密集烘烤关键温度点稳温时间与湿度控制组合对烟叶质量的影响

杨彦明，柳金德，吴 杰，李 彪，徐成龙，宫长荣

(1.大理州烟草公司 洱源县分公司，云南 洱源 671200；2.大理州烟草公司 祥云县分公司，云南 祥云 672100；3.河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002)

密集烘烤关键温度点稳温时间与湿度控制组合对烟叶质量的影响

杨彦明1，柳金德1，吴 杰1，李 彪1，徐成龙2，宫长荣3*

(1.大理州烟草公司 洱源县分公司，云南 洱源 671200；2.大理州烟草公司 祥云县分公司，云南 祥云 672100；3.河南农业大学 烟草学院，河南 郑州 450002)

摘要：为优化许昌烟区密集烤房烘烤工艺，研究了密集烘烤关键温度点稳温时间和湿度的4种不同组合对烤后烟叶等级质量、外观质量以及香气质量组成的影响。结果表明：38 ℃(36±0.5) ℃稳温24 h、42 ℃(37±0.5)℃稳温20 h、47 ℃(38±0.5) ℃稳温24 h、54 ℃(39±0.5) ℃稳温20 h的组合能够提升中上等烟比例和均价，同时改善烤后烟叶香气质量。

关键词：密集烘烤；稳温时间；湿度控制；香气质量

烟叶的工业可用性不仅由田间鲜烟叶素质决定，更与烘烤工艺密切相关，与鲜烟叶素质配套的烘烤工艺能够最终改善烤后烟叶的外观质量和内在质量，从而提高其工业可用性[1]。因此，怎样根据鲜烟叶烘烤特性，摸索或改良出一套配套的烘烤工艺，已成为烟叶生产中亟待解决的问题。各种烘烤因素如温度、湿度和时间只有合理搭配，才能将鲜烟叶最大的潜能挖掘出来[2]。但是这种传统的烘烤工艺特点是定性的，没有具体的量化指标，很难被推广应用于实际生产中。因此，很多学者针对相关烘烤因子做了大量的研究。左伟标等[3]通过试验验证，在变黄期和定色期前期适当延长烘烤时间和提高湿球温度均能够有效促进烟叶内干物质的降解和转化。张保占等[4]对烟叶烘烤变黄阶段干球38 ℃时的湿球温度研究表明，当湿球温度控制在36 ℃时，烤后烟叶质量最佳。邓小华等[5]认为，对于中上部烟叶，干球温度38、42、47、54 ℃时，稳温时间分别控制在24、16、18、16 h，烘烤出来的烟叶淀粉含量明显降低，总糖和还原糖含量显著增加，烟叶外观质量较好。经过多年摸索和论证，密集烘烤过程的关键干球温度点基本确定在38、42、45、47、54 ℃，但是与其相匹配的湿球温度和稳温时间变化较大，指标模糊。前人的研究思路多围绕湿度或时间单一烘烤因素进行分析，但针对密集烘烤过程中关键温度点稳温时间和湿度的组合对烟叶品质影响的报道却不多。笔者针对上述问题，依据许昌烟区鲜烟叶特点和烘烤特性，选取4个不同的关键温度点湿度和稳温时间组合进行研究，着重分析其对烤后烟叶的外观质量、等级比例和香气物质的影响，旨在提高许昌烟区浓香型烟叶的外观品质和香气质量，彰显区域浓香特色风格，并为优化当地烘烤工艺提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地点

河南省许昌市襄城县大庙李村紫云烘烤工厂。

1.2供试材料

选取连片、地势平坦、光照充足的烟田13.33 hm2，要求田间烟叶栽培管理一致且烟叶长势良好，单株有效留叶数为18～20片。其中供试品种为云烟87，并以11～13叶位的中部叶作为供试烟叶，烟叶成熟时按照叶位单叶采收。烤房为标准化三台密集式烤房。

1.3试验设计

挑选成熟度和大小一致的烟叶进行编竿，每竿编烟120片左右，共编72竿。做好标记后挂置在4个不同处试验处理的烤房内。挂置方法为每个处理烤房18竿，烤房的上层、中层、下层各挂置6竿，每一层的具体位置分别为距离烤房隔热墙2、4、6 m处，每处2路，每路各1竿，装烟密度均为650竿/炉，4座不同的烤房均在当天完成编、装，并同时开烤。

