烟草植株上部烟叶叶质厚、吸味重、香味浓，在卷烟配方中占据重要地位，提高上部烟叶可用性是卷烟生产的重点研究方向之一。部分烟区因寡照多雨，常出现返青烟，烟株后期贪青晚熟、落黄难，进而导致上部烟叶叶质紧密、不易开片以及化学成分不协调、含氮量较高，其烟叶易烤青烤杂、易挂灰，耐烤性较差。
部分烟区采取延迟采收的方式来促进上部叶落黄，该方法虽然能在一定程度上促进烟叶落黄，但内在氮素仍在积累，化学成分转化协调性较不可控；加之烟叶生长后期可能遇梅雨天气，存在大面积暴发病害的风险。除了延迟采收，带茎采收是改善上部叶烘烤质量的有效措施之一，该措施能够平衡烟叶化学成分，改善上部叶的外观品质。相关学者针对带茎采烤做了大量研究，如何结望等[1]研究了带茎采烤对不同成熟度上部烟叶质量的影响，结果表明，带茎采烤可以改善成熟度不够的鲜烟叶的烤后外观和内在质量，进而提高上部烟叶的可用性；魏硕等[2]研究了烟叶带茎烘烤过程中水分迁移规律及烟叶收缩率与叶片自由水含量的相关性；李富强等[3]研究了定色期湿球温度对上部烟叶带茎烘烤烤后质量的影响。杨秀军等[4]对比研究了烟叶带茎采收和剥叶采收在烘烤过程中含水率、呼吸强度、呼吸作用关键酶活性及能量物质含量及能荷变化。陆军[5]研究表明，带茎一次性采收烟叶的产值、效益和原烟外观质量优于常规采收和推迟10 d采收烟叶。相关研究主要围绕带茎烘烤过程中烟叶变黄规律或对烤后烟叶质量的影响进行，而对于采收后、烘烤前烟叶脱离母体后因自身消耗造成的化学物质变化研究较少。
猜测烟叶带茎采收后，叶片与茎秆间的物质转化存在一种“后熟”作用，使其内含物质相对平衡。本研究比较了剥叶采烤、带茎采烤、延迟采烤3种采烤方式下，烟叶自采收到变黄末期这段时间的水分、相关酶活性及其内在化学成分变化，为优化烟叶采收烘烤工艺提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验于2023年在湖北恩施土家族苗族自治州三岔烟站进行，供试品种为云烟87。大田生长后期选取肥力一致、烟株长势均匀一致的田块进行取样，烤房为气流上升式密集烤房。
1.2 试验设计
田间农事操作与当地常规农事操作一致，烟株中、下部叶按照正常生产技术规范进行采收和烘烤。采收上部烟叶设置3种采收处理。分别为剥叶采烤（一次性将上部4～6片烟叶采收后编杆烘烤）；带茎采烤（上部4～6片烟叶带茎砍收后烘烤）；延时采烤（较剥叶采烤和带茎采烤推迟一段时间，待烟叶达到充分成熟时采收烘烤）。每个处理10杆，按当地烘烤工艺进行烘烤，每个处理从采收后开始取样，间隔12 h取样1次，部分鲜样用液氮保存，部分鲜样杀青后保存。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 叶片含水率
采用烘箱法测定：各处理每隔12 h分别取3片烟叶，将叶片和主脉快速分离，重复3次，分别称重；随后置于干燥箱中，105 ℃杀青10 min后，60 ℃烘干并称重，计算含水率。
1.3.2 叶绿素含量（SPAD值）
采用叶绿素仪检测法：利用红光（波长650 nm）和红外线（波长940 nm）两种光源穿透叶片打到接收器上，光信号转换成模拟信号，再转换成数字信号后，计算显示出SPAD值。
1.3.3 酶活性及能量物质含量
利用酶活性测定专用试剂盒（南京建成生物工程研究所生产）分别测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和淀粉酶（AMS）活性。能量物质三磷酸腺苷（ATP）含量采用ATP含量测定试剂盒（南京建成）测定。
1.3.4 常规化学成分
淀粉含量的测定方法参考YC/T 216—2013《烟草及烟草制品 淀粉的测定 连续流动法》；总糖、还原糖含量的测定方法参考YC/T 159—2019《烟草及烟草制品 水溶性糖的测定 连续流动法》；总植物碱含量的测定方法参考YC/T 468—2013《烟草及烟草制品 总植物碱的测定 连续流动（硫氰酸钾）法》；叶片中氮、钾含量的测定方法参考NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》；氯含量的测定方法参考YC/T 162—2011《烟草及烟草制品 氯的测定 连续流动法》。
2 结果与分析
