不同素質煙葉烘烤過程中主要含氮化合物與色素含量的關系

吳文信，李生棟，譚方利，黃克久，陳少鵬，郭保銀，宋朝鵬*

(1.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南 郴州423000；2.河南農業大學煙草學院，河南 鄭州 450002；3.中國煙草總公司重慶市公司，重慶 404100 )

不同素質煙葉烘烤過程中主要含氮化合物與色素含量的關系

吳文信1，李生棟2，譚方利1，黃克久3，陳少鵬3，郭保銀3，宋朝鵬2*

(1.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南 郴州423000；2.河南農業大學煙草學院，河南 鄭州 450002；3.中國煙草總公司重慶市公司，重慶 404100 )

以烤煙品種K326為材料，采用相關分析法對烘烤過程中不同素質煙葉主要含氮化合物(煙堿、總氮、蛋白質)與色素(葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素)含量的變化進行研究。結果表明：嫩黃煙、返青煙、高溫逼熟煙和貪青晚熟煙葉綠素大量轉化分別在30~38 ℃、42~48 ℃，類胡蘿卜素含量則均呈現小幅緩慢下降趨勢；不同素質煙葉煙堿轉化量最大的階段分別為48~54 ℃、48~68 ℃、30~38 ℃、48~54 ℃，總氮轉化量最大的階段分別為48~54 ℃、30~38 ℃、42~48 ℃、38~42 ℃，蛋白質轉化量最大的階段分別為30~42 ℃、30~38 ℃、30~38 ℃、42~48℃?；貧w分析結果表明，嫩黃煙主要含氮化合物與色素含量的決定系數R2分別為0.622、0.545、0.845，返青煙的分別為0.608、0.721、0.974，高溫逼熟煙的分別為0.931、0.883、0.966，貪青晚熟煙的分別為0.801、0.881、0.981。不同素質煙葉烘烤過程中主要含氮化合物與色素含量具有密切相關性。

烤煙；含氮化合物；色素

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煙葉烘烤過程中，煙葉化學成分發生一系列復雜變化，其外觀變化與含氮化合物的變化密切相關，含氮化合物對煙葉品質以及安全性均有較大影響[1]。趙銘欽等[2]、周冀衡等[3–4]對烤煙色素與煙葉品質進行研究，結果表明，烤煙色素是煙葉品質形成的重要物質；史宏志等[5]對煙堿和總氮與煙葉香氣質量進行研究，表明烤煙煙堿和總氮含量與類胡蘿卜素類香氣成分含量呈顯著的二次曲線相關；許自成等[6]對煙堿和總氮含量與煙葉評吸質量進行研究，表明煙堿含量與勁頭和濃度得分呈顯著的線性相關，與香氣質、余味、雜氣和甜度呈極顯著的二次曲線相關；朱尊權[7]、左天覺[8]對烤煙內部成分研究均表明，過高的蛋白質含量會對卷煙吸食品質有不良影響。筆者運用相關分析法，對不同素質煙葉烘烤過程中主要含氮化合物與色素含量的變化進行研究，以期為不同素質煙葉協調營養比例、提高煙葉品質提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

烤煙品種K326。

1.2 方法

于2015年4—8月在湖南省桂陽縣梧桐村煙田，選取不同素質煙葉各20桿，置于氣流下降式標準密集式烤房，按照湖南桂陽“優質煙葉烘烤操作指南”分別進行烘烤。依據文獻[9–11]評定方法并參考煙區生態條件，判定下部葉(第5~6位葉下)為嫩黃煙、部分中部葉(第10~11位葉下)為返青煙、部分上部葉(第14~16位葉下)為高溫逼熟煙、部分上部葉(第14~16位葉下)為貪青晚熟煙。分別對30℃(鮮煙葉)、烤中38、42、48、54 ℃及68 ℃(烤后煙)煙葉進行關鍵溫度點取樣分析。

樣品水分采用殺青烘干法測定[12]。依據文獻[13–14]，質體色素含量采用分光光度法測定，蛋白質含量采用考馬斯亮藍G–250測定。煙堿、總氮含量測定采用流動分析法[15]。

