煙葉含梗率性狀的鑒定方法研究

闕遠慧，何軼，喻奇偉，熊晶，柯漁洲，羅雯，王平松，莫澤君，段麗麗，劉仁祥※

（1.貴州大學煙草學院/貴州省煙草品質研究重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州省煙草公司畢節市公司，貴州 畢節 551700）

煙葉含梗率指煙梗在煙葉中所占的重量百分比，是煙葉的重要經濟性狀和物理特性指標；煙葉含梗率直接影響打葉復烤的出絲率和出片（葉）率[1]，是煙草工藝特性和卷煙生產成本核算的重要經濟指標[2-4]。前人研究表明，烤煙品種[4-6]、煙葉產地[7,8]及栽培措施[9,10]對煙葉含梗率有較大的影響，選育利用含梗率低的品種，對于提高煙葉品質、降低卷煙生產成本有重要意義。在煙草品種選育過程中，往往要進行多個品系的煙葉含梗率測定，而目前煙葉含梗率的測定普遍采用屈劍波[11]測定烤煙國家標準（40級）河南各等級煙葉的含梗率的方法，該方法需要待煙葉成熟后采收，采用烘烤方式干燥，在溫度（22±2）℃、相對濕度（60±2）%的條件下平衡水分1周，分開梗和葉肉分別稱重，再計算煙葉含梗率。這一方法測定過程繁瑣、測定時間長，對于品種選育中的大量品系鑒定選擇存在測定工作量大、鑒定時間偏晚的問題。為此，本研究選用不同品種成熟煙葉，設置殺青和烘烤、葉梗分離和不分離處理方式，選用烤后煙葉設置不同含水率梯度處理，通過比較不同處理煙葉含梗率測定結果的差異，篩選快速、可靠的煙葉含梗率測定方法，以期為品種選育過程中提高煙葉含梗率的測定效率提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗品種

試驗品種為NC82、云煙87、云煙116、貴煙4號、貴煙202、韭菜坪2號和NC82X韭菜坪2號，由貴州大學煙草品質研究重點實驗室提供。

1.2 試驗器材

烘箱（天津市泰勒斯儀器有限公司）、大型密集烤房（貴州大學煙草科學實驗基地）、1/100天平（福州華志科學儀器有限公司）等。

1.3 試驗設計

1.3.1 不同干燥方式對煙葉含梗率的影響 選取含梗率差異大的NC82、韭菜坪2號和NC82X韭菜坪2號共3個品種（系）成熟度一致的中部9～11葉為試驗材料。設置干燥方式、葉梗處理二因素實驗，干燥方式設置殺青干燥（用烘箱在105℃殺青30 min、75℃烘干）、烘烤（用大型密集烤房及其三段式烘烤工藝烘烤兩種干燥方式）；葉梗處理設置葉梗分離、葉梗不分離兩種煙葉處理方式。試驗采用完全隨機設計，3次重復。待煙葉干燥后，采用屈劍波[26]的煙葉含梗率方法，分別重復測定各處理煙葉含梗率。

1.3.2 不同含水率對含梗率的影響 設置煙葉含水率為0、5%、10%、15%和20%共5種處理，采用完全隨機試驗設計，3次重復。隨機選取NC82、云煙87、云煙116、貴煙4號和貴煙202共5個品種（系）的烤后煙葉為實驗材料，按照屈劍波[11]的水分平衡方法，將實驗煙葉置于溫度（22±2）℃、相對濕度（60%±2%）的恒溫恒濕條件下平衡水分，待煙葉重量等于含水率為0時煙葉重量的1.05倍、1.11倍、1.17倍和1.25倍時，即為煙葉含水率為5%、10%、15%和20%處理，重復測定各處理煙葉含梗率，測定完成后即采用GB/T22838.8方法[12]測定驗證含水率。

1.4 數據處理

采用DPS 5.0和Excel 2010軟件分析試驗數據。

2 結果與分析

2.1 不同品種間煙葉含梗率差異分析

由不同品種間煙葉含梗率測定的結果（表1）看出：不同品種間煙葉含梗率有差異，3個品種（系）間煙葉在殺青干燥方式下的煙葉含梗率分別為16.64%、18.69%和15.41%，相差幅度為7.98%～21.28%，差異達到顯著水平；在三段式烘烤干燥方式下的煙葉含梗率分別為29.61%、36.35%和31.66%，相差幅度為6.92%～22.76%，相差達到極顯著。說明煙葉含梗率受遺傳控制，遺傳改良是降低煙葉含梗率的有效途徑，品種選育過程中需對各品種（系）煙葉的含梗率進行測定，以準確選擇煙葉含梗率適宜的品種。

