水分是酶的活化劑，烘烤過程中煙葉的水分含量決定著澱粉酶的活性，從而對澱粉的降解起限製性作用。蔡憲傑等研究指出：烘烤過程中澱粉的降解不僅與環境溫濕度有關，而且與煙葉水分含量的關係極大。在煙葉變黃和定色階段，葉內水分對澱粉降解有著關鍵作用。尤其煙葉凋萎期之前澱粉的降解和煙葉水分變化並不同步，澱粉的快速和大幅度降解發生在煙葉變黃階段。據宮長榮等研究，在42℃煙葉凋萎的情況下澱粉酶仍保持較高活性，若在此延長時間，烤後澱粉殘留量較低，另外煙葉內澱粉在環境濕度較高的階段有最大量和最快速度的降解，當煙葉水分降低到50%左右時澱粉降解變緩，含量趨於穩定。表明在變黃階段煙葉水分對澱粉的降解不是限製因素，而烘烤後期澱粉的降解緩慢停滯則和煙葉水分變化密切相關，從而成為澱粉降解的限製因子。但是，在某些情況下，即使相對濕度降到70%以下，若煙葉水分仍保持適當的含量，澱粉還可以得到進一步的降解。
注：A.濕度快速降低；B.濕度中速降低；C.濕度慢速降低。變黃時間延長澱粉酶活性高峰相應向後推移，並在隨後階段緩慢下降，這樣就使澱粉酶在有效活性的關鍵時期保持較長的時間，從而使澱粉的降解持續較長的時間，最終使澱粉含量的殘留量降低。因此在澱粉酶活性較高的時期，保持較高的濕度和煙葉水分對澱粉降解有積極作用。
煙葉烘烤過程是各種酶類共同作用和相應物質轉化的複雜過程。由於環境溫濕度和煙葉水分的影響，各種變化有機地聯係在一起。宮長榮等研究表明，澱粉含量變化和色素降解呈極顯著相關性。
六、含氮化合物
不同形態的含氮化合物對煙葉品質的影響不同。蛋白質在煙製品中是一種不利的成分，蛋白質燃燒後會使煙氣苦味增加，並產生類似羽毛的惡臭氣味。煙堿是吸煙所必需的成分，但含量過高時煙氣強度過大，難以令人接受；含量過低則煙味平淡，不能滿足吸煙者的要求。氨基酸在煙草加工和吸煙過程中可與糖類發生美拉德反應產生多種香氣物質，有增加香氣、改善吸味的作用。
（一）蛋白酶、蛋白質和氨基酸
煙葉中蛋白酶和肽酶的活性在烘烤的初期或饑餓代謝過程中大幅度增加，而在烘烤末期則稍有減弱（蛋白酶約10%，肽酶約27%），呈先上升後下降趨勢。高溫變黃條件下蛋白酶在開始烘烤後快速上升，但失活較快；低溫變黃能使蛋白酶活性維持更長時間。在煙葉變黃和定色階段，較低的相對濕度環境條件下煙葉蛋白酶失活性較快，導致蛋白質降解緩慢，降解量少；較高相對濕度下蛋白酶活性持續時間較長。
煙葉在烘烤過程中蛋白質和遊離氨基酸含量消長關係明顯。蛋白質的降解過程對烘烤環境溫濕度比較敏感，相對高溫變黃條件下蛋白質降解緩慢，低溫變黃較快，而低溫拉長變黃使蛋白質降解更加徹底。高濕條件下有利於蛋白質降解，低濕處理蛋白質降解卻較少，其中變黃期環境濕度大小比定色期影響大。烤後煙葉蛋白質含量呈現隨低溫持續時間拉長而增加。而且，在烘烤的前24h降解速度較慢，24h以後降解速度明顯加快，定色後降解速度下降，呈現"慢-快-慢"的趨勢，。與蛋白酶活性先上升後下降的倒"V"字形變化相吻合；遊離氨基酸含量從變黃中期開始快速上升，直至定色結束才漸趨緩慢，同樣呈現"慢-快-慢"的變化規律。同時，遊離氨基酸含量的變化與蛋白質含量和蛋白酶活性的變化並不同步，前者總滯後於後兩者。鮮煙中可溶性蛋白質的含量直接影響烤後煙葉中可溶性蛋白質和遊離氨基酸的含量。統計表明，烘烤前後可溶性蛋白質的含量呈極顯著相關(r0.01=0.8945**)，且烤後煙葉中遊離氨基酸含量與鮮葉可溶性蛋白質含量也達顯著相關水平(r0.05=0.8154*)。
注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表不同氮肥處理情況。煙葉、蛋氨酸、賴氨酸和胱氨酸等3種氨基酸在烘烤過程中，含量降低，14種氨基酸及氨的含量升高，總遊離氨基酸含量增加。其中脯氨酸的升幅最大，其次是組氨酸、天冬氨酸、穀氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸及氨。遊離氨基酸含量從變黃中期開始快速上升，直至定色結束才漸趨緩慢，也呈現"慢-快-慢"的變化規律。同時，遊離氨基酸含量的變化與蛋白質含量和蛋白酶活性的變化並不同步，前者總滯後於後兩者。
