不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶质量的影响

王柱石，张晓龙，何永菊，李翠红，毛春堂，周芳芳，詹 军

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南 昆明 650106； 2.红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650202)

不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶质量的影响

王柱石1，张晓龙1，何永菊2，李翠红2，毛春堂1，周芳芳1，詹 军1

(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司，云南 昆明 650106； 2.红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650202)

以K 326中部烟叶为试验材料，研究了密集烤房叠层加密装烟条件下不同风机频率对烤后烟叶外观质量、物理特性、常规化学成分及协调性和评吸质量的影响，结果表明，与对照相比，在烘烤过程中适当降低循环风机频率，烤后烟叶的外观质量、物理特性有所改善；淀粉、蛋白质和烟碱含量降低，糖含量和石油醚提取物增多，常规化学成分的协调性更好.总体上，密集烘烤过程中变频风机在变黄期以30 Hz-35 Hz-40 Hz和35 Hz-35 Hz-40 Hz，定色期以45 Hz-30 Hz-30 Hz和50 Hz-35 Hz-25 Hz，干筋期以30 Hz和25 Hz，烤后烟叶香气量足，香气质较好，烟气浓度合适，刺激性小，杂气较少，余味较舒适.

叠层加密装烟；风机频率；外观质量；物理特性；化学成分；评吸质量

随着中国现代烟草农业的发展，密集烤房已取代普通烤房成为中国烟叶的主要调制设备.生产实践证明，密集烤房装烟密度大，升温灵敏，排湿顺畅，干燥能力强，在减少烟叶烘烤技术复杂性、降低烘烤风险、省工、节能、提升烟叶整体烘烤质量等方面表现出了明显的技术优势[1，2].但是，现有密集烤房也存在着装烟容量达不到预期要求、密集烤房装烟室的空间未得到充分利用、节能降耗还有较大的提升空间等方面问题.为此，有些烟区通过试验研究，提出“叠层加密装烟技术”，即将现行密集烤房3层装烟改为4层装烟，原第1层离地面130 cm保持不变，原第3层距房顶距离不变，原第1层与第3层之间的层距为160 cm，按均分法改为2层，总的挂烟层数为4层.由于叠层装烟是基于普通卧式密集烤房改造而来，装烟密度增大，烤后烟叶同样存在颜色偏淡、油分减少、香气降低的现象[3，5].有关研究表明，将变频技术应用于密集烤房能提高烟叶烘烤质量和烘烤效果[6，11]，但这些研究多数是基于3棚密集烤房而来，而有关叠层装烟下的风机变频技术研究较少.为此，本研究从4棚密集烤房出发，研究了不同风机频率对K 326中部烟叶物理外观、化学成分及协调性和感官评吸质量的影响，旨在为4棚密集烤房的推广和烘烤工艺的优化提供理论参考.

1 材料与方法

1.1试验材料

试验于2012年在云南省昆明市石林彝族自治县云烟印象烟庄进行.土壤类型为红壤土，土壤肥力中等.供试烤烟品种为K 326.田间管理按优质烤烟栽培生产技术规范进行.以中部叶(第12 ～14位叶)为试验材料，依据成熟标准，烟叶成熟时按照叶位单叶采收.

供试烤房为气流下降式密集烤房，共5座，规格均为8 m×2.7 m×3.2 m，装烟4层2路.配置循环风机为7号轴流风机，电机额定功率为2.2 kW，额定转速为1 440 r·min-1，5台电机均配备日本三恳变频器，可在0 ～50 Hz范围内连续调速.

1.2试验设计

试验共设5个处理，各处理的风机频率设置见表1.

表1 不同烘烤处理的风机频率 Table 1 Fan frequency of different curing tobacco leaves r·min-1

烟叶按成熟标准采收后，从中挑选出成熟度、大小基本一致的叶片，按每竿120片绑竿标记，分别挂置在烤房各层距离装烟室门口2，4，6 m处，每层6竿.各处理烟叶均在同1 d内完成采收、编烟、装炕与开烤，竿距保持在100 ～120 mm.各处理其余工艺均严格按照三段式烘烤工艺(干球38 ℃，湿球35 ℃，烟叶变黄八成发软；干球42 ℃，湿球36～37 ℃，烟叶黄片青筋主脉发软；干球48 ℃，湿球38 ℃，黄片黄筋小卷筒；干球54 ℃，湿球39 ℃，叶片全干大卷筒；烤后烟叶完全干筋)进行.回潮后按烤烟国家标准(GB 2635—92)对标记烟叶分级，取各处理的中部烟叶(C3F)1.5 kg分别用于烟叶物理外观质量鉴定、化学成分分析和感官评吸.

