Analysis of Baking Characteristics of Flue-cured Tobacco Variety ‘NC297’ Introduced from American

LIUZidan, HUBinbin, CHENYuchang, ZHANGJinglin, FEILina, LINJinquan, CHENYi, HEChenggang, JIANGYonglei

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (4) : 134-143. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0402

Analysis of Baking Characteristics of Flue-cured Tobacco Variety ‘NC297’ Introduced from American

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Abstract

In order to clarify the baking characteristics of the US-introduced tobacco variety ‘NC297’, the traits of color characterization, yellowing and browning, water loss, chlorophyll degradation, and polyphenol oxidase activity of different parts of the tobacco leaves in the dark-box test were investigated by using the intensive baking room and dark-box test method with ‘NC297’ as the material. The results showed that: (1) in the dark-box test, the yellowing degree of the middle and lower leaves was close to 100% at 96 h, while the upper leaves were not completely yellowed until more than 120 h, indicating that the baking ease of the middle and lower leaves of ‘NC297’ was moderate, but the baking ease of the upper leaves was poor. (2) During the baking process, the polyphenol oxidase activity of the upper fresh tobacco leaves of ‘NC297’ was 0.46 ∆OD398 nm/(g·min), significantly higher than that of the middle and lower leaves of ‘NC297’ which was 0.22 ∆OD398 nm/(g·min), indicating that the middle and lower leaves of ‘NC297’ were more resistant to baking, and the upper leaves were moderately resistant to baking. However, the browning degree of the lower leaves was close to 30% at 144 h, which indicated that the browning degree of the lower leaves among different parts of the tobacco was relatively poor. (3) In terms of chemical composition, with the increase of baking time, total sugar, reducing sugar and total amino acid content gradually increased, while total nitrogen, protein and starch content gradually decreased. To summarize, ‘NC297’ has medium baking ease in the middle and lower leaves, poor baking ease in the upper leaves, the order of baking resistance is middle leaves> upper leaves> lower leaves, and the chemical compositions of the flue-cured leaves are more coordinated, and the quality is significantly improved.

Key words

flue-cured tobacco / ‘NC297’ / curing characteristics / dark-box test / water loss characteristics / chlorophyll degradation / polyphenol oxidase activity

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LIU Zidan , HU Binbin , CHEN Yuchang , ZHANG Jinglin , FEI Lina , LIN Jinquan , CHEN Yi , HE Chenggang , JIANG Yonglei. Analysis of Baking Characteristics of Flue-cured Tobacco Variety ‘NC297’ Introduced from American. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2025, 41(4): 134-143 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0402

0 引言

烟叶烘烤特性与种植品种即基因型差异、栽培管理措施、烘烤工艺等有关[1]。根据烟叶在烘烤过程中变黄、变褐和失水的特性,将烟叶的烘烤特性分为易烤性和耐烤性[2]2个方面。易烤性反映在烘烤过程中烟叶变黄、失水的难易程度,一般将烘烤过程中较易变黄、较易脱水的烟叶认为是易烤性较好的烟叶,反之则易烤性差;耐烤性主要指烟叶在定色期包括干筋期对于环境变化的敏感程度和耐受性,定色期对于环境变化不敏感或不易变褐的烟叶被认为是耐烤性较好的烟叶,反之则为不耐烤[2-3]。前人通过暗箱试验和烘烤试验相结合的方式测定烟叶的烘烤特性[4]。烟叶变黄特性作为烟叶易烤性指标之一,主要受烟叶色素降解特性的影响[5]。前人研究发现,烟叶烘烤过程中,色素的降解速率和降解量可用于表征烟叶的变黄特性[6]。曹想等[7]采用暗箱试验和电烤箱试验法,研究烤烟新品种‘HN2146’的烘烤特性,发现‘HN2146’的变黄特性较‘云烟87’差。朱林等[8]以‘云烟87’为对照,研究‘湘烟7号’失水和变黄特性,发现‘云烟87’和‘湘烟7号’的失水速率都表现为“慢—快—慢”的趋势。耐烤性好的烟叶表现为不易变褐,烤后黑糟烟少[9],烟叶的变褐主要原因是酶促棕色化反应[10]。在烟叶烘烤过程中烟叶多酚氧化酶活性呈先升高后渐低的趋势,且在42~46℃(变黄末期)时,多酚氧化酶活性最高,54℃以后活性基本消失[11]。王传义等[12]研究8个烤烟品种上中下部叶多酚氧化酶活性及烘烤特性,发现上部叶多酚氧化酶活性显著高于中、下部叶。雷东锋等[13]研究认为,烟叶水势过高或过低,多酚氧化酶的活性都会降低,从而影响烟叶的耐烤性。
烤烟品种‘NC297’由美国诺斯朴·金叶种子公司杂交选育而成,具有香气质好、抗病性强、耐肥、种植适应性广等特点。2005年由云南中烟公司从美国引进[14],2008年该品种在昆明试种,解决了昆明烟区烤烟种植品种单一、品性退化的问题[15]。但常有烟农对其烘烤特性缺乏正确认识,烘烤措施不当,使得生产过程中普遍存在较严重的“烤青烟”和“杂色烟”而造成经济损失。因此,研究‘NC297’的烘烤特性,制定配套烘烤工艺对于品种推广及提高烟叶质量具有重要意义。
目前,国内对不同烟草品种的烘烤特性研究已有诸多报道,但关于‘NC297’烘烤特性的研究报道还很少。本研究采用密集烘烤试验和暗箱试验结合的方法,从烟叶的易烤性和耐烤性2个方面研究‘NC297’的烘烤特性,旨在为进一步优化改进‘NC297’烘烤工艺提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验烤烟‘NC297’的种子由云南省烟草农业科学研究院提供。‘NC297’单株留叶数为20片左右,下部叶取3~5叶位,中部叶取10~13叶位,上部叶取16~18叶位。烟叶采收时的成熟度表现为叶面综合变黄程度在70%左右,主、支脉变白2/3左右,略有勾尖。一般依照外观特征来判断烟叶是否成熟,确定应当采收的成熟烟叶,主要有叶色变黄、叶片下垂、主脉变白、茸毛脱落、现成熟斑5个成熟特征。采收应掌握“同一品种、同一部位、同一成熟度”的原则。下部叶要适熟早采、中部叶成熟采收、上部叶充分成熟后采收,要求不采青,不过熟。
供试化肥为烟草专用复混肥(N-P2O5-K2O=12-10-25)、腐熟农家肥和硫酸钾。其中,66.7%的烟草专用复混肥和全部腐熟农家肥作为基肥;剩余烟草专用复混肥和硫酸钾作追肥,平均分成2次在移栽后15、30 d施用。留叶数均为20片,现蕾打顶,其余生产管理按照当地优质烟叶生产技术规范进行。

