不同烘烤素質(zhì)鮮煙葉物理特性指標(biāo)的比較

四川省鹽邊縣洪格市位于河流干熱干旱河谷。種植香煙存在許多不利因素，如強(qiáng)輻射、晝夜溫差大、河谷雨季頻繁、蒸發(fā)量強(qiáng)、空氣濕度低、降水分布不均等。如何在新墾荒山種出煙葉,并能進(jìn)行正常的烘烤是我們研究的主要課題。為此,我們對大面山煙葉烘烤素質(zhì)特點和烘烤特性進(jìn)行了研究,為下一步工作提供依據(jù)。1材料和方法1.1鮮煙與鮮煙對照采集大面山不同烘烤素質(zhì)鮮煙葉和初烤煙葉,品種為紅花大金元。共采集不同烘烤素質(zhì)鮮煙葉5種,分別為:葉面灰暗煙葉、卷曲煙葉、綠黃相間煙葉和正常煙葉,以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)中部鮮煙葉為對照。采集初烤煙葉5種,分別為:大面山組織結(jié)構(gòu)緊密煙葉、大面山組織結(jié)構(gòu)疏松煙葉、大面山掛灰煙葉、和愛鄉(xiāng)煙葉(當(dāng)?shù)胤N煙歷史較長的和愛鄉(xiāng)煙葉)、河南許昌初烤煙葉C3F(對照)。1.2調(diào)查和測定指標(biāo)及方法葉質(zhì)重:隨機(jī)抽取10片煙葉,平衡葉片含水率至15%,取半葉,沿著半葉的葉尖、葉中及葉基部等距離取5個點,用圓形打孔器打5片直徑為15mm的圓形小片,將50片圓形小片放入水分盒中,在100℃條件下烘2h,冷卻30min后稱重(單位為g),根據(jù)下列公式計算:厚度的測定:a、鮮煙葉:在顯微鏡下通過目鏡觀察,用目尺測量,每個樣品觀察4個視野,每個視野記錄10個數(shù)據(jù),計算其平均值;b、初烤煙葉:隨機(jī)抽取10片煙葉,平衡葉片含水率至16.5%±0.5%,用BHZ-1型薄片厚度計分別測量每片煙葉葉尖、葉中及葉基的厚度,葉尖、葉中及葉基的橫向位置均選取半葉的中線位置,以30個點的厚度平均值作為該樣品的厚度。拉力的測定:隨機(jī)抽取10片完整葉,沿主脈裁10條1.5cm×15cm的小長條,將小長條放在溫度為22℃±1℃、相對濕度為70%±3%的環(huán)境條件下平衡2~3d,用ZKW-3型薄片抗張強(qiáng)度試驗機(jī)測定拉力,以10條拉力平均值作為該樣品的拉力。組織結(jié)構(gòu)的測定:為使樣品具有代表性和一致性,規(guī)定從該位煙葉主脈右側(cè)、由葉尖向葉基數(shù)第6~8條支脈間取樣,取樣后立即用FAA固定保存、石蠟制片法制片,切片厚度8~10μm,番紅—固綠對染,Olympus顯微鏡測定。共觀察10張切片,每樣2張切片,每張切片觀察2個視野,并對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。防御酶活性的測定:丙二醛(MDA)按硫代巴比妥酸法測定;多酚氧化酶(PPO)采用剩余滴定法測定;超歧化物氧化酶(SOD)采用比色法測定;過氧化物酶(POD)采用愈創(chuàng)木酚法測定;2結(jié)果與分析2.1影響煙品品質(zhì)的因素?zé)熑~的物理特性主要包括葉片大小、葉片厚度、含梗率、填充性、燃燒性、單葉重、葉質(zhì)重、機(jī)械強(qiáng)度等。它們直接影響著煙葉品質(zhì)、卷煙制造過程、產(chǎn)品風(fēng)格、成本以及其它經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從表1可知,不同烘烤素質(zhì)鮮煙葉的物理特性指標(biāo)間存在明顯差異,長度、寬度、開片度和單葉重均以對照最高,厚度以卷曲煙葉最高,葉質(zhì)重以葉面灰暗煙葉最高,以上各指標(biāo)與其他外形煙葉均達(dá)到顯著性差異。