1.3 數據分析

采用Excel 2013進行試驗數據分析。參照張衛華等[16]方法，對試驗數據進行無量綱化處理。使用SPSS23.0對數據進行差異分析及相關分析。

2 結果與分析

2.1 不同素質煙葉烘烤過程中色素含量的變化

由表1可知，不同素質煙葉綠素a含量以返青煙最高，為0.980 mg/g，高溫逼熟煙最低，僅0.499 mg/g。整個烘烤過程，貪青晚熟煙葉綠素a降解比例最大，為98.54%，嫩黃煙葉綠素a降解比例最小，為95.74%。不同素質煙葉烤中葉綠素b含量變化與葉綠素a含量變化較為一致，以貪青晚熟煙含量最高且降解比例最大，降解比例為98.74%，嫩黃煙降解比例最小，為92.62%。嫩黃煙類胡蘿卜素含量最高，為0.703 mg/g，且降解比例最大，為20.20%，高溫逼熟煙含量最低，為0.396 mg/g，且降解比例最小為8.33%。返青煙、嫩黃煙、高溫逼熟煙葉綠素含量均在30~38 ℃下降最快，葉綠素a降解比例分別為96.73%、81.85%、86.37%，葉綠素b降解比例為97.55%、81.88%、75.00%；貪青晚熟煙色素含量在42~48 ℃下降較快，分別為70.51%、54.27%。不同素質煙葉類胡蘿卜素含量變化與葉綠素含量變化存在較大區別，類胡蘿卜素含量在烘烤過程中呈現緩慢下降趨勢，且相對葉綠素a、葉綠素b降解比例較少，其中高溫逼熟煙葉類胡蘿卜素含量一直處于相對較低的水平且降解較少。

表1 不同素質煙葉烘烤過程中的色素含量Table 1 Pigment content of different quality tobacco leaves during bulk curing process

2.2 不同素質煙葉烘烤過程中含氮化合物的變化

結果(表2)表明，不同素質煙葉在烘烤過程中煙堿、總氮、蛋白質含量均呈現下降趨勢，這與前人研究結果[17]基本吻合，但不同素質煙葉之間差異較大。高溫逼熟煙煙堿含量最高，為4.46%，嫩黃煙煙堿含量最低，為1.97%，且降解轉化比例最大，為29.09%，貪青晚熟煙降解比例最小，為11.10%。貪青晚熟煙葉總氮含量最高且降解轉化比例最大，為18.10%，嫩黃煙含量最小，為2.06%，返青煙降解比例最小，為7.83%。貪青晚熟煙蛋白質含量最高，為16.85%，嫩黃煙含量最低，為12.94%，且降解比例最低，為12.89%，返青煙總氮降解比例最大，為19.97%。綜合表2數據，烘烤過程中煙堿含量降解幅度均較小，且煙堿含量始終表現為高溫逼熟煙最高，貪青晚熟煙次之，返青煙再次，嫩黃煙最低；貪青晚熟煙在38~42 ℃總氮轉化稍快，轉化比例為9.07%，此后與其他素質煙葉一樣，均呈緩慢下降趨勢。蛋白質與煙堿、總氮含量變化有較大區別，高溫逼熟煙、返青煙均在30~38 ℃轉化較快；嫩黃煙在30~48 ℃呈較為緩慢的降解趨勢；貪青晚熟煙在30~48 ℃轉化比例分別為2.95%、4.02%、10.47%，呈先緩慢下降、后快速下降的趨勢。

表2 不同素質煙葉烘烤過程中含氮化合物的含量Table 2 Contents of nitrogen-containing compounds of different quality tobacco leaves during bulk curing process

2.3 不同素質煙葉含氮化合物與色素含量的相關分析

相關分析結果(表3)表明，嫩黃煙煙堿、總氮均與色素含量呈極顯著正相關，蛋白質與葉綠素含量呈極顯著正相關，與類胡蘿卜素含量呈顯著相關。返青煙煙堿與葉綠素b、類胡蘿卜素含量呈極顯著正相關，與葉綠素a含量呈顯著相關；總氮、蛋白質均與葉綠素含量呈極顯著正相關，總氮與類胡蘿卜素含量呈顯著正相關。高溫逼熟煙煙堿、總氮、蛋白質與葉綠素含量均呈極顯著正相關，且均與類胡蘿卜素含量呈負相關。而貪青晚熟煙煙堿、總氮、蛋白質與色素均呈現極顯著正相關。