1.3测定项目和方法

1.3.1 外观质量 由云南瑞升烟草技术(集团)有限公司、红云红河烟草(集团)有限责任公司技术中心组织专家鉴评.烟叶外观质量的鉴定和综合评价参照王彦亭等[12]的方法进行，即以颜色、成熟度、结构、身份、油分和色度6项指标作为烤烟外观质量评价指标，各指标权重分别为0.30，0.25，0.15，0.12，0.10，0.08.采用指数和法评价烤烟外观质量状况.

1.3.2 物理特性 烟叶物理特性评价参照王彦亭等[12]的方法进行.以拉力、含梗率、平衡含水率和叶面密度等4项指标评价烟叶物理特性，各指标权重依次为0.35，0.35，0.14，0.16.以指数和法计算烤烟物理特性适宜性状况.

1.3.3 化学成分及协调性 烟叶化学成分测定参照王瑞新[13]的方法测定.化学成分的综合评价参照王彦亭等[12]的方法进行，其指标赋值方法以烟碱、总氮、还原糖、钾、淀粉含量和糖碱比值、氮碱比值、钾氯比值8项指标作为烤烟化学成分协调性的评价指标，各指标权重依次为0.17，0.09，0.14，0.08，0.07，0.25，0.11，0.09，各指标均以公认的最适范围为100分，高于或低于该最适范围依次降低分值，以指数和法确定化学成分协调性状况.

1.3.4 烟叶评吸鉴定 烤烟感官质量评价指标为香气质、香气量、刺激性、余味、杂气，各指标权重依次为0.30，0.30，0.08，0.15，0.17.由云南瑞升烟草技术(集团)有限公司、红云红河烟草(集团)有限责任公司技术中心的10名专家进行评吸，按照“YC/T 138—1998烟草及烟草制品感官评吸方法”，以9分制对各指标进行赋值量化，以指数和法[12]计算烤烟感官质量总体状况.

2 结果与分析

2.1不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶外观质量的影响

不同风机频率对中部烟叶烤后外观质量有一定的影响(表2).从表2可以看出，颜色均属“橘黄”范畴，各处理均较CK有所改善，其中以T3和T4处理的效果最好.各处理烟叶结构均属“疏松”范畴，其中以T1，T2和T3处理疏松程度最好，得分最高，T4处理疏松程度略差于CK.各处理相对烟叶的身份均属“中等”，但得分差异较大，其中T1和T2处理得分高于CK.不同的处理对烤后烟叶的成熟度、油分、色度没有明显的影响，成熟度均表现为“成熟”，油分均表现为“有”，色度均表现为“强”.各处理指数和得分均高于CK，其中以T3处理表现最好，T1，T2处理指数和得分略低于T3.

2.2不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶物理特性的影响

由表3可以看出，不同处理烤后烟叶含梗率、拉力、叶面密度均优于CK.T1和T2处理平衡含水率和填充值低于CK，T3和T4处理填充值高于CK.T2处理叶面密度、平衡含水率最低，T3处理含梗率最低，拉力比其他处理效果好.总体上，各处理指数和得分均高于CK，其中T3得分最高，其次为T2.

表2 不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶外观质量的影响Table 2 Effect of different fan frequency on sensory quality of flue-cured tobacco leaves 分

表3 不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶物理特性的影响Table 3 Effect of different fan frequency on physical property of flue-cured tobacco leaves

2.3不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶化学成分及协调性的影响

从表4看出，各处理烤后烟叶总糖和还原糖含量有所提高，总氮、烟碱、蛋白质、淀粉含量较CK均有所降低.T1，T2和T3处理钾含量高于CK，而T4处理钾含量低于CK，其中T1处理钾含量显著提高.蛋白质含量均在优质烟叶要求的范围内[14]，其中T2处理显著降低.醚提物各处理较CK均有提高，以T3处理的含量最高.各处理的糖碱比值、氮碱比值、钾氯比值有一定差异，T2和T3处理烤后烟叶糖碱比、氮碱比、钾氯比较为适宜，T4处理次之.T1处理烤后烟叶氮碱比、钾氯比值偏低.T2和T3处理指数和得分最高，烟叶化学成分的协调性最好.

