不同成熟度烟叶在散叶烘烤过程中主要化学成分的动态变化

摘要：采收成熟度是决定烤烟烤后烟叶内在品质的关键因素之一，为了获得化学成分协调的烤后烟叶，试验比较了尚熟烟叶、成熟烟叶、完熟烟叶不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中主要化学成分的变化。结果表明，①不同成熟度烟叶在烘烤过程中烟碱、蛋白质含量的变化趋势不同，而总氮含量的变化较平稳，在烘烤期间变化不太大；不同成熟度烟叶的烟碱含量高低排序在整个烘烤过程中大体表现为尚熟烟叶、成熟烟叶、完熟烟叶；总氮和蛋白质含量在整个烘烤过程中尚熟烟叶要明显高于成熟烟叶、完熟烟叶，而成熟烟叶和完熟烟叶在鲜叶和干叶中总氮含量基本相当，蛋白质含量是成熟烟叶高于完熟烟叶。②不同成熟度烟叶在烘烤过程中烟叶总糖、还原糖含量变化趋势基本相同，大体表现为“N”形变化走势，烤后的干叶总糖、还原糖含量较鲜叶有大幅增加，不同成熟度烟叶的总糖、还原糖含量高低排序在整个烘烤过程中大体表现为完熟烟叶、成熟烟叶、尚熟烟叶。③不同成熟度烟叶烤后的干叶钾、氯含量均比鲜叶有所上升， 但幅度不大；在烘烤结束时，各成熟度烟叶的钾、氯含量在干叶中基本相当。

关键词：烤烟；散叶烘烤；成熟度；化学成分；动态变化

中图分类号：TS44+1；TS41+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）04-0835-05

Dynamic Changes of Major Chemical Components in Tobacco Leaf of Different Maturity during Loose Leaves Baking Process

ZHAO Hui-na1，XIE Yi-shu1，LI Zhang-hai2，PAN Wen-jie1

（1. Cultivation Modulation R & D Center， Guizhou Tobacco Research Institute， Guiyang 550081， China；

2.Tobacco and Health Research Center， University of Science and Technology of China， Hefei 230022， China）

Abstract： Harvest maturity is one of the key factors determining the internal quality of cured flue-cured tobacco， in order to obtain cured tobacco with coordinate chemical components， the dynamic changes of main chemical ingredients in mid-mature tobacco leaves， mature tobacco leaves， full ripe flue-cured tobacco leaves during loose leaves baking process were compared. Results indicated that， ①The changing trend of nicotine and protein content in tobacco leaves with different mature degree was different during baking process. The changing trend of total nitrogen content was smooth as it did not change a lot in the baking process. The nicotine content in tobacco leaves of different mature degree ranked from high to low in the whole baking process was mid-mature tobacco leaves， mature tobacco leaves， full ripe flue-cured tobacco leaves. Total nitrogen and protein content was much higher in mid-mature tobacco leaves than that in mature tobacco leaves and full ripe flue-cured tobacco leaves. Total nitrogen content in fresh and dry leaves of mature and full ripe flue-cured tobacco leaves was almost the same. The protein content was higher in mature tobacco leaves than in full ripe flue-cured tobacco leaves. ② The changing trend of total sugar and restored sugar content in tobacco leaves with different mature degree in the baking process was a same "N" shape. The total sugar and restored sugar content in baked dry leaves was considerably increased compared with fresh leaves. The total sugar and restored sugar content in tobacco leaves with different mature degree in baking process ranked from high to low was full ripe flue-cured tobacco leaves， mature tobacco leaves， mid-mature tobacco leaves. ③ The potassium and chlorine content in cured dry tobacco leaves with different maturity was increased compared to fresh leaves， but the margin was small. After baking was done， the potassium and chlorine content in cured dry tobacco leaves with different mature degree was almost the same.