试验设置4个处理，T1：38 ℃(36±0.5)℃稳温18 h，42 ℃(37±0.5)℃稳温16 h，47 ℃(38±0.5)℃稳温12 h，54 ℃(39±0.5)℃稳温12 h。T2：38 ℃(36±0.5)℃稳温24 h，42 ℃(37±0.5)℃稳温20 h，47 ℃(38±0.5)℃稳温24 h，54 ℃(39±0.5)℃稳温20 h。T3：38 ℃(35±0.5)℃稳温18 h，42 ℃(36±0.5)℃稳温16 h，47 ℃(37±0.5)℃稳温12 h，54 ℃(38±0.5)℃稳温12 h。T4：38 ℃(35±0.5)℃稳温24 h，42 ℃(36±0.5)℃稳温20 h，47 ℃(37±0.5)℃稳温24 h，54 ℃(38±0.5)℃稳温20 h。

烘烤结束待样品烟叶回潮后，取不分级烟叶划分等级比例，评定外观质量，取C3F烟叶进行中性致香物质的分析。

1.4测定项目与方法

1.4.1烤后烟叶等级比例按照国标GB 2635—1992标准进行烤后烟叶等级比例划分。

1.4.2烤后烟叶外观质量烟叶外观质量的评价参照王彦亭等[6]的方法：即以烤后烟叶颜色、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。采用指数和法计算，单项指标满分为10分，总分为100分。

1.4.3烤后烟叶香气成分样品处理：将样品烟叶主脉去除，叶片经烘箱60 ℃烘干后粉碎，然后经0.25 mm孔径筛过滤，放在温度22 ℃、相对湿度60%的环境下平衡24 h。之后采取同时蒸馏萃取法提取烟叶中的致香成分：同时蒸馏萃取装置一端接盛有25.00 g烟样、一定量内标化合物(乙酸苯甲酯)和500 mL蒸馏水的圆底烧瓶，用电热套加热；另一端接盛有30 mL二氯甲烷的100 mL烧瓶，并置于60 ℃的恒温水浴锅中加热，同时蒸馏萃取2 h；之后用适量无水硫酸钠将二氯甲烷萃取液干燥后浓缩至1 mL。该浓缩液经气质联用分析仪得出的图谱再经计算机谱库(NIST98，Wiley275)检索，最后采用内标校正归一化法计算出每一种致香物质相对含量。

GC/MS分析条件：毛细管柱HP-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；载气为He；流速1 mL/min；进样口温度260 ℃；进样量0.5 μL；分流比25∶1；接口温度280 ℃；离子源为EI；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；质量数35～455 amu。升温程序：初温50 ℃，保持1 min；以8 ℃/min的速率升至160 ℃，保持2 min；再以8 ℃/min的速率升至280 ℃，保持15 min。

2结果与分析

2.1对烤后烟叶等级比例和均价的影响

烤后烟叶等级结构的组成直接决定其经济价值的大小，是烟农经济效益的直接体现。由表1可知，T2上等烟、中等烟比例以及均价均最高，分别为38.92%、51.20%和24.12元/kg；T4次之，但与T2各项指标差异不显著；T1第三，除中等烟比例差异不显著外，其余各指标均达到5%显著性差异水平；T3表现最差，各指标均与其他处理达到1%显著性差异水平。由此可知，T2和T4能够显著改善烤后烟叶等级结构，提高烤后烟叶经济效益。

表1　烤后烟叶等级比例和均价

注：同列大、小写字母分别表示在1%、5%水平上的差异显著性，字母相同则差异不显著，不同则显著。下同。

2.2对烤后烟叶外观质量的影响

由表2可知。从总分来讲，T2的外观质量总得分最高，并且极显著高于T1和T3，T4次之，T1第三，T3最低。从单个评价指标来看，T2在叶片结构和色度上得分略低于T4，其他指标均占优。由此说明在延长烘烤时间的前提下，适当减小湿球温度可以改善烟叶结构疏松度，增进色度。

