豫南烤煙不同成熟度煙葉烘烤工藝優(yōu)化研究

宗勝杰，崔光周，王建剛，馬浩波，萬(wàn) 鑫，蘇 爍，朱銀峰，李淑君

（1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，河南 許昌 461000；2. 河南省煙草公司信陽(yáng)市公司，河南 信陽(yáng) 464000）

煙葉的烘烤過程實(shí)質(zhì)上是對(duì)鮮煙葉品質(zhì)的固化，要想煙葉達(dá)到烤后最佳狀態(tài)，需針對(duì)鮮煙素質(zhì)制定合理的烘烤工藝。煙葉成熟度是影響煙葉烘烤特性的關(guān)鍵因素[1-2]。煙株個(gè)體發(fā)育、葉片采光因素、天氣因素、采收人員專業(yè)水平高低等均會(huì)導(dǎo)致采后煙葉成熟度存在差異。其中，因采收人判斷標(biāo)準(zhǔn)差異造成煙葉欠熟或者假熟的占比7%～8%，因煙株個(gè)體營(yíng)養(yǎng)差異造成葉片成熟不均勻的占比3%～4%，還有約10%的煙葉基部成熟較晚、葉片皺褶或光線被遮擋導(dǎo)致煙葉成熟不均勻，同時(shí)還存在因采收部位混雜造成的早采等。

烘烤工藝對(duì)烤后煙葉品質(zhì)的形成也起著至關(guān)重要的作用[3-5]，顯著影響烤煙的經(jīng)濟(jì)效益和內(nèi)在品質(zhì)[6-7]。合理的工藝可最大限度的彰顯鮮煙品質(zhì)。煙葉成熟度與烘烤過程中生理生化反應(yīng)密切相關(guān)[8-9]。煙葉成熟度偏低將加大煙葉烘烤難度，增加烤青概率。適熟煙葉在適宜工藝條件下能夠最大限度的彰顯煙葉的特色與品質(zhì)。已有研究表明，適宜的變黃溫濕度、定色溫濕度、時(shí)間組合對(duì)烤后煙葉品質(zhì)有很大提升作用[10-12]。變黃溫度影響著煙葉變黃速率，變黃時(shí)間影響著煙葉的變黃程度[13-14]。

成熟采收的煙葉由于個(gè)體差異和操作原因造成的成熟度差異情況不可避免，國(guó)內(nèi)學(xué)者在成熟度分類烘烤的經(jīng)濟(jì)效益及品質(zhì)方面做了一些研究[15-16]，但對(duì)分類煙葉配套工藝研究相對(duì)較少，尤其針對(duì)豫南煙區(qū)鮮煙分類對(duì)應(yīng)適宜的烘烤工藝研究及應(yīng)用目前仍是空白。因此，項(xiàng)目組，以烤煙品質(zhì)為考察指標(biāo)，針對(duì)不同成熟度的豫南中部煙葉開展了最適烘烤工藝研究，旨在探索豫南地區(qū)不同成熟度中部煙葉的最佳配套烘烤方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)于2018 年和2019 年分別在信陽(yáng)市平橋區(qū)和羅山縣進(jìn)行，所用數(shù)據(jù)為2019 年重復(fù)驗(yàn)證后的數(shù)據(jù)。以云煙87 為材料，選擇長(zhǎng)勢(shì)基本一致的代表性煙田，在當(dāng)?shù)責(zé)熑~正常成熟采收的基礎(chǔ)上，選取煙株中部9～11 葉位為試驗(yàn)材料，供試烤房為普通燃煤密集烤房。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在煙葉正常成熟采收基礎(chǔ)上，將鮮煙分為適熟煙葉和低成熟度（包括欠熟、尚熟、假熟、不均勻成熟）煙葉2 類，并對(duì)分類后煙葉分別設(shè)置3 組烘烤工藝，共6 個(gè)處理，其中CK1、T1、T2 為低成熟度煙葉；CK2、T3、T4 為適熟煙葉，每個(gè)處理單獨(dú)裝煙、單獨(dú)設(shè)置優(yōu)化烘烤工藝，且每個(gè)處理的3 次重復(fù)分別裝在烤房上層、中層和下層的中間位置，每層裝煙6竿；CK 為正常采收后不分類烘烤。各處理具體工藝參數(shù)如表1 所示。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析 初烤后煙葉按照GB2635—1992 分級(jí)后統(tǒng)計(jì)各處理各等級(jí)重量及比例，計(jì)算上等煙比例、上中等煙比例及均價(jià)[17]。

