玉溪市K326烤烟品种定色期烘烤工艺优化研究

段玉琪，任汝周, , 赵高坤, 李佛琳, 黄 维，李 焱， 吴会平，杨雪彪，邹聪明 *

(1.云南省烟草农业科学研究院，云南 玉溪 653100； 2.云南农业大学，云南 昆明 650201；3.云南省香料烟有限公司，云南 保山 678000)

【研究意义】近年来，烟草农业发展迅速，密集烘烤已成为烟叶烘烤的普遍方式，并朝着智能化方向发展。然而，经密集烘烤后的烟叶容易出现叶面僵硬、颜色淡等现象，导致烟叶油分、香气量等降低，极大降低了烤后烟叶的工业可用性。研究表明，烟叶的烘烤过程受多种因素的影响，其中温湿度和烘烤时间尤为重要[1-3]。定色阶段作为烘烤过程中最难掌握的阶段，该阶段任务主要是通过升温速度以及稳温时间来调节烘烤过程中的生理生化反应，将烟叶优良品质及时固定下来，使烟叶朝着高品质的方向变化，严格控制定色阶段的温湿度及烘烤时间，能够极大提高烟叶烘烤质量[4-8]。K326在1989年被全国烟草品种审定委员会审定为全国推广良种，产量中等偏高，颜色桔黄，色泽饱满，油份多，烟味浓，劲头足，是红塔集团非常理想的主料烤烟烟叶，同时因为玉溪卷烟厂的需要，玉溪成为K326的主栽地之一。另外，K326在烘烤过程中烟叶衰老速度较快，变黄和失水特性较好，烘烤期间PPO活性较高，叶片分层落黄好，烟叶易烤性较好，但是叶片较厚、变黄稍慢，烘烤技术不当，下部烟叶易烤枯，上部烟易挂灰，烤后青烟少，黄烟和杂烟略多，烟叶耐烤性一般，较云烟系列烤烟品种难烤[9-11]。【前人研究进展】聂东发等大多数学者研究认为，烟叶烘烤时适当提前进入定色期，能够使烟叶充分变黄，一方面提高烟叶的外观质量和化学成分的协调性，另一方面能够改善烟叶的内在品质，提高初烤烟叶的香吃味，从而使烟叶的烘烤质量和工业可用性进一步提高，另外，50～55℃是梅拉德反应的关键时期，该阶段主要进行还原糖和氨基酸的缩合反应，变黄期产生的高分子物质如淀粉、叶绿素和类胡萝卜素等降解为小分子物质，该时期小分子物质再进行缩合产生大量致香物质，温度达50 ℃时，烤烟特有香气开始出现[12-14]。【本研究切入点】该研究主要针对K326品种烟叶的特性以及红塔集团对K326烟叶工业可用性的要求，在玉溪市利用小型密集烤箱设置了6种不同的定色期烘烤工艺，量化了烘烤过程中的温湿度和时间技术指标。【拟解决的关键问题】以期找出适宜的烘烤工艺，应用于玉溪市自控设备温湿度和时间程序的设定，同时提高K326烟叶的工业可用性，为云南省K326烤烟品种优质烟叶生产提供一定的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

田间试验于2016年在玉溪市江川区九溪镇进行，烘烤试验在云南省烟草农业科学院研和基地内进行。九溪镇地处东经102°38′，北纬24°18′，海拔1730 m，年平均气温16.6 ℃，年降水量195.40 mm，土壤类型为红壤土。

1.2 试验材料

供试烤烟品种为K326，选取田间生长一致、正常成熟落黄的下部(4～5片)、中部(9～11片)、上部(15～16片)鲜适熟烟叶作为试验烟叶；采用昆明格兰德科技有限公司生产的RC30D-DF型号密闭式热泵烤箱进行烟叶烘烤。

1.3 试验设计

田间试验于2016年4月25日进行烟苗移栽，种植密度为16 500株/hm2，行株距120 cm×50 cm，大田施纯氮90 kg/hm2，烟草专用复合肥(12-12-24)750 kg/hm2，硫酸钾肥(K2O：50 %)90 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O = 1∶1∶2.5，施肥方法为全部磷肥、1/3的氮肥和钾肥作基肥塘施，其余的氮肥和钾肥作追肥于移栽后15、30 d分2次施完。打顶留叶数为20～22片，其他栽培措施按照当地优质烟栽培技术要求进行。编烟按照当地常规做法进行，每竿编烟100片，装烟时每层12竿，共2层挂于干湿球温度计附近。

