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郴州烤烟K326品种烘烤特性探究

2019-03-14 13:32:44 天津农业科学2019年2期

方明 邱坤 谭方利 李宏光 吴文信 王玉帅 樊?#28900;? 李峥

摘? ? 要:烤煙的烘烤特性是指烟叶在农艺过程中获得的与烘烤技术和效果紧密相关的固有素质特性,因品种而异。试验以烤烟K326品种为供试材料,采用暗箱和电热式烤箱研究郴州产区烤烟K326品种的烘烤特性,分析其变黄、变褐特性,失水特性,叶绿素降解特性及主要化学成分变化规律。结果表明:暗箱条件下,下部叶变黄快,易烤性较好,变黄后变?#36136;?#38388;短,耐烤性较差;上部叶则与下部叶表现完全相反,易烤性较差而耐烤性较好;中部叶的易烤性和耐烤性介于上部叶和下部叶之间。烟叶在烘烤过程中,失水规律表现为“慢-快-慢”的变化趋势;叶绿素降解呈先快后慢的规律;主要化学成?#31181;?#24635;糖、还原糖含量表现为增加趋势,总氮、烟碱含量变化不明显,淀粉含量?#24335;?#20302;趋势。在不同烘烤阶段不同部位烟叶各项指标的变化速率和幅度均存在明显的差异,需依据各部位烟叶烘烤特性制定科学的烘烤工艺,充分发挥烟叶潜力,提升K326品种的种植效益。

关键词:烤烟;K326:烘烤特性;湖南郴州

中图分类号:S572? ? ? ? ? 文献标识码:A? ? ? ? ? DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.02.005

Abstract: The curing characteristics of flue-cured tobacco refer to the inherent quality characteristics of tobacco obtained in the agricultural process, which are closely related to the curing technology and effect, and vary according to the variety. Tobacco leaves from different leaf positions of K326 were used as test materials. Study on flue-curing characteristics of K326 in Chenzhou area using black box and electric oven system. The characteristics of yellowing and browning, dehydration, chlorophyll degradation and changes of main chemical components were analyzed. The results showed that under dark condition, the lower leaves performed rapid yellowing and good easy curing potential, but the time which was from complete yellowing to come into browning was shorter, indicating that the lower leaves had bad endurable curing potential. The flue-curing characteristics of the upper leaves showed the opposite trend with the lower leaves. And the flue-curing characteristics of the middle leaves were between the upper leaves and the lower leaves. During the curing process, the law of water loss of tobacco leaves was showing a trend of "slow-fast-slow". Chlorophyll degradation was showing a trend of fast first and then slowdown. The contents of total sugar and reducing sugar in the main chemical components showed an increasing trend, the contents of total nitrogen and nicotine showed no significant change, while the starch content showed a decreasing trend. There were obvious differences in the speed and range of the indicators in different baking stages and different position leaves. The scientific flue-curing technology should be worked out according to the flue-curing characteristics of different parts of tobacco leaves in order to give full play to the potential of tobacco leaves and enhance the planting benefit of K326 varieties.

Key words: flue-cured tobacco; K326; flue-curing characteristics; Chenzhou city of Hunan province

K326是美国诺斯朴·金种子公司(Northup King Seed Company)通过McNair30和NC95杂交选育而成的烤烟品种,1989年被中国烟草品种审定委?#34987;?#35748;定为良种并推广,近年来已成为南方产区的主要植烟品种之一[1-3]。烤烟K326品种自引入推广以来,在烟叶生产中表现出优良的农艺性状,获得了较高的经济效益,同时因其突出、独特的香型特点而深受卷烟企业的青睐[4]。在郴州烟区,K326品种的浓香型风格更为突出,更能彰显?#22266;?#39321;风格特色,但由于缺乏成熟配套的烘烤工艺,烤后烟叶存在烤青、?#19968;摇?#27491;反面色差大等问题[5-7],取得的经济效益并不明显,限制了郴州烤烟品种的多样性和烟叶的可?#20013;?#21457;展。而明确烟叶烘烤特性是适宜烘烤工艺制定的基本依据,因此对其烘烤特性的研究显得尤为重要。

