烤煙堆捂自然變黃工藝的應(yīng)用研究

蘇家恩 高婭北 李再光 王德勛 戶艷霞 范志勇 王新中 孫軍偉

摘 要：為探究堆捂自然變黃工藝對(duì)烤煙品質(zhì)的影響，以紅花大金元中部葉為試驗(yàn)材料，在烤前通過不同堆捂自然變黃處理，與常規(guī)烘烤工藝對(duì)比，研究其對(duì)烘烤過程中煙葉水分、色素等動(dòng)態(tài)變化以及烤后煙葉化學(xué)成分、外觀質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)烘烤工藝相比，T1即煙葉堆捂自然變黃至60%時(shí)開火，對(duì)煙葉含水量動(dòng)態(tài)影響不顯著，但可適當(dāng)增加烤中類胡蘿卜素的降解，提高鉀/氯值，提升煙葉品質(zhì)；而T2即煙葉堆捂自然變黃至90%時(shí)開火，會(huì)減少煙葉及主脈在烘烤前期的失水量，增加烤中類胡蘿卜素以及淀粉等大分子物質(zhì)的降解，減少煙葉厚度及單葉質(zhì)量，影響烤煙品質(zhì)。因此，煙葉堆捂自然變黃至60%時(shí)開火進(jìn)行烘烤具有可行性，可應(yīng)用至實(shí)際生產(chǎn)過程中。

關(guān)鍵詞：烤煙；堆捂自然變黃；品質(zhì)；節(jié)能

中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.04.014

Study on Application of Natural Yellowing Process of Flue Cured Tobacco

SU jia'en1，GAO Yabei2， LI Zaiguang1， WANG Dexun1，HU Yanxia1，F(xiàn)AN Zhiyong1，WANG Xinzhong1，SUN Junwei1

（1.Dali Tobacco Company of Yunnan Province， Dali， Yunnan 671000， China； 2. College of Tobacco Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450002， China）

Abstract： In order to study the effect of stacking natural yellowing process on the quality of flue-cured tobacco， the middle leaves of Honghuadajinyuan were used as test materials， different stacking natural yellowing treatments were set before baking， the conventional baking process was as control， the dynamic change of tobacco moisture and pigment as well as the chemical composition and appearance quality after tobacco baking. The results showed that： compared with conventional baking process， the treatment that stacking natural yellowing to 60%（T1） had no significant influence on the dynamic of tobacco water content， but had positive influence to increase the carotenoids degradation and potassium / chlorine value， improving the quality of tobacco； while the treatment that stacking natural yellowing to 90% （T2） would decrease the water loss of tobacco leaf and main vein in the early baking period of， increase the degradation of carotenoids， starch and other macromolecules， reduce the thickness and weight of tobacco leaf， causing the quality reduction of flue-cured tobacco. Therefore， it was feasible to fire and bake after stacking natural yellowing to 60%， which could be applied to the actual production process.

Key words： flue cured tobacco； stacking natural yellowing； quality； energy saving

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，環(huán)保成為當(dāng)前階段面臨的最大問題，節(jié)能減排是目前行業(yè)的主要任務(wù)。在密集烤房投入使用后，烤煙烘烤耗煤量實(shí)現(xiàn)從原來的2.5 kg·kg-1（標(biāo)煤/竿煙）降低到了現(xiàn)在的1.5～2.0 kg·kg-1（標(biāo)煤/竿煙）[1]。近年來，很多研究從烤房設(shè)備改造、改用新能源燃料以及改變烘烤方式等方面入手，來提高烘烤熱能利用率、減少碳排放[2-8]。研究表明，在烤房開火前使用堆捂自然變黃工藝，可有效減少煙葉烘烤耗煤量，即可減少整個(gè)烘烤周期的碳排放量，實(shí)現(xiàn)烘烤節(jié)能減排的目的[9]。但煙葉作為一種特殊的經(jīng)濟(jì)作物，在烘烤時(shí)必須考慮烤后煙葉是否能具有工業(yè)可用性以及烤后煙葉質(zhì)量等問題，而不能單純地以減少能耗、降低污染、省工等作為工藝的可行性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目前，對(duì)堆捂自然變黃工藝這一技術(shù)在生產(chǎn)中的可用性研究較少。

