密集烘烤过程远程控制对烟叶质量的影响

白涛　张钊　李紫燃　毛岚　赵雪　马迪　彭小祠　朱思昱　吴彪　黄英　刘舜　夏龙江　吴剑

摘要 为探讨密集烘烤精准工艺远程调控对烟叶烘烤质量的影响，通过试验对比的方法就常规控制烤房与远程控制烤房对烟叶质量的影响进行了探讨。结果表明：与常规控制烤房相比，远程控制烤房3个部位烟叶上中等烟比例明显增加，烘烤损失率降低1.59百分点；烤后烟叶颜色橘黄，成熟度好，结构疏松，油分足，色度强，烟叶化学成分协调，香气质、香气量好，烘烤后熟充分，清香型风格特色突出。

关键词 烟叶；烘烤；远程控制；密集烤房；烟叶质量

中图分类号 TS44 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）06-0172-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.042

Effects of Remote Control of Dense Curing Process on the Tobacco Quality

BAI Tao，ZHANG Zhao，LI Zi－ran et al

（Qujing Branch of Yunnan Tobacco Company，Qujing，Yunnan 655000）

Abstract In order to explore the effects of remote control of intensive curing precise process on the curing quality of tobacco leaves，we studied the effects of conventional control and remote control of curing bran on the quality of tobacco leaves by means of experimental comparison. The results showed that： compared with the conventional control barn，the proportion of superior and medium tobacco leaves in three parts in remote control curing bran significantly increased，the roasting loss rate reduced 1.59 percentage points. Compared with the conventional control barn，the cured tobacco leaves in remote control curing bran had orange color，good maturity，loose structure，sufficient oil，strong chroma，the chemical composition of tobacco leaves was coordinated，the aroma quality and aroma quantity were good，the cured tobacco leaves were fully cooked，and the fragrance style was outstanding.

Key words Tobacco leaves;Curing;Remote control;Intensive curing barn;Quality of tobacco leaves

隨着我国烤烟烘烤设备的升级，密集烤房因其节能、省工、提升烟叶质量等优点已经成为我国烟叶烘烤的重要设备［1-3］。但是，传统密集烤房烤后烟叶容易出现组织结构紧密、颜色淡等问题，影响烟叶的工业可用性［4-6］。如何改善和解决以上问题就成为烘烤工艺的关键，近些年密集烘烤精准工艺远程调控逐渐成为传统密集烤房一个重要的改造方向。笔者通过对密集烘烤精准工艺远程控制烤房与常规烘烤烤房烤烟经济性状、外观质量、主要化学成分、多酚类物质、物理特性、致香物质以及感官质量评价的差异进行分析，探究密集烘烤精准工艺远程控制对烟叶烘烤质量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020年在曲靖市烟草公司烟叶烘烤培训基地（麒麟三宝兴龙烘烤工场）进行。供试烟草品种为云烟97，选取大田管理规范、个体与群体生长发育协调一致、落黄均匀的优质烟叶下部（3～5叶位）、中部（11～13叶位）和上部叶（15～17叶位）进行试验。供热类型均为生物质，生物质燃烧机为辽宁海帝升机械有限公司生产的外置式燃烧机，生物质颗粒为兴龙烟农专业合作社生产的同一批生物质颗粒燃料。

1.2 试验设计

选取2座标准规格的云烟-12型气流上升式卧式密集烤房进行试验，共设置2个处理：①烤房控制器为自主研发的远程智能控制器（T），烘烤过程全程采用物联网管理系统远程烘烤；②烤房控制器为常规控制器（CK），烘烤过程由当地烘烤技师现场烘烤。

1.3 测定项目与方法 待烟叶烤干后，按照烤坏烟叶等级鉴定方案，统计各处理烤后烟叶的挂灰烟程度和比例。选取2竿具有代表性的烤后烟叶，用于经济性状、外观质量、物理特性、主要化学成分、多酚类物质、致香物质和感官质量的检测以及评价。