1.3.2 烤后煙葉品質(zhì)分析 煙葉烘烤結(jié)束后，各處理取烤房同一位點(diǎn)煙葉樣品6 竿，按照表2 所示標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)。取各處理C3F 煙葉2 kg 用于主要化學(xué)成分、香氣物質(zhì)含量和評(píng)吸質(zhì)量分析。主要化學(xué)成分測(cè)定依照YC/T 159—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2002、YC/T 173—2002 進(jìn)行。煙葉中性致香物質(zhì)含量采用蒸餾萃取法委托河南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家煙草生理生化研究基地檢測(cè)。煙葉評(píng)吸質(zhì)量由河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、鄭州煙草研究院等單位專家組成評(píng)價(jià)小組，按照表3 所示的河南中煙感官評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 烤后煙外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表3 烤后煙評(píng)吸質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 依據(jù)煙葉成熟度分類烘烤對(duì)烤煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表4 可知，低成熟度煙葉以T1 處理的經(jīng)濟(jì)效益最好，適熟煙葉以T3 處理的經(jīng)濟(jì)效益最好，表明T1、T3 工藝分別是低成熟度煙葉、適熟煙葉的最佳工藝組合。

表4 不同處理對(duì)烤后煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

按照鮮煙分類重量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，適熟煙葉與低成熟度煙葉重量比為3 ∶1，分類烘烤適熟煙葉和低成熟度煙葉處理權(quán)重分別為0.75 和0.25，以T1 和T3 處理組合作為分類烘烤組合，與CK 進(jìn)行比較，結(jié)果如表5 所示，分類烘烤的上等煙比例、中上等煙比例和均價(jià)分別較CK 提高8.20%、3.96%和8.95%，分類烘烤的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益均顯著高于CK。

表5 分類烘烤對(duì)烤后煙經(jīng)濟(jì)性狀的影響

綜上，中部葉依據(jù)成熟度分類后采用優(yōu)化工藝烘烤，其綜合經(jīng)濟(jì)效益提升顯著。為進(jìn)一步提升分類烘烤的實(shí)際工業(yè)利用價(jià)值，繼續(xù)對(duì)分類烘烤煙葉的品質(zhì)進(jìn)行分析。

2.2 依據(jù)煙葉成熟度分類烘烤對(duì)烤煙品質(zhì)的影響

2.2.1 外觀質(zhì)量 由表6 可知，對(duì)于低成熟度煙葉，不同處理烤煙外觀質(zhì)量總體評(píng)價(jià)差異顯著，T1 的成熟度、身份、結(jié)構(gòu)、色度得分和總體評(píng)分顯著高于CK1，T1 的身份、色度、油分、含青、掛灰雜色和總體評(píng)分顯著高于T2，CK1 結(jié)構(gòu)、含青、掛灰得分和總體評(píng)分顯著高于T2，表明低成熟度煙葉烘烤時(shí)延長(zhǎng)預(yù)變黃過程、提升煙葉的后熟效應(yīng)（T1）能夠顯著提升烤煙的外觀質(zhì)量。對(duì)于適熟煙葉，不同工藝烘烤條件下其烤煙成熟度差異不顯著，但對(duì)外觀質(zhì)量的其他指標(biāo)影響存在差異，T3 的顏色、身份、色度、掛灰雜色、嗅香和總體評(píng)分均顯著高于CK2 和T4，T3 的烤后煙成熟度與CK2 和T4 差異不顯著；CK2 的油分、含青和總體評(píng)分顯著高于T4；適熟煙葉定色開始先降低煙葉水分（T3）能夠顯著提升烤煙的外觀質(zhì)量。