2.3对烤后烟叶中性致香物质的影响

按照烟叶香气前体物，对经GC/MS定性定量分析检测出的36种中性致香物质进行分类，共分为5大类，分别为类胡萝卜素类(11种)、棕色化反应产物类(3种)、苯丙氨酸类(4种)、类西柏烷类(2种)、新植二烯以及其他类(15种)。

表2烤后烟叶外观质量得分情况

分

2.3.1类胡萝卜素降解产物类香气物质类胡萝卜素降解产物类香气物质是构成烟叶香气质量的重要组分，对烟叶香气质量的影响比较大。由表3可知，T2烟叶中类胡萝卜素类香气物质总量最高，且与其他处理达到5%显著性差异水平；T1和T4含量稍低，但两者差异不显著；T3含量最低。除此之外，T2和T1还能够明显增加二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮C、巨豆三烯酮D、香叶基丙酮、β-大马酮、β-二氢大马酮的积累，这几种香气物质对烟叶香气质量都起到重要的作用。

表3不同处理类胡萝卜素降解产物类香气物质

μg/g

2.3.2棕色化反应产物香气物质棕色化产物可以产生令人愉悦的香气，因此能够显著改善烟叶的香味和吃味[7]。由表4可知，T2棕色化产物的含量最高且与其余处理均达到极显著差异水平；T1次之，T3第三，T4表现最差。从单个致香物质来看，T2仅5-甲基糠醛含量低于T1，而糠醛和糠醇含量均最高。由此可见，T2对提高棕色化产物类香气物质有着显著的提升作用。

表4不同处理棕色化反应产物香气物质

μg/g

2.3.3苯丙氨酸类致香物质烟叶散发的果香、清香与其内部苯丙氨酸类致香物质有着密不可分的联系，而且烤烟中的苯甲醇和苯乙醇的挥发对于增加烟气的花香味发挥着重大的作用。由表5可知，苯丙氨酸类香气物质含量以T4最高，且与其他3个处理达到5%显著性差异水平；T2次之，并与T1和T3差异极显著；T1和T3含量较低，但两者差异不显著。因此，在密集烘烤的关键温度点适当延长烘烤时间，能够显著提高苯丙氨酸类致香物质的含量。

表5不同处理苯丙氨酸类香气物质

μg/g

2.3.4类西柏烷类香气物质类西柏烷类致香物质及其降解转化的产物对增加烟气香味有着重要的作用。从表6可以看出，除了T1的类西柏烷类物质总量极显著低于其他处理外，其余处理含量差异不显著。由此可以推断，密集烘烤关键温度点稳温时间的缩短和湿度的略高不利于类西柏烷类香气物质的形成。

表6不同处理类西柏烷类香气物质

μg/g

2.3.5新植二烯和其他类致香物质新植二烯是烤烟中含量最多的中性致香物质，抽吸过程中，它可直接转移到烟气中，减轻刺激并柔和烟气，因此，对改善烟气的品质有着良好的作用[8]。由表7可知，T2烟叶中新植二烯含量最高，T1次之，两者差异不显著；T4和T3的含量较低，两者含量显著低于T1和T2。其余15种致香物质总含量以T1最高，T2次之，两者差异不显著，并显著高于T3和T4的含量。由此可知，T1和T2有助于烟叶在烘烤中转化积累更多的新植二烯和其他致香物质。

表7不同处理新植二烯和其他类香气物质

μg/g

综上所述，T1可以显著增加类胡萝卜素类香气物质、棕色化反应产物香气物质、新植二烯以及其他类致香物质的积累，T2则对所有香气物质形成均有良好的效果，T3只对类西柏烷类香气物质形成有明显的效果，T4则能够显著提高苯丙氨酸类和类西柏烷类致香物质的含量。综合来看，T2能更好地提高烤后烟叶中性致香成分的含量，改善烟叶香气质量。