1.3.1 经济性状测定。

由云南省烟草公司曲靖市公司组织分级专家按照GB 2635—1992标准对烤后原竿烟叶进行分级，统计各处理烤后烟叶的上中等烟比例、烘烤损失率和均价等。

1.3.2 外观质量评价。

由云南三标农林科技有限公司组织分级专家按照GB 2635—1992标准对烤后烟叶进行烟叶外观质量评价。

1.3.3 主要化学成分测定。

由云南三标农林科技有限公司采用流动分析法测定烟叶中的总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾（K2O）、氯离子（Cl-）、淀粉、蛋白质的含量，参照《烟草及烟草制品 石油醚提取物的测定》（YC/T 176—2003）测定石油醚提取物含量，参照《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》（GB 5009.8—2016）测定果糖、葡萄糖、蔗糖的含量，参照《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》（GB 5009.88—2014）测定纤维素含量。

1.3.4 多酚类物质测定。

由云南三标农林科技有限公司参照《烟草及烟草制品 多酚类化合物绿原酸、莨菪亭和芸香苷的测定》（YC/T 202—2006）测定多酚类物质含量。

1.3.5 物理特性测定。

由云南三标农林科技有限公司参照中国烟草总公司郑州烟草研究院的方法进行烟叶物理特性的测定。

1.3.6 致香物质测定。

由云南三标农林科技有限公司使用二氯甲烷萃取烟叶中的致香物质，并使用旋蒸漏斗将溶液浓缩至1 mL，采用气相色谱-质谱法（GC-MS）进行致香物质含量的测定。

1.3.7 感官质量评价。

由云南三标农林科技有限公司组织评吸专家对烤后烟叶感官质量进行评价。

2 结果与分析

2.1 不同处理对烤后烟叶经济性状的影响

为探讨不同处理对烤后烟叶经济性状的影响，对烤后烟叶原竿样进行分级统计，结果见表1。由表1可知，与CK相比，T处理的3个部位烟叶烘烤損失率降低了1.59百分点；T处理下部烟叶上等烟比例和均价有所下降，中等烟比例增加了10.80百分点，但均价降低了1.48元/kg；T处理中部烟叶上等烟比例增加15.87 百分点，中等烟比例降低了4.60百分点，均价增加了4.00元/kg；T处理上部烟叶上中等烟比例增加了13.17百分点，均价增加了0.49元/kg。以上试验结果表明，与CK相比，T处理烤后烟叶经济性状有所提升。

2.2 不同处理对烟叶烘烤能耗成本的影响

统计不同处理中部和上部烟叶烘烤能耗成本，结果见表2。由表2可知，在装烟密度基本一致的情况下中部和上部烟叶2个处理的能耗成本无明显差异；中部和上部烟叶1 kg干烟生物质颗粒燃料用量（燃料用量/装烟量）T处理略高于CK，而T处理耗电量略低于常规烘烤（CK）。

2.3 不同处理对烤后烟叶外观质量的影响

对不同处理烤后烟叶进行外观质量评价，结果见表3。由表3可知，与CK相比，下部和中部烟叶T处理烤后烟叶外观质量略有下降，上部烟叶T处理烤后烟叶外观质量明显提升。下部叶T处理叶片结构和色度评分较CK略有降低；中部烟叶T处理油分和身份评分较CK略有下降；上部烟叶T处理颜色、油分、成熟度、色度和身份均较常规烘烤（CK）明显提升。