2.4不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶感官评吸的影响

烟叶是满足人们吸食需要的特殊商品，其感官特征是烟叶品质优劣最直接和最客观的反映[15]，评吸是对烟叶质量的最终评价，是各种化学组成的综合反映.烟叶感官评吸结果表明(表5)，各个处理烤后烟叶感官的评吸质量较CK均有提高.T3处理烤后烟叶的香气量较足，香气质较好，烟气浓度合适，刺激性小，劲头适中，杂气较少，余味较舒适，指数和得分最高.尤其是对杂气和余味的改善效果较明显.得分居第2、第3的分别是T2处理和T1处理.

表4 不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶化学成分及协调性的影响Table 4 Effect of different fan frequency on chemical components and their harmony of flue-cured tobacco leaves

表5 不同风机频率对叠层装烟烤后中部烟叶感官评吸质量的影响Table 5 Effect of different fan frequency on smoking quality of flue-cured tobacco leaves 分

3 结论与讨论

本试验研究表明，密集烤房叠层加密装烟条件下，在烘烤过程中适当降低循环风机频率能够改善中部烟叶外观质量和物理特性；淀粉和蛋白质含量降低，糖含量升高，内在化学成分的协调性更好.这可能与装烟密度和风速影响到烤房内、外环境的湿热交换，进而影响到烤房内的相对湿度和烟叶叶片内的水分动态变化以及相关酶活性，从而影响到化学成分转化等有一定关系.同时，适当降低变黄期和干筋期的循环风机频率能一定程度提高烤后烟叶石油醚提取物含量，减少杂气和刺激性，有利改善中部烟叶的香吃味.这可能与烘烤干筋阶段降低风速在一定程度上减少香气物质的散失有关.

从烟叶烘烤过程中物质转化来看，烟叶淀粉酶活性在烘烤期间有2个峰值，第1个峰值出现在变黄期，且受含水量的依赖程度较小；第2个峰值出现在烘烤后期，而此时水分是重要的限制因子[16～18].因此，在变黄期适当减小风速，并适当减慢升温速度，增加稳温时间，保证烟叶内的水分持续有度排除，有利于提高淀粉酶活性，减少烤后烟叶淀粉残留量；在干筋期，由于烟叶香味物质大部分都是小分子、挥发性强、沸点低的化合物，随着烤房内的温度逐渐升高，如果风速过大，在烘烤后期香味物质可能在风力的物理作用下从叶片挥发出来，对烤后烟叶的香气品质造成不利的影响.

现在密集烤房普遍为单一的风机频率或者4/6极变极调速，已经不能满足密集烘烤精准化操作的要求.研究结果表明，通过变频器合理调控风机频率，调节烤房中叶间隙风速，便于控制烘烤中烟叶的失水速率，使风机频率满足密集工艺条件的要求，对烤后烟叶的香气品质和感官质量起到了较好的改善效果.本研究结果表明，密集烘烤过程中变频风机在变黄期以30 Hz-35 Hz-40 Hz和35 Hz-35 Hz-40 Hz，定色期以45 Hz-30 Hz-30 Hz和50 Hz-35 Hz-25 Hz，干筋期以30 Hz和25 Hz，对烤后烟叶外观质量、物理特性、化学成分和感官评吸质量的改善效果较为突出，这与詹军等[8]、何亚浩等[10]3棚密集烘烤条件下的研究相一致.

[1] 郭全伟, 侯跃亮, 宗树林, 等. 密集烤房在烘烤实践中的应用[J]. 中国烟草科学, 2005, 26(3): 15-16.

[2] 王方锋, 谭青涛, 杨 杰, 等. 不同气流运动方向密集烤房与普通烤房对比研究[J]. 中国烟草科学, 2007, 28(2): 17-18, 37.

[3] 铁 燕, 和智君, 罗会龙. 烟叶烘烤密集烤房应用现状及展望[J]. 中国农学通报, 2009, 25(13): 260-262 .

[4] 王卫峰, 陈江华, 宋朝鹏, 等. 密集烤房的研究进展[J]. 中国烟草科学, 2005， 26(3): 12-14.

[5] 徐秀红, 孙福山, 王 永, 等. 我国密集烤房研究应用现状及发展方向探讨[J]. 中国烟草科学, 2008, 29(4): 54-56, 61.