1.2 试验地点

试验于2023年5—10月在云南省玉溪市研合基地(102°50'E、24°25'N)进行,海拔1786 m,年平均气温17℃。

1.3 试验方法

1.3.1 暗箱试验

参照行业标准YC/T 311—2009[16]中暗箱试验要求进行暗箱试验。选取上、中、下部成熟度一致且具有代表性的烟叶各15片,悬挂在暗箱中,要求烟叶相互不重叠。每隔12 h取出于采光好的同一地方拍照记录叶片变黄、变褐情况并测定SPAD值,直至烟叶变褐30%。

1.3.2 密集烘烤试验

按当地‘K326’烘烤工艺进行烘烤,将采收的相同部位的成熟烟叶各标记2杆,设3个重复,共6杆烟,记录烟叶鲜重后,分别放置于烤房上、中、下每层各2杆,每隔12 h取6片烟叶样本,于6杆烟中各取1片。其中3片烟叶分为3组,每组1片烟叶,检测烟叶含水量和失水速率;另外3片烟叶测定完烟叶变黄程度、烟叶颜色参数和SPAD值后,迅速分别取样放于液氮中保存用于测定叶绿素含量、多酚氧化酶的变化。同时记录取样时间的烤房干湿球温度以及烟叶的状态。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 鲜烟素质测定

新鲜烟叶含水量测定采用杀青烘干法。SPAD值使用叶绿素仪(SPAD-502 Konica Minolta)每片测量6个点,分别位于烟叶的1/3、1/2、2/3处距主脉对称点(选取点应避开叶脉、残缺和病斑等)。采用95%乙醇提取和分光光度法[19]测定叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量。多酚氧化酶(PPO)活性测定采用邻苯二酚氧化分光光度法。

1.4.2 暗箱试验测定项目及方法

将暗箱中的烟叶取出置于采光好的同一地方进行观测并拍照,直至烟叶变褐30%。记录烟叶变黄、变褐启动的时间和完全变黄和烟叶变褐30%的日期,变黄程度、变褐程度通过Photoshop像素计算面积法[17]计算烟叶变黄、变褐部分面积与总叶片面积的百分比求得。
采用WSC-3全自动色差仪,选择大小和外观色泽基本一致的烟叶,测量距离叶主脉约5 cm处对称点的叶色,每半片叶等距离测量3个点,每片叶6个点的平均值作为该片叶的颜色值。从L*(从黑到白,表示亮度,0~100)、a*(从绿到红,-A~+A)、b*(从蓝到黄,-B~ +B)3个维度分别确定烟叶颜色。
=湿×100%
(1)

