密集烘烤關(guān)鍵溫度點穩(wěn)溫時間與濕度控制組合對煙葉質(zhì)量的影響

楊彥明，柳金德，吳 杰，李 彪，徐成龍，宮長榮

(1.大理州煙草公司 洱源縣分公司，云南 洱源 671200；2.大理州煙草公司 祥云縣分公司，云南 祥云 672100；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002)

密集烘烤關(guān)鍵溫度點穩(wěn)溫時間與濕度控制組合對煙葉質(zhì)量的影響

楊彥明1，柳金德1，吳 杰1，李 彪1，徐成龍2，宮長榮3*

(1.大理州煙草公司 洱源縣分公司，云南 洱源 671200；2.大理州煙草公司 祥云縣分公司，云南 祥云 672100；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002)

摘要：為優(yōu)化許昌煙區(qū)密集烤房烘烤工藝，研究了密集烘烤關(guān)鍵溫度點穩(wěn)溫時間和濕度的4種不同組合對烤后煙葉等級質(zhì)量、外觀質(zhì)量以及香氣質(zhì)量組成的影響。結(jié)果表明：38 ℃(36±0.5) ℃穩(wěn)溫24 h、42 ℃(37±0.5)℃穩(wěn)溫20 h、47 ℃(38±0.5) ℃穩(wěn)溫24 h、54 ℃(39±0.5) ℃穩(wěn)溫20 h的組合能夠提升中上等煙比例和均價，同時改善烤后煙葉香氣質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：密集烘烤；穩(wěn)溫時間；濕度控制；香氣質(zhì)量

煙葉的工業(yè)可用性不僅由田間鮮煙葉素質(zhì)決定，更與烘烤工藝密切相關(guān)，與鮮煙葉素質(zhì)配套的烘烤工藝能夠最終改善烤后煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量，從而提高其工業(yè)可用性[1]。因此，怎樣根據(jù)鮮煙葉烘烤特性，摸索或改良出一套配套的烘烤工藝，已成為煙葉生產(chǎn)中亟待解決的問題。各種烘烤因素如溫度、濕度和時間只有合理搭配，才能將鮮煙葉最大的潛能挖掘出來[2]。但是這種傳統(tǒng)的烘烤工藝特點是定性的，沒有具體的量化指標(biāo)，很難被推廣應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。因此，很多學(xué)者針對相關(guān)烘烤因子做了大量的研究。左偉標(biāo)等[3]通過試驗驗證，在變黃期和定色期前期適當(dāng)延長烘烤時間和提高濕球溫度均能夠有效促進煙葉內(nèi)干物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化。張保占等[4]對煙葉烘烤變黃階段干球38 ℃時的濕球溫度研究表明，當(dāng)濕球溫度控制在36 ℃時，烤后煙葉質(zhì)量最佳。鄧小華等[5]認為，對于中上部煙葉，干球溫度38、42、47、54 ℃時，穩(wěn)溫時間分別控制在24、16、18、16 h，烘烤出來的煙葉淀粉含量明顯降低，總糖和還原糖含量顯著增加，煙葉外觀質(zhì)量較好。經(jīng)過多年摸索和論證，密集烘烤過程的關(guān)鍵干球溫度點基本確定在38、42、45、47、54 ℃，但是與其相匹配的濕球溫度和穩(wěn)溫時間變化較大，指標(biāo)模糊。前人的研究思路多圍繞濕度或時間單一烘烤因素進行分析，但針對密集烘烤過程中關(guān)鍵溫度點穩(wěn)溫時間和濕度的組合對煙葉品質(zhì)影響的報道卻不多。筆者針對上述問題，依據(jù)許昌煙區(qū)鮮煙葉特點和烘烤特性，選取4個不同的關(guān)鍵溫度點濕度和穩(wěn)溫時間組合進行研究，著重分析其對烤后煙葉的外觀質(zhì)量、等級比例和香氣物質(zhì)的影響，旨在提高許昌煙區(qū)濃香型煙葉的外觀品質(zhì)和香氣質(zhì)量，彰顯區(qū)域濃香特色風(fēng)格，并為優(yōu)化當(dāng)?shù)睾婵竟に囂峁├碚撘罁?jù)。

1材料與方法

1.1試驗地點

河南省許昌市襄城縣大廟李村紫云烘烤工廠。

1.2供試材料

選取連片、地勢平坦、光照充足的煙田13.33 hm2，要求田間煙葉栽培管理一致且煙葉長勢良好，單株有效留葉數(shù)為18～20片。其中供試品種為云煙87，并以11～13葉位的中部葉作為供試煙葉，煙葉成熟時按照葉位單葉采收?？痉繛闃?biāo)準(zhǔn)化三臺密集式烤房。