依据当地烘烤模式并参考烘烤专家经验设计试验方案，即烟叶通过变黄期正常烘烤变黄后，在定色期设置6个温湿度与时间参数组合处理，如表1所示，每个处理重复3次，每个重复在1个烤箱中操作，共18个烤箱；烘烤过程中变黄期和干筋期均采用玉溪市主推烘烤工艺(专家推荐)，如图1所示。

图1 玉溪市密集烤房K326烘烤技术操作模式Fig.1 The operating mode of K326 flue-curing technology in the bulk barn in Yuxi City

表1 定色期温湿度与时间组合的处理情况

1.4 测定项目与方法

分别对6种试验处理的烟叶感官评吸质量、物理特性、等级均价以及烟叶中主要化学成分进行鉴定。

1.4.1 物理特性 厚度使用DCP-HDY04型电脑测控厚度测定仪参照标准GB451.3-2002测定，平衡含水率按照标准YC/T31-1996进行测定，叶面密度按照标准YC/T142-2010进行测定。含梗率=烟梗质量/烟叶质量×100 %,采用电子天平测定单叶重[15]。

1.4.2 化学成分 总糖和还原糖含量测定采用蒽酮比色法，淀粉含量测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法、烟碱含量测定采用硅钨酸重量法，总氮含量测定采用过氧化氢-硫酸消化法，氧化钾含量测定采用火焰光度法[16]。

1.4.3 等级和均价 初烤烟叶按GB2635-92进行分级，各阶段试验结束后对初烤后烟叶进行统一评价，并统计各处理初烤后烟叶的上等烟率、中等烟率、下等烟率、级外烟率及均价(以2016年玉溪市收购标准为依据)。

1.4.4 感官质量 由7位云南中烟技术中心专家进行评价，感官质量指标为烟草本香(10)、香气量(15)、香气质(15)、浓度(10)、刺激性(15)、劲头(5)、杂气(10)、干净度(10)、湿润感(5)和回味(5)等11个指标。

1.5 数据处理与分析

数据处理与统计分析采用Excel2007和SPSS19.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 定色期不同烘烤时间及温湿度对烟叶等级和均价的影响

不同等级质量的烟叶具有不同的使用价值，也具有不同的经济价值，对烟叶进行正确分级，有利于提高生产效率，保证烟农的合理收益[17]。不同温湿度与时间组合对3个部位烟叶等级和均价的影响见表2，上、下部烟叶的等级质量及均价明显偏低，而中部烟叶较高。下部叶中上中等烟率和均价以X6最高，分别为72 %和24.9元/kg，X1和X2烟叶等级质量较差，均价也较低；中部叶中C4的中上等烟率和均价最高，分别为100 %和29.9元/kg，相比之下，烟叶烘烤结果优于其他处理；上部叶中B4的中上等烟率和均价最高，分别为91 %和17元/kg，烟叶等级质量明显高于其他处理。

表2 定色期不同温湿度与时间对初烤烟叶经济性状的影响

注：烟叶均价以2016年玉溪收购标准为依据，下同。

Note:The average price of tobacco leaves was based on the 2016 Yuxi standard, and the same was below.

表3 定色期不同温湿度与时间对初烤烟叶物理特性的影响

总的来说，从3个部位烟叶平均的等级质量和均价结果分析可以看出，处理4的烟叶均价最高，为24.2元/kg，烟叶等级质量也较好，中部叶全部为上中等烟叶，其次是处理5和处理6，均价分别为23.1和22.3元/kg。

