烘烤条件对烤烟不同组织水分变化的影响

彭玖华

摘 要：为了研究不同烘烤工艺对烟叶烘烤过程中水分变化的影响，采用不同的烘烤工艺对巫山烟区的中上部烟叶进行烘烤，对烘烤过程中叶片水分、主脉水分、整烟片叶的水分，以及常规化学成分进行测定，并对烟叶的烘烤效果进行统计。结果表明，烘烤过程中烟叶的水分变化可以分为3个阶段，第1阶段主要是叶片水分的保持，第2阶段主要是叶片水分的散失，第2阶段主要是主脉水分的散失。优化烘烤工艺不仅能够延长烟叶叶片水分散失，加速主脉散失，还能够显著提高烟叶烘烤质量，降低烤坏烟比，能够降低含氮化合物的含量，提高糖含量。研究认为，优化烘烤工艺能够在一定程度上促进烟叶叶片与主脉失水的协调性，能够提高烟叶质量。

关键词：烘烤工艺；水分； 效果；化学成分

中图分类号：S572 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.05.018

Abstract： In order to study the effect of different curing techniques on variable moisture during curing process of tobacco， the different tobacco baking process were applied to the upper part of Wushan tobacco， the water content of the leaf and the main vein， and the conventional chemical composition， and the baking effect on tobacco were determined by statistics. The results showed that the change of water content during curing process could be divided into 3 stages， the first stage was mainly to maintain leaf water， the second stage was the loss of leaf water， and the third stage was the loss of the main vein of water. Optimizing the curing process could prolong the time of tobacco leaf water losing， and accelerate the main vein and loss. Optimization of curing technology could significouldtly improve the quality of tobacco leaf， and reduced roast bad smoke ratio. Optimization of curing process could reduce the content of nitrogen， increasing sugar content. The optimization of baking technology could promote the coordination of tobacco leaf and main vein water loss to a certain extent and improve the quality of tobacco leaves.

Key words： curing process； moisture； effect； chemical composition

煙叶烘烤的实质是烟叶脱水干燥的物理过程、色素的降解及生化变化过程的协调统一。在人为温湿度控制条件下，使色素降解与水分动态平衡的关系能够相辅相成，向有利于烟叶品质形成的方向发展，是烟叶调制的关键技术，更是烘烤的核心[1]。烘烤各阶段失水速率的快慢不仅影响烟叶的烘烤效果，同时对烤后烟的品质也有很大影响[2-4]。宫长荣等[5]研究提出，合理调控烘烤期间的失水速度和不同温度段的失水量，是增进和改善烟叶内在品质的技术核心和关键。王能如等[6]、陈少鹏等[7]研究表明，在烟叶变黄期或者定色前期，失水速率迟缓，烤后烟叶香气量不足，辛辣味和刺激性较强。滕永忠等[8]研究表明，带茎烘烤的烤烟上部叶在烘烤过程中茎杆中的水分一部分由于高温而散失，有一部分水分从茎秆到叶脉，再到叶基部、叶中部、叶尖部。有研究表明，烟叶烘烤过程中的水分动态呈现前期失水少，失水速度慢；中期失水多，失水速度快的特点[9-12]。宫长荣等[13]研究表明，环境湿度和烟叶水分通过对淀粉酶有效活性的影响而对淀粉降解起十分重要的作用，且水分的变化对烟叶其他化学物质代谢转化也有重要作用[14-19]。然而，对于烘烤工艺对叶片含水量与主脉含水量的研究国内鲜见报道，因此，设计不同的烘烤工艺从烘烤过程中叶片与主脉水分变化入手探究其对烟叶的影响，以期对烘烤提供系统全面的参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2016年在重庆市巫山县开展，供试品种为云烟87，前茬作物为水稻，烟田土壤肥力中等，规范化栽培管理，田间长势均匀一致。试验烤房为气流下降式密集烤房，装烟室长、宽、高分别为8.0 m×2.7 m×3.5 m，装烟量3 000 kg左右。

1.2 试验设计

试验设置两个处理：优化烘烤工艺（T），当地烘烤工艺（CK）。

优化烘烤工艺（T）分3个阶段。

变黄期。装房完成以后，立即起火，风机低速，6～8 h内使干球温度升至35～36 ℃，湿球温度维持在39 ℃，稳温8～10 h使底棚烟叶叶尖发软开始倒伏，玻璃窗上观察到有水珠出现，叶尖变黄8～10 cm。然后，干球温度维持不变，湿球温度维持在38 ℃，稳温15～18 h至中棚烟叶6～7成黄，底棚烟叶完全倒伏并出现平铺状态，至烟叶基本完全倒伏；底棚烟叶叶尖干燥5～8 cm，自控仪上下棚温差在1 ℃以内，保持干球温度不变，风机高速运转。然后，干球温度以1 ℃·h-1升至41～42 ℃，湿球温度保持不变，稳温10～12 h，至全房烟叶基本簧片青筋并平铺，使上棚烟叶干燥3～5 cm，中棚烟叶干燥5～8 cm，下棚烟叶干燥12 cm。