2.1 水分及叶绿素含量
烟叶水分含量变化如图1所示，自采收到变黄末期，3个处理的烟叶水分含量变化均较平缓，带茎采烤的烟叶水分含量在整个变黄期间较其他2种采烤方式均较高，以延时采收的烟叶水分含量最低。带茎采烤烟叶在采收后48 h后水分开始下降；延时采烤烟叶在采收36 h后水分开始下降；剥叶采烤烟叶在采收48 h后水分有所上升。
如图2所示，不同采收方式处理的烟叶叶绿素含量整体呈下降趋势，延时采烤烟叶的叶绿素变化较平缓，剥叶采烤的烟叶叶绿素降解速度较快，带茎采烤烟叶叶绿素变化幅度居中。综合来看，叶绿素的降解和烟叶含水量的下降是相辅相成的，剥叶采烤烟叶脱离母体，随着烘烤时间延长，水分和颜色迅速变化，而延时采烤烟叶成熟度较高，烟叶含水量较低，叶绿素降解速度较慢，带茎采烤烟叶脱水速度较剥叶采烤慢，叶绿素降解也相对缓慢。
2.2 酶活性及ATP含量
2.2.1 SOD活性
如图3所示，各处理烟叶的SOD活性变化趋势较一致，其中剥叶采烤烟叶SOD活性在采后24 h内呈下降趋势，之后缓慢上升，48 h后趋于平缓；延时采烤烟叶SOD活性在采后36 h内呈下降趋势，之后升高，48 h后趋于平缓。采后60 h时，3个处理烟叶的SOD活性差异不大。采后36 h内，带茎采烤烟叶的SOD活性高于其他2个处理。
2.2.2 POD活性
如图4所示，带茎和延时采烤2种方式的烟叶POD活性变化较平缓，而剥叶采烤烟叶POD活性在采后12—24 h快速上升，随后缓慢下降。在采后24—60 h，剥叶采烤烟叶POD活性高于其他2个处理。
2.2.3 PPO活性
如图5所示，剥叶和带茎采烤烟叶的PPO活性在采后12 h内呈上升趋势，之后波动变化；剥叶采烤烟叶PPO活性在采后36 h降至最低，之后呈上升趋势。带茎采烤烟叶PPO活性在采后36 h时升至最高，后呈下降趋势。采后60 h时，带茎采烤烟叶PPO活性低于其他2个处理。
2.2.4 AMS活性
如图6所示，延时采烤烟叶AMS活性在采后36 h内均呈缓慢下降趋势，之后逐渐上升；带茎采烤烟叶AMS活性在采后12 h内快速上升，12—24 h时呈下降趋势，之后趋于平缓，在采后60 h时低于另外2个处理。
2.2.5 ATP含量
2.3 常规化学成分
2.3.1 采后烟叶化学成分
烟叶采后0—60 h，其化学成分含量变化如表1所示，3个处理的淀粉含量自采收至变黄末期（60 h）呈起伏变化。采后60 h，带茎和延时采烤烟叶的淀粉含量稍高于剥叶采烤。3个处理的总糖和还原糖含量整体随着采烤时间延长呈上升趋势，采后60 h，以剥叶采烤处理烟叶的总糖和还原糖含量最高。采后60 h，带茎采烤烟叶的烟碱和总氮含量最高，其次是剥叶采烤，延时采烤最低。采后60 h，带茎采烤和延时采烤烟叶的钾含量均低于剥叶采烤，氯含量均高于剥叶采烤。
表1 不同处理采后烟叶化学成分含量 |
| 处理 | 采后时间/h | 淀粉/% | 总糖/% | 还原糖/% | 烟碱/% | 总氮/% | 钾/% | 氯/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 剥叶采烤 | 0 | 3.99 | 3.84 | 1.50 | 2.32 | 1.29 | 1.31 | 0.08 |
| 12 | 4.24 | 5.68 | 2.29 | 3.03 | 1.72 | 1.96 | 0.14 | |
| 24 | 4.82 | 15.54 | 9.96 | 2.94 | 1.64 | 1.76 | 0.14 | |
| 36 | 3.70 | 20.14 | 13.17 | 3.00 | 1.44 | 1.49 | 0.21 | |
| 48 | 4.25 | 20.54 | 13.14 | 2.57 | 1.37 | 1.79 | 0.21 | |
| 60 | 3.84 | 19.00 | 13.06 | 3.50 | 1.92 | 2.05 | 0.21 | |
| 带茎采烤 | 0 | 3.99 | 3.84 | 1.50 | 2.32 | 1.29 | 1.31 | 0.08 |
| 12 | 3.46 | 5.89 | 2.25 | 2.68 | 1.48 | 1.60 | 0.29 | |
