變黃中后期濕球溫度對(duì)上部煙葉烘烤質(zhì)量的影響

劉昭偉,黃子彧,劉怡軒,趙 武,何 偉,王 旋,張 陽(yáng),劉建國(guó)

(1.湖南省煙草公司株洲市公司,湖南株洲 412000;2.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,浙江杭州 310000)

上部葉是烤煙的重要組成部分。近年來,隨著卷煙結(jié)構(gòu)的提升,工業(yè)企業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)上部煙原料的需求逐年增加,提高上部煙葉質(zhì)量是卷煙“上水平”的重要保障[1]。變黃中后期是煙葉內(nèi)淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)降解轉(zhuǎn)換的重要階段,烘烤過程中水分變化影響著煙葉大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方向和進(jìn)程,因此變黃中后期的濕球溫度對(duì)烤后煙葉的質(zhì)量有著極大的影響[2-4]。茍正貴等[5-6]研究表明上部葉采用保濕烘烤工藝能夠促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化,改善煙葉外觀質(zhì)量,提高內(nèi)在品質(zhì)。陳乾錦等[7]研究發(fā)現(xiàn)煙葉外觀質(zhì)量指標(biāo)均以中濕處理表現(xiàn)最優(yōu),高濕處理經(jīng)濟(jì)效益最好。李昱霖等[8]認(rèn)為采用同步預(yù)熱低濕變黃烘烤工藝后煙葉的外觀和內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)均有不同程度改善。株洲市屬于湘南煙區(qū),上部煙葉成熟期(7月)易遭遇高溫干旱天氣,上部煙葉容易出現(xiàn)高溫逼熟現(xiàn)象。采用傳統(tǒng)的三段式烘烤,烤后煙葉容易出現(xiàn)掛灰、含青、僵硬等問題,近年來采用湖南推廣的中溫中濕烘烤工藝也未能根本上解決以上問題,難以達(dá)到工業(yè)企業(yè)所需優(yōu)質(zhì)上部煙葉的要求。筆者以傳統(tǒng)三段式烘烤工藝為對(duì)照,探討變黃中后期不同濕球溫度對(duì)上部煙葉烘烤質(zhì)量的影響,確定變黃中后期適宜的濕球溫度,旨在為提高株洲煙區(qū)上部煙葉的可用性提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)于2021年在湖南省茶陵縣界首鎮(zhèn)大新村進(jìn)行,供試烤煙品種為云煙87,前茬作物為水稻,土壤肥力中等均勻,排灌方便。試驗(yàn)煙株于3月15日移栽,株行距為55 cm×120 cm,煙株?duì)I養(yǎng)水平正常、長(zhǎng)勢(shì)一致?？緹煷筇锕芾戆凑铡吨曛奘袩熑~標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)方案》執(zhí)行。供試烤房為2.7 m×8.0 m的3層氣流上升式密集烤房。以上部葉(自下而上第16～18葉位)為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)在變黃中后期(干球溫度分別為38和42 ℃)設(shè)置不同的濕球溫度,其他烘烤階段的溫濕度參照《株洲市密集烘烤工藝》執(zhí)行。試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理:CK為傳統(tǒng)三段式烘烤工藝(干球溫度 38 ℃/濕球溫度36 ℃,干球溫度 42 ℃/濕球溫度 36 ℃);T1為中濕烘烤工藝(干球溫度 38 ℃/濕球溫度37 ℃,干球溫度 42 ℃/濕球溫度 37 ℃);T2為高濕烘烤工藝(干球溫度 38 ℃/濕球溫度38 ℃,干球溫度 42 ℃/濕球溫度 38 ℃);T3為同步預(yù)熱烘烤工藝(干球溫度 38 ℃/濕球溫度前期38 ℃,末期 36 ℃;干球溫度 42 ℃/濕球溫度 37 ℃)。每個(gè)處理在供試烤房?jī)?nèi)設(shè)置3次重復(fù)。各處理干球溫度分別為38、42 ℃下的煙葉目標(biāo)狀態(tài)及操作要點(diǎn)見表1。