1.4.3 密集烘烤试验测定项目及方法

烟叶含水量、失水量、失水速率、失水均衡性的计算如式(2)~(5)。
=
(2)
失水量=烘烤0 h烟叶含水量—该时期烟叶含水量
(3)
=
(4)
=48 h48~72 h
(5)
烟叶多酚氧化酶(PPO)活性采用邻苯二酚氧化分光光度法测定。根据YC/T 311—2009[16]测定烘烤过程中烟叶的PPO活性。以烘烤过程中24、48、72、96 h烟叶PPO活性的平均值来评价烟叶耐烤性,中部叶在0.3 ∆OD398 nm/(g·min)以下耐烤性较好,0.3~0.4 ∆OD398 nm/(g·min)耐烤性中等,0.4 ∆OD398 nm/(g·min)以上耐烤性较差。
电导率使用GTCON30电导率仪测定。烤烟在烘烤过程中的细胞膜完整性可通过测定电导率来动态监测。使用8 mm孔径打孔器,在烟叶主脉两侧的叶尖、叶中、叶基对称取0.1 g叶片组织(避开支脉),在装有10 mL双蒸水的试管中浸泡3 h,使用GTCON30型便携式电导率仪测定浸出液电导率,将试管置于100℃水浴锅中10 min,冷却至室温后测定绝对电导率,计算相对电导率[式(6)]。
=×100%
(6)
叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量采用95%乙醇提取和分光光度法测定,计算其降解速率[式(7)]。叶绿素降解速率大于1.25%/h、降解量大于90%,烤烟品种易烤性较好;叶绿素降解速率为1.25~1.15%/h、降解量85%~90%,烤烟品种易烤性中等;叶绿素降解速率小于1.15%/h、降解量小于85%,烤烟品种易烤性较差。
烤后烟叶总糖、还原糖、总氮、淀粉、蛋白质等化学成分指标含量采用流动分析法测定,具体参照标准包括YC/T 159—2019、YC/T 159—2019、YC/T 160—2002、YC/T 216—2013、YC/T 249—2008。

1.5 数据处理

采用SPSS Statistics 26和Origin 2018软件进行图表编辑、数据分析及统计检验。
=绿-绿绿×100%
(7)

2 结果与分析

2.1 ‘NC297’暗箱试验结果

2.1.1 ‘NC297’失水特性

图1可知,暗箱试验中‘NC297’不同部位烟叶含水率的变化趋势基本一致,随着时间的推移,不同部位烟叶含水率呈现逐渐降低的趋势,失水主要集中在12~60 h。失水速率呈现先增大后降低的趋势,其失水速率的峰值出现在24 h,此时的失水速率最快;此后失水速率逐渐降低,中、下部叶失水速率降低较快,并在24~60 h快速降低;上部叶失水速率下降较为缓慢,导致上部叶失水量较大。说明‘NC297’上部叶更容易失水,中下部叶失水量接近。
图1 ‘NC297’暗箱失水特性

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2.1.2 ‘NC297’变黄特性

图2~3可知,鲜烟叶SPAD值为中部叶>上部叶>下部叶。暗箱试验中‘NC297’不同部位烟叶SPAD值变化趋势基本一致,随时间推移SPAD值呈现逐渐下降的趋势,并且在84 h后,不同部位烟叶SPAD值停止降低并维持在一个相对稳定的水平。中部叶SPAD值降低主要在12~60 h,而下部叶和上部叶主要发生在48~60 h。说明中部叶变黄时间快于下部和上部叶。
图2 ‘NC297’暗箱烟叶颜色变化

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图3 烟叶暗箱SPAD和变色程度

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‘NC297’不同部位烟叶暗箱条件下变黄速率不同,其中上部叶暗箱变黄速率较为均匀,而中、下部叶暗箱变黄速率则呈现出“慢—快—慢”的趋势,在48 h以前变黄较慢,在48~96 h时变黄速率加快。不同部位烟叶变黄启动时间存在差异,上部叶和下部叶12 h便启动变黄,而中部叶24 h时才启动变黄,但中、下部叶于96 h变黄程度接近100%,而上部叶超过120 h才完全变黄,说明‘NC297’中、下部叶易烤性中等,但上部叶易烤性较差。不同部位暗箱变褐启动时间在84~96 h之间,在144 h之内所有部位烟叶变褐程度均未达到30%,说明‘NC297’耐烤性较好。但在144 h时下部叶变褐程度更接近30%,说明不同部位烟叶间下部叶耐烤性相对较差。

