烤煙晾制變黃時間對煙葉烘烤效果的影響

孫光偉，陳振國*，饒　勇，李建平，孫敬國，楊　楊

（1.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030；2.湖北省煙草公司十堰市公司，湖北 十堰 442000 ；3.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000）

烤煙晾制變黃時間對煙葉烘烤效果的影響

孫光偉1，陳振國1*，饒勇2，李建平1，孫敬國1，楊楊3

（1.湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030；2.湖北省煙草公司十堰市公司，湖北 十堰 442000 ；3.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000）

摘要：為深入研究烤煙晾制變黃時間對煙葉烘烤效果的影響，試驗(yàn)設(shè)置了24、48、72和96 h等4個晾制時間梯度，與采收后直接烘烤相對比，對烘烤過程中煙葉變化情況、能耗及烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀、外觀質(zhì)量、化學(xué)成分、感官質(zhì)量進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，烤煙晾制變黃可縮短烤房內(nèi)變黃時間，降低烘烤能耗，對烤后煙葉的煙葉外觀質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性狀、化學(xué)成分、評吸質(zhì)量也有一定的改善作用，其效果隨晾制變黃時間的延長，呈先升高后下降的趨勢。綜合比較，烤煙晾制變黃48 h效果最好，可節(jié)省烤房內(nèi)變黃時間20 h，有效縮短烤房使用周期，節(jié)約烘烤能耗15%，外觀質(zhì)量好，上中等煙比例提高5%，化學(xué)成分協(xié)調(diào)。

關(guān)鍵詞：烤煙；晾制變黃；烘烤質(zhì)量

烤煙調(diào)制是在一定的時間和特定的烤房內(nèi)利用熱能實(shí)現(xiàn)煙葉內(nèi)部一系列生理生化變化和脫水干燥的過程［1］。煙葉烘烤過程一般通過燃料在火爐中燃燒產(chǎn)生熱量，再通過散熱設(shè)備加熱烤房內(nèi)空氣，熱空氣加熱煙葉，使煙葉脫水并汽化到空氣中，形成濕熱空氣排出烤房外［2］，在此過程中需要消耗大量的熱量。晾黃烘烤一方面可以縮短烘烤時間，節(jié)約能耗；另一方面，煙葉外觀質(zhì)量和等級比例均高于不晾黃，具有較高的產(chǎn)量和產(chǎn)值［3］。目前我國烘烤工藝研究主要圍繞在烤房內(nèi)溫濕度變化、風(fēng)速、變黃定色時間、裝煙方式等因素［4-8］，而對烤煙晾制變黃的研究相對較少。何亞浩等［9］研究表明，烤前晾制可以通過促進(jìn)煙葉的后熟以及生理生化反應(yīng)進(jìn)程而影響煙葉品質(zhì)；徐增漢等［10］研究表明，半晾半烤法在一定程度上提高了烤煙上部葉的可用性。深入研究烤煙晾制變黃時間和烘烤質(zhì)量的關(guān)系，不僅有利于降低烤煙生產(chǎn)成本，提高烤煙質(zhì)量，增加煙農(nóng)收入，而且有利于低碳煙草的發(fā)展。本試驗(yàn)通過設(shè)置不同的晾制變黃時間，分析其對烘烤質(zhì)量的影響，以期進(jìn)一步完善烤煙密集烘烤配套技術(shù)，為烤煙降本提質(zhì)提供新的方法。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年在恩施州利川市柏楊鎮(zhèn)進(jìn)行，選用當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩N云煙87，采收中部（第8～11葉位）成熟煙葉作為試驗(yàn)材料。其他栽培措施按當(dāng)?shù)匾?guī)范化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。配備標(biāo)準(zhǔn)小型遠(yuǎn)紅外電熱式烤房，裝煙室長2.6 m×寬1.35 m×高2.3 m，可裝常規(guī)編煙40竿。