表6 不同工藝對(duì)低成熟度烤后煙外觀質(zhì)量的影響 （分）

2.2.2 主要化學(xué)成分含量 由表7 可知，對(duì)于低成熟度煙葉，烘烤工藝對(duì)烤煙總糖、還原糖、總氮和淀粉含量存在影響，T1 處理與CK1 對(duì)比，其總糖含量顯著提高，總氮含量顯著降低，其余指標(biāo)差異不顯著；T2 處理與CK1 對(duì)比，總糖和淀粉含量均顯著提高，還原糖含量和還原糖/總糖顯著降低，其余指標(biāo)差異不顯著；T1 和T2 對(duì)比，T2 總糖含量和淀粉含量顯著高于T1，T2 的還原糖含量、總氮含量及還原糖/總糖顯著低于T1；T2 處理因成熟度低且使用高溫變黃，其淀粉轉(zhuǎn)化不充分，進(jìn)而造成淀粉含量較高、還原糖含量較低、兩糖比協(xié)調(diào)程度較差，T1 處理因稍高的總糖含量和相對(duì)更適宜的總氮含量其整體化學(xué)成分協(xié)調(diào)性略好于CK1。對(duì)于適熟煙葉，烘烤工藝對(duì)其烤后煙葉的總糖、還原糖和淀粉含量存在影響，T3 處理與CK2 對(duì)比，淀粉含量顯著降低，其余指標(biāo)差異不顯著；T4 處理與CK2 對(duì)比，總糖、還原糖和淀粉含量均顯著降低，其余指標(biāo)差異不顯著；T3 和T4 對(duì)比，T4 總糖含量、還原糖含量顯著低于T3，其余指標(biāo)差異不顯著；T3 處理因稍低的淀粉含量其化學(xué)成分整體協(xié)調(diào)性略好于CK2。

表7 不同工藝對(duì)低成熟度烤后煙主要化學(xué)成分的影響

2.2.3 中性致香物質(zhì)含量 由表8 可知，CK1 和T1的棕色化產(chǎn)物類產(chǎn)物、西柏烷類產(chǎn)物、其他香味物質(zhì)和中性致香物質(zhì)總量顯著高于T2，T2 的質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物含量顯著高于CK1 和T1，表明提高低成熟度煙葉變黃期溫濕度有利于質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物的積累但不利于烤煙中性致香物質(zhì)總量的累積；T1 的苯丙氨酸裂解產(chǎn)物顯著低于CK1，但二者中性致香物質(zhì)總量差異不顯著；綜合分析，CK1、T1 工藝有利于低成熟度煙葉香氣物質(zhì)的積累。不同處理對(duì)適熟煙葉烤后中性致香物質(zhì)總量差異顯著，中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為T3 ＞CK2 ＞T4，且T3 較CK2 提高14.12%；其中T3 的質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物、苯丙氨酸裂解產(chǎn)物、西柏烷類產(chǎn)物和中性致香物質(zhì)總量均顯著高于CK2；T4 的質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物、棕色化產(chǎn)物類產(chǎn)物、苯丙氨酸裂解產(chǎn)物、其他和中性致香物質(zhì)總量均低于CK2，中性致香物質(zhì)總量較CK2 降低7.59%；定色開始先降低煙葉水分（T3）能夠顯著提升烤后煙的中性致香物質(zhì)總量，有利于適熟煙葉香氣物質(zhì)的形成和積累。

表8 不同工藝對(duì)低成熟度烤后煙中性致香物質(zhì)含量的影響 （μg/g）

2.2.4 評(píng)吸質(zhì)量 由表9 可知，對(duì)于低成熟度煙葉，不同處理對(duì)烤煙評(píng)吸質(zhì)量存在影響，CK1 的燃燒性和灰色得分最高，T1 的香氣質(zhì)、香氣量、雜氣和余味得分最高，T2 的香氣量、濃度、勁頭和刺激性得分最高，T1 的評(píng)吸質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)得分顯著高于CK1 和T2；低成熟度煙葉延長(zhǎng)預(yù)變黃階段后烤煙的香氣質(zhì)、香氣量及吃味相關(guān)的雜氣和余味得到提升，綜合評(píng)吸質(zhì)量顯著提升。對(duì)于適熟煙葉，CK2 的香氣量、刺激性、余味及燃燒性得分最高，T3 的香氣質(zhì)、濃度、雜氣和勁頭得分最高，分別較CK 提高2.51%、3.24%、2.93%和1.32%，且綜合評(píng)價(jià)得分顯著高于CK2 和T4，表明T3 處理能夠顯著提升適熟煙葉的評(píng)吸質(zhì)量。