1.3試驗設(shè)計

挑選成熟度和大小一致的煙葉進行編竿，每竿編煙120片左右，共編72竿。做好標(biāo)記后掛置在4個不同處試驗處理的烤房內(nèi)。掛置方法為每個處理烤房18竿，烤房的上層、中層、下層各掛置6竿，每一層的具體位置分別為距離烤房隔熱墻2、4、6 m處，每處2路，每路各1竿，裝煙密度均為650竿/爐，4座不同的烤房均在當(dāng)天完成編、裝，并同時開烤。

試驗設(shè)置4個處理，T1：38 ℃(36±0.5)℃穩(wěn)溫18 h，42 ℃(37±0.5)℃穩(wěn)溫16 h，47 ℃(38±0.5)℃穩(wěn)溫12 h，54 ℃(39±0.5)℃穩(wěn)溫12 h。T2：38 ℃(36±0.5)℃穩(wěn)溫24 h，42 ℃(37±0.5)℃穩(wěn)溫20 h，47 ℃(38±0.5)℃穩(wěn)溫24 h，54 ℃(39±0.5)℃穩(wěn)溫20 h。T3：38 ℃(35±0.5)℃穩(wěn)溫18 h，42 ℃(36±0.5)℃穩(wěn)溫16 h，47 ℃(37±0.5)℃穩(wěn)溫12 h，54 ℃(38±0.5)℃穩(wěn)溫12 h。T4：38 ℃(35±0.5)℃穩(wěn)溫24 h，42 ℃(36±0.5)℃穩(wěn)溫20 h，47 ℃(37±0.5)℃穩(wěn)溫24 h，54 ℃(38±0.5)℃穩(wěn)溫20 h。

烘烤結(jié)束待樣品煙葉回潮后，取不分級煙葉劃分等級比例，評定外觀質(zhì)量，取C3F煙葉進行中性致香物質(zhì)的分析。

1.4測定項目與方法

1.4.1烤后煙葉等級比例按照國標(biāo)GB 2635—1992標(biāo)準(zhǔn)進行烤后煙葉等級比例劃分。

1.4.2烤后煙葉外觀質(zhì)量煙葉外觀質(zhì)量的評價參照王彥亭等[6]的方法：即以烤后煙葉顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)、身份、油分和色度6項指標(biāo)作為烤煙外觀質(zhì)量評價指標(biāo)，各指標(biāo)權(quán)重分別為0.30、0.25、0.15、0.12、0.10、0.08。采用指數(shù)和法計算，單項指標(biāo)滿分為10分，總分為100分。

1.4.3烤后煙葉香氣成分樣品處理：將樣品煙葉主脈去除，葉片經(jīng)烘箱60 ℃烘干后粉碎，然后經(jīng)0.25 mm孔徑篩過濾，放在溫度22 ℃、相對濕度60%的環(huán)境下平衡24 h。之后采取同時蒸餾萃取法提取煙葉中的致香成分：同時蒸餾萃取裝置一端接盛有25.00 g煙樣、一定量內(nèi)標(biāo)化合物(乙酸苯甲酯)和500 mL蒸餾水的圓底燒瓶，用電熱套加熱；另一端接盛有30 mL二氯甲烷的100 mL燒瓶，并置于60 ℃的恒溫水浴鍋中加熱，同時蒸餾萃取2 h；之后用適量無水硫酸鈉將二氯甲烷萃取液干燥后濃縮至1 mL。該濃縮液經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用分析儀得出的圖譜再經(jīng)計算機譜庫(NIST98，Wiley275)檢索，最后采用內(nèi)標(biāo)校正歸一化法計算出每一種致香物質(zhì)相對含量。

GC/MS分析條件：毛細管柱HP-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；載氣為He；流速1 mL/min；進樣口溫度260 ℃；進樣量0.5 μL；分流比25∶1；接口溫度280 ℃；離子源為EI；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量數(shù)35～455 amu。升溫程序：初溫50 ℃，保持1 min；以8 ℃/min的速率升至160 ℃，保持2 min；再以8 ℃/min的速率升至280 ℃，保持15 min。