Key words： flue-cured tobacco； loose leaves baking； maturity； chemical components； dynamic change

烟草（Nicotiana tabacum L.）叶片在成熟过程中，其生物学特性、生理生化特性和主要化学成分不断发生变化[1]，而这些变化直接影响着烟叶的烘烤特性和烤后烟叶质量[2-6]。烟叶成熟度不同，其化学成分组成不同，而化学成分决定了烟叶的内在质量[7]，尤其是糖、氮、烟碱等代表性常规成分对烟叶和烟气的感官质量有着重要的影响[8-10]。烘烤可以将采收时鲜烟的潜在质量显现为原烟的可供加工、燃吸的工业原料可用性质量与商品质量，使烟叶内在的化学成分在适宜的条件下通过转化、分解而形成优良的品质[11，12]。在烘烤过程中，烟叶淀粉的降解及其含量的变化、总糖含量的增加、蛋白质的分解及其含量的变化等对于烟草的各类品质极其重要[13-15]，业界关于采收烟叶的成熟度对烤后烟叶化学成分[16-19]、香气成分[20-25]和理化特性的影响[26-29]以及与烟叶质量之间的关系[30-33]进行了大量的研究，但针对不同烟叶在密集烘烤过程中的化学成分的动态变化报道尚少。试验通过对密集烘烤条件下不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中糖类、烟碱和蛋白质等化学成分的动态变化规律进行摸索，探讨了不同成熟度烟叶与糖类、烟碱和蛋白质等化学成分的含量关系及其化学协调性变化，以期为烤烟生产获取优质烟叶提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2010年在贵州省烟草科学研究所福泉基地进行，供试品种为云烟85（N. tabacum cv. Yunyan No.85）；烤房为该所设计的供试验专用的小型密集烤房，每座烤房可装新鲜烟叶600～800 kg，能烘烤2 000～3 340 m2的烟地产叶。仪器主要有Auto Analyzer Ⅲ（AA3）连续流动分析仪（德国布朗卢比公司）、消化器及消化管（德国布朗卢比公司）、ME614S电子天平（德国Sartorius公司，感量0.000 1 g）。

1.2 试验设计

设尚熟、成熟、完熟3个烟叶成熟度[34]处理。尚熟的烟叶成熟度表现为叶面淡绿色，叶片较平展，主脉尚含青，支脉淡绿色；成熟的烟叶成熟度表现为叶面绿黄色，主脉全白、发亮，支脉有2/3变白；完熟的烟叶成熟度表现为叶面浅黄色，主脉与支脉全白、发亮，叶面有明显黄斑。采用散叶装烟方法于密集烤房内实施烘烤，装烟密度控制在70 kg/m2，烘烤各阶段控制的湿球温度均比挂竿烘烤方式的低1～2 ℃。

1.3 取样分析

选取同一块烟地采收的不同成熟度的烟株中部叶若干，以20片叶一组标记若干组，在烤前、烘烤24 h、烘烤48 h、烘烤72 h、烘烤96 h和烤后干叶（烘烤结束）6个时期分别取各处理的标记烟样，对各处理烟叶进行杀青；采用流动分析仪[35]分别测定标记烟样的烟碱[36]、蛋白质[37]、总氮[38]、总糖[39]、还原糖[39]、钾[40]和氯[41]等化学成分的含量。

2 结果与分析

2.1 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中烟碱含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中烟碱含量的变化情况见图1，由图1可见，烘烤后的烟叶烟碱比新鲜烟叶的烟碱含量下降，但幅度不是太大。在烘烤过程中，尚熟烟叶烟碱含量在变黄初期（0～24 h）快速下降，随后在变黄中期（24～48 h）、变黄后期（48～72 h）基本不变，到干筋期（72～96 h）则烟碱含量迅速上升，而后（96 h到干叶期）又快速下降；成熟烟叶烟碱含量在变黄初期有小幅下降，变黄中期有小幅上升，之后在变黄后期又较快速地下降，而后干筋期到干叶期的烟碱含量变化不大；完熟烟叶烟碱含量从变黄期到干筋期呈明显的“W”形动态变化，而后干筋期到干叶期的烟碱含量变化不大。不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中烟碱含量的变化趋势存在不同，但在整个烘烤过程中不同成熟度烟叶的烟碱含量高低排序大体表现为尚熟烟叶、成熟烟叶、完熟烟叶。

2.2 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中总糖含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中总糖含量的变化情况见图2，由图2可见，不同成熟度烟叶烤后烟叶的总糖含量较新鲜烟叶有大幅度的增加，3个处理在烘烤过程中总糖含量的变化趋势基本相同，大体表现为“N”形变化走势，具体表现为变黄初期、变黄中期持续快速上升-变黄后期快速下降-干筋期到干叶期又持续快速上升。如果细分的话，在整个烘烤过程中各成熟度烟叶总糖含量高低排序大体表现为完熟烟叶、成熟烟叶、尚熟烟叶。