表1 關(guān)鍵溫度點(diǎn)煙葉烘烤目標(biāo)狀態(tài)及操作要點(diǎn)

表2 不同處理對(duì)煙葉外觀質(zhì)量的影響

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法各處理選取成熟度基本一致的上部煙葉(16～18葉位),鮮煙分類后均勻夾煙,確保每夾煙葉品質(zhì)均勻一致。各處理選取有代表性的煙夾12夾(統(tǒng)一每夾葉片數(shù)并去皮稱質(zhì)量),每個(gè)重復(fù)選取3夾分別掛在供試烤房上中下3棚的中間位置,另外3夾代表性煙夾分別掛在供試烤房的前觀察窗中棚和后觀察窗中、下棚位置,作為確定煙葉變化狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)夾。

1.3.1外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)。召集株洲市公司5位煙葉分級(jí)專家進(jìn)行外觀質(zhì)量鑒定,煙葉外觀質(zhì)量的鑒定和綜合評(píng)價(jià)方法參照鄧小華等[9]建立的外觀質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):以成熟度、發(fā)育狀況、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度、色均勻度、光滑或微青8 項(xiàng)指標(biāo)作為烤煙外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),各指標(biāo)權(quán)重依次為1.414 7、1.214 7、1.284 9、1.139 1、1.193 0、1.273 2、1.268 1和1.212 2。

1.3.2感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。選取等級(jí)B2F的烤后煙葉由浙江中煙技術(shù)中心組織相關(guān)評(píng)吸專家依照 YC/T 138—1998《煙草及煙草制品 感官評(píng)價(jià)方法》進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。感官評(píng)吸質(zhì)量指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、余味、刺激性、濃度、勁頭7個(gè)指標(biāo),濃度和勁頭屬于煙葉風(fēng)格特征,不納入總分計(jì)算。各指標(biāo)分值如下:香氣質(zhì)20分、香氣量20分、雜氣10分、余味10分、刺激性10分,總分70分。

1.3.3化學(xué)成分測(cè)定。選取等級(jí)B2F的烤后煙葉送至浙江中煙技術(shù)中心進(jìn)行煙葉常規(guī)化學(xué)成分檢測(cè),通過近紅外光譜法[10]對(duì)煙樣中煙堿、總氮、總鉀、總氯、還原糖和總糖的含量進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算兩糖比、糖堿比和氮堿比。

1.3.4經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定。對(duì)試驗(yàn)煙葉逐竿稱量鮮煙重及烤后干煙重,計(jì)算鮮干比;按照 GB 2635—1992《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 烤煙》國(guó)家分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)稱重,計(jì)算青雜煙率、上等煙率、上中等煙率等經(jīng)濟(jì)性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010和SPSS 11.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)煙葉外觀質(zhì)量的影響煙葉的外觀質(zhì)量在一定程度上反映煙葉品質(zhì)的優(yōu)劣。由表 2可知,在 8 個(gè)外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)中,發(fā)育狀況4 個(gè)處理間無顯著差異,其余7項(xiàng)指標(biāo)均為CK最低、T3處理最高,其中成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、色度、色均勻度、光滑或微青5項(xiàng)指標(biāo)得分均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK,T1與T2處理間差異不顯著;身份、油分2項(xiàng)指標(biāo)得分均表現(xiàn)為T3>T1>T2>CK,且T1與T2處理間存在顯著差異。該研究結(jié)果表明提高變黃期中后期濕球溫度,烤后煙葉外觀質(zhì)量得到明顯改善,其中T3處理煙葉外觀質(zhì)量得到顯著改善。

2.2 不同處理對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響根據(jù)對(duì)口工業(yè)企業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)上部煙葉的內(nèi)在化學(xué)成分要求,煙堿含量為3.0%～3.5%、兩糖比大于0.85,糖堿比介于8～9的上部葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào),質(zhì)量較好。由表3可知,烤后煙葉兩糖比、糖堿比均表現(xiàn)為T3>T1>T2>CK,而總氮含量、煙堿含量均表現(xiàn)為CK>T1>T3>T2,T1、T3處理煙葉均達(dá)到優(yōu)質(zhì)上部煙葉要求。其中,T3處理烤后煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好。