2.1.3 ‘NC297’暗箱试验颜色参数变化

表1可知,暗箱试验过程中,‘NC297’不同部位烟叶L*值随时间的增加呈现出先增加后小幅降低的趋势,并且各部位都在108 h时达到最高值后逐渐下降,且上部叶L*值增加较快,且大于中、下部叶。a*<0表示绿色,a*>0表示红色,a*值的变化可反映烟叶的褪绿显黄过程。在暗箱试验过程中,‘NC297’不同部位烟叶a*值变化呈现逐渐增加的趋势,各部位烟叶a*均在144 h时达到峰值,且下部叶峰值稍大于中部叶,上部叶峰值最小,说明中下部叶变黄特性相似,而上部叶相比于中下部叶更不容易变黄。在12~84 h时,a*增长速率上部叶>中部叶>下部叶。b*>0表示黄色,即b*值越大烟叶黄色越深、绿色越浅,在暗箱试验过程中,‘NC297’的b*值随时间的增加呈现先增加后降低的趋势,其中上部叶提前于中、下部叶于60 h到达峰值,但其峰值小于中、下部叶,其趋势与a*值类似。
表1 ‘NC297’暗箱试验颜色参数值
暗箱时间/h L* a* b*
下部叶 中部叶 上部叶 下部叶 中部叶 上部叶 下部叶 中部叶 上部叶
0 43.75±0.56b 44.60±0.21b 49.70±0.65a -9.23±0.11a -8.30±0.19a -8.60±0.98a 27.06±0.91a 30.73±0.35a 28.87±0.49a
12 46.07±0.89a 49.05±0.56a 52.23±0.67a -8.38±0.41a -7.62±0.56a -8.14±0.49a 29.06±0.49b 32.31±0.83ab 33.86±0.67a
24 51.70±0.73b 51.84±0.34b 58.53±0.29a -6.98±0.11b -7.51±0.39b -4.33±0.08a 37.98±0.58a 36.50±0.55a 34.38±0.33a
36 55.59±0.54a 55.45±0.50a 59.29±0.54a -6.44±0.32b -5.46±0.13b -2.41±0.16a 40.90±0.06b 41.59±0.84b 47.41±0.80a
48 61.97±0.24a 57.78±0.92b 63.42±0.50a -4.93±0.70b -3.51±0.47b -0.14±0.51a 46.06±0.10a 44.21±0.35ab 42.88±1.15b
60 62.54±0.46a 60.44±0.39a 64.78±0.52a -3.86±0.31b -0.82±0.81ab 0.22±0.53a 46.31±0.23a 45.21±0.24a 48.74±0.22a
72 63.01±0.42a 61.75±0.17a 65.36±0.79a -2.69±0.19b -0.24±0.72ab 0.70±0.54a 47.41±0.17a 46.21±0.72a 44.82±0.68a
84 63.73±0.43a 62.35±0.42b 66.34±0.31a 1.75±0.30a 0.06±0.50a 0.71±0.71a 48.03±0.55a 47.20±0.54a 44.42±0.53a
96 66.83±0.30a 65.33±1.30a 68.15±0.44a 2.21±0.11a 0.92±0.30a 0.84±0.67a 49.47±0.97a 48.21±0.85a 46.10±0.81a
108 67.88±0.77a 67.18±0.19a 68.70±0.72a 2.57±0.35a 2.71±0.46a 2.85±0.15a 45.05±0.44a 49.21±1.09a 45.67±0.77a
120 66.78±0.77a 63.77±0.42a 64.67±0.59a 2.66±0.39a 3.14±1.00a 3.02±0.07a 44.17±0.28a 50.21±0.42a 44.80±1.06a
132 66.80±1.00a 64.71±0.80a 66.03±0.14a 3.27±0.17a 3.25±0.61a 3.24±0.77a 42.75±0.78a 51.21±0.83a 44.12±0.47a
144 66.48±0.89a 64.44±0.16a 66.98±0.31a 4.24±0.75a 3.79±0.45a 3.51±0.80a 40.16±0.20b 51.21±0.83a 44.18±1.01a
注:数据后的小写字母表示不同部位间差异显著(P<0.05),下同。

2.2 ‘NC297’烘烤试验过程中变化分析

2.2.1 失水情况变化

图4可知,在烘烤过程中烟叶失水速率呈现出“慢—快—慢”的趋势,在烘烤前48 h烟叶失水速率较慢,在60~120 h时烟叶快速失水,120 h烟叶含水率逐渐趋于平稳,不同部位间烟叶含水率变化存在一定差异,下部叶在48~120 h失水速率大于中、上部叶,属于变黄后期和定色期。不同部叶烟叶失水均衡性的值均小于0,说明‘NC297’整体各温度点的失水均衡性均较差,失水程度达不到关键温度点的目标失水量,而下部叶72 h后失水均衡性的值开始大于0,说明此时下部叶失水量大于目标失水量,且该值越大失水均衡性越差。
图4 烟叶烘烤含水率和失水均衡性