2.3 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中还原糖含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中还原糖含量的变化情况见图3，由图3可见，不同成熟度烟叶烤后烟叶的还原糖含量较新鲜烟叶也有大幅度的增加，还原糖含量在烘烤过程中变化趋势与总糖含量的变化趋势基本一致，大体表现也是呈“N”形走势，具体表现为变黄初期、变黄中期持续快速上升-变黄后期快速下降-干筋期到干叶期又持续快速上升，其中在变黄中期，尚熟烟叶和成熟烟叶的还原糖含量呈上升趋势，而完熟烟叶还原糖含量基本不变。在整个烘烤过程中各成熟度烟叶的还原糖含量高低排序大体表现为完熟烟叶、成熟烟叶、尚熟烟叶。

2.4 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中总氮含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中总氮含量的变化情况见图4，由图4可见，3个成熟度烟叶在烘烤过程中总氮含量的变化趋势均较平稳，总体来说在整个烘烤期间变化不太大；但尚熟烟叶的总氮含量要明显高于成熟烟叶、完熟烟叶的，而成熟烟叶和完熟烟叶在鲜叶和干叶里总氮含量基本相当。其中尚熟烟叶的总氮含量在烘烤过程中表现为变黄初期、变黄中期持续小幅下降-变黄后期小幅上升-干筋期到干叶期持续下降的变化趋势；成熟烟叶的总氮含量在烘烤过程中表现为整个变黄期基本不变-干筋期快速上升-干筋期以后到干叶期小幅下降的变化趋势；完熟烟叶的总氮含量在烘烤过程中表现为变黄初期快速下降-变黄中期、变黄后期持续快速上升-干筋期持续小幅上升-干叶期快速下降的变化趋势。

2.5 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中蛋白质含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中蛋白质含量的变化情况见图5，由图5可见，不同成熟度烟叶在烘烤过程中蛋白质含量的变化趋势是不同的，在烘烤过程中，尚熟烟叶蛋白质含量表现为变黄初期、变黄中期基本不变-变黄后期快速下降-干筋期到干叶期持续小幅上升的变化趋势；成熟烟叶蛋白质含量在烘烤前后无明显变化，只是在干筋期后到干叶期有很小幅度的增加；完熟烟叶表现为变黄初期、变黄中期基本不变-变黄后期快速上升-干筋期快速下降-干筋期后到干叶期又快速上升的变化趋势。其中尚熟烟叶的蛋白质含量在整个烘烤过程中要明显高于成熟烟叶、完熟烟叶，在整个烘烤过程中蛋白质含量高低排序表现为尚熟烟叶、成熟烟叶、完熟烟叶。

2.6 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中钾含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中钾含量的变化情况见图6，由图6可见，烘烤后的干叶比新鲜烟叶的钾含量上升，但幅度不大。不同成熟度烟叶在烘烤过程中的钾含量于变黄前期、变黄中期变化趋势均较平稳，基本无明显的变化；而在变黄后期至干筋期变化起伏较大，不过不同成熟度烟叶的钾含量变化趋势虽然不同，但经过干叶后，各成熟度烟叶的钾含量在烘烤结束时的钾含量基本相当，与新鲜叶比也没有太大的变化。

2.7 不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中氯含量的动态变化

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中氯含量的变化情况见图7，由图7可见，烘烤后干叶的氯含量比新鲜烟叶的上升，但幅度不大。各个成熟度烟叶在烘烤过程中氯含量的变化趋势是不同的，在变黄前期和变黄中期，3个成熟度烟叶的氯含量无明显的变化，不过氯含量的高低排序表现为尚熟烟叶、成熟烟叶、完熟烟叶；尚熟烟叶和完熟烟叶的氯含量在变黄后期快速上升，但在干筋期又快速下降，而成熟烟叶在此期间变化不大；在干筋期后到烘烤结束，3个成熟度的氯含量与烘烤开始的新鲜叶相比均有小幅增加。

