密集烤房不同裝煙方式對烘烤環境以及烤后煙葉香氣質量的影響

楊彥明

(云南省大理州煙草公司 洱源縣分公司，云南 大理 671200)

密集烤房不同裝煙方式對烘烤環境以及烤后煙葉香氣質量的影響

楊彥明

(云南省大理州煙草公司 洱源縣分公司，云南 大理 671200)

為了探索密集烤房不同裝煙方式對烤房烘烤環境和烤后煙葉香氣質量的影響，選用了籠式煙夾和散葉插扦兩種新型裝煙方式與傳統掛竿裝煙方式進行烘烤對比試驗。研究結果表明:在烘烤環境方面，籠式煙夾和散葉插扦在7個位點的溫度差異和垂直風速差異均小于傳統掛竿方式。溫度在變黃期差異顯著，但在定色期和干筋期差異不顯著；籠式煙夾和散葉插扦的垂直風速均保持在0.4 m/s以內，相互之間差異很小，而傳統掛竿上層煙葉和下層煙葉風速都超過0.4 m/s，相互之間差異較大。在烤后煙葉香氣質量方面，籠式煙夾和散葉插扦的香氣物質總量之和均比傳統掛竿大，并分別達到極顯著和顯著水平差異。綜上，筆者認為籠式煙夾和散葉插扦裝煙方式能形成更為均勻一致的烘烤環境，從而提高煙葉香氣成分含量。

密集烤房；籠式煙夾；散葉插扦；烘烤環境；香氣質量

密集烤房是規模化種植條件下精準執行烘烤工藝，改善和提升煙葉質量的重要保證，代表著我國烤煙烘烤設備的發展方向[1-2]。密集烤房的普及是我國烤煙烘烤設施上的突破性革新[3-4]。但我國密集烤房在裝煙方式上多數還是沿用傳統掛竿方式，由于其裝煙量小、費工費時、烤后煙葉的外觀質量和內在質量欠佳、工業可用性較差，嚴重限制了我國烤煙產業一基四化的快速發展[5-6]。因此，相關學者針對密集烤房配套裝煙設備展開了大量的研究。謝已書等[7]研究了散葉(堆放和煙筐)、煙夾及掛竿裝煙方式，結果表明，前3種方式在節約烘烤用工成本和耗能成本上效果顯著，且烤后煙葉質量無較大差異。徐秀紅等[8]研究結果表明，與掛竿方式相比，在煤耗和電耗上，煙夾方式最低；在煙葉質量上，煙夾方式烤出煙葉桔黃比例高于掛竿方式11.11%，中上等煙比例和均價以散葉方式最高，評吸質量打分以掛竿方式最少。王戰義等[9]研究認為與掛竿烘烤相比，疊層裝煙通過加大裝煙量來減少單位質量干煙耗電量和耗煤量，且烤后煙葉的評吸質量較佳。以上研究對烘烤的環境和煙葉的香氣質量涉及較少，于是，筆者選用目前發展勢頭較好的籠式煙夾和散葉插扦這兩種新型裝煙方式與傳統掛竿方式的烘烤環境和烤后煙葉香氣質量進行對比研究，旨在為烤煙專業化烘烤設備的推廣提供進一步的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

選擇按照標準化規范管理種植的紅花大金元品種0.33 hm2作為試驗煙田，采摘第10～12片煙葉進行試驗。共設置3個處理，依次為T1：籠式煙夾方式；T2：散葉插扦方式；CK：傳統掛竿方式。供試密集烤房：CK和T1為氣流下降式，T2為氣流上升式(散葉裝煙量大，上升式有利于排濕，可保證煙葉烘烤質量)。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 垂直方向溫度場和風場的測定 在密集烤房裝煙室正中位置沿垂直方向從上到下安裝7個溫度探頭和7個風速探頭，依次測定回風道、上層煙葉、上中層煙葉間隙、中層煙葉、中下層煙葉間隙、下層煙葉、進風道7個烤房位置的溫度和風速。

安裝位置詳見圖1。

代表溫度探頭和風速探頭位置。

相關設備有：數顯溫度計(北京普特儀表成套廠，型號LCD-280S)、多通道微風測試儀(北京世紀建通技術開發有限公司生產，型號JTR07B)。

1.2.2 香氣物質的測定 在1000 mL平底燒瓶中依次放入磨碎過篩的煙樣20.00 g、蒸餾水350 mL、氯化鈉90 g，然后安插在同時蒸餾萃取儀的左側；在同時蒸餾萃取儀的右側安插加入45 mL二氯甲烷的250 mL平底燒瓶。等萃取儀中有分層出現后開始計時，萃取2.5 h后，將10 g無水硫酸鈉加入二氯甲烷萃取相中進行干燥，過夜后將萃取液用濃縮瓶濃縮至1 mL，然后加入內標乙酸苯乙酯10 μL，制得GC/MS分析液。