2結(jié)果與分析

2.1對烤后煙葉等級比例和均價的影響

烤后煙葉等級結(jié)構(gòu)的組成直接決定其經(jīng)濟價值的大小，是煙農(nóng)經(jīng)濟效益的直接體現(xiàn)。由表1可知，T2上等煙、中等煙比例以及均價均最高，分別為38.92%、51.20%和24.12元/kg；T4次之，但與T2各項指標(biāo)差異不顯著；T1第三，除中等煙比例差異不顯著外，其余各指標(biāo)均達到5%顯著性差異水平；T3表現(xiàn)最差，各指標(biāo)均與其他處理達到1%顯著性差異水平。由此可知，T2和T4能夠顯著改善烤后煙葉等級結(jié)構(gòu)，提高烤后煙葉經(jīng)濟效益。

表1　烤后煙葉等級比例和均價

注：同列大、小寫字母分別表示在1%、5%水平上的差異顯著性，字母相同則差異不顯著，不同則顯著。下同。

2.2對烤后煙葉外觀質(zhì)量的影響

由表2可知。從總分來講，T2的外觀質(zhì)量總得分最高，并且極顯著高于T1和T3，T4次之，T1第三，T3最低。從單個評價指標(biāo)來看，T2在葉片結(jié)構(gòu)和色度上得分略低于T4，其他指標(biāo)均占優(yōu)。由此說明在延長烘烤時間的前提下，適當(dāng)減小濕球溫度可以改善煙葉結(jié)構(gòu)疏松度，增進色度。

2.3對烤后煙葉中性致香物質(zhì)的影響

按照煙葉香氣前體物，對經(jīng)GC/MS定性定量分析檢測出的36種中性致香物質(zhì)進行分類，共分為5大類，分別為類胡蘿卜素類(11種)、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類(3種)、苯丙氨酸類(4種)、類西柏烷類(2種)、新植二烯以及其他類(15種)。

表2烤后煙葉外觀質(zhì)量得分情況

分

2.3.1類胡蘿卜素降解產(chǎn)物類香氣物質(zhì)類胡蘿卜素降解產(chǎn)物類香氣物質(zhì)是構(gòu)成煙葉香氣質(zhì)量的重要組分，對煙葉香氣質(zhì)量的影響比較大。由表3可知，T2煙葉中類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)總量最高，且與其他處理達到5%顯著性差異水平；T1和T4含量稍低，但兩者差異不顯著；T3含量最低。除此之外，T2和T1還能夠明顯增加二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮C、巨豆三烯酮D、香葉基丙酮、β-大馬酮、β-二氫大馬酮的積累，這幾種香氣物質(zhì)對煙葉香氣質(zhì)量都起到重要的作用。

表3不同處理類胡蘿卜素降解產(chǎn)物類香氣物質(zhì)

μg/g

2.3.2棕色化反應(yīng)產(chǎn)物香氣物質(zhì)棕色化產(chǎn)物可以產(chǎn)生令人愉悅的香氣，因此能夠顯著改善煙葉的香味和吃味[7]。由表4可知，T2棕色化產(chǎn)物的含量最高且與其余處理均達到極顯著差異水平；T1次之，T3第三，T4表現(xiàn)最差。從單個致香物質(zhì)來看，T2僅5-甲基糠醛含量低于T1，而糠醛和糠醇含量均最高。由此可見，T2對提高棕色化產(chǎn)物類香氣物質(zhì)有著顯著的提升作用。

表4不同處理棕色化反應(yīng)產(chǎn)物香氣物質(zhì)

μg/g

2.3.3苯丙氨酸類致香物質(zhì)煙葉散發(fā)的果香、清香與其內(nèi)部苯丙氨酸類致香物質(zhì)有著密不可分的聯(lián)系，而且烤煙中的苯甲醇和苯乙醇的揮發(fā)對于增加煙氣的花香味發(fā)揮著重大的作用。由表5可知，苯丙氨酸類香氣物質(zhì)含量以T4最高，且與其他3個處理達到5%顯著性差異水平；T2次之，并與T1和T3差異極顯著；T1和T3含量較低，但兩者差異不顯著。因此，在密集烘烤的關(guān)鍵溫度點適當(dāng)延長烘烤時間，能夠顯著提高苯丙氨酸類致香物質(zhì)的含量。

表5不同處理苯丙氨酸類香氣物質(zhì)

