不同烘烤工艺技术对烟叶品质的影响

2021-02-07江祥伟李井军易克李宏光陆超段金康刘铭晖钟仪李迪秦

作物研究 2021年1期

江祥伟，李井军，易克，李宏光，陆超，段金康，刘铭晖，钟仪，李迪秦*

（1湖南省烟草公司郴州市公司，郴州 423000；2湖南中烟工业有限责任公司，长沙 410014；3湖南农业大学农学院，长沙 410128）

烟叶质量具有时间性、对应性和区域性，烟叶质量主要包括外观质量、内在质量、化学成分、物理特性、安全性等，烟叶的香气质与香气量是评价烟叶原料内在品质的重要指标之一［1，2］。烟叶及烟草制品主要香味物质是其成熟过程中积累，并在调制与醇化过程中经过转化与降解，以及其制品经燃烧产生的一类自身无香气特征物质，其可转化形成香气化合物［2-6］。我国是世界上最大的原烟生产国及最大的烟草加工国，主要化学成分指标含量协调性低、香气量不足、香气质较差等是我国烟叶原料的主要问题，也是制约我国高档卷烟制品品质提升的重要因素之一［1，2，7］。烟叶的主要化学成分、香气前体物质组分和含量，与采收和烘烤调制措施紧密关联［8-10］。为提高烟草制品的香气量，改善烟叶香气质，提升烟叶品质质量，前人［11-13］开展了烤房建设、烘烤工艺技术等探讨与研究，以改善烟叶原料质量，但由于鲜烟成熟度、内含物、含水量及部位和生态区域等差异，烤后烟叶质量依旧不尽如人意。为此，本研究在前人的烟叶调制经验基础上，通过烤房建设及配套烘烤工艺技术应用，对烤后烟叶主要化学成分、感官和外观质量、物理特性等品质指标的综合评价分析，来评估烤房及配套烘烤工艺技术的可行性，以为该烘烤工艺技术在烟叶调制上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验在嘉禾县广发镇进行。烤房按照现有密集式烤房容积规格新建砖混结构，通过一定的设备设施保证在烘烤过程中房内压力处于1.00～0.90标准大气压交替变化中。控制、燃烧、燃料供应等设备设施均由湖南驱动源电气技术有限公司提供，风机由浙江明新电机提供；采取低温低湿烘烤工艺；燃料为生物质颗粒。供试烤烟品种云烟87，采取烟稻轮作，2019年3月15日移栽，种植密度1.20 m×0.50 m，大田管理按照当地优质烟叶生产技术措施进行。试验区域面积约2.5 hm2。

1.2 试验设计

试验采集同一时间同一区域的鲜烟，在两个烤房中采用不同工艺进行烘烤。T1：气流上升式低温低湿烘烤工艺，生物质颗粒能源，点火以后到变黄阶段采用比现有中温中湿烘烤温湿度低2～4℃的温湿度控制，其余阶段与现有中温中湿烘烤一致；CK：现有的气流上升密集式烤房中温中湿烘烤工艺（燃煤）。杆烟与装烟量基本保持一致。烤后烟叶按照国家烟叶分级标准进行分级、称量，并按照当年当地收购价格计算产值。

1.3 测定项目及方法

（1）烟叶主要化学成分含量。每个处理分别取B2F和C3F烟叶各250 g去叶梗，研磨成待测样品，采用San++（荷兰Skalar公司）连续流动分析仪测定烟叶主要化学成分。总糖与还原糖、烟碱、总氮、氯、钾分别参照YC／T159-2002、YC／T 160-2002、YC／T 161-2002、YC／T 162-2002、YC／T 217-2007（FP6410火焰光度计）法测定，并计算糖碱比、钾氯比和氮碱比；再采用模糊数学隶属函数模型评价其可用性指数（CCUI）［13］。

（2）烟叶致香物质含量。每个处理分别取B2F和C3F烟叶各250 g去叶梗，研磨成待测样品，参照YC／T 176-2003测定石油醚提取物含量；采用GCMS／SIM对香气物种类进行定性定量测定，并参照周冀衡等［7］方法测定。

（3）烟叶物理指标。选取B2F和C3F烟叶各10片，参照GB／T451.3-2002、YC／T31-1996和YC／T152-2001，测定其厚度、平衡水含量、填充值、拉力、叶面积等物理指标。

（4）烟叶外观质量及感官质量评价。B2F和C3F烟叶外观与感官质量评价，参照蔡宪杰等［12］的方法，评价外观质量（表1）。对香气质、香气量、杂气、浓度、刺激性、劲头、余味等感官质量每个指标赋值10分［13］，再组织相关专家打分，计算均值。参照李伟等［14］和邓小华等［15］的方法，依次赋权重21.43%、21.42%、14.29%、7.14%、7.14%、14.29%、14.29%，计算其权重总分值。烟叶的权重总分值越大，表明烟叶感官质量越好。