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2.2.2 叶绿素变化

图5可知,‘NC297’采收的鲜烟叶叶绿素含量中部叶>上部叶>下部叶;在烘烤过程中烟叶叶绿素含量呈现逐渐降低的趋势,在前48 h内烟叶叶绿素降解率超过60%,但在36 h之前,不同部位间叶绿素降解速率不同,表现为下部叶>中部叶>上部叶,对应烘烤变黄阶段,说明‘NC297’在烘烤变黄阶段的变黄难易程度是上部叶>中部叶>下部叶。在72 h以后叶绿素含量趋近于相等,且叶绿素降解速率也逐渐降低,此时下、中、上部叶叶绿素降解率和叶绿素降解速率分别是81.61%、86.90%、80.63%和1.13%/h、1.21%/h、1.20%/h,说明‘NC297’不同部叶烟叶易烤性均为中等偏差水平,且中部叶的易烤性最好。
图5 烘烤前后烟叶叶绿素含量、叶绿素降解率和速率的变化

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2.2.3 多酚氧化酶活性变化

图6可知,‘NC297’不同部位鲜烟叶多酚氧化酶活性不同,上部叶多酚氧化酶活性最高为0.46 ∆OD398 nm/(g·min),中部叶和下部叶多酚氧化酶活性较为接近0.22 ∆OD398 nm/(g·min),说明‘NC297’中下部叶耐烤性较好,上部叶耐烤性中等。刚进入烤房时(0~12 h)PPO活性呈下降趋势,随烘烤时间增加不同部位烟叶PPO活性先增加后降低,并逐渐趋于平稳;在12~72 h时随烤房内温度的升高、相对湿度的增大,PPO活性逐渐升高,且中上部叶于72 h达到峰值,下部叶于84 h达到峰值,此后烤房温度持续升高,导致PPO失活使酶活性急剧降低。
图6 烘烤前后烟叶PPO活性的变化

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2.2.4 电导率变化

图7可知,‘NC297’相对电导率在烘烤过程中基本呈逐渐升高的趋势,且在12~36、60~84 h存在较快升高的过程,烘烤96 h后逐渐趋于平稳,这可能是12~36 h时烤房内较高的温度以及60~84 h时烤房较快升温导致叶片细胞的破裂加剧,烟叶细胞膜透性增大,电解质外渗,致使相对电导率增长速率加快,96 h后叶片细胞几乎完全破裂使得相对电导率趋于稳定。不同部位间相对电导率变化趋势基本相同,下部叶在60~96 h时的相对电导率低于中上部叶,发生棕色化反应的概率更小,耐烤性更好。
图7 烘烤前后烟叶相对电导率的变化

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2.2.5 烟叶化学成分变化

表2可知,烘烤后不同部位总糖、还原糖含量中部叶>上部叶>下部叶,且随烘烤时间的增加总糖、还原糖含量呈现逐渐增加的趋势,烘烤到108 h后上部叶的还原糖含量高于中部叶和下部叶,132 h后上部叶总糖含量高于中部叶和下部叶,且不同部位间存在显著差异。总氮、蛋白质和淀粉含量为上部叶>中部叶>下部叶,且不同部位间差异显著;随烘烤时间的增加,总氮、蛋白质和淀粉含量均呈现逐渐降低的趋势。总氨基酸含量在烘烤开始阶段为中部叶>上部叶>下部叶,烘烤至60 h后总氨基酸含量为上部叶>中部叶>下部叶,且随烘烤时间的增加总氨基酸含量呈现逐渐升高的趋势。
表2 ‘NC297’烟叶烤后化学成分 %
时间 部位 总糖 还原糖 总氮 淀粉 蛋白质 总氨基酸
0 h 5.49c 2.39c 2.63c 31.10b 8.54c 1.76a
7.03a 6.29a 3.33b 48.40a 9.11b 1.73a
6.43b 5.81b 3.86a 46.81a 12.04a 1.72a
12 h 7.17c 4.17c 2.55c 11.76c 7.63c 2.47c
10.22b 9.70a 2.87b 24.49b 9.05b 3.48a
10.90a 7.62b 3.45a 37.23a 9.98a 3.07b
24 h 7.52c 4.30c 2.34c 9.21c 7.55c 3.35b
13.05a 10.12a 2.79b 15.49b 8.98b 3.90a
11.18b 8.11b 3.29a 27.97a 9.85a 3.59b
36 h 10.88c 4.37c 2.33c 4.00c 7.22c 3.44c
15.61a 11.16a 2.76b 13.52b 8.63b 3.94b
11.61b 9.64b 3.22a 23.34a 9.35a 4.22a
48 h 11.00c 4.77c 2.26c 3.10c 7.16c 3.57c
16.48a 11.26a 2.74b 4.94b 7.82b 4.43a
14.54b 9.69b 3.18a 20.03a 9.15a 4.28b
60 h 11.11c 5.17c 2.24c 2.93c 7.03c 3.62b
17.29a 12.17a 2.73b 4.41b 7.59b 4.60a
16.10b 10.50b 3.12a 11.99a 8.84a 4.71a
72 h 11.76c 5.91c 2.24c 2.35c 6.94c 3.68b
18.37a 12.32a 2.68b 3.75b 7.36b 4.67a
17.94b 11.92b 2.89a 11.46a 8.68a 4.78a
84 h 12.60c 6.38c 2.21c 2.08c 6.86c 3.75b
20.71a 12.59a 2.66b 3.60b 7.23b 5.19a
19.71b 12.28b 2.84a 4.79a 8.49a 5.21a
96 h 13.39c 9.42c 2.18c 1.89c 6.73c 3.82b
22.16a 15.33a 2.49b 3.40b 7.14b 5.24a
20.11b 12.52b 2.62a 4.21a 8.41a 5.51a
108 h 14.31c 9.49c 2.13c 1.67c 6.68c 4.32c
22.34a 15.85b 2.47b 3.15b 7.05b 5.31b
20.82b 16.31a 2.58a 3.90a 8.07a 6.76a
120 h 14.36c 9.68c 2.07c 1.18c 6.58c 4.35c
22.40a 16.99b 2.39a 2.80b 7.01b 5.36b
21.36b 18.18a 2.33b 3.69a 8.04a 6.95a
132 h 17.97c 11.97c 2.06c 1.14c 6.51c 4.41c
25.75b 18.68b 2.32a 2.44b 6.94b 6.10b
27.17a 19.29a 2.30b 3.56a 7.98a 7.29a
144 h 20.45c 12.78c 1.80c 1.04c 5.74c 4.83c
26.27b 18.74b 1.93b 2.05b 6.23b 7.82b
27.30a 21.59a 2.20a 3.03a 7.61a 8.78a