定色期。达到变黄目标后湿球温度保持不变，干球温度以0.5 ℃·h-1下升至46～47 ℃，稳温12 h左右使底棚烟叶叶片全干，底棚与中棚主脉变白发亮，底层主脉干燥3/4。强制排湿器一般放在4档然后干球温度以0.5 ℃·h-1升至49 ℃湿球温度保持在36 ℃，至中棚烟叶叶片基本干燥，下棚支脉全干，三层主脉变白发亮。然后干球温度以0.5 ℃·h-1升至54～55 ℃，湿球温度保持在38 ℃，至上棚烟叶叶片基本干燥，中棚烟叶支脉全干，下棚烟叶主脉开始收缩。

干筋期。定色目的达到后干球温度以1 ℃·h-1升至60 ℃，湿球温度保持在40 ℃，至底棚烟叶主脉基本全部干燥。中层烟叶主脉收缩1/4，然后从1 ℃·h-1升至68～70 ℃，湿球温度保持在40～41 ℃，至全房烟叶完全干燥。

1.3 试验方法

烘烤过程中每4 h记录1次烤房温湿度和烟叶变化，每4 h取1次样，每次取5片烟叶，分别剥离主脉，然后对主脉和叶片分别采用杀青烘干法于105 ℃下杀青30 min，再于65 ℃下烘干并称质量记录叶片与主脉的含水率，以鲜烟含水量为100计算。计算公式：B=（b-b1）/b*100%（式中：B为含水率；b为样品质量，g；b1为烘后样品质量，g）。

1.4 数据处理

试验数据采用EXCEL2010与DPS7.05分析。

2 结果与分析

2.1 不同烘烤条件上部叶水分变化

由图1（a）可以看出，当地烘烤工艺上部叶烘烤过程中总含水量、叶片含水量及主脉含水量均表现为相对一致的变化趋势。在烘烤过程中含水量基本保持为：主脉含水量>总含水量>叶片含水量。烟叶含水量大致可分为3个阶段：第1阶段三者的含水量基本保持不变，其中主脉失水速率几乎为零，总含水量、叶片含水量处在比较稳定的状态，此阶段发生在烘烤进程的前32 h左右，根据现有巫山烟叶烘烤总结判断此阶段的干球温度约为40 ℃，湿球温度约为36 ℃，在烘烤过程中处于变黄中后期，烟叶整体变黄约6～7成黄；第2阶段约在烘烤进程的32～56 h之间，可以看出主脉含水量、总含水量失水速率较小，而叶片失水速率较大，失水速率的大小关系大致表现为叶片>整片叶≈主脉；第3阶段发生在烘烤56 h之后，叶片失水加剧，主脉失水较上一阶段并没有较大变化。

由图1（b）可知，优化烘烤工艺烘烤过程烟叶水分变化也分为3个阶段。第1阶段，在烘烤的前40 h内，叶片含水量、总含水量、主脉含水量均无明显变化，此阶段处于烘烤的变黄前期，烟叶叶尖发软；第2阶段，在烘烤的40～52 h之间，此阶段主脉含水量几乎没有较大变化，叶片含水量较上一阶段有较大的下降趋势，导致整片叶的含水量呈较大下降趋势，此阶段约处于变黄中后期，全房基本达到黄片青筋；第3阶段，即烘烤52 h之后主脉含水量在第3阶段后半段急剧下降，叶片含水量呈大幅度下降趋势。

2.2 不同烘烤条件中部叶水分变化

由图2（a）可知，当地烘烤工艺中部叶含水量烘烤过程中可分为3个阶段：第1阶段，三者的含水量基本保持不变，此阶段发生在烘烤进程的前24 h左右，根据现有巫山烟叶烘烤总结判断此阶段的干球温度约为38 ℃，湿球温度约为35 ℃，烟叶整体变黄约7～8成黄；第2阶段，约在烘烤进程的24～48 h之间，可以看出主脉含水量、总含水量失水速率较小，而叶片失水速率较大，失水速率的大小关系大致表现为叶片>整片叶>主脉，此时全房烟叶达到黄片青筋，勾尖卷边约12 cm；第3阶段发生在烘烤48 h之后，叶片失水加剧，主脉失水较上一阶段并没有较大变化。

