不同烘烤工藝技術對煙葉品質的影響

江祥偉，李井軍，易克，李宏光，陸超，段金康，劉銘暉，鐘儀，李迪秦*

（1湖南省煙草公司郴州市公司，郴州 423000；2湖南中煙工業有限責任公司，長沙 410014；3湖南農業大學農學院，長沙 410128）

煙葉質量具有時間性、對應性和區域性，煙葉質量主要包括外觀質量、內在質量、化學成分、物理特性、安全性等，煙葉的香氣質與香氣量是評價煙葉原料內在品質的重要指標之一［1，2］。煙葉及煙草制品主要香味物質是其成熟過程中積累，并在調制與醇化過程中經過轉化與降解，以及其制品經燃燒產生的一類自身無香氣特征物質，其可轉化形成香氣化合物［2-6］。我國是世界上最大的原煙生產國及最大的煙草加工國，主要化學成分指標含量協調性低、香氣量不足、香氣質較差等是我國煙葉原料的主要問題，也是制約我國高檔卷煙制品品質提升的重要因素之一［1，2，7］。煙葉的主要化學成分、香氣前體物質組分和含量，與采收和烘烤調制措施緊密關聯［8-10］。為提高煙草制品的香氣量，改善煙葉香氣質，提升煙葉品質質量，前人［11-13］開展了烤房建設、烘烤工藝技術等探討與研究，以改善煙葉原料質量，但由于鮮煙成熟度、內含物、含水量及部位和生態區域等差異，烤后煙葉質量依舊不盡如人意。為此，本研究在前人的煙葉調制經驗基礎上，通過烤房建設及配套烘烤工藝技術應用，對烤后煙葉主要化學成分、感官和外觀質量、物理特性等品質指標的綜合評價分析，來評估烤房及配套烘烤工藝技術的可行性，以為該烘烤工藝技術在煙葉調制上的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗在嘉禾縣廣發鎮進行。烤房按照現有密集式烤房容積規格新建磚混結構，通過一定的設備設施保證在烘烤過程中房內壓力處于1.00～0.90標準大氣壓交替變化中。控制、燃燒、燃料供應等設備設施均由湖南驅動源電氣技術有限公司提供，風機由浙江明新電機提供；采取低溫低濕烘烤工藝；燃料為生物質顆粒。供試烤煙品種云煙87，采取煙稻輪作，2019年3月15日移栽，種植密度1.20 m×0.50 m，大田管理按照當地優質煙葉生產技術措施進行。試驗區域面積約2.5 hm2。

1.2 試驗設計

試驗采集同一時間同一區域的鮮煙，在兩個烤房中采用不同工藝進行烘烤。T1：氣流上升式低溫低濕烘烤工藝，生物質顆粒能源，點火以后到變黃階段采用比現有中溫中濕烘烤溫濕度低2～4℃的溫濕度控制，其余階段與現有中溫中濕烘烤一致；CK：現有的氣流上升密集式烤房中溫中濕烘烤工藝（燃煤）。桿煙與裝煙量基本保持一致。烤后煙葉按照國家煙葉分級標準進行分級、稱量，并按照當年當地收購價格計算產值。

1.3 測定項目及方法

（1）煙葉主要化學成分含量。每個處理分別取B2F和C3F煙葉各250 g去葉梗，研磨成待測樣品，采用San++（荷蘭Skalar公司）連續流動分析儀測定煙葉主要化學成分。總糖與還原糖、煙堿、總氮、氯、鉀分別參照YC／T159-2002、YC／T 160-2002、YC／T 161-2002、YC／T 162-2002、YC／T 217-2007（FP6410火焰光度計）法測定，并計算糖堿比、鉀氯比和氮堿比；再采用模糊數學隸屬函數模型評價其可用性指數（CCUI）［13］。

（2）煙葉致香物質含量。每個處理分別取B2F和C3F煙葉各250 g去葉梗，研磨成待測樣品，參照YC／T 176-2003測定石油醚提取物含量；采用GCMS／SIM對香氣物種類進行定性定量測定，并參照周冀衡等［7］方法測定。

（3）煙葉物理指標。選取B2F和C3F煙葉各10片，參照GB／T451.3-2002、YC／T31-1996和YC／T152-2001，測定其厚度、平衡水含量、填充值、拉力、葉面積等物理指標。

（4）煙葉外觀質量及感官質量評價。B2F和C3F煙葉外觀與感官質量評價，參照蔡憲杰等［12］的方法，評價外觀質量（表1）。對香氣質、香氣量、雜氣、濃度、刺激性、勁頭、余味等感官質量每個指標賦值10分［13］，再組織相關專家打分，計算均值。參照李偉等［14］和鄧小華等［15］的方法，依次賦權重21.43%、21.42%、14.29%、7.14%、7.14%、14.29%、14.29%，計算其權重總分值。煙葉的權重總分值越大，表明煙葉感官質量越好。