采收鮮煙素質(zhì)基本一致的煙葉進(jìn)行常規(guī)編竿，每竿大約編煙120片。綁竿后的煙葉掛到晾煙架上推到遮陰處，晾煙密度為56.25 kg/m3。用溫濕度自動記錄儀（深圳華圖測控系統(tǒng)有限公司），每隔4 h自動記錄烤房外遮陰晾制空氣環(huán)境溫濕度。圖1所示為晾制變黃期間煙葉所處的空氣溫濕度情況，其所處的環(huán)境溫度較低，在24 ℃左右波動，相對濕度較高，在65%左右波動。

圖1　煙葉晾制變黃的空氣溫濕度環(huán)境Fig. 1　The air-curing environment.

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照煙葉在烤房外遮陰晾制變黃時間分為4個處理。T1：在烤房外晾制變黃24 h；T2：在烤房外晾制變黃48 h；T3：在烤房外晾制變黃72 h； T4：在烤房外晾制變黃96 h；CK：采回的鮮煙直接裝到烤房內(nèi)。試驗(yàn)按三段式烘烤工藝進(jìn)行烘烤。

晾制變黃時間完成后立即裝進(jìn)烤房內(nèi)進(jìn)行烘烤，將烤房內(nèi)溫度升至38 ℃，溫濕差保持在2 ℃，待煙葉變黃至8成時，以1℃/h的升溫速度將溫度升至42 ℃，濕球溫度保持在37～38 ℃，延長時間，直到煙葉達(dá)到9～10成黃時，進(jìn)入定色期。定色期和干筋期在三段式烘烤工藝的基礎(chǔ)上根據(jù)煙葉變化適當(dāng)調(diào)整烘烤工藝。試驗(yàn)重復(fù)3次，并對樣品進(jìn)行分析。

表1　烤煙外觀質(zhì)量評價(jià)方法Table 1　The evaluation method of tobacco appearance quality

1.3測定項(xiàng)目與方法

1.3.1水分含量測定隨機(jī)選取10片煙葉作為水分變化測定樣，用電子天平對固定樣品進(jìn)行稱重，計(jì)算晾制變黃過程中的水分損失。

1.3.2產(chǎn)值計(jì)算烤后煙葉經(jīng)回潮后，按GB/T2635—1992要求進(jìn)行烤煙分級，計(jì)算產(chǎn)值。

1.3.3外觀質(zhì)量每個處理取C3F樣品2 kg，由湖北省煙草產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站評價(jià)，以顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度等6項(xiàng)指標(biāo)作為烤煙外觀質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)（表1），各指標(biāo)權(quán)重依次為0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08，采用GB2635—1992烤煙分級標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，建立煙葉外觀質(zhì)量各指標(biāo)的量化打分標(biāo)準(zhǔn)，采用指數(shù)和法評價(jià)烤煙外觀質(zhì)量。

1.3.4常規(guī)化學(xué)成分檢測每個處理取C3F樣品20片粉碎，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析。

1.3.5感官質(zhì)量每個處理取C3F樣品2 kg進(jìn)行感官評吸鑒定（湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心評吸）。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。

表2　不同處理烘烤過程中煙葉變化情況Table 2　Tobacco situation during curing process

2　結(jié)　果

2.1烘烤過程中煙葉的變化

從表2中看出，隨著煙葉在烤房外晾制變黃時間的延長，煙葉逐漸失水凋萎，變黃程度逐漸提高，晾制變黃在48 h時變黃程度可達(dá)5成，可使烤煙在烤房內(nèi)變黃期縮短近20 h，之后隨著時間的延長對變黃期縮短的效果越來越小；對定色期烘烤用時無顯著變化。可見烤煙晾制變黃主要是縮短了烤房內(nèi)變黃期的時間，從而縮短烘烤時間，降低烤房占用周期。