表3 含氮化合物與色素含量的相關系數Table 3 The correlation coefficient between the contents of nitrogen-containing compounds and pigment content of different quality tobacco leaves during bulk curing process

表4 不同素質煙葉主要含氮化合物與色素含量的回歸方程Table 4 Multiple regression analysis of nitrogen compounds content and pigment content in different quality tobacco leaves during bulk curing process

3 結論與討論

研究結果表明：不同素質煙葉葉綠素a含量與葉綠素b含量在烘烤過程中變化較為一致，且降解轉化比例均達到90%以上；類胡蘿卜素含量在烘烤過程中均呈現緩慢下降趨勢，降解轉化比例不大；不同素質煙葉煙堿降解轉化比例分別為29.09%、28.80%、17.21%、11.10%，總氮降解轉化比例分別為11.63%、7.83%、12.57%、18.10%，蛋白質降解轉化比例分別為12.89%、19.97%、15.92%、18.08%。相關分析表明，除返青煙煙堿含量與葉綠素a含量之間呈顯著正相關外，不同素質煙葉主要含氮化合物與葉綠素之間均呈現極顯著正相關；不同素質煙葉主要含氮化合物含量與類胡蘿卜素含量之間相關性存在較大差異。對煙葉煙堿、總氮、蛋白質含量與色素含量進行回歸分析，嫩黃煙的決定系數R2分別為0.622、0.545、0.845，返青煙的為0.608、0.721、0.974，高溫逼熟煙的為0.931、0.883、0.966，貪青晚熟煙的為0.801、0.881、0.981。

不同素質煙葉在烘烤過程中直觀表現為變黃、失水程度的不同，內在則表現為物質轉化、降解的多少與快慢。嫩黃煙烘烤過程中多表現為變黃快、易失水，整體烘烤時間短，烤后煙葉多出現身分薄、葉尖緣枯焦等現象，部分存在支脈或葉基部含青[18]；返青煙烘烤過程煙葉變黃稍慢，烤后煙葉部分存在身分僵硬、支脈微青等現象；高溫逼熟煙與貪青晚熟煙在烘烤過程中均表現為變黃慢、失水難、所需溫度高等特點，烤后煙高溫逼熟煙多為身分僵硬、顏色偏紅偏暗；貪青晚熟煙則多為浮青、雜色等現象。不同素質煙葉其不同的本質在于內部碳氮營養失衡，且多表現為氮高糖低現象，烤中較易出現色素、含氮化合物分解轉化不充分的烤青現象和碳水化合物消耗過度的烤黑、雜色等現象[19]?？梢罁煌刭|煙葉內在色素及含氮化合物的降解規律，結合生態、部位及煙葉抗逆機制，適時調整烘烤工藝，促進不同素質煙葉色素及含氮化合物在適宜的時間、適宜的溫度范圍內快速降解，為進一步實現以煙葉營養為基礎的營養烘烤奠定基礎。

[1] 張樹堂．紅花大金元品種品質特征[J]．湖南農業大學學報(自然科學版)，2007，33(2)：170–173．

[2] 趙銘欽，劉金霞，黃永成，等．煙草質體色素與煙葉品質的關系綜述[J]．中國農學通報，2007，23(7)：135–138．

[3] 周冀衡，楊虹琦，林桂華，等．不同烤煙產區煙葉中主要揮發性香氣物質的研究[J]．湖南農業大學學報(自然科學版)，2004，30(1)：20–23．

[4] 周冀衡，王勇，邵巖，等．產煙國部分煙區烤煙質體色素及主要揮發性香氣物質含量的比較[J]．湖南農業大學學報(自然科學版)，2005，31(2)：128–132．