由图2（b）可知，优化烘烤工艺在整个烘烤过程中中部叶含水量也可分为3个阶段：第1阶段，三者的含水量基本保持不变，失水速率幾乎为零。此阶段发生在烘烤进程的前40 h，根据巫山烟叶的烘烤特性可以判断此阶段的干球温度约为40 ℃，湿球温度约为36 ℃，处于变黄阶段的后期，全房烟叶几乎达十成黄；第2阶段，可以看出主脉失水速率较小，而叶片与整片叶的失水速率较大，此阶段约发生在烘烤进行的40～64 h之间，此阶段处于定色阶段的中前期，烟叶叶片在较高的温度条件下失水速率较大，叶片逐渐干燥，烟叶内部发生生理生化反应进程加快，而主脉由于表皮组织较致密细胞结构相对完整，应对外界高温环境的能力较强，内部的水分散失量较小；第3阶段发生在烘烤进行的64 h之后，主脉失水速率加剧，导致整片叶的失水速率加剧，而叶片由于此阶段已基本干燥失水速率保持在较低水平。

2.3 不同烘烤条件下烤后烟外观质量分析

由表1可知，中部烟叶在两种烘烤工艺烤后上中等烟的比例以处理组最好，烘烤时间与对照组相比差异不大，烤坏烟比例较小，其中烤坏烟多表现为支脉洇筋，二者耗电量相当，无显著性差异。上部叶在两种烘烤工艺烤后以处理组上中等烟比例较高，烘烤时间略长于对照组，烤坏烟比例与对照组相比低2.8个百分点，耗电成本比对照组节约8元，烤坏烟多表现为挂灰与支脉洇筋，采用优化烘烤工艺可以有效缓解烤坏烟情况发生。

2.4 不同成熟度烟叶烤后烟质量

由表2可知：中部叶经优化烘烤工艺后烟碱、总氮、蛋白质、氧化钾与氯离子的含量与对照无显著性差异；但总糖与还原糖的含量显著高于当地烘烤工艺，淀粉含量显著低于对照，但均符合优质烟叶的含量要求。上部叶经优化烘烤工艺后总氮、氧化钾、氯离子以及淀粉含量与当地烘烤工艺无显著性差异，但总糖与还原糖的含量显著高于当地烘烤工艺，烟碱与蛋白质的含量显著低于对照，可知优化烘烤工艺有助于蛋白的大分子含氮化合物的降解，有利于烟叶质量的提高，对提高上部叶的可用性有较大的促进作用。

3 结论与讨论

水对烟叶的烘烤起着至关重要的作用。合理调控烘烤期间的失水速率和不同温度段的失水量，是增进和改善烟叶内在品质的技术核心和关键。研究结果表明，烘烤过程中叶片水分变化主要分为3个阶段，呈现先慢后快再慢的规律。当地烘烤工艺烘烤上部叶的第1阶段发生在烘烤进程的前32 h左右；第2阶段约在烘烤进程的32～56 h之间，失水速率的大小关系大致表现为叶片>整片叶>主脉；第3阶段发生在烘烤56 h之后，主脉失水较上一阶段并没有较大变化。优化烘烤工艺烘烤中部叶的第1阶段发生在烘烤进程的前40 h，全房烟叶几乎达十成黄；第2阶段约发生在烘烤进行的40～52 h之间；第3阶段发生在烘烤进行的52 h之后，主脉失水速率加剧，导致整片叶的失水速率加剧，而叶片由于此阶段已基本干燥失水速率保持在较低水平，这与孟可爱等[20]的研究结果有一定的相似。当地烘烤工艺烘烤中部叶过程中含水量变化的第1阶段发生在烘烤进程的前24 h左右，烟叶整体变黄约7～8成黄；第2阶段约在烘烤进程的24～48 h之间，此时全房烟叶达到黄片青筋，勾尖卷边约12 cm；第3阶段发生在烘烤48 h之后，叶片失水加剧，主脉失水较上一阶段并没有较大变化。优化烘烤工艺烘烤中部叶时其含水量变化也可分为3个阶段：第1阶段发生在烘烤进程的前40 h，全房烟叶几乎达十成黄；第2阶段约发生在烘烤进行的40～64 h之间叶片逐渐干燥；第3阶段发生在烘烤进行的64 h之后，主脉失水速率加剧。

优化烘烤工艺能够提高烟叶的上、中等烟的比例，烘烤时间与对照组相比差异不大，烤坏烟比例较小，二者耗电量相当，无显著性差异。且上部叶的烘烤时间略长于对照组，烤坏烟比例与对照组相比低2.8个百分点，耗电成本比对照组节约8元，采用优化烘烤工艺可以有效缓解烤坏烟情况发生，这主要是由于烟叶水分主脉水分含量从变黄期到定色期基本不变，主要通过运输到叶片排出体外。优化烘烤工艺有利于主脉向叶片运输水分的通道及时打开，提前排出少量水分，使叶片与主脉失水达到协调，从而减小烘烤后期排水压力，进而降低烤坏烟出现的频率[21]。

研究表明，优化烘烤工艺能够显著提高中部叶的总糖与还原糖的含量，使淀粉含量显著低于对照，显著降低烟碱与蛋白质的含量。优化烘烤工艺有助于蛋白的大分子含氮化合物的降解，有利于煙叶质量的提高，对提高上部叶的可用性有较大的促进作用。

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