2.2能耗分析

從圖2中看出，隨著晾制變黃時間的延長，烘烤能耗逐漸減低，與直接裝炕烘烤相比電耗降幅較大，晾制變黃48 h可節(jié)約能耗15%，隨著晾制變黃時間的延長，降低烘烤能耗的效果減弱，與烘烤變黃期時間的縮短變化相似。

晾制變黃處理時間/h

2.3外觀質(zhì)量

由表3可以看出，烤煙晾制變黃其烤后煙葉外觀質(zhì)量均明顯優(yōu)于直接烘烤，可見烤煙晾制變黃有利于提高煙葉外觀質(zhì)量，尤其是對烤后煙葉顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)有明顯改善效果；隨著晾制變黃時間延長，烤后煙葉外觀質(zhì)量整體呈先上升后下降的趨勢，以晾制48 h處理烤后煙葉外觀質(zhì)量最好。

表3　烤后煙葉外觀質(zhì)量Table 3　The appearance quality of flue-cured tobacco

2.4煙葉等級比例

從圖3看出，隨著晾制變黃時間的延長，至48h可有效降低下等煙比例，上中等煙比例可達(dá)98.8%，主要是橘黃煙比例增多，青雜煙比例明顯減少，48 h后烤后煙葉下等煙比例逐漸上升，上等煙比例顯著下降，烤后煙葉多含黑色斑點(diǎn)，與調(diào)制時間過長、內(nèi)含物消耗過度有關(guān)。

2.5化學(xué)成分

從表4看出，與采收后直接烘烤相比，晾制24、48 h的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性最好，總糖、還原糖含量較為適宜。隨著晾制時間的延長，煙堿、還原糖含量呈顯著上升趨勢；晾制變黃處理的淀粉含量均顯著低于直接烘烤，其中晾制72 h烤后煙葉淀粉含量最低，直接烘烤的淀粉含量最高，隨著晾制變黃時間的延長，烤后煙葉淀粉含量呈現(xiàn)“先降低再升高”的趨勢。

圖3　烤后煙葉等級比例Fig. 3　The economic characters of roasted tobacco

2.6感官評吸質(zhì)量

由表5看出，晾制變黃可改善烤煙香氣質(zhì)，降低雜氣和刺激性，對香氣量、余味、燃燒性、灰色影響不大。整體質(zhì)量分為2個檔次，晾制48 h和72 h質(zhì)量較好，其煙葉香氣質(zhì)感中等，香氣量較足，雜氣微有，刺激性小，余味較舒適，濃度和勁頭適中，煙氣形態(tài)尚好，較細(xì)膩；晾制24、96 h和直接烘烤相對稍差，主要表現(xiàn)在香氣清晰度不夠，雜氣稍重，刺激性略大，余味尚舒適，煙氣細(xì)膩程度不夠，回味略欠，干燥感明顯。

表4　烤后煙葉主要化學(xué)成分Table 4　The main chemical components of flue-cured tobacco

表5　烤后煙葉感官評吸質(zhì)量Table 5　The smoking sensory quality of flue-cured tobacco.

3　討　論

烤煙晾制變黃可以提高煙葉外觀質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性狀，降低淀粉含量，使化學(xué)成分協(xié)調(diào)，改善評吸質(zhì)量。我國烤煙年產(chǎn)量維持在250萬t左右，按密集烤房每烤1 kg干煙需要1.5～2.0 kg煤炭計(jì)［11］，烘烤煙葉需要消耗煤炭375～500萬t，合理利用烤煙晾制變黃技術(shù)可有效縮短烘烤變黃期時間，降低烤煙能耗10%以上，大大節(jié)省煤炭資源，降低環(huán)境污染，為低碳環(huán)保的現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)提供保障［12］，并且在烤房外掛煙架上失水后裝煙容量提高，裝炕勞動強(qiáng)度降低。