烤烟的烘烤特性是指烟叶在农艺过程中获得的与烘烤技术和效果紧密相关的固有素质特性,反映了烟叶在烘烤过程中对?#29575;?#24230;的响应程度及烟叶品质的动态形成[8-9]。杨鹏等[10]以烤烟品种K326表现出特殊素质的上部叶为试验材料,对烘烤过程中水分、颜色、多酚氧化酶变化规律进行了比较分析。朱峰等[11]采用暗箱试验研究了陕西?#37096;?#20135;区K326、云烟87、贵烟4号3个品种不同部位烟叶的失水变色特性。王松峰等[12]采用暗箱和烘烤试验结合的方式研究了烤烟NC55品种的烘烤特性。但有关K326不同部位烟叶自然条件下变黄和变褐特性及烘烤过程中烟叶质量动态变化的研究鲜有报道。

为准确把握烤烟K326品种的烘烤特性,以加快其在郴州烟区的推广应用,本研究通过对K326不同部位烟叶在暗箱条件下的变黄和变褐特性,烘烤过程中的失水特性、叶绿素降解特性及主要化学成分变化规律等方面进行系统探究,以期确定科学的烘烤方式,充分发挥郴州烟区K326增产增质的潜力,取得更高的经济效益。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试烤烟品种为K326,2018年6—7月在郴州?#24418;?#26704;镇试验田选取试验材料。试验田土壤肥力中等,于2018年3月17日移栽,种植行距110 cm,株距50 cm,烤烟生产技术严格按照郴州市烤烟生产技术标准进?#23567;?#36873;取长势一致、叶色均?#21462;?#30041;叶数18片的烟株挂牌标记,以下部叶(第5~6位叶)、中部叶(第11~12位叶)、上部叶(第16~17位叶)为供试材料,烟叶采收成熟标准参照文献[13]进?#23567;?/p>

1.2 试验方法

1.2.1 暗箱试验 通过暗箱试验了解烟叶的变黄和变褐特性。选取K326各部位鲜烟叶6片,按照文献[14-15]的方法,以12? h为周期,采用目测法观察暗箱中?#31185;?#28895;叶的变黄(Y)和变褐(B)成数,并结合观察次数(n)计算出各部位烟叶的变黄指数(YI)和变?#31181;?#25968;(BI):

YI=Y/10n,指数值与烟叶变黄速?#39135;收?#27604;;

BI=B/10n,指数值与烟叶变褐速?#39135;收取?/p>

1.2.2 電热式密集烤烟箱试验 烘烤试验主要了解各部位烟叶的失水特性、叶绿素降解特性及主要化学成分变化规律。烟叶烘烤采用KCKY-C型电热式?#29575;?#24230;自控密集烤烟箱(南平市?#25340;?#25104;套机电设备有限公司生产),装烟室模式为一层一路设计,规格为长?#37327;懟?#39640;=1.05 m×1.00 m×1.15 m,装烟密度35~40 kg·m3,采用三段式烘烤工艺[13]进行烘烤。

烘烤开始后每隔12 h选取颜色、大小具有代表性的烟叶样品15片,其中5片用于测量烟叶含水量,5片用于测量叶绿素含量,剩余5片用于主要化学成分的测定。采用烘箱法[16]测量烟叶含水量,采用分光光度法[17]测量叶绿素含量,采用流动分析仪法[18]测量烟叶总糖、总氮、烟碱、还原糖、淀粉的含量。

1.3 数据统?#21697;?#26512;