[5] 史宏志，邸慧慧，趙曉丹，等．豫中烤煙煙堿和總氮含量與中性香氣成分含量的關系[J]．作物學報，2009，35(7)：1299–1305．

[6] 羅玲，楊杰，許自成，等．四川烤煙煙堿和總氮含量分布特點及對評吸質量的影響[J]．鄭州輕工業學院學報(自然科學版)，2012，27(1)：33–36．

[7] 朱尊權．煙葉的可用性與卷煙的安全性[J]．煙草科技，2000(8)：3–6．

[8] 左天覺．煙草的生產、生理和生物化學[M]．上海：遠東出版社，1993：16–24．

[9] 朱佩，王傳義，田福海，等．特殊煙葉烘烤過程中生理生化變化及烤后質量特點[J]．中國煙草科學，2014(1)：32–36．

[10] 陳海生，劉國順，劉大雙，等．GIS支持下的河南省煙草生態適宜性綜合評價[J]．中國農業科學，2009(7)：2425–2433．

[11] 宮長榮．煙草調制學[M]．北京：中國農業出版社，2003：260–279．

[12] YC/T 31—1996煙草及煙草制品試樣的制備和水分的測定——烘箱法[S]．

[13] 李合生．植物生理生化實驗原理和技術[M]．北京：高等教育出版社，2000．

[14] 曲春香，沈頌東，王雪峰，等．用考馬斯亮藍測定植物粗提液中可溶性蛋白質含量方法的研究[J]．蘇州大學學報(自然科學版)，2006，22(2)：82–85．

[15] 趙立紅，方敦煌．連續流動分析法測定煙草中水溶性糖、煙堿、氯離子的比較研究[J]．光譜實驗室，2007，24(2)：224–230．

[16] 張衛華，趙銘軍．指標無量綱化方法對綜合評價結果可靠性的影響及其實證分析[J]．統計與信息論壇，2005，20(3)：33–36．

[17] 付亞麗，盧紅，尹建雄，等．云南烤煙煙堿、總氮和粗蛋白含量與種植海拔的相關性分析[J]．云南農業大學學報，2007，22(5)：676–680．

[18] 宮長榮，李巍，司輝，等．下部煙葉采收時間對上部葉生理生化變化及烤后質量的影響[J]．煙草科技，2003(9)：36–38．

[19] 高琴，劉國順，李姣，等．不同氮肥水平對烤煙質體色素和碳氮代謝及品質的影響[J]．河南農業大學學報，2013， 47(2)：138–142．

責任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅 維

The relationship between the content of main nitrogen-containing compound and pigment content in different quality leaves during tabacco bulk curing process

Wu Wenxin1, Li Shengdong2, Tan Fangli1, Huang Kejiu3, Chen Shaopeng3, Guo Baoyin3, Song Chaopeng2*
(1.Chenzhou Company of Hunan Tobacco Company, Chenzhou, Hunan 423000, China; 2.Tobacco College of Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 3.Chongqing Company of China National Tobacco Corporation, Chongqing, 404100, China)

Flue-cured tobacco varieties K326 was used as materials in this experiment, and correlation analysis were used to investigate the relationship among nicotine, total N content, protein content and pigment content during bulk curing process. Results showed that chlorophyll content in tender leaves, re-greening leaves, heat-forced maturity leaves and over-green and late-maturing leaves had a large number of conversion at 30–38 ℃ and 42–48 ℃, but carotenoid content in these leaves were all slightly and slowly declined during bulk curing process. During bulk curing process nicotine content in different quality leaves exhibited the maximum conversion at 48–54 ℃, 48–68 ℃, 30–38 ℃, 48–54 ℃; while the maximum conversion of total N content occurred at 48–54 ℃, 30–38 ℃, 42–48 ℃, 38–42 ℃; and the maximum conversion of protein content occurred at 30–42 ℃, 30–38 ℃, 30–38 ℃, 42–48 ℃. Multiple regression analysis of the contents of major nitrogen compounds and pigment content showed that the correlation coefficient(R2) in tender leaves were 0.622, 0.545, 0.845; in re-greening leaves were 0.608, 0.721, 0.974; in heat-forced maturity leaves were 0.931, 0.883, 0.966; and in over-green and late-maturing leaves were 0.801, 0.881, 0.981.

flue-cured tobacco; nitrogen-containing; pigment

S572.01

A

1007-1032(2016)06-0622-05

2016–03–22

2016–08–18

湖南省煙草公司郴州市公司項目(201543100094001)

吳文信(1970—)，男，湖南桂陽人，農藝師，主要從事煙草科技創新和技術推廣研究，564095169@qq.com；*通信作者，宋朝鵬，博士，副教授，主要從事煙草調制加工研究，ycszp@163.com