表3 不同處理對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

2.3 不同處理對(duì)煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響由表4可知,各處理煙葉感官評(píng)價(jià)如下:CK,煙香欠清晰,成熟質(zhì)感稍弱,香氣滿足感一般,有青雜氣息,煙氣毛糙,干燥感稍顯,吃味強(qiáng)度偏大;T1,煙香成熟質(zhì)感一般,稍顯青雜氣,香氣滿足感中等,口腔稍顯干燥,潤(rùn)感偏弱,勁香協(xié)調(diào)感中等;T2,煙香清晰度一般,滿足感中等,略帶枯焦氣,煙氣略顯毛糙,干燥感稍顯,余味略澀口;T3,煙香有一定成熟質(zhì)感,香氣滿足感尚可,煙氣稍細(xì)膩柔和,干燥感略顯,煙氣平衡感尚可。T3處理煙葉評(píng)吸結(jié)果最好,其次為T1處理,CK處理最差,T3處理感官評(píng)價(jià)總分均明顯優(yōu)于其他處理。T1處理感官評(píng)價(jià)總分略低于T3處理,主要表現(xiàn)在香氣量降低,雜氣和刺激性增強(qiáng)。以上結(jié)果表明,隨著變黃中后期濕球溫度的提高,煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量明顯提升,但隨著濕球溫度的進(jìn)一步提升,感官評(píng)吸質(zhì)量略有下降,其中T3處理感官評(píng)吸質(zhì)量最好。

表4 不同處理對(duì)煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

2.4 不同處理對(duì)煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響由表5可知,烤后煙葉上等煙率、上中等煙率均表現(xiàn)為T3處理最高、T1處理次之、CK最低,其中T1、T3處理上等煙率、上中等煙率均顯著高于CK。各處理烤后煙葉青雜煙率表現(xiàn)為CK>T2>T1>T3,T3處

表5 不同處理煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的比較

理顯著低于其他3個(gè)處理,而T1與T2處理間差異不顯著;各處理煙葉鮮干比差異不顯著。T3處理煙葉均價(jià)最高,較CK1、T1、T2處理分別增加了 1.02、0.43和0.67元/kg。以上結(jié)果表明,隨著變黃中后期濕球溫度的提高,烤后煙經(jīng)濟(jì)效益明顯提升,但隨著濕球溫度的進(jìn)一步提升,經(jīng)濟(jì)效益略有下降,其中T3處理烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益最好。