3 结论

‘NC297’烘烤特性为下部叶、中部叶易烤性中等,上部叶易烤性较差,耐烤性中部叶>上部叶>下部叶,且耐烤性均较好。中部叶失水均衡性较好但失水程度小于目标失水程度,‘NC297’不同部位烟叶SPAD值变化趋势基本一致,中部叶变黄启动时间较上、下部叶晚,在烘烤变黄期的变黄难易程度是上部叶>中部叶>下部叶。因此,在烘烤调制过程中,应根据不同部位烘烤特性制定烘烤工艺。

4 讨论

4.1 ‘NC297’烘烤过程中的变黄特性

本研究结果表明,‘NC297’下部叶、中部叶、上部叶的暗箱完全变黄时间为96、96、>120 h,说明‘NC297’烟叶易烤性为中等,而烘烤试验叶绿素降解率和叶绿素降解速率更能说明烟叶烘烤过程中的难易程度。本试验结果表明,‘NC297’叶绿素降解率和叶绿素降解速率分别为80%和1.23%/h,与范志勇等[18]、武圣江等[19]研究的再次降解率和降解速率下烟叶易烤性为中等的研究结果一致。本研究中鲜烟叶叶片L*a*值随部位提升逐渐增大,b*值以中部叶最高、下部叶最低。各部位烟叶烘烤过程中叶片颜色值变化趋势近似,但上部叶叶片颜色值的变化较为滞后,与王涛等[20]的研究结果一致。在烘烤前48 h内,‘NC297’烟叶叶绿素迅速降解,各部位烟叶叶绿素降解率均超过60%,60 h降解率开始变缓。这与王传义等[21]对不同成熟度烟叶烘烤过程中生理生化变化研究的结果一致,即叶绿素在变黄期快速降解,特别是烘烤的前48 h降解量大,之后变缓。化学成分方面,‘NC297’烤后不同部位烟叶中总氨基酸含量均显著升高,其中上部叶增加的量最多,从鲜烟叶中的1.72%增大到8.78%,与贾京晓等[22]的研究结果一致。烤后‘NC297’烟叶中总糖含量从最低的5.49%升高到27.3%,还原糖含量从最低的2.39%升高到21.59%,总糖和还原糖含量均显著增加,与Zhang等[23]的研究结果一致。两糖含量在干筋期增大幅度较大,可能是提高了干筋期的温度,从而提高酶的浓度和淀粉酶的活性,促进淀粉向糖的转化,使得烤后烟叶中总糖和还原糖的含量增加。