试验数据整理及绘图使用Microsoft Excel 2010软件,采用SPSS 22.0对数据进行方差分析。

2? 结果与分析

2.1 各部位鲜烟叶变黄和变褐特性

从变黄过程来看,36 h及以前,不同部位烟叶变黄成数表现为:上部叶>下部叶>中部叶,48 h之后,上部叶变黄速率减缓,至60 h烟叶变黄成数均表现为?#21512;?#37096;叶>上部叶>中部叶,此时下部叶基本完全变黄,84 h时,中部叶基本完全变黄,而上部叶于96 h时基本达到全黄状态;从变黄指数(表1)来看,下部叶的变黄指数显著高于中部叶和上部叶,具有较好的易变黄性,上部叶的变黄指数略低于中部叶,但二者差异?#21019;?#26174;著水平。

烟叶在完全变黄后,均从叶尖及叶片边缘处开始褐变,并逐渐向叶面和叶基部?#30001;歟?2~108 h之间,各部位烟叶褐变成数均?#31995;停?#19988;部位之间差别较小,之后各部位烟叶褐变速率均有所提升,120~168 h不同部位褐变速率和褐变成数均表现为下部叶>中部叶>上部叶,其?#24615;?#37319;后168 h后下部叶变褐成数达到90%,而中、上部叶的变褐成数分别为70%和50%;从褐变指数(表1)来看,下部叶的变?#31181;?#25968;最高,其次是中部叶,二者间差异不显著,但均显著高于上部叶,说明下部叶变黄后褐变速度最快。

2.2 烟叶烘烤过程中失水特性

K326不同部位鲜烟叶及12~96 h各烘烤时间点的烟叶含水?#28900;?#34920;现为?#21512;?#37096;叶>中部叶>上部叶;随着烘烤过程的进行,各部位烟叶含水量不断降低,失水速率表现出一致的“慢-快-慢”的变化规律,在烘烤36 h之内,各部位烟叶失水速率均较为缓慢,降低幅度差异较小,上部叶含水量在36~96 h期间快速降低,中、下部叶在48~96 h期间失水速?#39318;?#24555;、失水幅度最高;96 h之后烘烤进入干筋期,叶片已基本干燥,各部位烟叶的失水速率明显降低并逐渐趋于稳定,上部叶的失水量和失水速率在此阶段略高于中、下部叶,表明上部叶烟筋中水分迁移散失速?#24335;下?/p>

2.3 烟叶烘烤过程中叶绿素降解特性

K326不同部位烟叶烘烤过程中叶绿素含量表现出一致的不断降低的变化趋势,鲜烟叶采收后及烘烤12 h时叶绿素含?#28900;?#20026;下部叶>中部叶>上部叶;下部叶烤前叶绿素含量为1.837 mg·g-1,烘烤24 h时叶绿素降解率为40.60%,至48 h时叶绿素降解率为79.83%,72 h时下部叶叶绿素含量为0.146 mg·g-1,降解率达到92.02%,之后叶绿素含量趋于稳定;中部叶烤前叶绿素含量为1.561 mg·g-1,烘烤48 h内叶绿素降解速率和幅度明显低于下部叶,烘烤24 h时叶绿素降解率为27.82%,48 h时降解率达到67.11%,至72 h时降解率达到87.56%,之后叶绿素含量趋于稳定;上部叶于充分成熟后采收,鲜烟叶中叶绿素含量?#31995;停?#20026;1.169 mg·g-1,在烘烤48 h之前叶绿素降解率已达到84.37%,48~60 h表现为略有降低的趋势,之后叶绿素含量趋于稳定。

2.4 烟叶烘烤过程中主要化学成分变化

2.4.1 总糖 K326鲜烟叶总糖含量为:上部5.24%,中部7.86%,下部4.83%;烘烤结束后总糖含量表现为:上部23.54%,中部26.19%,下部24.17%,烘烤后各部位烟叶之间总糖含量的差异表现为缩小的趋势;在烘烤过程中,前72 h总糖含量变化幅度较为明显,72 h时上部叶总糖含量较鲜烟叶增长了22.90个百分点,中、下部叶分别增长了16.82和22.48个百分点,之后总糖含量的变化趋势明显减缓。