本試驗(yàn)以不同堆捂自然變黃工藝為處理，與常規(guī)三段式烘烤工藝進(jìn)行對(duì)比，探究2種不同烘烤方式對(duì)煙葉質(zhì)量的影響，旨在為堆捂自然變黃工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試烤煙品種為紅花大金元。試驗(yàn)田肥力中等，按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)栽培管理，選取成熟一致的適熟中部葉（10～12葉位）進(jìn)行采收，使用電熱式智能烤煙箱進(jìn)行烘烤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年在云南省大理白族自治州彌渡縣紅花大金元科研基地進(jìn)行。烘烤工藝設(shè)3個(gè)處理：CK為常規(guī)三段式烘烤工藝；T1為將煙葉堆捂自然變黃至60%黃左右開火；T2為將煙葉堆捂自然變黃至90%黃左右開火，各處理烘烤工藝詳見表1。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

在烘烤過程關(guān)鍵溫度點(diǎn)[30（代指鮮煙），38，42，45，48，54，68 ℃]進(jìn)行取樣，30 ℃為鮮煙葉采摘時(shí)當(dāng)?shù)氐臏囟葼顟B(tài)，為使38 ℃T2與T1和CK樣品狀態(tài)同步， T2樣品于煙葉堆捂自然變黃程度至70%左右時(shí)取樣，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。采用烘箱法[10]分別測定煙葉葉片、主脈含水率；常規(guī)化學(xué)成分采用連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀測定；采用乙醇提取比色法[11]測定色素含量；煙葉外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)方法參考鄧小華等[12]研究方法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Microsoft Excel 2010對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用Origin Pro 2016進(jìn)行繪圖，結(jié)果運(yùn)用SPSS 20.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘烤過程中煙葉失水情況

從圖1可以看出，在38 ℃之前，各處理葉片含水率變化不明顯，失水較少；在38 ℃時(shí)，各處理葉片含水率為CK最低，T1，T2差異不顯著；而后隨著干球溫度的升高，葉片失水加劇，在45 ℃時(shí)，各處理葉片含水率T2顯著高于T1和CK，T1稍高于CK，但差異不顯著，且失水速率大小為CK≈T1>T2；在45 ℃后，各處理葉片進(jìn)一步失水，在48 ℃時(shí)，T2失水速率較快，T2葉片含水率快速下降至17.37%，各處理葉片含水率差異不顯著；隨后在54 ℃時(shí)各處理葉片含水率趨于一致。

從圖2可以看出，各處理主脈含水率隨著烘烤的進(jìn)行都呈逐漸下降趨勢，且各階段主脈不同處理含水率大小均為T2>T1>CK，在48 ℃之前各處理失水速度較慢，而48 ℃后各處理失水速度加快。

2.2 烘烤過程中葉片色素含量變化

從圖3可以看出，各處理煙葉在變黃前期（38 ℃）葉綠素迅速降解，且降低幅度較大；在變黃期結(jié)束（42 ℃）時(shí)，煙葉變黃狀態(tài)達(dá)到90%左右時(shí)，各處理煙葉中葉綠素達(dá)到一個(gè)較低水平；此后各時(shí)期煙葉中葉綠素降解速度趨于平緩；葉綠素含量的變化趨勢在各處理間無顯著差異。

從圖4可以看出，各處理煙葉中類胡蘿卜素在變黃前期（38 ℃）降解速度較快，隨后速度減慢；在烘烤各時(shí)期類胡蘿卜素含量不同處理均表現(xiàn)為：CK>T1>T2，在42 ℃之前，T1與T2之間類胡蘿卜素含量無顯著差異，隨后T2降解較T1稍快；在42 ℃之后各時(shí)期T1類胡蘿卜素含量高于T2；在54 ℃時(shí)各處理類胡蘿卜素含量趨于一致。說明堆捂自然變黃工藝會(huì)影響烘烤過程中類胡蘿卜素的降解。