2.4 不同处理对烤后烟叶主要化学成分含量的影响

由表4可知，不同处理烤后烟叶化学成分含量差异明显。T处理3个部位烟叶的总糖、还原糖以及淀粉含量均明显低于常规烘烤（CK）。这可能是由于远程控制烤房（T处理）升温速度慢、定色后期时间略长于常规烘烤，糖类物质发生棕色化反应更多所致。下部叶T处理蔗糖、葡萄糖和果糖含量明显低于常规烘烤（CK），而中部叶和上部叶T处理葡萄糖和果糖含量明显高于常规烘烤（CK）。3个部位烟叶T处理纤维素含量均明显高于常规烘烤（CK）。下部叶和中部叶T处理蛋白质含量明显高于常规烘烤（CK），而上部叶T处理蛋白质含量低于常规烘烤（CK）。与CK相比，T处理3个部位烟叶石油醚提取物含量较高。通过对2个处理烟叶化学成分协调性对比发现，2个处理烟叶化学成分协调性均较好，但T处理表现更佳。

2.5 不同处理对烤后烟叶多酚类物质含量的影响

由表5可知，不同处理烤后烟叶多酚类物质含量具有明显差异，3个部位烟叶新绿原酸和山奈酚含量T处理均较高；绿原酸含量下部和中部烟叶CK处理较高，而上部烟叶T处理较高；3个部位烟叶咖啡酸含量CK处理较高；莨菪亭含量下部和中部烟叶T处理较高，上部烟叶CK处理较高。芸香苷含量下部和上部烟叶T处理较高，中部烟叶CK处理略高。

2.6 不同处理对烤后烟叶物理特性的影响

对不同处理烤后烟叶物理特性进行检测，结果见表6。由表6可知，单叶重为9.29～12.47 g，下部叶T处理单叶重低于CK处理，中部叶2个处理无明显差异，上部叶T处理单叶重高于CK处理。2个处理下部和中部烟叶含梗率均高于30%，上部烟叶含梗率在25%左右；下部和上部烟叶T处理含梗率略高于CK处理，中部烟叶T处理含梗率较低。2个处理3个部位烟叶叶面密度差异较大，下部和上部烟叶T处理叶面密度明显低于CK处理，中部烟叶T处理叶面密度明显高于CK处理。3个部位烟叶平衡含水率2个处理间差异较小，下部烟叶T处理平衡含水率略低于CK处理，中部和上部烟叶T处理平衡含水率较高。烤后3个部位烟叶厚度2个处理间均无明显差异。

2.7 不同处理对烤后烟叶致香物质含量的影响

取各处理烤后烟叶并检测致香物质的含量，结果见表7。由表7可知，共检测出75种致香物质。3个部位烟叶T处理香气物质总量和新植二烯含量均明显高于CK处理。按照类胡萝卜素降解产物、苯丙氨酸类物质、棕色化反应产物、类西柏烷类物质进行划分，T处理3个部位烤后烟叶类胡萝卜素降解产物含量高于CK处理，下部和中部烟叶T处理高于CK处理，上部烟叶T处理高于CK处理；苯丙氨酸类物质含量下部烟叶T处理高于CK处理，而中部和上部烟叶T处理低于CK处理；苯甲醇、苯乙醇和苯乙醛含量与苯丙氨酸类物质含量表现出相似的规律。棕色化反应产物都是美拉德反应的产物。下部和上部烟叶T处理棕色化反应产物含量高于CK处理，中部烟叶T处理略低于CK处理。类西柏烷物质含量下部和中部烟叶T处理明显高于CK处理，而上部烟叶T处理明显低于CK处理。根据《烟叶香型风格的特征化学成分研究》可知，清香型烟叶二氢猕猴桃内酯和巨豆三烯酮含量较高。该试验中3个部位烟叶T处理的二氢猕猴桃内酯含量均高于CK处理。

2.8 不同处理对烤后烟叶感官质量的影响

对不同处理烤后烟叶感官质量进行评价，结果见表8。由表8可知，T处理3个部位烟叶感官质量总评分均明显优于CK处理，T处理下部、中部和上部烟叶感官质量总评分比CK处理分别高0.50、1.00和1.00分。通过对比各项指标发现， T处理下部烟叶杂气评分高于CK处理；T处理中部烟叶香气质、香气量评分均明显优于CK处理，T处理上部烟叶香气质和杂气评分均高于CK处理。由此可见，采用远程智能烘烤精准控制可以明显改善烤后烟叶香气质，增加香气量，降低烟叶杂气。