宮長榮等研究表明：①變黃溫度高低對氨基酸含量的影響大於濕度大小的影響。相對低溫和高濕的變黃條件有利於總氨基酸和Amadori氨基酸形成積累，高溫低濕變黃條件下氨基酸積累較少。②定色階段的濕度大小和幹筋溫度高低對氨基酸含量都有較大影響。相對較低的溫度和略低的濕度下總氨基酸和Amadori氨基酸積累較多。
對烤後煙葉內主要碳水化合物和含氮化合物之間的相關分析表明，澱粉、可還原糖和蛋白質之間達到極顯著相關水平，澱粉與氨基酸之間達到極顯著相關水平，而還原糖和蛋白質與氨基酸則呈顯著相關。
（二）總氮
高溫變黃下烤後煙葉總氮含量要高於低溫和低溫拉長變黃，對此的解釋是高溫變黃條件下蛋白質的降解受到抑製。低濕變黃處理烤後煙葉總氮量含量較高，高濕變黃烤後煙葉總氮含量最低，定色階段濕度處理對烤後總氮含量影響不大。不溶性氮隨烘烤進程的推移呈遞減的趨勢，而且烘烤前期下降幅度大於烘烤後期。以低溫慢烤葉內不溶性氮分解最多，含量最低，高溫快烤分解最少，含量最高，這可能是由於低溫慢烤條件下煙葉變黃時間長，變黃程度相對較高，同時又經過緩慢的脫水定色，致使損失量增大。
（三）煙堿
煙堿在烘烤過程中的變化量更小，變化趨勢與不溶性氮相似，而且損失量隨變黃時間延長而增加。煙堿含量的減少，很可能是由於烘烤過程高溫階段的揮發，也可能是在氧的作用下氧化分解造成的。
煙堿含量受烘烤條件的影響較複雜，高濕變黃條件下烤後煙葉煙堿含量相對較低，定色階段濕度高低對煙堿含量無影響。
（四）硝酸鹽和亞硝酸鹽
煙田施氮量與硝酸鹽和亞硝酸鹽含量呈正相關，施氮量越高，鮮煙葉中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量越高，烤後含量越高。在烘烤過程中，變黃溫度影響硝酸鹽和亞硝酸鹽的積累，低溫或高濕變黃、高濕定色等條件，有利於硝酸鹽和亞硝酸鹽的快速積累，烤後硝酸鹽和亞硝酸鹽含量較高。這是因為烘烤溫濕度影響硝酸還原酶的活性，高溫變黃縮短了硝酸還原酶的存活時間，使NO-3的還原量減少，NO-2的生成量也隨之減少；高濕及低溫條件使煙葉組織保持活體狀態的時間更長，硝酸還原酶作用時間也更長，因而NO-3和NO-2的生成量較多。硝酸鹽、亞硝酸鹽含量在定色期結束前同步上升，之後含量下降，但烤後含量仍高於烤前，並且鮮煙葉中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量越高，烤後含量也越高。
（五）煙草N-特有亞硝胺（N-TSNAs）
N-TSNAs是一種致癌物質。亞硝酸鹽是N-TSNAs的前體物之一已有定論，而且亞硝酸鹽形成N-TSNAs的反應是非酶催化過程，煙葉中硝酸鹽和亞硝酸鹽積累量與煙草N-TSNAs含量呈顯著正相關關係，亞硝酸鹽含量增高必然使N-TSNAs含量增加。研究表明：烘烤設備和工藝條件均會影響到硝酸鹽和亞硝酸鹽的積累，從而影響到N-TSNAs的含量。直排式烘烤設備煙葉N-TSNAs含量高，交換式烤房煙葉N-TSNAs含量較低；同樣屬於交換式烘烤設備，烤後煙葉中硝酸鹽、亞硝酸鹽含量和N-TSNAs含量表現為密集式烤房＞立式爐普通烤房＞水泥預製板平板式換熱器烤房；低溫變黃條件整體上有利於煙葉品質，但也導致硝酸鹽和亞硝酸鹽的快速積累，而且低溫時間越長硝酸鹽和亞硝酸鹽積累量越高。相對高溫條件和較短的變黃時間，烤後煙葉中硝酸鹽、亞硝酸鹽含量和N-TSNAs含量較低。在烘烤中對煙葉進行微波處理，能夠使N-TSNAs含量有所降低，以煙葉水分散失比較多的幹葉階段處理較長時間效果更好。