2.1.1快速開片度煙品種的發(fā)育狀況葉長是進(jìn)行煙葉分級和外觀質(zhì)量評價的重要指標(biāo)之一,同等級煙葉長度在分級時被人為加以控制,使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍。但在生長過程中煙葉的發(fā)育程度不同,往往出現(xiàn)相同部位或相同等級的煙葉長度相近,但是煙葉寬度差異較大的情況。這種差異會對煙葉加工效益及工業(yè)可用性產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。因此相同等級煙葉的葉寬和葉長的比值—開片度,將是衡量煙葉發(fā)育狀況及工業(yè)可用性的重要指標(biāo)。與對照煙葉相比較,其他外形煙葉的長、寬及開片度均較低,且差異達(dá)到顯著水平。葉長以卷曲煙葉最低,葉面灰暗煙葉次之;寬度和開片度均以相對正常煙葉最低,葉面灰暗煙葉次之,而卷曲煙葉的開片度與對照相接近。2.1.2不同烘烤素質(zhì)煙料與對照煙葉相比較,其他外形煙葉的單葉重均較小,不同烘烤素質(zhì)煙葉間差異達(dá)到顯著水平,其中葉面黃綠相間煙葉>卷曲煙葉>葉面灰暗煙葉>相對正常煙葉。2.1.3葉質(zhì)重和初代煙種與對照煙葉相比較,葉面灰暗煙葉的厚度低于對照0.24μm,其他外形煙葉均高于對照。其中以卷曲煙葉最大,高于對照110.58μm;相對正常煙葉次之,高于對照72.32μm。葉質(zhì)重以對照煙葉最低,與其他煙葉均達(dá)到顯著性差異水平;葉面灰暗煙葉最高,相對正常煙葉和卷曲煙葉次之,均是對照煙葉的1倍多。不同區(qū)位鮮煙葉的厚度和葉質(zhì)重均表現(xiàn)為葉中>葉尖>葉緣>葉基的規(guī)律(表2),而且不同烘烤素質(zhì)煙葉相同區(qū)位間厚度與葉質(zhì)重的變化規(guī)律與整片煙葉的變化規(guī)律相似。葉面灰暗煙葉的厚度最低,葉質(zhì)重最大,說明其組織結(jié)構(gòu)非常緊密,這可能與煙葉在大田生長過程中的光照、通風(fēng)以及土壤肥力的不均勻有關(guān)。2.2不同時期初烤葉的物理特性的比較分析2.2.1葉長和葉寬顯著性由表3可知,與對照煙葉相比較,其他外形初烤煙葉的長度、寬度較高,且與對照達(dá)到顯著性差異水平。葉長以“和愛”樣最大,掛灰樣次之,疏松樣和緊密樣較小;而葉寬以疏松樣最大,緊密樣次之,掛灰樣和“和愛”樣較小;除“和愛”樣外,其它幾種煙葉的開片度與對照相比均達(dá)到顯著性差異水平。2.2.2和愛的測量方法與對照煙葉相比較,其他外形初烤煙葉的單葉重較大,與對照達(dá)到顯著性差異水平?！昂蛺邸睒拥睦π∮趯φ?其余的樣品高于對照,除緊密樣和疏松樣外各樣品間差異均顯著。單葉重和拉力均以掛灰樣最大,緊密樣和疏松樣次之,對照樣和“和愛”樣較小。2.2.3不同烘烤素質(zhì)葉輪填充力結(jié)果與對照相比較,其他外形初烤煙葉的厚度和填充力均較高,且與對照達(dá)到顯著性差異水平。厚度表現(xiàn)為:掛灰樣>疏松樣>“和愛”樣>緊密樣>對照,且各個不同烘烤素質(zhì)煙葉樣品間差異顯著。填充力表現(xiàn)為:掛灰樣>“和愛”樣>疏松樣>緊密樣>對照,其中掛灰樣、“和愛”樣和疏松樣之間差異不顯著,但與對照相比差異顯著。不同烘烤素質(zhì)區(qū)位初烤煙葉的厚度和填充力均表現(xiàn)葉尖>葉緣>葉中>葉基的規(guī)律(表4)。而且不同烘烤素質(zhì)煙葉相同區(qū)位間厚度與填充力的變化規(guī)律與整片煙葉的變化規(guī)律相似。2.3雙組織細(xì)胞生長情況煙葉解剖結(jié)構(gòu)是影響煙葉品質(zhì)的重要因素,葉片的厚度、柵欄組織厚、海綿組織厚及二者的比值與品質(zhì)有一定關(guān)系。