2.4.2 总氮 K326鲜烟叶总氮含量分别为:上部2.04%,中部2.21%,下部1.83%;烘烤结束后各部位烟叶总氮含量为:上部2.16%,中部2.27%,下部1.74%;烘烤过程中总氮含量峰值出?#36136;?#26399;为下部叶最早,在48 h,中部叶在72 h,上部叶在96 h。整体来看,中部叶总氮含量的波动幅度最明显,上部叶和下部叶的变化相对较为?#20132;骸?/p>

2.4.3 烟碱 K326各部位烟叶采收后烟碱含量为:上部葉1.82%,中部叶1.60%,下部叶1.17%;烘烤开始后,各部位烟叶烟碱含量变化趋势均表现为先迅速上升后缓慢降低的变化趋势,上部叶和下部叶在48 h时达?#38454;?#39640;值,分别增长了1.37和 0.45个百分点,中部叶于72 h达?#38454;?#39640;值,增长了1.16个百分点;峰值之后,下部叶和中部叶烟碱含量?#39135;中?#32531;慢降低的变化趋势,烘烤结束后烟碱含量分别为1.27%和2.39%,上部叶烟碱含量在48~84 h?#26412;?#38477;低,84 h之后烟碱含量变化幅度趋于稳定,烤后烟碱含量为2.28%;烘烤调制过程中烟碱含量变化最显著的阶段为24~48 h,且下部叶的变化趋势较中、上部叶?#20132;骸?/p>

2.4.4 还原糖? K326鲜烟叶还原糖含量为:上部4.17%,中部5.76%,下部3.58%;烘烤开始后,下部叶还原糖含量在0~24 h期间快速上升,24~48 h稍有降低后48~72 h再次增长,在烘烤72 h时达?#38454;?#39640;值,此时还原糖含量较鲜烟叶增长了14.75个百分点,之后在72~84 h明显降低,84 h之后继续降低,但降低幅度不明显,基本趋于稳定状态,烘烤结束后还原糖含量为16.43%;中部叶还原糖含量在72 h之前表现为?#20013;?#22686;长的变化趋势,72 h时还原糖含量较鲜烟叶增长9.03个百分点,之后还原糖含量基本趋于稳定,烘烤结束后还原糖含量为15.68%;上部叶还原糖含量在烘烤48 h之前快速上升并达到峰值,48 h时还原糖含量较鲜烟叶增长了12.51个百分点,48~60 h有明显的降低趋势,之后?#26376;?#26377;降低,但基本趋于稳定,至烘烤结束后还原糖含量为13.42%。

2.4.5 淀粉 K326鲜烟叶淀粉含量为上部叶30.46%,中部叶28.87%,下部叶26.73%;烘烤结束后为上部叶5.43%,中部叶5.06%,下部叶4.23%;各部位烟叶淀粉含量降解最明显的时期在烘烤前48 h,12 h时,上部叶淀粉含量降解了2.61个百分点,中、下部叶分别降低了6.51个百分点,24 h时,上部叶淀粉含量较鲜烟叶降解了5.78个百分点,中部叶降低11.37个百分点,下部叶降低16.42个百分点,36 h时,下部叶淀粉降解幅度最高,达到了个19.25个百分点,中、上部叶分别降低了14.59和12.94个百分点,48 h时,上、中、下部叶淀粉含量较鲜烟叶分别降低了18.19、15.40、20.44个百分点,之后降低速率和幅度明显减缓;48 h之前各部位烟叶淀粉含量表现为上部>中部>下部,48~84 h期间上部叶淀粉含量介于中部叶和下部叶之间,96 h后淀粉含量又表现为上部>中部>下部,此时各部位烟叶淀粉含量基本趋于稳定状态。