GC條件：色譜柱為HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為He，流速為0.8 mL/min，進口樣溫度250 ℃；初始溫度50 ℃，保持2 min，以2 ℃/min的速率升至240 ℃，保持30 min；分流比為1∶15，進樣量為2 μL，質譜檢測。

GC/MS條件：GC條件同上；傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度177 ℃，電離能70 eV，He流速為0.8 mL/min，質量數范圍35～500 μ，MS譜庫為NIST0.5aL。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel軟件進行數據處理和繪圖，用SPSS 19.0軟件進行數據統計和多重比較。

2 結果與分析

2.1 密集烤房不同裝煙方式垂直方向烘烤環境比較

表1表明，無論在變黃期、定色期還是干筋期，各處理在每個位點的溫度極差和標準差表現出的差異均一致，即T1和T2均小于CK，變黃期差異顯著，在定色期和干筋期差異不顯著。

綜上，采用T1和T2裝煙時，密集烤房垂直方向的溫度差異較小，可以改善煙葉受熱均一性，優化烘烤環境，提高烘烤質量。

2.1.2 烘烤過程中烤房垂直方向垂直風速差異 烤房內溫濕度差異間接反映烤房內垂直風速大小的均勻性，而采用一種適宜的裝煙方式，是解決垂直風速不均勻最奏效而便捷的措施。多通道微風測試儀自動記錄一次風速的時間為0.5 h，為方便作圖對比，自變量取12 h，因變量取這12 h內所有風速值的平均值。

如圖2～圖4所示，烘烤中，T1上層煙葉垂直風速最高，中下層間隙最低；上層煙葉和中層煙葉垂直風速的變化規律保持對應，但下層煙葉則在60 h之后變化規律與上層和中層一致；兩間隙內的垂直風速變化規律基本保持一致。

T2除中下層間隙外，其他位點風速變化規律保持一致。中下層間隙風速在90 h之后出現跳躍性升高，應該是該探頭附近煙葉失水倒伏出現風洞所致，這組數據存在較大誤差，應摒棄；烘烤全程，中層煙葉垂直風速最低，另外，所有位點在84 h 時都出現突然增高又降低的一個點，這是風機由低速調高速所致。

CK各位點垂直風速變化比較復雜，總體來看，上層煙葉和下層煙葉垂直風速保持較高水平，而中層煙葉較低；但在72 h后風速均提高，這是因為定色期煙葉失水間隙變大加上風機由低轉高造成的。

表1 各處理垂直方向溫度對比

注:不同的大小寫英文字母分別表示各處理間差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)。下同。

整體觀察，T1和T2各位點垂直風速都小于0.4 m/s，CK的上層和下層煙葉垂直風速均大于0.4 m/s，且偏離較大。由此可見，T1和T2能促進各位點形成差異較小的風場分布狀態，優化烘烤環境，改善烘烤勻稱性。

圖2 T1垂直方向的垂直風速

圖3 T2垂直方向的垂直風速

2.2 烤后煙葉香氣質量比較

由表4可以看出，在檢測出的16種香氣物質中，茄酮、二氫獼猴桃內酯、3-羥基索拉韋惕酮、氧化異佛爾酮、3-氧化-α-紫羅蘭酮這5種香氣物質含量較高，其總和占總量的65%～80%。結果顯示， T1、T2的這幾種香氣物質含量總和均高于CK，前者差異達5%顯著水平，后者達1%顯著水平。

各種香氣物質含量次高的是巨豆三烯酮-D、巨豆三烯酮-B、香葉基丙酮、3-羥基-β-大馬酮，其總和占到香氣物質總量的15%～25%。與CK相比，T1的這幾種香氣物質含量總和較高，差異達1%顯著水平，T2差異不顯著。各種香氣物質含量較少的是法尼基丙酮、大馬酮、β-大馬酮、氧化紫羅蘭酮、紫羅蘭酮、巨豆三烯酮-A和巨豆三烯酮-C，總和只占到香氣物質總量的5%～10%。與CK相比，T1的這幾種香氣物質含量總和較高，差異達1%顯著水平，T2差異不顯著。對比16種酮類香氣物質總量，T1和T2都高于CK，其中T1達到1%顯著差異水平，T2達到5%顯著差異水平。因此可知，采用T1和T2均可以顯著提升烤后煙葉香氣質量。