從圖1~5可以看出,對照煙葉的組織疏松,葉片太薄,內(nèi)含物不充實,含量較少,而且收縮成團(tuán),葉片內(nèi)的空腔多,為不成熟煙葉;葉面灰暗煙葉細(xì)胞的內(nèi)含物分布均勻,且內(nèi)含物質(zhì)較多,但是組織薄且柵欄組織致密,海綿組織空隙度大,為適熟煙葉;葉面黃綠相間煙葉與對照相比較,其具有成熟特征但熟相不好,柵欄組織較為疏松且?guī)缀醭蓛蓪?厚度適中;相對正常煙葉具有典型成熟特征,內(nèi)含物質(zhì)豐富,柵欄組織細(xì)胞部分降解分散呈網(wǎng)狀,海綿組織間隙度增大,但是厚度稍高,為成熟煙葉;卷曲煙葉的組織厚度大,柵欄組織細(xì)胞降解分散零亂,海綿組織空腔多,空隙度大,煙葉也具有成熟特征,為成熟煙葉。2.3.1下表皮厚、下表皮細(xì)胞寬度由表5可見,不同烘烤素質(zhì)鮮煙葉的上、下表皮細(xì)胞寬和表皮厚度間存在顯著差異。其它外形煙葉的上表皮厚、上表皮細(xì)胞寬都比對照高,且差異顯著。除葉面灰暗煙葉外,其它外形煙葉的下表皮細(xì)胞寬與對照相比均達(dá)到顯著差異水平。卷曲煙葉的下表皮厚略低于對照,但差異不顯著;其余的樣品均高于對照,但只有相對正常煙葉與對照差異顯著。2.3.2不同異形葉植物生長的海綿組織厚度柵欄細(xì)胞密度反映了葉片組織結(jié)構(gòu)的緊密和疏松程度,其大小直接影響葉片的干物質(zhì)積累量,因此也影響煙葉加工的物理性質(zhì)。表5的結(jié)果顯示,不同外形鮮煙葉間的柵欄組織厚度差異均顯著,而海綿組織厚度只有葉面黃綠相間煙葉和對照煙葉間差異不顯著。兩者均以卷曲煙葉最高,正常煙葉次之。葉面黃綠相間和對照煙葉的柵欄組織厚度較低,而葉面灰暗煙葉的海綿組織厚度最低。柵欄組織密度只有卷曲和葉面灰暗煙葉間差異顯著,以葉面灰暗和葉面黃綠相間煙葉較高,相對正常和對照煙葉次之,卷曲煙葉最低。2.3.3面黃油間自動兩種煙種,總黃原理載煙和組織中卷和dg-葉由表6得出,上表皮厚/葉厚以葉面灰暗煙葉最大,相對正常和葉面黃綠相間煙葉次之,對照和卷曲煙葉較小,但卷曲和葉面黃綠相間煙葉與對照的差異不顯著。上表皮厚/下表皮厚以卷曲煙葉最大,葉面灰暗煙葉次之,對照和相對正常煙葉較小且兩者差異不顯著。2.3.4葉黃草原螯蝦25e上表皮厚/上表皮細(xì)胞寬葉面灰暗煙葉最大,與對照差異顯著;葉面黃綠相間和相對正常煙葉次之,卷曲和對照煙葉較小,差異均不顯著。下表皮厚/下表皮細(xì)胞寬呈現(xiàn)類似規(guī)律。2.3.5越界組織厚/葉厚與對照相比較,其他外形煙葉的柵欄組織厚/葉厚和柵欄組織厚/海綿組織厚均大于對照,海綿組織厚/葉厚均小于對照。柵欄組織厚/葉厚以葉面灰暗、卷曲和相對正常煙葉較大,且與葉面黃綠相間和對照差異顯著。海綿組織厚/葉厚表現(xiàn)為對照>卷曲>葉面黃綠相間>相對正常>葉面灰暗,除葉面灰暗和對照煙葉間差異不顯著外,其余樣品間差異均顯著。柵欄組織厚/海綿組織厚以葉面灰暗煙葉最大,相對正常和卷曲煙葉次之,葉面黃綠相間和對照較小,且各個樣品間差異均顯著。2.4不同烘烤素質(zhì)葉的抗氧化酶活性多酚氧化酶(PPO)是呼吸鏈末端氧化酶之一,參與多酚類物質(zhì)的氧化,在煙株防御保護(hù)體系中起重要作用,調(diào)制時又是美拉德反應(yīng)(棕色化反應(yīng))的主要參與者。超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)是參與植物體內(nèi)呼吸代謝和生物氧化等重要生命活動的線粒體外的末端氧化酶,是生物自由基的清除劑,清除活性氧,也參與酚類物質(zhì)的氧化,在防御植物活性氧傷害方面具有重要作用。