3 結(jié)論與討論

變黃期是內(nèi)在物質(zhì)形成和轉(zhuǎn)化的主要時(shí)期,而此時(shí)濕球溫度對(duì)煙葉水分含量和生理生化反應(yīng)產(chǎn)生重要影響,保持適宜的濕球溫度,使水分持續(xù)排出,有利于烤后煙葉外觀和內(nèi)在質(zhì)量的提高[11]。高玉珍等[12]、王松峰等[13]研究發(fā)現(xiàn)變黃期提高烤房?jī)?nèi)相對(duì)濕度可以促進(jìn)上部煙變黃,同時(shí)可以提高烤后的黃煙率和上等煙比例,降低含青煙比例,提高烤后煙葉質(zhì)量。宮長(zhǎng)榮等[14]認(rèn)為在變黃期提高濕球溫度有利于煙葉內(nèi)含物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化,烤后致香物質(zhì)含量顯著增加,香氣質(zhì)提升,香氣量提高,感官評(píng)吸質(zhì)量較好。該研究結(jié)果表明,提高變黃期中后期濕球溫度(中濕工藝下)使烤后煙葉的葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度等外觀質(zhì)量得到明顯改善,總糖含量、還原糖含量、兩糖比、糖堿比均有所增加,而總氮、煙堿含量均有所降低,化學(xué)成分趨于協(xié)調(diào),感官評(píng)吸質(zhì)量得到提升,烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益明顯增加。這與前人的研究結(jié)果[15-17]基本一致,這主要是由于提高變黃中后期的濕球溫度(中濕工藝下)后水分散失減少,煙葉含水量較高,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能維持較長(zhǎng)的活性,煙葉酶活性進(jìn)一步提高,葉綠素、蛋白質(zhì)和淀粉等大分子物質(zhì)得到充分地分解轉(zhuǎn)化,促進(jìn)煙葉致香物質(zhì)的形成,從而使煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量得到了提高。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著變黃中后期濕球溫度的進(jìn)一步提升(高濕工藝下),身份和油分等外觀質(zhì)量顯著降低,總糖含量、還原糖含量、兩糖比和糖堿比降低,感官評(píng)吸質(zhì)量和烤后煙經(jīng)濟(jì)效益均下降。這可能有以下原因:①變黃中后期濕球溫度過高,煙葉脫水變慢,變黃和失水不協(xié)調(diào)。為防止硬變黃的發(fā)生,變黃期時(shí)間拉長(zhǎng),從而使內(nèi)含物質(zhì)消耗過度,導(dǎo)致煙葉外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量的降低[18]。②變黃后期(干球溫度42 ℃)濕度過高,高溫高濕雖然能使各種酶活性急劇升高,但持續(xù)時(shí)間較短,不利于各種煙葉內(nèi)含物質(zhì)的降解、轉(zhuǎn)化和積累,同時(shí)也導(dǎo)致膜脂過氧化作用急劇增強(qiáng),破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),促進(jìn)棕色化反應(yīng)發(fā)生,掛灰等雜色煙比例增加,進(jìn)一步降低煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)[19-21]。

該研究結(jié)果表明,采用同步預(yù)熱工藝烤后煙葉外觀質(zhì)量、感官評(píng)吸質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益均優(yōu)于其他3個(gè)處理。這主要是因?yàn)橥筋A(yù)熱工藝在變黃中期(干球38 ℃)烘烤參數(shù)先設(shè)置為干濕同溫,之后將濕球溫度降至36 ℃,變黃后期(干球溫度42 ℃)濕球溫度設(shè)置為37 ℃。一方面,變黃中期濕球溫度的提高,減少了烤房濕熱空氣的排出,促進(jìn)烤房?jī)?nèi)部熱空氣循環(huán),理順了氣流方向,進(jìn)一步打通煙葉間氣流通道,縮小了烤房?jī)?nèi)平面和垂直溫差,從而使烤房各部位煙葉通風(fēng)受熱更加均勻,煙葉變化更加協(xié)調(diào)一致。同時(shí),濕球溫度的提高有利于煙葉葉溫的提升,促使煙葉發(fā)汗,進(jìn)一步提高了煙葉的酶活性,促進(jìn)煙葉內(nèi)含物質(zhì)的充分分解轉(zhuǎn)化。另一方面,變黃中期末到變黃后期加快了排濕進(jìn)程,既保證了煙葉變黃和失水的協(xié)調(diào),避免了硬變黃的發(fā)生,也防止變黃時(shí)間過長(zhǎng),避免煙葉內(nèi)含物質(zhì)消耗過度[5,8,22-23]。同步預(yù)熱工藝使上部煙葉的變化趨于協(xié)調(diào),既可以讓煙葉內(nèi)部物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化,又可以使其得到及時(shí)固定,從而獲得更好的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。

綜上所述,針對(duì)株洲煙區(qū)上部煙成熟期易受高溫干旱天氣的影響、烘烤難度大的問題,采用同步預(yù)熱烘烤工藝的烤后煙葉質(zhì)量最好,顯著改善了烤后煙葉容易出現(xiàn)掛灰、含青、僵硬等問題,其內(nèi)在品質(zhì)符合對(duì)口工業(yè)企業(yè)優(yōu)質(zhì)上部煙的需求,既提高了上部煙葉的可用性,又增加了煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益。