烘烤條件對烤煙不同組織水分變化的影響

彭玖華

摘 要：為了研究不同烘烤工藝對煙葉烘烤過程中水分變化的影響，采用不同的烘烤工藝對巫山煙區的中上部煙葉進行烘烤，對烘烤過程中葉片水分、主脈水分、整煙片葉的水分，以及常規化學成分進行測定，并對煙葉的烘烤效果進行統計。結果表明，烘烤過程中煙葉的水分變化可以分為3個階段，第1階段主要是葉片水分的保持，第2階段主要是葉片水分的散失，第2階段主要是主脈水分的散失。優化烘烤工藝不僅能夠延長煙葉葉片水分散失，加速主脈散失，還能夠顯著提高煙葉烘烤質量，降低烤壞煙比，能夠降低含氮化合物的含量，提高糖含量。研究認為，優化烘烤工藝能夠在一定程度上促進煙葉葉片與主脈失水的協調性，能夠提高煙葉質量。

關鍵詞：烘烤工藝；水分； 效果；化學成分

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.05.018

Abstract： In order to study the effect of different curing techniques on variable moisture during curing process of tobacco， the different tobacco baking process were applied to the upper part of Wushan tobacco， the water content of the leaf and the main vein， and the conventional chemical composition， and the baking effect on tobacco were determined by statistics. The results showed that the change of water content during curing process could be divided into 3 stages， the first stage was mainly to maintain leaf water， the second stage was the loss of leaf water， and the third stage was the loss of the main vein of water. Optimizing the curing process could prolong the time of tobacco leaf water losing， and accelerate the main vein and loss. Optimization of curing technology could significouldtly improve the quality of tobacco leaf， and reduced roast bad smoke ratio. Optimization of curing process could reduce the content of nitrogen， increasing sugar content. The optimization of baking technology could promote the coordination of tobacco leaf and main vein water loss to a certain extent and improve the quality of tobacco leaves.

Key words： curing process； moisture； effect； chemical composition

煙葉烘烤的實質是煙葉脫水干燥的物理過程、色素的降解及生化變化過程的協調統一。在人為溫濕度控制條件下，使色素降解與水分動態平衡的關系能夠相輔相成，向有利于煙葉品質形成的方向發展，是煙葉調制的關鍵技術，更是烘烤的核心[1]。烘烤各階段失水速率的快慢不僅影響煙葉的烘烤效果，同時對烤后煙的品質也有很大影響[2-4]。宮長榮等[5]研究提出，合理調控烘烤期間的失水速度和不同溫度段的失水量，是增進和改善煙葉內在品質的技術核心和關鍵。王能如等[6]、陳少鵬等[7]研究表明，在煙葉變黃期或者定色前期，失水速率遲緩，烤后煙葉香氣量不足，辛辣味和刺激性較強。滕永忠等[8]研究表明，帶莖烘烤的烤煙上部葉在烘烤過程中莖桿中的水分一部分由于高溫而散失，有一部分水分從莖稈到葉脈，再到葉基部、葉中部、葉尖部。有研究表明，煙葉烘烤過程中的水分動態呈現前期失水少，失水速度慢；中期失水多，失水速度快的特點[9-12]。宮長榮等[13]研究表明，環境濕度和煙葉水分通過對淀粉酶有效活性的影響而對淀粉降解起十分重要的作用，且水分的變化對煙葉其他化學物質代謝轉化也有重要作用[14-19]。然而，對于烘烤工藝對葉片含水量與主脈含水量的研究國內鮮見報道，因此，設計不同的烘烤工藝從烘烤過程中葉片與主脈水分變化入手探究其對煙葉的影響，以期對烘烤提供系統全面的參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年在重慶市巫山縣開展，供試品種為云煙87，前茬作物為水稻，煙田土壤肥力中等，規范化栽培管理，田間長勢均勻一致。試驗烤房為氣流下降式密集烤房，裝煙室長、寬、高分別為8.0 m×2.7 m×3.5 m，裝煙量3 000 kg左右。