μg/g

2.3.4類西柏烷類香氣物質(zhì)類西柏烷類致香物質(zhì)及其降解轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物對增加煙氣香味有著重要的作用。從表6可以看出，除了T1的類西柏烷類物質(zhì)總量極顯著低于其他處理外，其余處理含量差異不顯著。由此可以推斷，密集烘烤關(guān)鍵溫度點穩(wěn)溫時間的縮短和濕度的略高不利于類西柏烷類香氣物質(zhì)的形成。

表6不同處理類西柏烷類香氣物質(zhì)

μg/g

2.3.5新植二烯和其他類致香物質(zhì)新植二烯是烤煙中含量最多的中性致香物質(zhì)，抽吸過程中，它可直接轉(zhuǎn)移到煙氣中，減輕刺激并柔和煙氣，因此，對改善煙氣的品質(zhì)有著良好的作用[8]。由表7可知，T2煙葉中新植二烯含量最高，T1次之，兩者差異不顯著；T4和T3的含量較低，兩者含量顯著低于T1和T2。其余15種致香物質(zhì)總含量以T1最高，T2次之，兩者差異不顯著，并顯著高于T3和T4的含量。由此可知，T1和T2有助于煙葉在烘烤中轉(zhuǎn)化積累更多的新植二烯和其他致香物質(zhì)。

表7不同處理新植二烯和其他類香氣物質(zhì)

μg/g

綜上所述，T1可以顯著增加類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物香氣物質(zhì)、新植二烯以及其他類致香物質(zhì)的積累，T2則對所有香氣物質(zhì)形成均有良好的效果，T3只對類西柏烷類香氣物質(zhì)形成有明顯的效果，T4則能夠顯著提高苯丙氨酸類和類西柏烷類致香物質(zhì)的含量。綜合來看，T2能更好地提高烤后煙葉中性致香成分的含量，改善煙葉香氣質(zhì)量。

3結(jié)論與討論

煙葉的等級質(zhì)量和外觀質(zhì)量直接決定了其經(jīng)濟價值的大小，而香氣質(zhì)量則是評定煙葉內(nèi)在質(zhì)量的核心指標(biāo)[9-10]。兩者的綜合表現(xiàn)決定著煙葉的工業(yè)可用性和煙農(nóng)的經(jīng)濟效益。

史宏志等[11]通過研究得出，煙葉香氣前體物質(zhì)降解、致香物質(zhì)形成以及轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在煙葉成熟階段，以及調(diào)制烘烤的變黃期和定色期，此階段溫度、濕度、時間、風(fēng)速等烘烤環(huán)境因子的相互協(xié)調(diào)對煙葉香氣物質(zhì)的形成積累具有決定性作用。張豐收等[12]通過試驗認為，在42 ℃和54 ℃適當(dāng)延長烘烤時間，能夠更加充分地降解煙葉色素，使得烤后煙葉中香氣物質(zhì)總量及新植二烯、醇類、酮類、氮雜環(huán)類和其他類香氣物質(zhì)含量顯著提高，并提升中上等煙和橘黃煙的比例。許威等[13]認為，通過延長變黃階段38 ℃的烘烤時間，可使烤后煙葉橘黃煙比例提高。代麗等[14]研究表明，密集烘烤采用低溫中濕變黃條件，即干球溫度38 ℃、相對濕度80%～85%，對煙葉香氣有重要貢獻的草酸、蘋果酸、硬脂酸等酸性致香物質(zhì)，以及一些中性致香物質(zhì)，如苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇等均有不同程度的提高。

本試驗結(jié)果表明，在密集烘烤關(guān)鍵溫度點采取不同濕度和穩(wěn)溫時間組合對烤后煙葉等級結(jié)構(gòu)、外觀質(zhì)量以及香氣質(zhì)量都有一定的影響。其中T2的表現(xiàn)最好，證明在關(guān)鍵溫度點適當(dāng)提高濕度并延長烘烤時間對于密集烘烤是可行的。因為在煙葉烘烤的變黃期和定色前期，濕球溫度幾乎代表著煙葉組織的溫度，煙葉組織溫度的適當(dāng)提高，有助于提高煙葉組織中淀粉酶、質(zhì)體色素酶和蛋白質(zhì)酶的活性，從而促進相應(yīng)香氣原始物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化，生成更多的中性致香物質(zhì)，同時濕度的提高對煙葉顏色、色度等外觀質(zhì)量也有顯著的改善。除此之外，在煙葉的變黃期和定色期適當(dāng)增加烘烤穩(wěn)溫時間，不但可以減少烤出青煙的比例，而且能促進煙葉中大分子物質(zhì)的充分降解和轉(zhuǎn)化，從而對煙葉中各種香氣物質(zhì)積累起到很好的效果。