2.2 定色期不同烘烤时间及温湿度对烟叶物理特性的影响

一般认为，国外优质烟叶叶片厚度下部叶为0.08～0.10 mm，中部叶0.10～0.12 mm，上部叶0.12～0.14 mm；烟叶含梗率下部叶在30 %～32 %，中部叶在27 %～30 %，上部叶在25 %～26 %；单叶重一般以下部叶6.00～8.00 g，中部叶7.00～9.00 g，上部叶9.00～12.00 g为宜；叶面密度下部叶在60～70 g/m2，中部叶在70～80 g/m2，上部叶在80～90 g/m2[18]。从表3可以看出，不同部位烟叶因为本身烟叶素质不同，初烤后烟叶物理特性也有所不同。就下部叶而言，在定色期6种组合下除处理X1和X3外，其他处理的单叶重均位于6～8 g；处理X2和X6其他处理的含梗率均位于30 %～32 %；烟叶厚度均位于0.10～0.20 mm；叶面密度均位于75～95 g/m2。就中部叶而言，处理C2的初烤后单叶重最低为7.82g，其他处理的单叶重均>9.00g；处理C5的初烤后烟叶含梗率最低为29.33 %，其他处理的含梗率均>30 %；除处理C6外，其他处理的叶面密度均>90 g/m2；各处理初烤后烟叶厚度均位于0.15～0.20 mm。就上部叶而言，处理B6的初烤后烟叶单叶重最低为8.38 g，其他处理单叶重均位于9～12 g；各处理之间的叶面密度均>90.00 g/m2；处理B2、B3和B4的初烤后烟叶含梗率位于25 %～26 %，其他处理的含梗率均>26 %；各处理之间的烟叶厚度均>0.18 mm。

从3个部位烟叶的物理质量结果综合分析得出，各处理的初烤烟叶物理质量一般，明显低于国外优质烟叶的要求。

2.3 定色期不同烘烤时间及温湿度对烟叶内在化学成分的影响

优质烟叶要求总氮及烟碱含量下部叶均符合1.5 %～2.0 %、中部叶均符合2.0 %～2.5 %、上部叶均符合2.5 %～3.5 %，总糖及还原糖含量分别在20 %～24 %和18 %～22 %，淀粉含量<5 %，氧化钾含量>2 %。此外，云南烟叶内在化学成分中，总糖、还原糖的比例比优质烟叶要略高，其他指标均在优质烟叶的要求范围内[19-21]。从表3～5可以看出，就下部叶而言，在定色期6种组合下初烤烟叶烟碱、总氮、淀粉和氧化钾含量均处于优质烟叶要求范围内，其中处理X3的淀粉含量为2.41 %，总糖和还原糖含量以处理X3为最高，分别为33.08 %和29.27 %，其次为处理X4，分别为30.01 %和26.03 %，其他处理的两糖含量均低于红塔集团对优质烟叶两糖含量的要求。就中部叶而言，在定色期6种组合下初烤烟叶总氮和烟碱含量低于优质烟叶的要求，其他化学成分含量均处于优质烟叶要求范围内。就上部叶而言，在定色期6种组合下初烤烟叶两糖含量、氧化钾含量均处于优质烟叶适宜范围内，总氮和烟碱含量略低于红塔集团对优质烟叶的要求，处理B5和B6烤后烟叶淀粉含量分别为4.85 %和4.32 %，其他处理烤后烟叶淀粉含量均大于5 %。

表4 定色期不同温湿度与时间对初烤烟叶化学成分的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

Note:Different lowercase letters in the same column indicated significant differences among different treatments(P<0.05).

综合来看，处理5的烤后烟叶各化学成分指标均处于云南省K326优质烟叶要求范围内，化学成分最为协调，另外，处理5与处理4各化学成分指标之间存在显著性差异。

2.4 定色期不同烘烤时间及温湿度对烟叶感官评吸质量的影响

烟叶感官评吸就是通过人体特定的器官对烟叶及其制品进行内在质量的鉴定，是衡量烟叶及其制品香吃味最有效、最直接的方法[22]。不同部位各个处理烟叶香气量尚足，杂气较轻，浓度和劲头适中。下部烟叶在定色期6种组合下初烤烟叶感官质量在浓度和劲头等指标方面得分相同，分别为8.0分和5.0；感官质量总分排列顺序为X1>X4>X5>X3>X2>X6，其中以处理X1烤后烟叶感官质量最好，得分最高为82.0，处理X6初烤烟叶感官质量最差，得分最低为78.5。中部烟叶在定色期6种组合下初烤烟叶感官质量在烟草本香和劲头等指标方面得分相同，分别为8.0和5.0，感官质量总分排列顺序为C4>C5>C3>C6>C2>C1，其中以处理C4初烤烟叶感官质量最好，得分最高为84.0，处理C1初烤烟叶感官质量最差，得分最低为77.5。上部烟叶在定色期6种组合下初烤烟叶感官质量在浓度和劲头等指标方面得分相同，分别为8.0和5.0，感官质量总分排列顺序为B1>B5>B4>B6>B2=B3，其中以处理B1初烤烟叶感官质量最好，得分最高为82.0，处理B3初烤烟叶感官质量最差，得分最低为76.0。