1.2 試驗設計

試驗設置兩個處理：優化烘烤工藝（T），當地烘烤工藝（CK）。

優化烘烤工藝（T）分3個階段。

變黃期。裝房完成以后，立即起火，風機低速，6～8 h內使干球溫度升至35～36 ℃，濕球溫度維持在39 ℃，穩溫8～10 h使底棚煙葉葉尖發軟開始倒伏，玻璃窗上觀察到有水珠出現，葉尖變黃8～10 cm。然后，干球溫度維持不變，濕球溫度維持在38 ℃，穩溫15～18 h至中棚煙葉6～7成黃，底棚煙葉完全倒伏并出現平鋪狀態，至煙葉基本完全倒伏；底棚煙葉葉尖干燥5～8 cm，自控儀上下棚溫差在1 ℃以內，保持干球溫度不變，風機高速運轉。然后，干球溫度以1 ℃·h-1升至41～42 ℃，濕球溫度保持不變，穩溫10～12 h，至全房煙葉基本簧片青筋并平鋪，使上棚煙葉干燥3～5 cm，中棚煙葉干燥5～8 cm，下棚煙葉干燥12 cm。

定色期。達到變黃目標后濕球溫度保持不變，干球溫度以0.5 ℃·h-1下升至46～47 ℃，穩溫12 h左右使底棚煙葉葉片全干，底棚與中棚主脈變白發亮，底層主脈干燥3/4。強制排濕器一般放在4檔然后干球溫度以0.5 ℃·h-1升至49 ℃濕球溫度保持在36 ℃，至中棚煙葉葉片基本干燥，下棚支脈全干，三層主脈變白發亮。然后干球溫度以0.5 ℃·h-1升至54～55 ℃，濕球溫度保持在38 ℃，至上棚煙葉葉片基本干燥，中棚煙葉支脈全干，下棚煙葉主脈開始收縮。

干筋期。定色目的達到后干球溫度以1 ℃·h-1升至60 ℃，濕球溫度保持在40 ℃，至底棚煙葉主脈基本全部干燥。中層煙葉主脈收縮1/4，然后從1 ℃·h-1升至68～70 ℃，濕球溫度保持在40～41 ℃，至全房煙葉完全干燥。

1.3 試驗方法

烘烤過程中每4 h記錄1次烤房溫濕度和煙葉變化，每4 h取1次樣，每次取5片煙葉，分別剝離主脈，然后對主脈和葉片分別采用殺青烘干法于105 ℃下殺青30 min，再于65 ℃下烘干并稱質量記錄葉片與主脈的含水率，以鮮煙含水量為100計算。計算公式：B=（b-b1）/b*100%（式中：B為含水率；b為樣品質量，g；b1為烘后樣品質量，g）。

1.4 數據處理

試驗數據采用EXCEL2010與DPS7.05分析。

2 結果與分析

2.1 不同烘烤條件上部葉水分變化

由圖1（a）可以看出，當地烘烤工藝上部葉烘烤過程中總含水量、葉片含水量及主脈含水量均表現為相對一致的變化趨勢。在烘烤過程中含水量基本保持為：主脈含水量>總含水量>葉片含水量。煙葉含水量大致可分為3個階段：第1階段三者的含水量基本保持不變，其中主脈失水速率幾乎為零，總含水量、葉片含水量處在比較穩定的狀態，此階段發生在烘烤進程的前32 h左右，根據現有巫山煙葉烘烤總結判斷此階段的干球溫度約為40 ℃，濕球溫度約為36 ℃，在烘烤過程中處于變黃中后期，煙葉整體變黃約6～7成黃；第2階段約在烘烤進程的32～56 h之間，可以看出主脈含水量、總含水量失水速率較小，而葉片失水速率較大，失水速率的大小關系大致表現為葉片>整片葉≈主脈；第3階段發生在烘烤56 h之后，葉片失水加劇，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。

由圖1（b）可知，優化烘烤工藝烘烤過程煙葉水分變化也分為3個階段。第1階段，在烘烤的前40 h內，葉片含水量、總含水量、主脈含水量均無明顯變化，此階段處于烘烤的變黃前期，煙葉葉尖發軟；第2階段，在烘烤的40～52 h之間，此階段主脈含水量幾乎沒有較大變化，葉片含水量較上一階段有較大的下降趨勢，導致整片葉的含水量呈較大下降趨勢，此階段約處于變黃中后期，全房基本達到黃片青筋；第3階段，即烘烤52 h之后主脈含水量在第3階段后半段急劇下降，葉片含水量呈大幅度下降趨勢。

2.2 不同烘烤條件中部葉水分變化

由圖2（a）可知，當地烘烤工藝中部葉含水量烘烤過程中可分為3個階段：第1階段，三者的含水量基本保持不變，此階段發生在烘烤進程的前24 h左右，根據現有巫山煙葉烘烤總結判斷此階段的干球溫度約為38 ℃，濕球溫度約為35 ℃，煙葉整體變黃約7～8成黃；第2階段，約在烘烤進程的24～48 h之間，可以看出主脈含水量、總含水量失水速率較小，而葉片失水速率較大，失水速率的大小關系大致表現為葉片>整片葉>主脈，此時全房煙葉達到黃片青筋，勾尖卷邊約12 cm；第3階段發生在烘烤48 h之后，葉片失水加劇，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。