| 24 | 4.02 | 12.10 | 7.28 | 3.14 | 1.86 | 1.62 | 0.43 | |
| 36 | 4.05 | 12.40 | 7.82 | 2.64 | 1.77 | 1.50 | 0.30 | |
| 48 | 4.04 | 10.71 | 6.22 | 3.13 | 1.55 | 1.62 | 0.31 | |
| 60 | 4.01 | 13.20 | 9.47 | 3.57 | 2.45 | 1.77 | 0.39 | |
| 延时采烤 | 0 | 2.67 | 4.22 | 1.67 | 3.49 | 1.81 | 1.42 | 0.26 |
| 12 | 4.21 | 5.00 | 1.91 | 2.61 | 1.55 | 1.19 | 0.23 | |
| 24 | 3.97 | 4.96 | 2.14 | 2.92 | 1.52 | 1.50 | 0.21 | |
| 36 | 5.11 | 5.20 | 2.13 | 3.43 | 1.80 | 1.61 | 0.28 | |
| 48 | 4.98 | 13.68 | 3.11 | 2.33 | 1.30 | 1.40 | 0.32 | |
| 60 | 4.67 | 15.85 | 3.06 | 3.11 | 1.55 | 1.44 | 0.30 |
2.3.2 烤后烟叶化学成分
带茎采烤烤后烟叶的淀粉、烟碱和氯含量高于剥叶采烤处理；总糖、还原糖、钾、糖碱比、氮碱比、钾氯比则低于剥叶和延时采烤处理。延时采烤烤后烟叶总糖、氯、糖碱比稍高于剥叶采烤处理，钾氯比低于剥叶采烤（表2）。不同采收方式主要影响上部烟叶的总糖、还原糖、烟碱、糖碱比、钾氯比。
表2 不同处理烤后烟叶化学成分含量 |
| 处理 | 淀粉/% | 总糖/% | 还原糖/% | 烟碱/% | 总氮/% | 钾/% | 氯/% | 糖碱比 | 氮碱比 | 钾氯比 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 剥叶采烤 | 5.11 | 24.99 | 14.88 | 2.99 | 1.71 | 2.28 | 0.18 | 8.36 | 0.57 | 12.67 |
| 带茎采烤 | 5.22 | 21.21 | 12.44 | 3.39 | 1.67 | 1.81 | 0.26 | 6.26 | 0.49 | 6.96 |
| 延时采烤 | 5.18 | 25.75 | 14.35 | 2.66 | 1.50 | 1.92 | 0.26 | 9.68 | 0.56 | 7.38 |
3 结论与讨论
带茎采烤区别于剥叶和延时采烤处理的主要特点是烟叶与茎秆相连，为叶片在采收至烘烤变黄期补充了一定的水分，有利于烘烤过程中的物质转化，这是茎秆中水分向叶片转移的结果[6]。
带茎采烤处理的SOD活性在变黄前期较剥叶和延时采烤处理高，能够保证烟叶缓慢变黄，带茎采烤的烟叶能在变黄前期保持较高的SOD活性，这与烟叶中含水量较高有关[7]。POD可以清除烟叶细胞内的过氧化物自由基，保护细胞免受氧化损伤，维持其正常生理功能，提高烟叶的抗逆性，有助于烟叶在生长过程中应对干旱、低温等环境压力。带茎采烤处理的POD活性相对较低，这与徐秀红等[8]的研究结果一致。PPO会使糖分和氨基酸发生缩合反应，进而形成多酚类物质。这些多酚类物质可能进一步反应形成大分子深色物质，导致烟叶颜色变深，带茎采烤烟叶的PPO活性下降，降低了烟叶颜色加深的风险。带茎采烤烟叶的PPO活性在采后一段时间内较剥叶和延时采烤高。ATP可以促进物质运输和能量转化，带茎采烤处理的烟叶ATP含量在烘烤阶段在其他2个处理之间。AMS活性影响烟叶中糖类物质的合成，其变化可能与烟叶响应环境胁迫有关。采后24 h，带茎采烤烟叶的AMS活性高于其他处理；24—48 h，带茎采烤烟叶的AMS活性低于剥叶采烤，高于延时采烤；48—60 h，带茎采烤烟叶的AMS活性低于其他处理。可见带茎采烤烟叶的AMS活性对温度的反应相对较敏感，这可能与带茎采烤烟叶的含水量较高有关。
综上，带茎采烤处理的酶活性及内在化学成分含量不同于剥叶采烤和延时采烤处理的关键因素可能是叶片中水分含量存在差异，而水分差异造成带茎采烤烘烤特性变化的机理还有待进一步研究。