烤烟堆捂自然变黄工艺的应用研究

苏家恩 高娅北 李再光 王德勋 户艳霞 范志勇 王新中 孙军伟

摘 要：为探究堆捂自然变黄工艺对烤烟品质的影响，以红花大金元中部叶为试验材料，在烤前通过不同堆捂自然变黄处理，与常规烘烤工艺对比，研究其对烘烤过程中烟叶水分、色素等动态变化以及烤后烟叶化学成分、外观质量的影响。结果表明，与常规烘烤工艺相比，T1即烟叶堆捂自然变黄至60%时开火，对烟叶含水量动态影响不显著，但可适当增加烤中类胡萝卜素的降解，提高钾/氯值，提升烟叶品质；而T2即烟叶堆捂自然变黄至90%时开火，会减少烟叶及主脉在烘烤前期的失水量，增加烤中类胡萝卜素以及淀粉等大分子物质的降解，减少烟叶厚度及单叶质量，影响烤烟品质。因此，烟叶堆捂自然变黄至60%时开火进行烘烤具有可行性，可应用至实际生产过程中。

关键词：烤烟；堆捂自然变黄；品质；节能

中图分类号：S572 文献标识码：A DOI 编码：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，FAN 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

隨着我国经济的迅猛发展，环保成为当前阶段面临的最大问题，节能减排是目前行业的主要任务。在密集烤房投入使用后，烤烟烘烤耗煤量实现从原来的2.5 kg·kg-1（标煤/竿烟）降低到了现在的1.5～2.0 kg·kg-1（标煤/竿烟）[1]。近年来，很多研究从烤房设备改造、改用新能源燃料以及改变烘烤方式等方面入手，来提高烘烤热能利用率、减少碳排放[2-8]。研究表明，在烤房开火前使用堆捂自然变黄工艺，可有效减少烟叶烘烤耗煤量，即可减少整个烘烤周期的碳排放量，实现烘烤节能减排的目的[9]。但烟叶作为一种特殊的经济作物，在烘烤时必须考虑烤后烟叶是否能具有工业可用性以及烤后烟叶质量等问题，而不能单纯地以减少能耗、降低污染、省工等作为工艺的可行性评价标准。目前，对堆捂自然变黄工艺这一技术在生产中的可用性研究较少。

本试验以不同堆捂自然变黄工艺为处理，与常规三段式烘烤工艺进行对比，探究2种不同烘烤方式对烟叶质量的影响，旨在为堆捂自然变黄工艺在生产中的应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试烤烟品种为红花大金元。试验田肥力中等，按照当地优质烟叶生产技术标准栽培管理，选取成熟一致的适熟中部叶（10～12叶位）进行采收，使用电热式智能烤烟箱进行烘烤。

1.2 试验设计

试验于2017年在云南省大理白族自治州弥渡县红花大金元科研基地进行。烘烤工艺设3个处理：CK为常规三段式烘烤工艺；T1为将烟叶堆捂自然变黄至60%黄左右开火；T2为将烟叶堆捂自然变黄至90%黄左右开火，各处理烘烤工艺详见表1。

1.3 测定项目及方法

在烘烤过程关键温度点[30（代指鲜烟），38，42，45，48，54，68 ℃]进行取样，30 ℃为鲜烟叶采摘时当地的温度状态，为使38 ℃T2与T1和CK样品状态同步， T2样品于烟叶堆捂自然变黄程度至70%左右时取样，每个处理3个重复。采用烘箱法[10]分别测定烟叶叶片、主脉含水率；常规化学成分采用连续流动化学分析仪测定；采用乙醇提取比色法[11]测定色素含量；烟叶外观质量评价方法参考邓小华等[12]研究方法。

1.4 数据分析

运用Microsoft Excel 2010对结果进行统计，运用Origin Pro 2016进行绘图，结果运用SPSS 20.0进行分析。

2 结果与分析

2.1 烘烤过程中烟叶失水情况

从图1可以看出，在38 ℃之前，各处理叶片含水率变化不明显，失水较少；在38 ℃时，各处理叶片含水率为CK最低，T1，T2差异不显著；而后随着干球温度的升高，叶片失水加剧，在45 ℃时，各处理叶片含水率T2显著高于T1和CK，T1稍高于CK，但差异不显著，且失水速率大小为CK≈T1>T2；在45 ℃后，各处理叶片进一步失水，在48 ℃时，T2失水速率较快，T2叶片含水率快速下降至17.37%，各处理叶片含水率差异不显著；随后在54 ℃时各处理叶片含水率趋于一致。