4.2 ‘NC297’烘烤过程中的失水特性

烟叶失水特性不仅是烟叶烘烤特性的重要指标,也是烟叶烘烤过程中指导烟叶形态变化的重要指标。本研究得出,‘NC297’烘烤定色期失水较为平缓,为物质转化提供了介质和稳定的反应环境,有利于大分子物质的充分转化,且中部叶相比上、下部叶叶绿素降解速率快,色素降解较为彻底,烟叶变黄失水过程更协调,与孟可爱等[24]的研究基本一致。烘烤变黄期‘NC297’缓慢失水,定色期失水速率加快,干筋期前期快速失水、后期渐缓,这与Ma等[25]的研究结果一致。出现干筋期这种先快后缓的失水情况的原因可能是,干筋期是烟叶主脉中的水分干燥的主要阶段,在这个阶段,烟叶主脉水分迅速散失,也可能是因为此时提高了烤房的温度,有利于烟叶中水分的蒸发和转移。本试验得出,‘NC297’在变黄中后期和定色中后期的失水速率达到最高,这与姚恒等[26]的研究结果一致。本研究中‘NC297’烘烤时失水趋势与张希等[27]在河南省驻马店烟区的试验结果一致,即烘烤过程前48 h失水慢、48 h后较快。‘NC297’在烘烤试验中,下部叶更容易失水,在变黄后期和定色前期失水速率大于中、上部叶。下部叶失水均衡性变化大、失水均衡性差,而中部叶失水均衡性绝对值小、失水更协调,但中、上部叶失水均衡性均小于0,失水程度达不到目标失水程度,优化工艺需要考虑促进烟叶失水。研究表明,烟叶组织结构与水分特性如保水性、失水特性等紧密相关[28],在暗箱条件下,‘NC297’的前36 h失水速率波动较大,可能与叶片组织结构和保水能力有关。失水速率的波动也可能影响烟叶的变黄和干燥过程,进而影响最终的品质和香气。‘NC297’的失水特性是需要关注的重要方面,对于优化烘烤工艺和提高烟草品质具有重要意义。

4.3 ‘NC297’烘烤过程中的耐烤特性

多酚氧化酶(PPO)是鲜烟叶的重要酶类之一,其活性与烤烟品种的烘烤特性密切相关[29]。研究表明,不同品种烟叶上部叶的多酚氧化酶活性与烤后杂色烟的比例呈现显著的正相关[30]。在定色期(烘烤约72 h),多酚氧化酶活性水平高的品种会与多酚类物质发生酶促棕色化反应,导致烤后烟中杂色烟的比例较大。因此,在烟叶的耐烤性上,定色期多酚氧化酶活性扮演着重要的角色。本研究结果表明,鲜烟叶多酚氧化酶活性上部叶高于中、下部叶,且多酚氧化酶随烘烤时间的进行呈现“降低—升高—降低”的趋势,在72~84 h时出现峰值,此时烤房温度为45℃左右,与刘凯[31]的研究结果一致。且在定色期结束后(108 h)不同部位烟叶中PPO活性均趋近于0,这种变化趋势与王松峰等[32]的研究基本一致。本试验从多酚氧化酶活性的角度得出‘NC297’耐烤性较差,与马翔等[33]的试验结果一致。‘NC297’总体较易烘烤,但下部烟叶表现为“通身变黄”特点,不耐烤,支脉难变黄,需要特别注意烘烤过程中的温度控制,以防烤成青筋烟叶。
‘NC297’是美引烤烟新品种,本研究首次较为详细地分析了该品种烤烟的烘烤特性。但试验仅针对一个年份开展,缺乏多年数据验证;暗箱试验虽可模拟烘烤环境,但与实际烤房的气流运动、热交换等复杂条件仍有差异,对烟叶烘烤特性的反映不够全面。在今后的研究中,可以考虑改进暗箱试验装置,进一步模拟真实烤房环境,提高试验结果与实际情况的契合度,其次可以开展多年多点试验,增加样本量,全面评估‘NC297’烘烤特性,还可以与分子生物学技术结合,深入探究‘NC297’烘烤过程中的基因表达与调控机制,为品质提升提供理论基础。

