度對煙葉葉綠素含量的影響

從圖2可以看出，整個烘烤進程中，葉綠素含量在烘烤的前48 h內(nèi)迅速降解，此后降解緩慢，烘烤結(jié)束時各處理葉綠素含量差異不顯著。0～96 h，葉綠素含量始終表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，且在24～72 h期間差異顯著（P＜0.05）。從葉綠素降解量來看，T1、T2和T3處理的葉綠素降解量分別為94.9%、89.9%和87.0%。從葉綠素降解速率來看，0～96 h各處理表現(xiàn)為T1＞T2＞T3。這表明不同濕球溫度對鮮煙葉葉綠素含量和烘烤過程中葉綠素降解速率有較大影響。

圖1 不同濕球溫度對煙葉含水率的影響

圖2 不同濕球溫度對煙葉葉綠素含量的影響

2.3 不同濕球溫度對煙葉PPO活性的影響

從圖3可以看出，不同濕球溫度處理的PPO活性變化規(guī)律相似，即烘烤0～48 h呈下降趨勢，48～72 h短暫上升，之后持續(xù)下降。24、96 h時各處理PPO活性差異顯著（P＜0.05）；48 h，T1和T3處理PPO活性差異不顯著，表現(xiàn)為T3＞T1＞T2；72 h，T1和T3處理PPO活性差異也不顯著，表現(xiàn)為T1＞T3＞T2。這表明，在棕色化反應(yīng)敏感期T1和T3處理的PPO活性較高。

圖3 不同濕球溫度對煙葉PPO活性的影響

2.4 不同濕球溫度對煙葉總酚含量的影響

如圖4所示，隨著烘烤的推進，各處理煙葉總酚含量總體呈現(xiàn)升高趨勢，但72 h時有一定程度的下降?？竞罂偡雍棵黠@高于烤前。0～24 h，各處理煙葉總酚含量差異不顯著；48～96 h，各處理總酚含量表現(xiàn)為T2＞T3＞T1，且各處理差異顯著（P＜0.05）。這說明不同濕球溫度對煙葉總酚積累有較大影響，T2處理有利于總酚積累。

圖4 不同濕球溫度對煙葉總酚含量的影響

2.5 不同濕球溫度對烤后煙葉經(jīng)濟性狀的影響

由表1可以看出，T2處理的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價和上等煙比例均高于T1和T3。其中上等煙比例和均價分別較T1和T3高出8.3、7.1個百分點和0.2、1.0元/kg。這說明在干球溫度40～54℃（變黃后期至定色期）后，使?jié)袂驕囟确€(wěn)定在37～38℃有利于提高烤后煙葉經(jīng)濟性狀。

表1 不同處理烤后煙葉經(jīng)濟性狀

2.6 不同濕球溫度對烤后煙葉感官質(zhì)量的影響

由表2可以看出，不同濕球溫度處理下烘烤后煙葉卷制成單料煙的評吸感官質(zhì)量有較大差異。從香型風(fēng)格看，各處理烘烤后的煙葉都表現(xiàn)為焦甜焦香型。從質(zhì)量評價值來看，T2處理總分最高，為70.5分，表現(xiàn)為勁頭適宜，余味充足，尚柔和；T1處理評分相對較低，為68.4分，表現(xiàn)為勁頭較小，余味稍澀口，煙香不夠純凈；T3處理評分最低，僅為68.3分，表現(xiàn)為勁頭中等偏大，可用性偏低。

表2 不同處理烤后煙葉感官質(zhì)量評價

2.7 不同濕球溫度對烤后煙葉外觀質(zhì)量和物理特性的影響

由表3可以看出，從外觀質(zhì)量方面看，T2處理烤后煙葉成熟度、結(jié)構(gòu)、顏色和身份優(yōu)于T1和T3，這說明不同濕球溫度對烤后煙葉外觀質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。同時，濕球溫度高對油分和色度方面影響較小。在棕色化反應(yīng)敏感期，濕球溫度穩(wěn)定在37～38℃可以提高煙葉烤后成熟度，改善煙葉結(jié)構(gòu)、顏色和身份。從物理特性方面看，各處理煙葉烤后的含梗率、葉質(zhì)重、拉力和填充值均不同。其中T2處理煙葉含梗率和拉力最低，葉質(zhì)重最高，這說明在棕色化反應(yīng)敏感期，濕球溫度穩(wěn)定在37～38℃可以減少內(nèi)含物消耗，提高葉質(zhì)重和煙葉質(zhì)量。