隨著晾制變黃時間的延長，烤后煙葉淀粉含量呈現(xiàn)“先降低再升高”的趨勢，這與煙葉所處溫濕度環(huán)境及變黃時間長短有關(guān)［13-15］。有研究表明在38 ℃時，煙葉淀粉表面出現(xiàn)的大量層狀結(jié)構(gòu)使淀粉更易于降解［16］，處理晾制變黃96 h雖然變黃期較長但烤房內(nèi)38 ℃段停留較短，錯過了淀粉最易降解的時期導(dǎo)致烤后煙葉淀粉含量高，可見拉長變黃時間雖然有利于淀粉的降解，但適宜的變黃溫度對淀粉的降解也起重要作用。適當(dāng)?shù)牧乐谱凕S時間有利于煙葉感官質(zhì)量的提高，晾制變黃所處的低溫和適宜濕度條件下，煙葉變黃速度較慢，變黃時間較長，煙葉的失水速率較慢，促進(jìn)了煙葉前體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分解和煙葉致香成分的形成，有利于提高煙葉的香氣品質(zhì)［17］。

煙葉晾制變黃后，變黃和失水效果不盡相同，裝入烤房后要合理調(diào)整烘烤工藝，使煙葉變黃與失水協(xié)調(diào)，控制變黃后期時間，防止內(nèi)含物的過度消耗［18-19］。由于不同地區(qū)晾制變黃環(huán)境溫濕度差異較大，并且烤煙品種、栽培措施、煙葉著生部位、成熟度等不同因素影響葉片水分和干物質(zhì)含量，變黃速率和干燥速率差異較大［20］，晾制變黃時間及效果需進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究。

4　結(jié)　論

本研究結(jié)果表明，隨著晾制變黃時間的延長，烤后煙葉質(zhì)量呈先升高后下降的趨勢，在本試驗(yàn)的晾制環(huán)境下，烤煙晾制變黃時間48 h效果最好，可降低烘烤能耗15%，外觀質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性狀最好，化學(xué)成分協(xié)調(diào)，淀粉含量低，香氣量足、刺激性小。

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中圖分類號：TS44+1

文章編號：1007-5119（2015）03-0090-05

DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2015.03.018

基金項(xiàng)目：國家煙草專賣局重大專項(xiàng)“中間香型特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)”｛國煙科［2009］236號｝

作者簡介：孫光偉，男，碩士，研究方向?yàn)闊煵菡{(diào)制。E-mail：sgw_dw@163.com。*通信作者，E-mail：hbskys1@163.com

收稿日期：2014-08-20修回日期：2015-04-20

Effects of Air-curing Time on Quality of Flue-cured Tobacco

SUN Guangwei1， CHEN Zhenguo1*， RAO Yong2， LI Jianping1， SUN Jingguo1， YANG Yang3
（1. Tobacco Research Institute of Hubei Province， Wuhan 430030， China； 2. Shiyan Tobacco Company of Hubei Province， Shiyan，Hubei 442000， China； 3. Enshi Tobacco Company of Hubei Province， Enshi， Hubei 445000， China）

Abstract:To study the effects of air-curing time on flue-cured tobacco quality， air-curing of 24， 48， 72， 96 hours were carried out before flue-curing and compared with curing directly after harvest. Changes of the tobacco curing process， energy and economic traits，appearance quality， chemical composition and smoking quality of cured tobacco leaves were analyzed. The results showed that with air-curing， curing time of flue-cured tobacco could be reduced and so was energy consumption. Improved quality of tobacco leaf appearance， economic traits， chemical composition and smoking quality were also observed. However， with the extension of air-curing time tobacco quality increased firstly and then declined. After comprehensive comparison of flue-cured tobacco quality the best aircuring time was 48 h， which could reduce the curing barn yellowing time within 20 h， save 15% of the energy consumption， with improved appearance quality， 5% higher proportion of superior and middle class leaves， and coordinated chemical composition.

Keywords:flue-cured tobacco； air-curing time； curing quality