3 小结与讨论

还原糖、烟碱、总氮含量对烤烟吃味品质能产生极显著的影响，其中还原糖、烟碱为目前制约烤烟吃味品质的主要化学成分[8]。在烘烤过程中如何使烟叶内部的化学成分协调一致，向着提高烟叶香吃味方向发展是科学烘烤的核心[42]。试验结果表明，不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤过程中，烟叶的烟碱、蛋白质含量变化趋势不同；烟叶总氮含量的变化趋势均较平稳，在烘烤期间变化不太大；但不同成熟度烟叶的烟碱含量高低排序在整个烘烤过程中大体表现为尚熟烟叶、成熟烟叶、完熟烟叶，总氮和蛋白质含量在整个烘烤过程中尚熟烟叶要明显高于成熟烟叶、完熟烟叶，而成熟烟叶和完熟烟叶在鲜叶和干叶中总氮含量基本相当，蛋白质含量是成熟烟叶高于完熟烟叶。

试验结果还显示，不同成熟度烟叶烤后烟叶的总糖和还原糖含量较新鲜烟叶有大幅度的增加，这与已有的研究结果相同[19，43，44]。不同成熟度烟叶的总糖和还原糖含量在烘烤过程中的变化趋势也基本相同，大体表现为“N”形走势，具体表现为变黄初期、变黄中期持续快速上升-变黄后期快速下降-干筋期到干叶期又持续快速上升，不同成熟度烟叶的总糖和还原糖含量高低排序在整个烘烤过程中大体表现为完熟烟叶、成熟烟叶、尚熟烟叶。

不同成熟度烟叶在散叶堆积烘烤后，钾、氯含量均比新鲜烟叶有所上升，但幅度不大。不同成熟度烟叶在变黄前期和变黄中期的钾、氯含量变化趋势均较平稳，基本无明显变化；在变黄后期至干筋期变化起伏较大，不过在烘烤结束时，各成熟度烟叶的钾、氯含量在干叶中基本相当。

参考文献：

[1] 刘国顺.烟草栽培学[M].北京：中国农业出版社，2003.

[2] 张树堂，杨雪彪.采收成熟度对烤烟亚硝胺和烟叶品质的影响[J].西南农业学报，2006，19（6）：1019-1022.

[3] 朱 忠，冼可法，尚希勇.中上部不同成熟度烤烟烟叶与主要化学成分和香味物质组成关系的研究[J].中国烟草学报，2008， 14（1）：6-12.

[4] 王瑞新，韩富根.烟草化学[M].北京：中国农业出版社，2003.65-79.

[5] 金思明，王培林.优质烟草栽培及烘烤[M]. 合肥：安徽科学技术出版社，1992.

[6] 王 勇，周冀衡，肖志新，等.不同成熟度对烤烟品质和安全性指标的影响[J].中国烟草科学，2007，28（3）：26-29.

[7] 于建军，宫长荣.烟草原料初加工[M].北京：中国农业出版社，2009.

[8] 杜咏梅，郭承芳，张怀宝，等.水溶性糖、烟碱、总氮含量与烤烟吃味品质的关系研究[J].中国烟草科学，2000，21（1）：7-10.

[9] 王建林.贵州烟区烤烟化学成分与评吸质量和外观质量的关系研究[J].安徽农业科学， 2010，38（1）：161-162.

[10] 于建军，庞天河，刘国顺，等.烤烟香气质与化学成分的相关和通径分析[J].中国农学通报，2006，22（1）：71-73.

[11] 黎 根，毕庆文，汪 健，等.烤烟主要化学成分与烟叶品质关系研究进展[J].河北农业科学，2007，11（6）：6-9.

[12] 何结望，王 欣，占金林，等.湖北主产烟区烤烟化学成分的变异分析[J].安徽农业科学，2007，35（6）：1703-1704，1707.

[13] 彭海峰，王怡明，刘如春，等.成熟度对烟叶质量的影响[J].湖南农业科学，2009（4）：31-35.

[14] 徐增汉，王能如，刘 领，等.烘烤工艺、成熟度和取样方式对烤后烟叶多酚的影响[J].湖北农业科学，2007，46（4）：587-589.

[15] 左安建.广东烤烟主产区烤烟化学成分分析[J].安徽农业科学，2008，36（2）：578-580.

[16] 高家合，秦西云，李金平，等.烤烟不同叶位叶片的化学成分变化规律研究[J].中国农学通报，2005，21（3）：183-186，258.

[17] 赵献章，刘国顺，杨永锋，等.不同叶位烤烟叶片主要物理性状和化学品质的差异分析[J]. 河南农业大学学报，2006，40（3）：230-233.

[18] 戴勇强.成熟度与烟叶质量的关系及其在烟叶分级中的判断[J].现代农业科技，2011（6）：37-38.