3 讨论与结论

该试验通过对比密集烘烤精准工艺远程调控与常规操作烤后烟叶化學成分、外观质量、内在质量和经济性状，探讨远程调控技术的适用性。该研究结果表明，采用自主研发的远程智能控制器烤后烟叶的经济性状明显优于常规烘烤模式。这主要是因为烟叶烘烤过程中生物质颗粒燃烧时有滞后性［7］。当烤房需要升温时，新添加的生物质颗粒在短时间内燃烧慢，升温慢；稳温时，正在燃烧的生物质颗粒所释放的热量难以迅速控制。智能烤房可以控制投料量及功率，温度较容易控制且精度高，升温平稳，使得烤后烟叶油分足、色泽鲜亮、正反面均匀、烤坏烟数量少。在烤后烟叶外观质量方面，下部和中部烟叶采用自主研发的远程智能控制器和管理系统智能远程烘烤烤后烟叶外观质量略有下降；下部烟叶结构和色度评分略有下降；中部烟叶油分和身份评分略有下降。这可能是因为远程智能烘烤升温速度慢于常规烘烤（CK），变黄前期和定色后期时间明显长于常规烘烤（CK）。在烤后烟叶主要化学成分方面，采用自主研发的密集烘烤精准工艺远程调控处理（T）与常规烘烤（CK）处理有明显差异。根据《烟叶香型风格的特征化学成分研究》［8］可知，清香型烟叶糖类物质含量较高。多酚是烟草重要的次生代谢产物和香气前体，对烟草的生长、发育、产量和品质起着重要作用，是衡量烟叶质量的重要因素［9］。该研究结果发现，采用自主研发的密集烘烤精准工艺远程调控处理的烟叶新绿原酸和山奈酚含量较高，下部和上部烟叶中芸香苷含量较高，而芸香苷是清香型烟叶特征化学成分。因此，采用自主研发的密集烘烤精准工艺远程调控处理的烟叶清香型风格特征可能更加彰显。

密集烤房智能远程控制器精准烘烤是根据曲靖烟叶素质拟合精准工艺曲线。烘烤技师可结合烟叶图像和温湿度数据远程实时监测和调整烘烤工艺参数，实现烘烤过程的精准远程控制；与常规烘烤相比，智能远程精准烘烤上中等烟比例明显增加，烘烤损失率降低1.59百分点，烤后烟叶颜色橘黄、成熟度好、结构疏松、油分足、色度强，烟叶化学成分协调，香气质、香气量好，烘烤后熟充分，清香型风格特色突出。

烟叶烘烤作业需要耗费大量的人力和物力，同时烟草是一种经济作物，烘烤智能化研究是提升烟叶经济收入的解决方法之一［10］。因此，在密集烘烤实现初步自动化操作的基础上，进一步建立烟叶密集烘烤精准控制模型，并与现有烤房自控设备整合，构建基于物联网的专业化烘烤精准调控与管理系统，实现密集烘烤过程基于物联网技术信息采集、处理与控制的实时烘烤决策，可为实现烟叶密集烘烤集约化、专业化、智能化提供技术支持［11］。谭青涛等［12］研究表明，烟叶烤房群远程监控管理系统在使用过程中大大减少了技术人员的工作量，提高了工作效率。由于目前已实现集中烘烤管理系统，对于比较集中的烤房群来说，如果其中一个出现异常现象时系统能够及时报警，就可以在很大程度上降低烟农因为烘烤不当而造成的损失，间接增加烟农的收入［12-15］。

参考文献

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基金项目 中国烟草总公司云南省公司项目（2021530000241036）。

作者简介 白涛（1970—），男，云南曲靖人，助理农艺师，从事烟叶生产技术推广工作。*通信作者，农艺师，硕士，从事烟叶生产技术管理工作。

收稿日期 2022-04-15