References

[1]
倪超, 徐秀红, 张兴伟, 等. 烤烟品种易烤性相关性状的主基因+多基因遗传分析[J]. 中国烟草科学, 2011, 32(1):1-4.
[2]
王传义, 张忠锋, 徐秀红, 等. 烟叶烘烤特性研究进展[J]. 中国烟草科学, 2009, 30(1):38-41.
[3]
江智敏, 曹想, 裴晓东, 等. 烤烟HN2146和K326下部烟叶烘烤特性比较[J]. 作物研究, 2020, 34(6):550-556.
[4]
仙立国, 黄一兰, 王松峰, 等. 翠碧一号鲜烟叶素质及烘烤特性研究[J]. 中国烟草学报, 2020, 26(3):66-73.
[5]
陈飞程. 云烟116品种配套烘烤工艺研究[D]. 郑州: 河南农业大学, 2022.
[6]
周振超, 邓世媛, 钟俊周, 等. 不同移栽期对烟叶烘烤特性的影响[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2017, 45(5):73-80.
[7]
曹想, 裴晓东, 陈梦思, 等. 烤烟新品种HN2146烘烤特性研究[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(3):464-469.
[8]
朱林, 曹想, 邓小华, 等. 湘烟7号烘烤过程中烟叶失水和色素降解特性[J]. 作物杂志, 2022(5):174-179.
[9]
李静浩, 孙光伟, 白森, 等. 烤烟电导率与其耐烤性的关系研究[J]. 江西农业学报, 2022, 34(3):28-32.
[10]
杨树勋. 烟草酶促棕色化反应机理及其调控研究进展[J]. 作物研究, 2019, 33(3):246-250.
[11]
刘凯, 刘朋, 苑亚汝, 等. 烤烟NC55不同部位叶片在烘烤过程中多酚氧化酶活性变化动态研究[J]. 山东农业科学, 2018, 50(4):25-28.
[12]
王传义, 吕国新, 朱启法, 等. 烤烟烘烤特性与烟草多酚氧化酶活性相关性研究[J]. 湖北农业科学, 2016, 55(6):1495-1499.
[13]
雷东锋, 蒋大宗, 王一理. 烟草中多酚氧化酶的生理生化特征及其活性控制的研究[J]. 西安交通大学学报, 2003(12):1316-1320.
[14]
王育军, 周冀衡, 张一扬, 等. 海拔对烤烟品种NC102和NC297物理特性和化学成分的影响[J]. 中国烟草科学, 2015, 36(1):42-47.
[15]
马文广, 郑昀晔, 李永平. 烤烟主栽品种的演变特点与问题思考[J]. 福建农业科技, 2009, 3:12-14.
[16]
中国烟草总公司青州烟草研究所.YC/T 311—2009,烤烟品种烘烤特性评价[S]. 北京: 中国标准出版社, 2009:5.
[17]
谢亮. Photoshop像素法在计算地图面积中的应用[J]. 电脑知识与技术, 2010, 6(15):4021-4022.
[18]
范志勇, 罗锐, 户艳霞, 等. 四种烤烟品种烘烤特性比较[J]. 天津农业科学, 2020, 26(11):80-86.
[19]
武圣江, 甘家洪, 张琳鋆, 等. 贵州烤烟上部叶烘烤特性研究[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2015, 30(3):433-439.
[20]
王涛, 贺帆, 詹军, 等. 密集烘烤过程中基于色度学和形态学的烤烟外观变化与化学成分关系[J]. 华中农业大学学报, 2012, 31(6):765-770.
[21]
王传义, 孙福山, 王廷晓, 等. 不同成熟度烟叶烘烤过程中生理生化变化研究[J]. 中国烟草科学, 2009, 30(3):49-53.
[22]
贾京晓. 烘烤工艺优化对烤烟上部叶生理及品质的影响[D]. 郑州: 河南农业大学, 2023.
[23]
ZHANG P Y, WANG J G, GENG Y P, et al. MSAP-based analysis of DNA methylation diversity in tobacco exposed to different environments and at different development phases[J]. Biochemical systematics and ecology, 2015, 62:249-260.
[24]
孟可爱, 聂荣邦, 肖春生, 等. 密集烘烤过程中烟叶水分和色素含量的动态变化[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2006(2):144-148.
[25]
MA Y N, WANG R G, WU C, et al. Developmental analysis on genetic behaviror of quality traits of flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum) in multiple environments[J]. International journal of agriculture & biology, 2012, 14(3):345-352.
[26]
姚恒, 王亚辉, 曾建敏. 云南与津巴布韦烟叶烘烤理化特性的比较[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(23):14353-14356.
[27]
张希, 李芳芳, 李洪臣, 等. 驻马店烟区不同烤烟品种上部叶的烘烤特性研究[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(3):470-475.
[28]
夏春, 范宁波, 王彬, 等. 成熟度对云烟87上部烟叶烘烤中失水特性的影响[J]. 福建农林大学学报(自然科学版), 2020, 49(2):159-166.
[29]
师会勤. 烤烟叶片中主要酶活性变化规律的研究进展[J]. 南昌高专学报, 2004, 19(3):100-103.
[30]
林旋, 张洋, 杨丽花, 等. 云南烤烟品种中部叶烘烤特性研究[J]. 湖南农业科学, 2021(6):68-73.
[31]
刘凯. 烤烟NC102烘烤过程中多酚氧化酶活性及主要化学成分变化动态的研究[D]. 泰安: 山东农业大学, 2018.
[32]
王松峰, 王爱华, 王先伟, 等. 密集烘烤工艺对烟叶多酚类物质含量及PPO活性的影响[J]. 中国烟草学报, 2013, 19(5):58-61.
[33]
马翔, 陈颐, 钱颖颖, 等. 烤烟新引品种在文山烟区的生长发育及烘烤特性[J]. 湖南农业科学, 2023(4):5-9.
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