[6] 刘 闯, 王学龙, 豆显武, 等. 变频调速技术在烟叶密集烘烤中的应用研究初报[J]. 浙江农业科学, 2010(3): 563-566.

[7] 李旭华, 邱妙文, 文 俊, 等. 变频电机对密集烘烤烟叶质量的影响[J]. 中国烟草科学, 2012, 33(1): 74-77.

[8] 詹 军, 贺 帆, 宋朝鹏, 等. 密集烘烤定色和干筋期风机转速对上部烟叶外观质量和内在品质的影响[J]. 河南农业大学学报, 2011, 45(6): 617-623.

[9] 樊军辉, 陈江华, 宋朝鹏, 等. 密集烘烤后期风机转速对烤后烟叶质量的影响[J]. 江西农业大学学报, 2010, 32(6): 1115-1120.

[10] 何亚浩, 贺 帆, 杨荣生, 等. 密集烘烤过程中风机变频技术对烟叶质量影响[J]. 西北农业学报, 2011, 20(4): 76-81.

[11] 刘 闯, 陈振国, 赵华武, 等. 密集烘烤中风机转速变化对烟叶中性致香物质的影响[J]. 湖南农业大学学报: 自然科学版, 2010, 36(6): 640-643.

[12] 王彦亭, 谢剑平, 李志宏. 中国烟草种植区划[M]. 北京: 科学出版社, 2010: 24-29； 36-37.

[13] 王瑞新. 烟草化学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2003: 250-285.

[14] 唐远驹. 烟叶特色风格的定位[J]. 中国烟草科学, 2008, 29(3): 1-5.

[15] 史宏志, 韩锦峰, 王彦亭, 等. 不同氮量和氮源下烤烟精油成分含量与香吃味的关系[J]. 中国烟草科学, 1998, 19(2): 1-5.

[16] 宫长荣, 袁洪涛, 周义和, 等. 烟叶在烘烤过程中淀粉降解与淀粉酶活性的研究[J]. 中国烟草科学, 2001, 22(2): 9-11.

[17] 宫长荣, 袁洪涛, 陈江华. 烤烟烘烤过程中烟叶淀粉酶活性变化及色素降解规律的研究[J]. 中国烟草学报, 2002, 8(2): 16-20.

[18] 宫长荣, 袁洪涛, 陈江华. 烘烤过程中环境湿度和烟叶水分与淀粉代谢动态[J]. 中国农业科学, 2003, 36(2): 155-158.

(责任编辑：常思敏)

Effectofdifferentfanfrequencyonqualityofmiddleflue-curedtobaccoleaveswithlaminatedloading

WANG Zhu-shi1，ZHANG Xiao-long1， HE Yong-ju2， LI Cui-hong2， MAO Chun-tang1， ZHOU Fang-fang1， ZHAN Jun1

(1.Yunnan Reascend Tobacco Technology (Group) Co. Ltd., Kunming 650106, China;2.Hongyun-Honghe Tobacco (Group) Co. Ltd., Kunming 650106, China)

The effects of different fan frequency on the appearance quality, physical property, chemical components and smoking quality on the basis of laminated loading bulk curing were studied, with the middle leaves of K326 as the materials. The results showed that reducing fan frequency appropriately during the bulk curing could improve appearance quality and the physical property compared with the control. Besides, the contents of starch, protein and nicotine reduced and the contents of sugar and petroleum ether extract increased with better harmony of conventional chemical composition. In all, the frequency of inverter was suitable at 30 Hz-35 Hz-40 Hz and 35 Hz-35 Hz-40 Hz in the yellow periods, 45 Hz-30 Hz-30 Hz and 50 Hz-35 Hz-25 Hz in the leaf drying stage and staining 30 Hz and 25 Hz in the stem-drying stage, in the situations, the sensory evaluation of cured tobacco indicated that aroma quality was much better with sufficient content, good aroma quality, suitable smoke concentration, small bitting taste,less offensive odor, and comfortable aftertaste.

tobacco laminated encryption; fan frequency; appearance quality; physical property; chemical components; smoking quality

S 572

：A

2014-02-01

红云红河集团基金项目(HYHH2012YL01)；云南中烟工业有限责任公司基金项目(2010YL01-2)

王柱石，1985年生，男，湖北咸宁人，工程师，本科，主要从事烤烟调制与加工研究．

詹 军，1986年生，男，陕西洛南人，工程师，硕士.

1000-2340(2014)05-0550-05