表1 不同品種間不同干燥方式的煙葉含梗率統計表Table 1 Statistical table of stem content of tobacco leaves with different drying methods of different varieties

2.2 不同干燥方式對煙葉含梗率的影響

葉梗不分離烘烤是煙葉生產中普遍采用的煙葉干燥模式，適宜的溫度和充足的水分是煙葉烘烤過程中發生新陳代謝以及烤黃、烤香的必須條件，也是導致干物質損失的主要原因。煙葉烘烤過程中，溫度上升和水分損失慢，煙葉內的淀粉、蛋白質和葉綠素等大分子有機物在酶的作用下降解轉化，形成糖、氨基酸和香氣前體物等小分子物質，使煙葉品質得以顯現和提高，同時也因呼吸消耗導致干物質損失。而殺青干燥過程中，因溫度高使得酶很快失活，大分子有機物幾乎不發生降解。由兩種干燥方式下煙葉含梗率的測定結果（表1）看出，不同干燥方式對煙葉含梗率有影響，同一品種煙葉采用烘烤方式干燥后的煙葉含梗率高于殺青干燥后的煙葉含梗率，3個品種采用烘烤和殺青干燥兩種方式的煙葉含梗率平均為32.54%和16.91%，相差達到極顯著水平。因此，煙葉生產和卷煙原料含梗率評價，不能采用直接殺青干燥的煙葉來測定含梗率。

對同一品種煙葉采用殺青和烘烤兩種方式進行干燥后的含梗率進行相關分析的結果（表2）看出，采用兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關系數為0.98，相關達到極顯著水平，回歸方程為y=1.615 9x+5.203 9，說明可用殺青干燥方式烘干后的煙葉含梗率預測烘烤后的煙葉含梗率。因此，在煙草品種選育中，含梗率性狀可采用將煙葉殺青干燥后測定，根據其與對照品種煙葉含梗率的高低進行取舍，根據回歸方程預測該品系烘烤后的煙葉含梗率，以快速、準確地進行煙葉含梗率的鑒定和育種材料的選擇。

表2 不同干燥方式的含梗率相關性分析Table 2 Correlation analysis of stem content using different drying methods

2.3 葉梗分離和不分離對煙葉含梗率的影響

葉梗分離后干燥，切斷了干燥過程中葉肉與梗之間的物質和水分轉移，煙葉含梗率變化主要由葉和梗間大分子有機物降解比例決定。葉梗不分離干燥，煙葉含梗率變化除了梗和葉肉的水分流動和物質轉移外，還有葉和梗間大分子有機物降解，導致煙葉含梗率產生差異。由表3看出，殺青干燥方式下，葉梗分離干燥比葉梗不分離的煙葉含梗率高，3個品種分別高8.94、10.92和13.81個百分點，平均高11.22個百分點，差異達到極顯著水平；烘烤方式下，葉梗分離比葉梗不分離烘烤的煙葉含梗率低，3個品種分別低2.89、5.09和2.98個百分點，平均低3.65個百分點，相差達到顯著水平。說明葉梗不分離干燥，梗和葉肉間存在物質流動，因此，煙葉生產和卷煙原料的含梗率評價，不能采用先將葉梗分離后殺青或烘烤干燥的煙葉來測定含梗率。

表3 葉梗分離與不分離的煙葉含梗率差異統計表（%）Table 3 Statistical table of stem content difference between separated and unseparated tobacco leaves(%)

葉梗不分離殺青干燥后，由于煙葉易碎，需要將煙葉回潮至不易碎才能分離葉和梗，再平衡水分后測定煙葉含梗率，測定過程繁瑣、耗時長，仍然不利于大規模進行煙草品種（系）煙葉含梗率的測定。對同一品種煙葉采用葉梗分離后殺青和不分離烘烤兩種方式進行干燥后的煙葉含梗率進行相關分析的結果（表4）可知，兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關系數為0.93，相關達到極顯著水平，回歸方程為y=1.229 9x 2.070 5，說明可用葉梗分離后殺青干燥后的煙葉含梗率預測葉梗不分離烘烤后的煙葉含梗率。因此，在煙草品種選育中，煙葉含梗率性狀可采用將葉梗分離后殺青干燥測定，根據測定值與對照品種煙葉含梗率的高低進行取舍，同時也可根據回歸方程預測該品系烘烤后的煙葉含梗率，達到快速、準確地鑒定選擇育種材料的煙葉含梗率性狀。

表4 葉梗分離后殺青干燥和不分離烘烤的含梗率相關性分析Table 4 Correlation analysis of stem content between de-greening drying and non-separation baking after stem separation