隨著煙草行業(yè)“一基四化”方向的提出，烘烤環(huán)節(jié)應(yīng)加快邁向機械化和智能化的腳步，但煙葉的烘烤工藝隨著鮮煙葉素質(zhì)的變化而變化，烘烤技術(shù)指標(biāo)量化目標(biāo)只是針對特定煙葉而言的。筆者認為，今后烘烤發(fā)展方向應(yīng)以計算機等高科技設(shè)備為手段，通過即時測定煙葉微觀動態(tài)進而發(fā)出指令完成自動化智能烘烤，實現(xiàn)煙葉烘烤精、準(zhǔn)、快。要達到這個目標(biāo)，還需進一步深入研究。

參考文獻：

[1] 詹軍，宮長榮，李偉，等.密集烘烤干筋期干球和濕球溫度對煙葉香氣質(zhì)量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011,37(5):484-489.

[2] 宮長榮，周義和，楊煥文.烤煙三段式烘烤導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[3] 左偉標(biāo),劉國順,畢慶文,等.不同烘烤工藝對湖北恩施烤煙品質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010,22(2):33-35.

[4] 張保占,孟智勇,馬浩波,等.密集烘烤定色階段不同濕球溫度對烤后煙葉品質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,41(1):56-61.

[5] 鄧小華,周清明,曾中,等.密集烘烤關(guān)鍵溫度點穩(wěn)溫時間對烤煙理化性狀的影響[J].作物研究,2012,26(5):491-495.

[6] 王彥亭，謝劍平，李志宏.中國煙草種植區(qū)劃[M].北京：科學(xué)出版社，2010：24-29，36-37.

[7] 汪耀富，高華軍，劉國順，等.不同基因型烤煙葉片致香物質(zhì)含量的對比分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21(5)：117-120.

[8] Davis D L, Nielsen M T.煙草生產(chǎn)、化學(xué)和技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[9] Week W W. Chemistry of tobacco constituents influencing flavor and aroma[J]. Recent Advance in Tobacco Science, 1985(11): 175-200.

[10] 周超,金浩,方保，等.不同烘烤工藝對美引烤煙品種NC297主要質(zhì)量性狀的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015(7):1275-1279.

[11] 史宏志，劉國順.煙草香味學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998：4-13.

[12] 張豐收，宮長榮，蘇海燕，等.密集烘烤穩(wěn)溫時間對煙葉品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(2):218-221.

[13] 許威，肖先儀，黃建，等.變黃期不同烘烤時間及溫濕度對煙葉質(zhì)量的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012,24(7):85-89.

[14] 代麗，黃永成，宮長榮，等.密集式烘烤條件下不同變黃溫濕度對烤后煙葉致香物質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報,2008，23(6)：148-152.

(責(zé)任編輯：曾小軍)

Effects of Combination of Key Temperature Stabilization Time and Humidity Control on Tobacco Leaves Quality in Bulk Curing

YANG Yan-ming1, LIU Jin-de1, WU Jie1, LI Biao1, XU Cheng-long2, GONG Chang-rong3*

(1. Eryuan Branch of Dali State Tobacco Company, Eryuan 671200, China; 2. Xiangyun Branch of Dali State Tobacco Company, Xiangyun 672100, China; 3. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Abstract：In order to optimize the curing craft of bulk curing barn in Xuchang tobacco-growing area, the author researched the different combinations of key temperature stabilization time and humidity control on economic characters and aroma quality of cured tobacco leaves in bulk curing. The results showed that the combination that the 38 ℃ was stabilized 24 h and humidity was controlled at 36±0.5 ℃, the 42 ℃ was stabilized 20 h and humidity was controlled at 37±0.5 ℃, the 47 ℃ was stabilized 24 h and humidity was controlled at 38±0.5 ℃, the 54 ℃ was stabilized 20 h and humidity was controlled at 39±0.5 ℃ could increase the rates of first and secondary class tobacco leaves and the average price, improve the aroma quality of the flue-cured tobacco.

Key words：Bulk curing; Stabilization time; Humidity control; Aroma quality

收稿日期：2015-09-11

基金項目：國家煙草專賣局重大科技項目(TS-01)。

作者簡介：楊彥明(1985—)，男，河南衛(wèi)輝人，碩士研究生，主要從事煙草調(diào)制研究。*通訊作者：宮長榮。

中圖分類號：S572

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)04-0048-05