所以有人認(rèn)為PPO、POD、SOD等可構(gòu)成一個體系,表現(xiàn)出植物對逆境或成熟及衰老進(jìn)程的反應(yīng)。MDA是細(xì)胞膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物,其含量的高低可以反映出膜脂過氧化水平。由圖6~11看出,不同烘烤素質(zhì)煙葉MDA含量表現(xiàn)為葉面灰暗>葉面黃綠相間>相對正常>卷曲;PPO的活性表現(xiàn)為卷曲>相對正常>葉面黃綠相間>葉面灰暗;SOD和POD的活性表現(xiàn)相似的變化趨勢,都是以葉面黃綠相間煙葉活性最高,卷曲煙葉次之,葉面灰暗煙葉的活性最低。不同區(qū)位煙葉防御性酶活性大致呈現(xiàn)葉基>葉中>葉緣>葉尖的規(guī)律,MDA含量呈現(xiàn)葉尖>葉緣>葉中>葉基的趨勢。而且,不同烘烤素質(zhì)煙葉相同區(qū)位間酶活性與MDA含量的變化規(guī)律與整片煙葉的變化規(guī)律相一致。3討論3.1自動組織生長特性,主要有以下幾種主要的指標(biāo)葉面灰暗煙葉,葉片較小,開片度較低,葉片較薄,葉質(zhì)重最大,柵欄組織較厚,海綿組織最薄,柵欄組織密度、柵欄組織厚/海綿組織厚和上表皮厚/葉厚等最大,所以其內(nèi)含物質(zhì)較多,分布均勻,但是葉肉細(xì)胞排列緊密,組織結(jié)構(gòu)致密,烘烤特性差,初烤煙葉大多是糟片。防御酶PPO、POD和SOD活性最低,MDA含量最大,這說明在大田生長期間,葉片已經(jīng)開始衰老,葉肉細(xì)胞分裂和擴(kuò)展停止或緩慢,逐漸趨于死亡。葉面黃綠相間煙葉葉片大小和厚度適中,葉質(zhì)重、柵欄和海綿組織厚度稍低,開片度和柵欄組織密度略高,SOD和POD活性最大,但是PPO的活性較低,MDA的含量較高。由于葉面黃綠相間煙葉的葉片顏色分布不均,顏色黃綠交錯,可能與葉片發(fā)生膜脂過氧化作用有關(guān),所以煙葉熟相不好,烘烤特性較差,一般初烤煙葉為花片或糟片。相對正常煙葉的內(nèi)含物質(zhì)豐富,柵欄組織細(xì)胞部分降解分散呈網(wǎng)狀,海綿組織間隙度增大,具有典型成熟特征,但是其開片狀況較差,開片度最低,可能與煙葉發(fā)育不完全有關(guān),在生產(chǎn)中應(yīng)加以重視。卷曲煙葉葉片的厚度、開片度、上表皮細(xì)胞寬、柵欄和海綿組織厚度均最大,下表皮厚和柵欄組織密度最小,海綿組織增厚是葉片厚度大的主要原因。PPO、SOD和POD的活性均最大,MDA的含量最小,煙葉的組織結(jié)構(gòu)非常疏松,細(xì)胞間隙度較大,空腔多,葉肉細(xì)胞排列疏松。對照煙葉的長度、寬度、開片度和單葉重均最高。而初烤對照煙葉的葉長、葉寬、開片度、單葉重、厚度和填充力均低于其它外形煙葉。初烤對照煙葉組織疏松,柵欄組織均勻分布且與海綿組織分離,厚度適中。初烤對照煙葉上表皮厚、上表皮細(xì)胞寬和下表皮細(xì)胞寬相對較低,柵欄組織厚/葉厚和柵欄組織厚/海綿組織厚較小,海綿組織厚/葉厚較大。同一片鮮煙葉的不同區(qū)位防御性酶活性的變化大致呈現(xiàn)葉基>葉中>葉緣>葉尖的規(guī)律,MDA含量變化呈現(xiàn)葉尖>葉緣>葉中>葉基的趨勢,主要由于葉片生長和發(fā)育過程中,其衰老是從葉尖和葉緣部開始,然后向主脈發(fā)展。3.2生長和烘烤性煙料的質(zhì)量及其在葉內(nèi)的生物力學(xué)性能掛灰樣在烘烤過程中內(nèi)含物質(zhì)消耗較少,單葉重、厚度、拉力和填充力均較大,但是這種煙葉內(nèi)在質(zhì)量較次;緊密樣的開片度、拉力和開片度較大,厚度和填充力較小,結(jié)構(gòu)緊密,因此這種煙葉內(nèi)在質(zhì)量更次;疏松樣的開