由圖2（b）可知，優化烘烤工藝在整個烘烤過程中中部葉含水量也可分為3個階段：第1階段，三者的含水量基本保持不變，失水速率幾乎為零。此階段發生在烘烤進程的前40 h，根據巫山煙葉的烘烤特性可以判斷此階段的干球溫度約為40 ℃，濕球溫度約為36 ℃，處于變黃階段的后期，全房煙葉幾乎達十成黃；第2階段，可以看出主脈失水速率較小，而葉片與整片葉的失水速率較大，此階段約發生在烘烤進行的40～64 h之間，此階段處于定色階段的中前期，煙葉葉片在較高的溫度條件下失水速率較大，葉片逐漸干燥，煙葉內部發生生理生化反應進程加快，而主脈由于表皮組織較致密細胞結構相對完整，應對外界高溫環境的能力較強，內部的水分散失量較小；第3階段發生在烘烤進行的64 h之后，主脈失水速率加劇，導致整片葉的失水速率加劇，而葉片由于此階段已基本干燥失水速率保持在較低水平。

2.3 不同烘烤條件下烤后煙外觀質量分析

由表1可知，中部煙葉在兩種烘烤工藝烤后上中等煙的比例以處理組最好，烘烤時間與對照組相比差異不大，烤壞煙比例較小，其中烤壞煙多表現為支脈洇筋，二者耗電量相當，無顯著性差異。上部葉在兩種烘烤工藝烤后以處理組上中等煙比例較高，烘烤時間略長于對照組，烤壞煙比例與對照組相比低2.8個百分點，耗電成本比對照組節約8元，烤壞煙多表現為掛灰與支脈洇筋，采用優化烘烤工藝可以有效緩解烤壞煙情況發生。

2.4 不同成熟度煙葉烤后煙質量

由表2可知：中部葉經優化烘烤工藝后煙堿、總氮、蛋白質、氧化鉀與氯離子的含量與對照無顯著性差異；但總糖與還原糖的含量顯著高于當地烘烤工藝，淀粉含量顯著低于對照，但均符合優質煙葉的含量要求。上部葉經優化烘烤工藝后總氮、氧化鉀、氯離子以及淀粉含量與當地烘烤工藝無顯著性差異，但總糖與還原糖的含量顯著高于當地烘烤工藝，煙堿與蛋白質的含量顯著低于對照，可知優化烘烤工藝有助于蛋白的大分子含氮化合物的降解，有利于煙葉質量的提高，對提高上部葉的可用性有較大的促進作用。

3 結論與討論

水對煙葉的烘烤起著至關重要的作用。合理調控烘烤期間的失水速率和不同溫度段的失水量，是增進和改善煙葉內在品質的技術核心和關鍵。研究結果表明，烘烤過程中葉片水分變化主要分為3個階段，呈現先慢后快再慢的規律。當地烘烤工藝烘烤上部葉的第1階段發生在烘烤進程的前32 h左右；第2階段約在烘烤進程的32～56 h之間，失水速率的大小關系大致表現為葉片>整片葉>主脈；第3階段發生在烘烤56 h之后，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。優化烘烤工藝烘烤中部葉的第1階段發生在烘烤進程的前40 h，全房煙葉幾乎達十成黃；第2階段約發生在烘烤進行的40～52 h之間；第3階段發生在烘烤進行的52 h之后，主脈失水速率加劇，導致整片葉的失水速率加劇，而葉片由于此階段已基本干燥失水速率保持在較低水平，這與孟可愛等[20]的研究結果有一定的相似。當地烘烤工藝烘烤中部葉過程中含水量變化的第1階段發生在烘烤進程的前24 h左右，煙葉整體變黃約7～8成黃；第2階段約在烘烤進程的24～48 h之間，此時全房煙葉達到黃片青筋，勾尖卷邊約12 cm；第3階段發生在烘烤48 h之后，葉片失水加劇，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。優化烘烤工藝烘烤中部葉時其含水量變化也可分為3個階段：第1階段發生在烘烤進程的前40 h，全房煙葉幾乎達十成黃；第2階段約發生在烘烤進行的40～64 h之間葉片逐漸干燥；第3階段發生在烘烤進行的64 h之后，主脈失水速率加劇。