表9 不同工藝對(duì)低成熟度烤后煙評(píng)吸質(zhì)量的影響 （分）

3 小結(jié)與討論

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作中，采收成熟度低的煙葉原因主要有誤采、煙株養(yǎng)分過?；驙I(yíng)養(yǎng)不良、葉片光照不充分和煙葉生理代謝不均衡等[17]。由于煙農(nóng)隊(duì)伍識(shí)別能力差異導(dǎo)致低成熟度煙葉的存在量差異較大。研究表明，對(duì)鮮煙葉進(jìn)行成熟度分類，該批次鮮煙葉中適熟與低成熟度煙葉的比例為3 ∶1，通過對(duì)不同成熟度煙葉分類裝炕精準(zhǔn)烘烤，其烤后煙葉綜合的上等煙比例和均價(jià)分別較常規(guī)烘烤提升8.20%和8.95%，均達(dá)到顯著水平，與陳曉紅等[18]研究的鮮煙葉分類烘烤中部葉上等煙比例提高10%的結(jié)果基本一致。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，在低成熟度中部煙葉烘烤過程中延長(zhǎng)烘烤預(yù)變黃過程、提升煙葉的后熟效應(yīng)（T1）能夠顯著提升煙葉的經(jīng)濟(jì)效益、總糖含量、外觀質(zhì)量和中性致香物質(zhì)總量，使烤煙總氮含量更加適宜?，F(xiàn)有研究表明，延長(zhǎng)預(yù)變黃過程，增加了煙葉的變黃時(shí)間，使煙葉中淀粉等大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化更加充分[19-20]，有利于提升烤煙外觀質(zhì)量及品質(zhì)；同時(shí)，由于煙葉成熟度不足，葉片內(nèi)碳氮代謝不均衡[21]、葉片抗衰老相關(guān)酶活性較高[8]，而提高低成熟度煙葉的變黃溫度和濕度加速了葉片的變黃和衰老[21]。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，定色前降低煙葉水分和延長(zhǎng)定色烘烤時(shí)間（T3）能夠顯著提升煙葉經(jīng)濟(jì)效益、中性致香物質(zhì)總量、評(píng)吸總體評(píng)價(jià)和外觀質(zhì)量，這是由于煙葉生理成熟相對(duì)充分，烘烤過程中變黃程度和碳氮代謝協(xié)調(diào)性較好[22]，一方面煙葉充分變黃后及時(shí)排濕定色有利于煙葉品質(zhì)的固定，這與楊占偉等[23]研究成熟煙葉相對(duì)低的定色溫度（37℃）有利于提升烤煙物理特性的結(jié)果一致。筆者的研究結(jié)果與張保占等[24]的定色前期保濕、后期排濕、延長(zhǎng)定色時(shí)間有利于煙葉品質(zhì)的固定結(jié)果基本一致；但延長(zhǎng)42℃烘烤時(shí)間沒有達(dá)到提升煙葉品質(zhì)的作用，這可能是由于延長(zhǎng)變黃后期時(shí)間進(jìn)一步增加了葉片干物質(zhì)的代謝[25]，過度代謝不利于品質(zhì)的形成和固定導(dǎo)致的。

綜上所述，豫南煙區(qū)云煙87 中部葉按成熟度分類后實(shí)施精準(zhǔn)烘烤，經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升，實(shí)際生產(chǎn)指導(dǎo)意義較大。低成熟度煙葉采用T2 工藝進(jìn)行烘烤有利于提升烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)效益和品質(zhì)；適熟煙葉采用T3 工藝進(jìn)行烘烤有利于烤后煙葉品質(zhì)的固化和提升。