2.3 烤后煙葉化學(xué)成分

由表2可知，總糖CK，T1，T2依次遞減，其中CK顯著高于T1和T2；還原糖含量各處理間無顯著差異，說明采用堆捂自然變黃工藝對(duì)其影響不大；總氮含量CK和T2差異不顯著，二者顯著高于T1；煙堿、氯含量各處理間無顯著差異，說明堆捂自然變黃工藝對(duì)二者影響不大；淀粉含量CK顯著高于T1，T2，說明堆捂自然變黃工藝會(huì)增加烘烤過程中淀粉的降解量；鉀含量CK和T1顯著高于T2，說明堆捂自然變黃程度的增加不利于提高煙葉內(nèi)的鉀含量；不同處理糖堿比大小為CK>T1>T2，均在適宜范圍內(nèi)；不同處理鉀氯比大小為T1>T2>CK，說明采用堆捂自然變黃工藝可提高煙葉可燃性。

2.4 烤后煙葉外觀質(zhì)量

從表3可以看出，3個(gè)處理烤后煙葉均表現(xiàn)為成熟，葉片結(jié)構(gòu)疏松；但CK煙葉身份中等，T1和T2稍薄；CK烤后煙葉表面油分較多，而T1表面有油分，T2烤后煙葉表面所含有的油分較少、光澤較差； CK，T1均為橘黃，而T2烤后煙葉顏色較淡，呈淡橘黃色。

3 結(jié)論與討論

煙葉烘烤要求變黃程度與失水程度相協(xié)調(diào)，才能在烤后收獲一個(gè)良好品質(zhì)，而不會(huì)因?yàn)樽凕S過度或失水不足而烤黑，或是變黃不足或失水過多而烤青[13-14]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在烘烤過程中不同處理煙葉含水量大小表現(xiàn)為T2>T1>CK，CK變黃與失水相對(duì)協(xié)調(diào)，而T2在變黃期結(jié)束時(shí)失水量較小，可能會(huì)在烤后出現(xiàn)烤黑現(xiàn)象。類胡蘿卜素是煙草中主要的黃色素[15]，在烘烤過程中，各處理葉綠素含量無明顯差異，而類胡蘿卜素含量大小則表現(xiàn)為42 ℃前CK>T1≈T2，隨后為CK>T1>T2，說明類胡蘿卜素降解量最多的是T2，這也可能是導(dǎo)致T2煙葉顏色較淡的原因，同時(shí)類胡蘿卜素也是重要的香氣前體物質(zhì)，故其在烘烤過程中的降解影響烤后煙葉的香氣質(zhì)量[16]。宮長榮等[17]研究表明，煙葉中淀粉等大分子物質(zhì)降解主要發(fā)生于變黃期，從本試驗(yàn)烤后煙葉的化學(xué)成分來看，由于使用堆捂自然變黃工藝相較于正常工藝煙葉的變黃時(shí)間加長，導(dǎo)致T2煙葉中的淀粉等大分子物質(zhì)降解過多，烤后煙葉葉片較薄，導(dǎo)致煙葉單葉質(zhì)量減少，影響烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益；從鉀/氯來看，T1處理烤后煙葉鉀/氯值最高，說明煙葉堆捂自然變黃至60%時(shí)進(jìn)行烘烤可提高烤后煙葉的可燃性，從而提高煙葉品質(zhì)。

綜合來看， T1處理，即堆捂自然變黃煙葉至60%左右開火，可適當(dāng)增加煙葉中類胡蘿卜素的降解，提高鉀/氯值，提升煙葉品質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)中較有可行性，且使用堆捂自然變黃工藝會(huì)減少能源的消耗和環(huán)境污染，對(duì)煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，但目前對(duì)工藝的研究還有待于進(jìn)一步深入，還需將其對(duì)煙葉烘烤質(zhì)量以及品質(zhì)性狀的影響進(jìn)行研究。

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