烤煙上部葉帶莖烘烤研究進展

張繼旭，喻 曦，施定國，孔德翠，蔣碧霞，吳思昊，楊松兵，楊大全

（云南省煙草公司昆明市公司，云南昆明 650051）

隨著我國加入世界衛生組織（WHO）《煙草控制框架公約》（FCTC），煙葉品質日益受到消費者的關注，對其要求也越來越高。上部葉作為烤煙產質量的重要組成部分，占單株產量的30%～40%，在烤煙國標的30 個上中等煙等級中占12 個，占比達到40%。隨著現代卷煙工藝的發展，上部煙葉逐步成為優質卷煙品牌原料的重要來源，使用價值顯著提高[1]，成熟度好的優質上部煙葉逐漸成為低焦油卷煙葉組配方中的主體。

然而，受傳統栽培技術和生態環境因素的影響，我國大部分煙區上部煙葉普遍存在青雜較多、結構致密、僵硬、化學成分不協調、香氣質差、香氣量不足、刺激性強等不利因素。近年來，國內各煙草工商企業、高等院校和科研院所均對提高上部煙葉質量進行了大量積極有效的探索與思考[2-6]，帶莖烘烤作為一種改善和提高上部煙葉質量的有效烘烤措施脫穎而出。從帶莖烘烤過程中煙葉的生理生化變化及帶莖烘烤對烤后煙葉的理化性狀、經濟性狀等方面做簡要概述，進一步總結帶莖烘烤理論。

1 煙葉帶莖烘烤研究與應用現狀

1.1 帶莖烘烤過程中葉片水分的變化

烘烤過程中煙葉組織中的水分狀況直接影響著葉內各種物質的轉化過程，自由水和束縛水對煙葉組織生命活動有著不同的影響，二者共同作用抵御外界環境條件的脅迫，完成葉內生理生化轉化[7]。滕永忠等和徐建平等利用同位素示蹤法研究表明水分可以從莖稈向葉片中轉移[8-9]。帶莖煙葉在完成顏色變黃后，莖稈及葉片組織內仍有較多的水分，可以促進葉片內有機物質持續進行較長時間的轉化分解[10]。也有研究認為帶莖烘烤過程中，煙葉的總水分表現為前期下降緩慢后期下降較快的總體趨勢，自由水的失水高峰要早于總水分[11]。張麗英等采用回歸分析方法分析了帶莖烘烤煙葉含水量的變化，結果表明帶莖烘烤減慢了煙葉在變黃期的失水速度，在定色期又加快了煙葉的失水速度[12]。由于帶莖采收煙葉位于莖稈形態學上端，有利于莖稈中的自由水經導管向葉片遷移，進而顯著延緩葉片組織水分散失，隨著莖稈長度的增加延緩作用更明顯。煙葉位于2 cm 長的莖稈形態學上端時，烘烤后期主脈部分水分向莖稈遷移，有利于煙葉的干葉和干筋[13]。

1.2 帶莖烘烤過程中葉片顏色的變化

煙葉烘烤過程中最明顯、最直觀的變化是葉片顏色的變化，顏色變化的實質是細胞內葉綠素的降解和葉黃素、類胡蘿卜素等黃色素比例的顯著增加[14]。帶莖采烤煙葉在烘烤過程中細胞內的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量明顯低于逐片采收烘烤煙葉，煙葉類胡蘿卜素與總葉綠素含量比值則高于逐片采烤[12]；徐秀紅等認為，烤煙上部葉帶莖采收烘烤在變黃前期的葉綠素降解速度較快于不帶莖采收烘烤，到定色末期時帶莖采收烘烤和不帶莖采收烘烤的頂部葉葉綠素含量基本相同[15]。但帶莖采收烘烤與不帶莖采收烘烤的頂部葉類胡蘿卜素與葉綠素的比值變化趨勢基本一致，且帶莖采收烘烤比不帶莖采收烘烤的類胡蘿卜素的降解量大[16]。馬留軍等通過不同帶莖采烤葉片數研究表明，色素降解速率為逐片采收煙葉慢于兩片葉帶莖，四片葉帶莖降解速率最快，認為帶莖采收能加快烘烤過程中煙葉變化[1]。說明雖然帶莖煙葉變黃較快，但由于變黃后期莖稈組織的自由水不斷向葉片遷移，導致帶莖煙葉烘烤變黃時間較長，變黃程度較高。