1.4 数据统计及分析

数据采用SPSS14.0统计软件进行分析。参照《中国烟草种植区划》［16］，对烟叶外观质量、物理特性、感官评吸质量选取对应的指标，采用赋值权重指数和法进行评价，其中烟叶的化学成分、外观质量、感官质量、物理特性指标采用专家赋权，依次对化学成分、外观质量、感官质量、物理特性指标的平均分值赋权重20%、10%、60%、10%，并计算综合总得分，作为烟叶质量优劣的评价依据。

表1 外观质量评价指标及分值Table 1 Appearance quality evaluation index and score

2 结果与分析

2.1 不同处理B2F和C3F烟叶主要化学成分

从表2可知，烟叶主要化学成分的含量均在优质烟叶范围内，其中：T1的B2F和C3F烟叶的总糖、还原糖和钾含量，及还原糖／烟碱、钾／氯指标值均高于CK，T1的氮与氯含量、氮碱比数值均低于CK；通过计算烟叶主要化学成分工业可用性指数（CCUI）得知，T1的B2F和C3F烟叶CCUI依次高于CK达0.43和0.34。表明采用低温低湿烘烤后的B2F和C3F烟叶，其CCUI都有一定程度提高，烟叶质量有所提升。

表2 不同处理B2F和C3F烟叶主要化学成分含量Table 2 Main chemical component contents of B2F＆C3F of different treatments

2.2 不同处理B2F和C3F烟叶致香物质含量

从表3可知，与CK相比较，T1的重要致香物质石油醚提取物、类胡萝卜素香气物质、降解产物、茄酮、非酶棕色化反应产物、芳香族氨基酸裂解产物、新植二烯、中性致香物质含量均较高，其中：B2F烟叶依次高10.2%、10.1%、10.5%、11.4%、10.3%、10.2%、10.8%和11.0%，C3F烟叶依次高11.7%、10.9%、10.1%、10.9%、10.2%、9.9%、10.5%和9.4%。

2.3 烟叶综合质量评价

从表4可知，通过对烟叶主要化学成分含量指标的数学隶属函数模型进行评价，以及与烟叶感官质量、外观质量和物理特性的综合评价表明：T1的B2F和C3F烟叶综合质量评价得分依次分别高于对照4.7分和3.9分。

表4 各处理B2F和C3F烟叶综合质量评价结果Table 4 Comprehensive quality score of tobacco leaves of different treatments

3 讨论

烟叶烘烤过程中燃料只提供能量，促进烟叶失水干燥，燃料的选择主要根据烘烤设备中的燃烧机性能，在一定的烘烤工艺下对烟叶质量没有影响［17，18］。本试验处理使用生物质颗粒做燃料，是出于燃烧机性能及结构需要，在烘烤过程中配以相应的烘烤工艺，因此燃料的选择与烤后烟叶质量无关。

烟叶烘烤就是在适宜的温湿度环境下，使烟叶变黄、干燥，呈现和固定烟叶品质的过程。烘烤温湿度对烟叶主要化学成分含量、外观及感官质量、致香物质含量等均有一定的影响［19-21］。本试验在点火开烤到变黄阶段，采用比中温中湿烘烤的温湿度低2～4℃的温湿度控制，使烟叶慢变黄慢排湿，让有机物质充分降解与转化，从而提高烟叶品质。

烟叶质量包括外观质量、感官质量、化学成分、物理特性和安全性等［16］。烟叶的外观质量特性是烟叶化学成分和生理结构在视觉、触觉上的反映，是内在质量的表观体现，对感官质量产生影响［13，15］。烟叶感官质量评价，涉及烟叶外观与内在因素、主要化学成分及物理特性等评价系统，其与烟叶两糖、总氮、植物碱、钾和氯、有机酸及石油醚提取物等的含量紧密相关，感官质量的优劣决定了烟叶质量高低。一般烟叶主要化学成分指标协调性高、烟叶香气物质含量较多、烟叶的香气质好，其感官质量好［15］。烟叶化学成分中的两糖（总糖与还原糖）、总氮、烟碱、氯、钾等，是评价烟叶品质优劣的重要指标，与外观和感官质量密切关联。外观与感官质量等受品种遗传特性、植烟区生态环境条件、栽培和采烤技术的共同影响［2，8，14，17］。在大田烟叶质量一致的情况下，通过对两种不同烤房及烘烤工艺、烘烤后烟叶的化学成分、物理特性分析及外观与感官质量评价表明：烟叶的主要化学成分指标的协调性及其工业可用性指数、烟叶外观与感官质量评价、物理特性、烟叶致香物质含量等受调制技术的影响，采用相应的调制技术措施，可有效提高烟叶品质。