2.4 不同平衡含水率間煙葉含梗率差異分析

由隨機選擇的5個品種烤后煙葉在不同平衡含水率下的煙葉含梗率測定結果（圖1）看出，5個參試材料不同含水率下的煙葉含梗率差異均不顯著，說明在煙葉含水率在0～20%范圍內，含水率對煙葉含梗率的測定值沒有顯著影響。因此，在育種實踐中，在煙葉回潮后，即可測定煙葉含梗率，可減少平衡水分的程序和時間，提高煙葉含梗率鑒定選擇效率。

圖1 不同品種在不同平衡含水率處理下的煙葉含梗率統計圖Fig.1 Statistical diagram of stem content of different varieties under different equilibrium moisture treatments

3 討論

煙梗的主要成分是纖維素和木質素，結構致密，在卷煙加工中難以利用，嚴重影響卷煙的加工質量、成本和效益[13,14]，因此，卷煙工業非常重視煙葉含梗率。煙葉含梗率是指煙梗重量在煙葉中所占百分率[11,15]，煙葉含梗率的測定采用屈劍波[11]測定烤煙國家標準（40級）河南各等級煙葉的含梗率的方法，該方法需要待煙葉成熟后采收，采用烘烤方式干燥，在溫度（22±2）℃、相對濕度（60±2）%的條件下平衡水分1周，分開梗和葉肉分別稱重，再計算煙葉含梗率。這一方法測定過程繁瑣、測定時間長，對于遺傳改良中煙葉含梗率的遺傳研究、大量品系鑒定選擇存在測定工作量大、測定時間偏晚的問題。本研究顯示，殺青干燥和煙葉含梗率相差極顯著，兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關系數為0.98，相關達到極顯著水平，回歸方程為y=1.615 9x+5.203 9；葉梗分離與不分離處理干燥后的煙葉含梗率相差極顯著，葉梗分離后殺青干燥與不分離烘烤的煙葉含梗率的相關系數為0.93，相關達到極顯著水平，回歸方程為y=1.229 9x 2.070 5；煙葉含水率在0～20%范圍內，不同含水率間煙葉含梗率的測定結果沒有顯著差異。因此，在研究煙葉含梗率的遺傳和進行新品種（系）煙葉含梗率鑒定選擇時，可采用將成熟煙葉的葉梗分離后進行殺青干燥，冷卻后即可測定煙葉含梗率，采用回歸方程預測該品種（系）烘烤后的煙葉含梗率，以快速、準確的進行煙葉含梗率的鑒定和育種材料的選擇。

烘烤是煙葉生產必需的過程，烘烤過程中煙葉內的淀粉、蛋白質和葉綠素等大分子有機物在酶的作用下降解轉化形成糖、氨基酸和香氣前體物等小分子物質，使煙葉品質得以顯現和提高，也導致干物質的損失[16-19]。殺青干燥，高溫使得酶很快失活，大分子物質幾乎不發生降解，導致殺青干燥和烘烤的煙葉含梗率有差異。葉梗分離試驗結果顯示，由于梗粗、葉肉薄，梗的表面積與水分量的相對比值較葉肉小，干燥過程中葉肉內的水勢下降快，梗中的水分會轉移到葉肉中以維持水勢平衡，帶動梗中可溶于水的物質轉移到葉肉中，導致梗中可溶于水的物質減少而葉肉中增多，煙葉含梗率相對下降。同時，梗中的水分及時轉移到葉肉中，延長了葉肉中酶活性維持時間，葉肉中大分子有機物降解損失量增加，含梗率相對增加。本研究烘烤比殺青干燥后煙葉含梗率高，說明烘烤過程中葉肉的有機物降解損失量大于梗中隨水分轉移到葉肉中的物質量。

4 結論

殺青和烘烤兩種方式干燥后的煙葉含梗率的相關系數為0.98，相關達到極顯著水平，回歸方程為y=1.615 9x+5.203 9；葉梗分離后殺青干燥與不分離烘烤的煙葉含梗率的相關系數為0.93，相關達到極顯著水平，回歸方程為y=1.229 9 x 2.070 5；煙葉含水率在0～20%范圍內，不同含水率煙葉的含梗率測定結果沒有顯著差異。因此，在研究煙葉含梗率的遺傳和進行新品種（系）煙葉含梗率鑒定選擇時，可采用將成熟煙葉的葉梗分離后進行殺青干燥，冷卻后即可測定煙葉含梗率，即可測定煙葉含梗率，采用回歸方程預測該品種（系）烘烤后的煙葉含梗率，以快速、準確地進行煙葉含梗率的鑒定和育種材料的選擇。