从图2可以看出，各处理主脉含水率随着烘烤的进行都呈逐渐下降趋势，且各阶段主脉不同处理含水率大小均为T2>T1>CK，在48 ℃之前各处理失水速度较慢，而48 ℃后各处理失水速度加快。

2.2 烘烤过程中叶片色素含量变化

从图3可以看出，各处理烟叶在变黄前期（38 ℃）叶绿素迅速降解，且降低幅度较大；在变黄期结束（42 ℃）时，烟叶变黄状态达到90%左右时，各处理烟叶中叶绿素达到一个较低水平；此后各时期烟叶中叶绿素降解速度趋于平缓；叶绿素含量的变化趋势在各处理间无显著差异。

从图4可以看出，各处理烟叶中类胡萝卜素在变黄前期（38 ℃）降解速度较快，随后速度减慢；在烘烤各时期类胡萝卜素含量不同处理均表现为：CK>T1>T2，在42 ℃之前，T1与T2之间类胡萝卜素含量无显著差异，随后T2降解较T1稍快；在42 ℃之后各时期T1类胡萝卜素含量高于T2；在54 ℃时各处理类胡萝卜素含量趋于一致。说明堆捂自然变黄工艺会影响烘烤过程中类胡萝卜素的降解。

2.3 烤后烟叶化学成分

由表2可知，总糖CK，T1，T2依次递减，其中CK显著高于T1和T2；还原糖含量各处理间无显著差异，说明采用堆捂自然变黄工艺对其影响不大；总氮含量CK和T2差异不显著，二者显著高于T1；烟碱、氯含量各处理间无显著差异，说明堆捂自然变黄工艺对二者影响不大；淀粉含量CK显著高于T1，T2，说明堆捂自然变黄工艺会增加烘烤过程中淀粉的降解量；钾含量CK和T1显著高于T2，说明堆捂自然變黄程度的增加不利于提高烟叶内的钾含量；不同处理糖碱比大小为CK>T1>T2，均在适宜范围内；不同处理钾氯比大小为T1>T2>CK，说明采用堆捂自然变黄工艺可提高烟叶可燃性。

2.4 烤后烟叶外观质量

从表3可以看出，3个处理烤后烟叶均表现为成熟，叶片结构疏松；但CK烟叶身份中等，T1和T2稍薄；CK烤后烟叶表面油分较多，而T1表面有油分，T2烤后烟叶表面所含有的油分较少、光泽较差； CK，T1均为橘黄，而T2烤后烟叶颜色较淡，呈淡橘黄色。

3 结论与讨论

烟叶烘烤要求变黄程度与失水程度相协调，才能在烤后收获一个良好品质，而不会因为变黄过度或失水不足而烤黑，或是变黄不足或失水过多而烤青[13-14]。本试验结果表明，在烘烤过程中不同处理烟叶含水量大小表现为T2>T1>CK，CK变黄与失水相对协调，而T2在变黄期结束时失水量较小，可能会在烤后出现烤黑现象。类胡萝卜素是烟草中主要的黄色素[15]，在烘烤过程中，各处理叶绿素含量无明显差异，而类胡萝卜素含量大小则表现为42 ℃前CK>T1≈T2，随后为CK>T1>T2，说明类胡萝卜素降解量最多的是T2，这也可能是导致T2烟叶颜色较淡的原因，同时类胡萝卜素也是重要的香气前体物质，故其在烘烤过程中的降解影响烤后烟叶的香气质量[16]。宫长荣等[17]研究表明，烟叶中淀粉等大分子物质降解主要发生于变黄期，从本试验烤后烟叶的化学成分来看，由于使用堆捂自然变黄工艺相较于正常工艺烟叶的变黄时间加长，导致T2烟叶中的淀粉等大分子物质降解过多，烤后烟叶叶片较薄，导致烟叶单叶质量减少，影响烤后烟叶经济效益；从钾/氯来看，T1处理烤后烟叶钾/氯值最高，说明烟叶堆捂自然变黄至60%时进行烘烤可提高烤后烟叶的可燃性，从而提高烟叶品质。

综合来看， T1处理，即堆捂自然变黄烟叶至60%左右开火，可适当增加烟叶中类胡萝卜素的降解，提高钾/氯值，提升烟叶品质，在实际生产中较有可行性，且使用堆捂自然变黄工艺会减少能源的消耗和环境污染，对烟草行业的可持续发展具有重要意义，但目前对工艺的研究还有待于进一步深入，还需将其对烟叶烘烤质量以及品质性状的影响进行研究。

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