[19] 杨立均，宫长荣，陈江华，等.烘烤过程中烟叶淀粉含量及烤后化学成分分析[J].河南农业大学学报，2001，35（2）：152-155.

[20] 周冀衡，杨虹琦，林桂华，等.不同烤烟产区烟叶中主要挥发性香气物质的研究[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2004， 30（1）：20-23.

[21] 赵铭钦，苏长涛，姬小明，等.不同成熟度对烤后烟叶物理性状、化学成分和中性香气成分的影响[J].华北农学报，2008，23（3）：146-150.

[22] 黄 维，崔国民，赵高坤.不同成熟度烟叶在烘烤过程中主要挥发性香气成分的变化[J].中国农学通报，2010，26（24）：149-152.

[23] 刘国顺，叶协锋，王彦亭，等.不同钾肥施用量对烟叶香气成分含量的影响[J].中国烟草科学，2004，25（4）：1-4.

[24] 王 凌，苗果园，刘华山，等.烘烤温湿度对烟叶香气物质的影响[J].河南农业科学，2007（8）：36-39.

[25] 史宏志，刘国顺.烟草香味学[M].北京：中国农业出版社，1994. 396-398.

[26] 鲁 艺，李虎林，姬文秀，等.烤烟不同成熟度叶片外观性状特征与化学成分变化规律的研究[J].安徽农业科学，2008，36（35）：15550-15551，15557.

[27] 杨占伟，周圆臣，郑土山.成熟度和定色期湿度与烟叶烘烤物理特性的关系[J].江西农业学报，2010，22（4）：33-35，42.

[28] 孙福山.烤烟变黄期温湿度、变黄程度与烟叶品质关系研究[J].烟草科技，1991（4）：39-42.

[29] 杜 娟，张 楠，许自成，等.烤烟不同部位烟叶主要化学成分与感官质量的关系[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2011，26（2）：16-20.

[30] 杨通隆，杨秀春.烤烟上部烟叶不同成熟度一次性带茎砍烤与烟叶质量关系研究[J].耕作与栽培，2010（3）：39.

[31] 刘烈定，邱万勇.烟叶不同部位成熟时期的外观特征标准研究[J].安徽农业科学，2005，33（5）：860-861.

[32] 陈 雪，陈丽萍，艾复清.采收成熟度对特色烟烤后烟叶化学成分的影响[J].贵州农业科学，2011，39（5）：62-64.

[33] 赵铭钦，于建春，程玉渊，等.烤烟烟叶成熟度与香气质量的关系[J]. 中国农业大学学报，2005，10（3）：10-14.

[34] 孙福山，王丽卿，刘 伟，等.烟叶成熟度及烘烤关键指标与烟叶质量关系的研究[J]. 中国烟草科学，2002，23（3）：25-27.

[35] 杜瑞华，周明松.连续流动分析法在烟草分析中的应用[J].中国测试技术，2007，33（3）：76-78.

[36] 张 威，王 颖，唐纲岭，等.连续流动法测定烤烟总植物碱的不确定度[J].烟草科技，2012（8）：29-33，39.

[37] 崔 娅，龙 杰，王淑华，等.用连续流动分析法测定烟草总氮[J].烟草科技，2000（12）：56-59.

[38] 瞿先中，程 涛，蒋士盛，等.连续流动分析法测定烟草中的蛋白质[J].烟草科技，2006（1）：41-42，53.

[39] 刘泽春，谢 卫，蔡国华，等.连续流动法测定烟草水溶性糖的影响因素[J].福建分析测试，2004，13（1）：1091-1094.

[40] 孔浩辉，李期盼，郭 文，等.连续流动分析法测定烟草中的氯含量[J].烟草科技，2004（4）：26-28.

[41] 赖伟玲. 影响连续流动分析法测定烟草钾含量的因素[J].闽西职业技术学院学报，2008，10（4）：124-125.

[42] 宫长荣，周义和，杨焕文，等.烤烟三段式烘烤导论[M].北京：科学出版社，2006.

[43] 蔡宪杰，王信民，尹启生，等.采收成熟度对烤烟淀粉含量影响的初步研究[J].烟草科技，2005（2）：38-40.

[44] 宫长荣，袁红涛，陈江华.烘烤过程中环境湿度和烟叶水分与淀粉代谢动态[J].中国农业科学，2003，36（2）：155-158.