1.4 數據統計及分析

數據采用SPSS14.0統計軟件進行分析。參照《中國煙草種植區劃》［16］，對煙葉外觀質量、物理特性、感官評吸質量選取對應的指標，采用賦值權重指數和法進行評價，其中煙葉的化學成分、外觀質量、感官質量、物理特性指標采用專家賦權，依次對化學成分、外觀質量、感官質量、物理特性指標的平均分值賦權重20%、10%、60%、10%，并計算綜合總得分，作為煙葉質量優劣的評價依據。

表1 外觀質量評價指標及分值Table 1 Appearance quality evaluation index and score

2 結果與分析

2.1 不同處理B2F和C3F煙葉主要化學成分

從表2可知，煙葉主要化學成分的含量均在優質煙葉范圍內，其中：T1的B2F和C3F煙葉的總糖、還原糖和鉀含量，及還原糖／煙堿、鉀／氯指標值均高于CK，T1的氮與氯含量、氮堿比數值均低于CK；通過計算煙葉主要化學成分工業可用性指數（CCUI）得知，T1的B2F和C3F煙葉CCUI依次高于CK達0.43和0.34。表明采用低溫低濕烘烤后的B2F和C3F煙葉，其CCUI都有一定程度提高，煙葉質量有所提升。

表2 不同處理B2F和C3F煙葉主要化學成分含量Table 2 Main chemical component contents of B2F＆C3F of different treatments

2.2 不同處理B2F和C3F煙葉致香物質含量

從表3可知，與CK相比較，T1的重要致香物質石油醚提取物、類胡蘿卜素香氣物質、降解產物、茄酮、非酶棕色化反應產物、芳香族氨基酸裂解產物、新植二烯、中性致香物質含量均較高，其中：B2F煙葉依次高10.2%、10.1%、10.5%、11.4%、10.3%、10.2%、10.8%和11.0%，C3F煙葉依次高11.7%、10.9%、10.1%、10.9%、10.2%、9.9%、10.5%和9.4%。

2.3 煙葉綜合質量評價

從表4可知，通過對煙葉主要化學成分含量指標的數學隸屬函數模型進行評價，以及與煙葉感官質量、外觀質量和物理特性的綜合評價表明：T1的B2F和C3F煙葉綜合質量評價得分依次分別高于對照4.7分和3.9分。

表4 各處理B2F和C3F煙葉綜合質量評價結果Table 4 Comprehensive quality score of tobacco leaves of different treatments

3 討論

煙葉烘烤過程中燃料只提供能量，促進煙葉失水干燥，燃料的選擇主要根據烘烤設備中的燃燒機性能，在一定的烘烤工藝下對煙葉質量沒有影響［17，18］。本試驗處理使用生物質顆粒做燃料，是出于燃燒機性能及結構需要，在烘烤過程中配以相應的烘烤工藝，因此燃料的選擇與烤后煙葉質量無關。

煙葉烘烤就是在適宜的溫濕度環境下，使煙葉變黃、干燥，呈現和固定煙葉品質的過程。烘烤溫濕度對煙葉主要化學成分含量、外觀及感官質量、致香物質含量等均有一定的影響［19-21］。本試驗在點火開烤到變黃階段，采用比中溫中濕烘烤的溫濕度低2～4℃的溫濕度控制，使煙葉慢變黃慢排濕，讓有機物質充分降解與轉化，從而提高煙葉品質。

煙葉質量包括外觀質量、感官質量、化學成分、物理特性和安全性等［16］。煙葉的外觀質量特性是煙葉化學成分和生理結構在視覺、觸覺上的反映，是內在質量的表觀體現，對感官質量產生影響［13，15］。煙葉感官質量評價，涉及煙葉外觀與內在因素、主要化學成分及物理特性等評價系統，其與煙葉兩糖、總氮、植物堿、鉀和氯、有機酸及石油醚提取物等的含量緊密相關，感官質量的優劣決定了煙葉質量高低。一般煙葉主要化學成分指標協調性高、煙葉香氣物質含量較多、煙葉的香氣質好，其感官質量好［15］。煙葉化學成分中的兩糖（總糖與還原糖）、總氮、煙堿、氯、鉀等，是評價煙葉品質優劣的重要指標，與外觀和感官質量密切關聯。外觀與感官質量等受品種遺傳特性、植煙區生態環境條件、栽培和采烤技術的共同影響［2，8，14，17］。在大田煙葉質量一致的情況下，通過對兩種不同烤房及烘烤工藝、烘烤后煙葉的化學成分、物理特性分析及外觀與感官質量評價表明：煙葉的主要化學成分指標的協調性及其工業可用性指數、煙葉外觀與感官質量評價、物理特性、煙葉致香物質含量等受調制技術的影響，采用相應的調制技術措施，可有效提高煙葉品質。

4 結論

在煙葉田間質量基本一致的情況下，湖南煙區采用低溫低濕烘烤工藝，有利于提高烤后煙葉的主要化學成分指標的協調性及CCUI，提高煙葉主要致香物質含量，改善煙葉感官和外觀質量及煙葉物理特性，提高煙葉綜合品質。