表3 不同處理烤后煙葉外觀質(zhì)量和物理特性

3 討論

烘烤過程中，煙葉在適宜的溫濕度條件下進行著失水干燥的物理變化和內(nèi)部生物化學(xué)變化，兩者協(xié)調(diào)統(tǒng)一。烘烤期間煙葉內(nèi)的大分子物質(zhì)降解受制于環(huán)境溫濕度所影響到的水分動態(tài)［16］。馬玉紅等［17］研究表明，煙葉出現(xiàn)汗燙、烤紅、掛灰等問題，是葉片在變黃末期和定色期溫度高且煙葉水分多綜合作用的結(jié)果。因此，變黃末期和定色期改變環(huán)境中的濕球溫度對于烤煙質(zhì)量的形成有重大影響。岳城等［18］研究表明，定色期是煙葉在烘烤過程中的主要失水期。本研究表明，不同濕球溫度對于煙葉含水率有重要影響：低濕球溫度條件下，煙葉失水量大且失水速率快；高濕球溫度條件下，失水量小且煙葉含水率高。這與武圣江等［19］的研究結(jié)果一致。同時，不同濕球溫度對于烘烤過程中葉綠素的降解有重要影響：在棕色化反應(yīng)敏感期，葉綠素降解量T1＞T2＞T3，說明濕球溫度影響葉綠素的降解。T3處理葉綠素含量高可能是煙葉所處環(huán)境水分較多而致煙葉生理代謝遲緩，葉綠素降解慢［20］。T1處理葉綠素含量最低，可能是因為：濕球溫度低，煙葉失水快，使得烤箱通氣狀況改善，且隨著烘烤的進行，烤箱內(nèi)環(huán)境溫度不斷升高，煙葉代謝加快從而引起葉綠素降解速率升高［21］。

多酚氧化酶（PPO）是呼吸鏈末端氧化酶之一，參與多酚類物質(zhì)的氧化，是酶促棕色化反應(yīng)的關(guān)鍵酶，在煙株防御保護體系中起著重要作用。烘烤過程中，其活性大小和煙葉含水率密切相關(guān)［22］。各處理煙葉PPO活性在變黃期呈下降趨勢，可能是因為變黃末期至定色期煙葉開始大量失水，從而導(dǎo)致PPO活性下降。烘烤過程中，定色期PPO活性越大，變褐速度越快，且與烤后雜色煙葉比例呈顯著正相關(guān)［23］。而過早地降低PPO活性會使煙葉干燥速度過快，易形成大量青煙或黃中帶青煙，嚴重影響煙葉品質(zhì)［24］。因此T2處理煙葉的PPO活性有利于其品質(zhì)提升。

酶促棕色化反應(yīng)的實質(zhì)在于煙葉中的多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下，經(jīng)氧化產(chǎn)生黑褐色的醌類物質(zhì)，這類物質(zhì)積累和聚合會導(dǎo)致煙葉由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌潭鹊暮稚?5］。賀文俊等［26］研究表明：總酚含量烘烤的前24 h增加，而后略有下降，72 h之后又升高，至烘烤結(jié)束其總量明顯增加。本研究結(jié)果也顯示：總酚含量烘烤72 h時會有一定的下降，表現(xiàn)為T2＞T3＞T1。T1處理的總酚含量較低，且在72 h之后含量無差別，可能是因為PPO活性喪失，而酚類物質(zhì)被活性氧和過氧化酶氧化導(dǎo)致［27］；T3處理的總酚含量較低是由于PPO活性的增加，其多酚類物質(zhì)含量會被PPO氧化導(dǎo)致。定色期至烤后，煙葉總酚含量均以T2處理最高，說明T2處理下，PPO作用于多酚類物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)能夠維持一定的平衡狀態(tài)，即多酚類物質(zhì)在被氧化的同時也在不斷還原，因此棕色化反應(yīng)不易發(fā)生［28］。

不同濕球溫度處理對烤后煙葉外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量、經(jīng)濟性狀和物理特性都有重要影響。詹軍等［29］研究表明，密集烘烤后期濕度對烤煙的各類致香物質(zhì)有密切的關(guān)系。黃寶瑞等［30］研究表明，在隆林煙區(qū)，合理提高濕球溫度有利于提高煙葉外觀質(zhì)量和經(jīng)濟性狀。本研究表明，在經(jīng)濟性狀方面，T2處理上等煙比例、均價、產(chǎn)值和產(chǎn)量均高于T1和T3；在外觀質(zhì)量方面，T2處理顯著提高烤后煙葉成熟度、結(jié)構(gòu)、顏色和身份；在感官質(zhì)量方面，T2處理評分最高，烤后煙評吸效果好；在物理特性方面，T2處理含梗率和拉力最低，葉質(zhì)重最高，說明T2處理濕球溫度可以減少內(nèi)含物消耗。

4 結(jié)論

綜合來看，變黃末期至定色期，濕球溫度對烘烤過程中煙葉含水率、葉綠素含量、PPO活性、總酚含量、經(jīng)濟性狀、外觀質(zhì)量、感官質(zhì)量和物理特性均有重要影響。處理間比較，T2處理即在40～54℃（變黃后期至定色期）后使?jié)袂驕囟确€(wěn)定在37～38℃，其PPO活性較低，葉綠素含量適中，有利于抑制煙葉酶促棕色化反應(yīng)的發(fā)生，且總體上其經(jīng)濟性狀、外觀質(zhì)量和物理特性好，感官質(zhì)量更優(yōu)越，從而提高烤煙品質(zhì)。