1.3 帶莖烘烤過程中生理生化指標的變化

在烘烤過程前期，煙葉仍然進行著旺盛的生命活動，葉片內大分子化合物不斷分解變為小分子化合物，并大量被呼吸作用消耗[17]。馬留軍等以紅花大金元上部葉為試驗材料，通過研究認為呼吸強度表現為4片葉帶莖高于2片葉帶莖，逐片采收煙葉的呼吸強度最低[1]。而蔣博文等則認為4片葉帶莖烘烤煙葉主變黃期（烘烤24～48 h）呼吸強度高于對照煙葉，變黃后期和定色前期呼吸強度低于對照[18]。酶是煙葉烘烤過程中煙葉內部生理生化活動的重要催化物質，其活性的高低直接影響著煙葉內大分子化合物、烤后煙葉顏色和香氣物質等的轉化。淀粉酶是煙葉調制過程中將淀粉轉化為糖類物質的關鍵酶，其酶活性的高低直接決定著烤后煙葉內淀粉的含量。研究表明，帶莖烘烤煙葉的淀粉酶活性在進入定色期前處于上升趨勢，且整體上高于不帶莖煙葉[11,16,19]，可能是帶莖烘烤后煙葉淀粉含量低且化學成分比例協調的原因之一。多酚氧化酶是影響酶促棕色化反應的主要酶類，對多種煙葉香氣物質的形成起著重要作用。帶莖烘烤過程中多酚氧化酶活性降低，是導致酶促棕色化反應水平相對較低的原因[11,15]；但趙莉則認為帶莖烘烤的多酚氧化酶活性相對較高[16]。丙二醛含量與超氧化物歧化酶、過氧化物酶等保護酶類的活性是一種負相關關系。超氧化物歧化酶活性高于不帶莖煙葉，過氧化物酶活性和丙二醛含量都低于不帶莖煙葉[15,20]，說明帶莖烘烤過程中超氧化物歧化酶的保護作用可能起了主導作用，細胞膜脂過氧化水平低，有利于形成和積累更多的香氣基礎物質。游離脯氨酸含量也低于不帶莖煙葉[16]，表明帶莖烘烤時煙葉受逆境脅迫的程度較低，內在生物化學變化相對在一個比較緩和的環境中進行，有利于內在物質的充分轉化。綜合分析，烤煙上部煙葉帶莖采收烘烤的理化變化有利于烤后煙葉質量的形成。

1.4 帶莖烘烤對初烤煙葉理化性狀的影響

初烤煙葉物理性狀包括煙葉的外部形態及其物理性能，是反映煙葉質量與加工性能的重要指標，直接影響煙葉品質和卷煙制造過程中的產品風格、成本及其他經濟指標[21-23]。帶莖烘烤可以提高煙葉填充力，降低葉片厚度、單葉重量和葉質重，能夠提高上部煙葉的開片程度，但增大了初烤煙葉的含梗率[20]，帶莖烘烤煙葉的平衡含水率、葉質重、填充值均得到改善且在適宜范圍內[24]，但也有研究認為烤后煙葉平衡含水率和一次性采收方式烘烤相比沒有明顯差異[11,16]。帶莖烘烤后煙葉葉片主脈直徑收縮率顯著小于不帶莖煙葉（p＜0.05），葉片厚度收縮率顯著大于不帶莖煙葉葉片（p＜0.05）[25]，柵欄組織細胞結構變化程度大于不帶莖煙葉葉片[26]。帶莖烘烤煙葉干物質損失較不帶莖烘烤多[20]，可能主要是因為帶莖烘烤低溫變黃時間延長，干物質被大量呼吸消耗。煙葉的化學成分是決定煙葉內在品質的主要因素，煙葉內在化學成分達到適宜程度是廣大煙草工作者判斷煙葉質量優劣的標準之一。帶莖烘烤上部煙葉的總氮、煙堿、淀粉均低于傳統采烤方式，總糖、還原糖、鉀含量略高，糖堿比、鉀氯比和氮堿比均接近優質煙葉的最佳比值[27-28]。帶莖烘烤烤后煙葉顏色變淡，偏橘黃，葉片結構相對疏松，油分較充足，色度較強，化學成分含量相對適宜，比例協調，淀粉、蛋白質含量顯著降低，上部葉帶莖稈烘烤能夠提高大多數香氣物質的含量，改善煙葉品質[29]。但也有研究認為，帶莖烘烤煙葉烤后煙葉內物質含量變化不大，糖堿比基本不變，帶莖采收對于協調烤后上部葉的化學成分作用不大[30]。

1.5 帶莖烘烤對初烤煙葉經濟性狀的影響

張建鹿等采用對比試驗研究認為，雖然帶莖烘烤煙葉的單葉重和產量有所下降，但中上等煙比例和均價均為最高[31]。邵憲橋等研究表明，雖采收烘烤合計用工多4 個，但在改善煙葉外觀質量顯示出良好效果[32]。表現在上等煙比例、上中等煙比例及相應均價都比常規采烤有所提高。張永春研究也認為，上部4～6 片葉一次性帶莖烘烤，能明顯提高煙葉的外觀質量、均價和上、中等煙比例，黃煙率高，等級結構更趨合理，生產總成本降低，經濟性狀好，有效提升煙農收益[33]。但也有研究認為帶莖烘烤不僅燃料消耗增加，采編裝難度增大，費工費時，而且單葉重減輕，上等煙比例及均價也會下降[34]。

2 展望

目前，關于帶莖烘烤對烤后煙葉的產質量及烘烤過程中的部分生理生化指標研究方面已經取得了一定的成果，但帶莖烘烤煙葉及莖稈作為一個整體，在烘烤過程中，煙葉與煙葉之間、煙葉與莖稈之間均會存在不同程度的物質交流，這些物質的交流機制及時間尚未完全明確。另一方面，不同煙區的生態環境、氣候條件、土壤性質、種植品種、烤房類型、烘烤工藝的不同均對帶莖烘烤結果產生影響，因此各地應“因地制宜、因材施教”，發展適合當地的上煙葉帶莖烘烤技術，持續提升煙葉供給質量，為煙葉生產高質量發展貢獻力量。