3结论与讨论

烟叶的等级质量和外观质量直接决定了其经济价值的大小，而香气质量则是评定烟叶内在质量的核心指标[9-10]。两者的综合表现决定着烟叶的工业可用性和烟农的经济效益。

史宏志等[11]通过研究得出，烟叶香气前体物质降解、致香物质形成以及转化主要发生在烟叶成熟阶段，以及调制烘烤的变黄期和定色期，此阶段温度、湿度、时间、风速等烘烤环境因子的相互协调对烟叶香气物质的形成积累具有决定性作用。张丰收等[12]通过试验认为，在42 ℃和54 ℃适当延长烘烤时间，能够更加充分地降解烟叶色素，使得烤后烟叶中香气物质总量及新植二烯、醇类、酮类、氮杂环类和其他类香气物质含量显著提高，并提升中上等烟和橘黄烟的比例。许威等[13]认为，通过延长变黄阶段38 ℃的烘烤时间，可使烤后烟叶橘黄烟比例提高。代丽等[14]研究表明，密集烘烤采用低温中湿变黄条件，即干球温度38 ℃、相对湿度80%～85%，对烟叶香气有重要贡献的草酸、苹果酸、硬脂酸等酸性致香物质，以及一些中性致香物质，如苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇等均有不同程度的提高。

本试验结果表明，在密集烘烤关键温度点采取不同湿度和稳温时间组合对烤后烟叶等级结构、外观质量以及香气质量都有一定的影响。其中T2的表现最好，证明在关键温度点适当提高湿度并延长烘烤时间对于密集烘烤是可行的。因为在烟叶烘烤的变黄期和定色前期，湿球温度几乎代表着烟叶组织的温度，烟叶组织温度的适当提高，有助于提高烟叶组织中淀粉酶、质体色素酶和蛋白质酶的活性，从而促进相应香气原始物质的降解和转化，生成更多的中性致香物质，同时湿度的提高对烟叶颜色、色度等外观质量也有显著的改善。除此之外，在烟叶的变黄期和定色期适当增加烘烤稳温时间，不但可以减少烤出青烟的比例，而且能促进烟叶中大分子物质的充分降解和转化，从而对烟叶中各种香气物质积累起到很好的效果。

随着烟草行业“一基四化”方向的提出，烘烤环节应加快迈向机械化和智能化的脚步，但烟叶的烘烤工艺随着鲜烟叶素质的变化而变化，烘烤技术指标量化目标只是针对特定烟叶而言的。笔者认为，今后烘烤发展方向应以计算机等高科技设备为手段，通过即时测定烟叶微观动态进而发出指令完成自动化智能烘烤，实现烟叶烘烤精、准、快。要达到这个目标，还需进一步深入研究。

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(责任编辑：曾小军)

Effects of Combination of Key Temperature Stabilization Time and Humidity Control on Tobacco Leaves Quality in Bulk Curing

YANG Yan-ming1, LIU Jin-de1, WU Jie1, LI Biao1, XU Cheng-long2, GONG Chang-rong3*

(1. Eryuan Branch of Dali State Tobacco Company, Eryuan 671200, China; 2. Xiangyun Branch of Dali State Tobacco Company, Xiangyun 672100, China; 3. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Abstract：In order to optimize the curing craft of bulk curing barn in Xuchang tobacco-growing area, the author researched the different combinations of key temperature stabilization time and humidity control on economic characters and aroma quality of cured tobacco leaves in bulk curing. The results showed that the combination that the 38 ℃ was stabilized 24 h and humidity was controlled at 36±0.5 ℃, the 42 ℃ was stabilized 20 h and humidity was controlled at 37±0.5 ℃, the 47 ℃ was stabilized 24 h and humidity was controlled at 38±0.5 ℃, the 54 ℃ was stabilized 20 h and humidity was controlled at 39±0.5 ℃ could increase the rates of first and secondary class tobacco leaves and the average price, improve the aroma quality of the flue-cured tobacco.

Key words：Bulk curing; Stabilization time; Humidity control; Aroma quality

收稿日期：2015-09-11

基金项目：国家烟草专卖局重大科技项目(TS-01)。

作者简介：杨彦明(1985—)，男，河南卫辉人，硕士研究生，主要从事烟草调制研究。*通讯作者：宫长荣。

中图分类号：S572

文献标志码：A

文章编号：1001-8581(2016)04-0048-05