3 结论与?#33268;?/p>

烤烟烘烤特性是烟叶在烘烤调制过程中理化变化的综合体现,通常反映于烟叶在特定?#29575;?#26465;件下的失水干燥特性、变黄和定色特性等方面,可从易烤性和耐烤性两个方面进行阐述[11,14]。在烘烤?#23548;?#25805;作过程中,烟叶颜色变化最为直观明显,变黄速度快,表明烟叶具有较好的易烤性,变黄速度慢,则易烤性较差;烟叶完全变黄后变褐速度快,说明耐烤性较差,反之则耐烤性较好[9,13]。本试验中,郴州烟区K326品种不同部位烟叶的烘烤特性存在明显差异,暗箱试验中烟叶变黄、变褐速率均表现为下部叶最快,中部叶次之,上部叶最慢,变黄和变?#31181;?#25968;随烟叶部位上升逐渐降低,且下部叶的变黄指数显著高于中、上部叶,上部叶的变?#31181;?#25968;显著低于中、下部叶,表明下部叶的易烤性较好,但耐烤性一般;上部叶的易烤性较差,但耐烤性较好;中部叶的易烤性和耐烤性均处于中等水平,其易烤性更偏向于上部叶,耐烤性更偏向于下部叶,烘烤特性较差。本研究与朱峰等[11]对K326中部叶、肖志君等[14]对K326上部叶的暗箱试验研究结果相比,变黄和变?#31181;?#25968;均存在差异,表明烟叶烘烤特性受生态条件、采收成熟度的影响较大,因此,各烟叶产区应因地制宜,充分发掘烤烟品种优势,制定适宜的烘烤工艺以保证烟叶品质。

水分作为生理反应进行的必要条件,失水干燥速率在一定程度上决定了烟叶的变色速度及化学成?#20013;?#35843;性[19]。本试验中,郴州烟区K326烘烤期间各部位烟叶水分散失规律均表现为“慢-快-慢”的变化趋势,叶绿素降解呈先快后慢的变化规律。烟叶表面颜色是色素含量的直观呈现,烘烤过程中叶绿素的降解速率和降解量体现了烟叶的变黄特性[14]。本试验中,郴州产区K326品种叶绿素含量在烘烤前期快速降解,烘烤至72 h时各部位烟叶叶绿素降解率均达到85%以上,但上部叶叶绿素含量的降解要滞后于中、下部烟叶。

烤烟化学成分的含?#28900;?#23450;了烟叶品质及其风格特色[20]。本试验中,对郴州烟区K326不同部位烟叶在烘烤各阶段化学成分的变化速率与幅度存在明显差异,烘烤结束后,烟叶中的总糖、还原糖含量有所增加,淀粉含量明显降低,烟碱、总氮含量变化不显著。总糖、还原糖和淀粉的含量在烘烤前后整体变化幅度较大,烟叶中糖含量是内在品质评价的主要指标。适当的提高两糖含量,有助于烟叶评吸质量的提升,而初烤后残留的淀粉含量是对烟叶色香味不利的产物[21]。郴州烟区K326烟叶在烘烤过程中,两糖含量在72 h之前显著增长,之后?#20107;?#26377;降低的变化趋势,且以上部叶降低趋势最为明显,因此可适当缩短干筋期进程,促进烟筋快速失水,有利于烟叶干物质的积累及烤后烟品质的提升;不同部位烟叶淀粉含?#28900;?#22312;变黄期?#26412;?#38477;低,在烘烤参数调整中可降低起始干球温度,提升变黄期湿球温度,保证淀粉酶活性,使淀粉充分分解转化。

鉴于?#40092;?#37108;州烟区K326品种烟叶不同部位烘烤特性和烟叶水分及化学成分含量的变化,在烤烟生产中,要依据不同部位烟叶烘烤特性,把握烟叶水分、颜色、化学成分等指标对烘烤各阶段?#29575;?#24230;的响应程度,制定科学适宜的烘烤工艺。

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