综合3个部位烟叶的平均评吸质量结果分析得出，处理4的烤后烟叶评吸得分最高为81.5分，其次是处理5和处理1，分别为81分和80.5分。

3 讨 论

烟叶物理特性作为烟叶质量的重要组成部分一直是烟叶质量评价的重要内容；烟叶平衡含水率代表吸湿性，叶片厚度代表叶片身份，叶面密度代表叶片结构，烟叶物理质量越好，耐加工性能更佳[23-24]，在6种不同温湿度与时间组合处理烘烤下，各个处理的初烤烟叶物理特性均低于国外优质烟叶的要求，不同部位各处理之间的物理特性差异并不大，但是叶面密度、单叶重和厚度普遍高于优质烟叶的适宜范围，这与樊军辉[25]的研究结果相一致，可能原因是定色期烟叶中淀粉、蛋白质等大分子物质较多，烟叶收缩变小，致使叶片紧密，造成了单叶重、厚度和叶片密度这几个物理特性指标较优的假象[26]；不同处理下的各部位初烤后烟叶化学成分差异不大，除上部叶初烤后烟叶淀粉含量较高外，各部位烟叶化学协调性较好，各指标基本都位于优质烟叶适宜范围内，今后可针对上部叶继续开展烘烤工艺优化研究来达到降低初烤后烟叶淀粉含量的目的；从烤后烟叶的总体质量来看，处理2的烟叶质量各项指标都低于其他处理，表明定色期低温低湿的烘烤方式严重影响了烟叶品质的形成；处理5和处理6烤后烟叶的均价分别比处理1高3和2.2元/kg，化学成分协调性更协调，物理特性更佳，处理5的感官评吸得分比处理1高0.8分，处理6与处理1的评吸得分相差不大，同时处理5的烟叶均价和评吸得分分别比处理6要高0.8元/kg和1.8分，处理5的烤后烟叶总体质量要优于处理6，表明在温度一定的条件下，湿度过高或过低导致密闭烤房内的温湿差太大或太小，没有良好的烘烤环境，生理生化反应受限制，发生不充分，导致烤后烟叶质量不佳，适当提高相对湿度可以提升整体烟叶品质；处理4的烟叶均价和评吸得分分别比处理5高0.4元/kg和1.1分，处理4的物理特性较好，但是化学成分的协调性比处理5要差，处理5的烟叶均价和评吸得分分别比处理3要高1.9元/kg和2.1分，可能是温度的提升促进了酶促反应的进行，烟叶内含物损失加大，表明定色期提高温度虽然会提升烟叶的总体质量，同时叶会导致烟叶化学成分的协调性变差，刘垦则认为定色阶段把温度控制在44.0～46.0 ℃，干湿球温度差控制在5.5～7.0℃的处理条件下烤后烟叶的化学成分较为协调,香吃味品质较好，品质较高[27]，不同原因可能是2016年玉溪市降雨较多，外界温度较低，因此要求烤房内定色温度要高，因此以后的定色期烘烤研究方向可针对干球温度与烤房外降雨量的联系等；定色时间不宜过长，主要原因是在相对湿度适宜的环境下，烟叶的呼吸强度大，容易消耗内在物质，导致含糖量下降，降低烟叶化学成分的协调性。

4 结 论

定色阶段作为烘烤过程中的一个重要阶段，也是最难掌握的阶段。本实验通过密集烘烤中定色期不同温湿度和时间组合对K326烤烟品种烟叶的物理特性、主要化学成分、感官评吸质量、等级和均价的影响，初步确定了K326烤烟品种密集烘烤定色期的烘烤工艺。综合来看，以定色期采取高温中湿烘烤方式并适当缩短定色时间的处理4，即定色期3个阶段的温湿度分别为48和37 ℃、55和38 ℃、60和39 ℃烤后烟叶物理质量最好、等级均价和评吸得分最高，主要化学成分也较为协调。因此，在K326烟叶烘烤特性和玉溪市植烟地区生态条件下，定色期应适当升高温湿度，但湿度不宜太高，采取高温中湿的烘烤方式，缩短定色总时间，以提高烟叶烘烤质量。