圖4 CK垂直方向的垂直風速

3 討論與結論

3.1 不同裝煙方式對密集烤房烘烤環境的影響

據王勇軍[10]試驗報道，在采用同一功率循環風機的條件下，傳統掛竿烤房內溫濕度差異隨著裝煙密度增大而增大。王學龍等[11]通過測試散葉烤房和傳統掛竿烤房裝煙室的平面溫差、垂直溫差和葉間隙風速風壓來探索各自的烘烤性能。結果顯示，與傳統掛竿密集烤房比較，只要散葉烤房內裝煙板裝煙室地坪和風機風壓均滿足規范設計制作，其裝煙室平面溫差和垂直溫差均較小，且將平面溫差控制在1 ℃以內。在本試驗中，CK、T1、T2的裝煙密度是逐漸增大的，而且它們的烘烤溫度場和風速場的差異隨著裝煙密度的增大而減小，烘烤環境的均勻性是逐漸改善的，這與王勇軍的試驗結論貌似不一致，但與王學龍的卻一致。經分析認為，前者是只以傳統掛竿一種裝煙方式來逐級加大裝煙密度，而本試驗的裝煙密度的加大是建立在不同的裝煙方式的條件下，正是由于T1和T2裝煙設備結構布局導致煙葉夾裝的均勻性比傳統掛竿編煙更容易控制，更能導致煙葉均勻分布，促進烤房環境場更加均勻一致。

綜上，筆者認為密集烤房環境均勻性是由裝煙密度和裝煙方式兩個方面相互協作的影響，因此，日后可以從優化裝煙設備結構和調節裝煙密度這兩個因素點切入進行試驗研究，進一步改善密集烤房的烘烤性能。

表2 各處理烤后煙葉香氣物質含量比較 μg/g

3.2 不同裝煙方式對密集烤房烤后煙葉香氣質量的影響

謝已書等[12]研究了掛竿、煙夾與散葉插扦3種烘烤方式對煙葉中性和酸性香氣物質含量影響的。結果顯示，中性香氣成分總量以散葉插扦最多，煙夾居中，掛竿最少；酸性香氣成分總量則以煙夾最多，掛竿最少，散葉插扦居中。盧賢仁等[13]以掛竿為對照，研究了散葉堆積、散葉插扦和煙夾烘烤對煙葉中性致香物質含量的影響。結果表明，中性致香物質總量從大到小依次為散葉堆積、散葉插扦、煙夾和掛竿，比掛竿分別增加了10.94%、8.48%、6.35%。散葉堆積主要在類苯丙氨酸降解產物類、棕色化反應產物類、胡蘿卜素降解產物類、新植二烯等香氣成分上增加顯著。散葉插扦則在新植二烯和類胡蘿卜素降解產物類上增加顯著；煙夾則只在苯丙氨酸類致香物質上有所增加，幅度不大[14]。因此，采取不同的裝煙方式進行烘烤對煙葉香氣含量的影響還是比較顯著的，散葉堆積和散葉插扦在煙葉中性致香成分的形成中所起的作用較大。

本研究結果表明，籠式煙夾和散葉插扦兩種裝煙方式可以明顯提升致香物質成分的含量，提高香氣質量，這與上述研究結果基本一致。筆者分析，因為隨著籠式煙夾和散葉插扦裝煙密度的加大，延長了烘烤時間，特別是變黃期和定色前期的拉長，對于煙葉香氣物質的轉化和積累起到了較為明顯的作用。

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(責任編輯：許晶晶)

Effects of Tobacco-loading Methods in Bulk Curing Barn on Curing Environment and Aroma Quality of Flue-cured Tobacco Leaves

YANG Yan-ming

(Eryuan Branch, Dali State Tobacco Company of Yunnan Province, Eryuan 671200, China)

In order to find out the effects of different tobacco-loading methods in bulk curing barn on the curing environment and aroma quality of flue-cured tobacco leaves, we conducted a comparative experiments with three tobacco-loading methods, namely traditionally loading tobacco leaves with pole (CK), loading tobacco leaves with cage-type clamp (treatment A), and loading scattered tobacco leaves with needle (treatment B). The results showed that: as for the curing environment in bulk curing barn, the temperature difference and vertical wind speed difference among seven sites in treatment A and treatment B were all lower than those in CK; the temperature difference was significant at yellowing stage, but it was not significant at leaf-drying stage and stem-drying stage; the vertical wind speed in both treatment A and treatment B kept within 0.4 m/s with little difference between each other; while the vertical wind speed at upper leaf layer and lower leaf layer in CK was all more than 0.4 m/s with big difference between each other. As for the aroma quality of flue-cured tobacco leaves, the total content of aroma substances in treatment A and treatment B was respectively very significantly and significantly higher than that in CK. Therefore, loading tobacco leaves with cage-type clamp or loading scattered tobacco leaves with needle could form more uniform curing environment, and could improve the content of aroma substances in flue-cured tobacco leaves.

Bulk curing barn; Cage-type tobacco clamp; Inserting scattered leaves; Curing environment; Aroma quality

2017-02-12

國家煙草專賣局重大科技項目(TS-01-2011006)。

楊彥明(1985—)，男，云南洱源人，碩士，主要從事煙草調制工作。

S572

A

1001-8581(2017)06-0070-05