優化烘烤工藝能夠提高煙葉的上、中等煙的比例，烘烤時間與對照組相比差異不大，烤壞煙比例較小，二者耗電量相當，無顯著性差異。且上部葉的烘烤時間略長于對照組，烤壞煙比例與對照組相比低2.8個百分點，耗電成本比對照組節約8元，采用優化烘烤工藝可以有效緩解烤壞煙情況發生，這主要是由于煙葉水分主脈水分含量從變黃期到定色期基本不變，主要通過運輸到葉片排出體外。優化烘烤工藝有利于主脈向葉片運輸水分的通道及時打開，提前排出少量水分，使葉片與主脈失水達到協調，從而減小烘烤后期排水壓力，進而降低烤壞煙出現的頻率[21]。

研究表明，優化烘烤工藝能夠顯著提高中部葉的總糖與還原糖的含量，使淀粉含量顯著低于對照，顯著降低煙堿與蛋白質的含量。優化烘烤工藝有助于蛋白的大分子含氮化合物的降解，有利于煙葉質量的提高，對提高上部葉的可用性有較大的促進作用。

參考文獻：

[1]郭全偉，侯躍亮，宗樹林，等.密集烤房在烘烤實踐中的應用[J].中國煙草科學，2005，26（3）：15-16.

[2]王方鋒，譚青濤，楊杰，等.不同氣流運動方向密集烤房與普通烤房對比研究[J].中國煙草科學，2007，28（2）： 17-18， 37.

[3]浦秀平，徐世峰，任杰，等.不同裝煙方式對密集烘烤效率及煙葉質量的影響[J].中國煙草科學，2013，34（4）：98-102.

[4]謝已書，鄒焱，何昆，等.散葉插簽密集烘烤對煙葉質量和經濟效益的影響[J].貴州農業科學，2010，38（10）：58-60.

[5]宮長榮，潘建斌，宋朝鵬.我國煙葉烘烤設備的演變與研究進展[J].煙草科技，2005（11）：34-37.

[6]王能如，徐增漢，張瀛.轉火時機對烤煙上部葉后熟效應[J].煙草科技，2001（9）：41-43.

[7]陳少鵬，汪代斌，郎定華，等.烘烤中煙葉生理生化變化及其影響因子研究進展[J].作物研究，2011，25（1）：81-83，88.

[8]滕永忠，胡從光，徐建平，等.帶莖烘烤的烤煙上部葉的水分散失[J].煙草科技，2007（2）：53-57.

[9]王愛華，王松峰，韓志忠，等.烤煙新品種中煙203密集烘烤過程中的生理生化特性研究[J].中國煙草科學，2013，34（2）：74-80.

[10]宮長榮，孫福山，汪耀富，等.煙葉烘烤中不同變黃溫度對某些生理生化特性的影響[J].中國煙草科學，1998 （2）：5-7.

[11]邱崇浩.烤煙過程中煙葉生理生化變化及其影響因子研究進展[J].安徽農業科學，2011，9（1）：21-22，40.

[12]馬翠玲， 李佛琳，崔國民.不同類型烤房中煙葉水分動態變化規律[J].中國農學通報，2007，23（6）：630-633.

[13]宮長榮，劉霞，王衛峰.密集烘烤溫濕度條件對煙葉生理生化特性和品質的影響[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2007，35（6）：77-82.

[14]王愛華，王松峰，管志坤，等.烤煙密集烘烤過程中階梯升溫變黃生理生化特性研究[J].中國煙草科學，2012，33（1）：69-73.

[15]李衛芳，張明農，林培章，等.煙葉烘烤過程中呼吸速率和脫水速率的變化[J].南京師大學報（自然科學版），2000，23（4）：112-115.

[16]顏合洪. 水分條件對烤煙主要化學成分的影響研究[J].中國生態農業學報，2005，13（1）：101-103.

[17]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的影響[J]. 河南農業科學， 2012， 41（1）：56-61.

[18]王愛華，王松峰，騰春富，等.密集烘烤不同變筋溫度對煙葉香氣物質和評吸質量的影響[J].華北農學報，2012，27（S1）：116-121.

[19]趙華武，崔國民，趙永振，等.密集烘烤過程中烤房葉間風速指標的灰色關聯聚類分析[J].西南大學學報（自然科學版），2011，33（11）：140-145.

[20]孟可愛， 聶榮邦，肖春生，等.密集烘烤過程中煙葉水分和色素含量的動態變化[J].湖南農業大學學報（自然科學版），2006，32（2）：144-148.

[21]宮長榮.煙草調制學[M]. 北京：中國農業出版社，2003.