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覃瀟1，姚少云2，王祖福1，湯曉明1，姚旺1，符昌武1，李迪秦2，王修忠3，成志軍3
（1湖南省煙草公司張家界市公司，湖南張家界427000；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；3湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，湖南長(zhǎng)沙410014）
摘要：為探討低溫低濕烘烤工藝技術(shù)在湘西植煙區(qū)煙葉調(diào)制上的可行性，比較分析了中溫中濕烘烤工藝和低溫低濕烘烤工藝下云煙87烤后煙葉的質(zhì)量差異。結(jié)果表明：與中溫中濕烘烤工藝相比，低溫低濕烘烤工藝下，X2F?B2F和C3F煙葉的主要化學(xué)成分可用性指數(shù)（CCUI）分別提高3.29%?2.62%和2.47%，感官質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)總分值分別提高8.89%?10.8%和6.02%，外觀質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)總分值分別提高7.32%?10.0%和8.05%，物理特性指標(biāo)評(píng)價(jià)總分值分別提高5.97%?14.6%和3.59%，煙葉質(zhì)量綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)總分值分別提高5.83%?8.31%和5.36%。同時(shí)，本研究使用的烘烤燃料總成本較對(duì)照低14.3%。研究結(jié)果初步表明，低溫低濕烘烤工藝可提高湘西煙區(qū)種植的云煙87煙葉烘烤質(zhì)量。
外觀質(zhì)量?內(nèi)在質(zhì)量?化學(xué)成分?物理特性是煙葉質(zhì)量的重要構(gòu)成組分。外觀質(zhì)量指標(biāo)主要有顏色?成熟度?葉片結(jié)構(gòu)?身份?油分?色度等。內(nèi)在質(zhì)量即煙葉的感官質(zhì)量（或者評(píng)吸質(zhì)量），主要包括香氣質(zhì)?香氣量?雜氣?刺激性?燃燒性?灰分?余味?濃度?勁頭等指標(biāo)。化學(xué)成分主要包括總糖與還原糖?煙堿?總氮?氯?鉀等。物理特性指標(biāo)主要包括厚度?平衡水含量?填充值?拉力?葉質(zhì)重等[1-3]。煙葉質(zhì)量是反映與體現(xiàn)煙葉必要性狀指標(biāo)值均衡性的復(fù)合性概念，它具有時(shí)間性?對(duì)應(yīng)性和區(qū)域性特點(diǎn)[1]。煙葉質(zhì)量除受品種遺傳基因[4-6]?植煙區(qū)生態(tài)環(huán)境條件[4]和栽培技術(shù)措施[3，7]影響外，還與烘烤工藝技術(shù)[2-3]緊密相關(guān)。為了提升煙葉品質(zhì)，前人在開(kāi)展烤房建設(shè)研究[8]的同時(shí)，也開(kāi)展了烘烤燃料[9-10]及與烤房配套的烘烤工藝技術(shù)[11-13]等研究。但由于不同生態(tài)區(qū)域?鮮煙成熟度?內(nèi)含物和水分含量，以及煙葉部位?烤房?烘烤工藝技術(shù)和燃料性能等多方面的差異，導(dǎo)致烘烤后的煙葉質(zhì)量不同。本研究旨在分析基于生物質(zhì)顆粒燃料的低溫低濕烘烤工藝對(duì)烤后煙葉主要品質(zhì)指標(biāo)的影響，探討低溫低濕烘烤工藝技術(shù)在湘西植煙區(qū)煙葉調(diào)制上的可行性，為其在煙葉調(diào)制上的應(yīng)用提供參考。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地點(diǎn)與材料
試驗(yàn)在張家界市桑植縣龍?zhí)镀烘?zhèn)煙草站開(kāi)展，供試烤煙品種為云煙87。2021年2月12日播種，5月7日移栽，移栽行株距為1.2m×0.5m，種植面積約3.33h㎡。基肥施有機(jī)肥1800kg/h㎡?菜籽餅肥450kg/h㎡和煙草專用基肥825kg/h㎡；追肥施提苗肥45kg/h㎡?硝酸鉀210kg/h㎡?硫酸鉀270kg/h㎡。烤房為氣流上升式密集烤房，規(guī)格10m×2.7m×3.7m；使用的燃料為生物質(zhì)顆粒（處理）和煤炭（對(duì)照）兩種。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理
試驗(yàn)設(shè)2種不同烘烤工藝處理：T1處理為以生物質(zhì)顆粒為燃料的低溫低濕烘烤工藝，CK（對(duì)照）為以方塊煤炭為燃料的中溫中濕烘烤工藝。T1處理點(diǎn)火后到變黃期的溫濕度較T2低2~4℃，其余階段一致。
按照同一成熟度標(biāo)準(zhǔn)采收，采收時(shí)下部?中部和上部煙葉的SPAD值分別為25.8~27.1?23.5~25.4和23.5~25.1。每個(gè)處理每部位各裝90桿鮮煙葉進(jìn)行烘烤，每30桿作為一個(gè)取樣單位。
1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法
烤后每個(gè)處理分別取X2F?C3F和B2F煙葉10片，參照江祥偉等[12]和蔡憲杰等[14]方法測(cè)定厚度?平衡水含量?填充值?拉力?葉面重/葉面密度等物理指標(biāo)；參照王彥亭等[1]方法計(jì)算拉力?含梗率?平衡含水率?葉面密度的權(quán)重總分值；對(duì)顏色?成熟度?葉片結(jié)構(gòu)?身份?油分?色度等外觀質(zhì)量指標(biāo)和香氣質(zhì)?香氣量?雜氣?刺激性?燃燒性?灰分?余味?濃度?勁頭感官質(zhì)量指標(biāo)分別進(jìn)行評(píng)分并計(jì)算權(quán)重總分；測(cè)定總糖?還原糖?煙堿?總氮?氯?鉀等主要化學(xué)成分指標(biāo)含量，并采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的數(shù)據(jù)模型對(duì)其可用性指數(shù)（CCUI）進(jìn)行評(píng)價(jià)[15]。選取外觀質(zhì)量?物理特性?感官評(píng)吸質(zhì)量指標(biāo)，采用賦值權(quán)重指數(shù)和法進(jìn)行評(píng)價(jià)[1]，其中煙葉的化學(xué)成分?外觀質(zhì)量?感官質(zhì)量?物理特性指標(biāo)采用專家賦權(quán)，依次對(duì)化學(xué)成分?外觀質(zhì)量?感官質(zhì)量?物理特性指標(biāo)的平均分值賦權(quán)重20%?10%?60%?10%，并計(jì)算綜合總得分，作為煙葉質(zhì)量?jī)?yōu)劣的評(píng)價(jià)依據(jù)。
1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析
采用SPSS14.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同處理煙葉主要物理特性指標(biāo)
從表1可知，T1處理X2F?C3F和B2F的煙葉厚度分別較CK高0.003?0.006和0.005mm；葉面密度分別較CK高4.0?4.6和3.9g/㎡；拉力分別較CK高0.16?0.16和0.14N；填充值分別較CK低0.37?0.26和0.65cm³/g；含梗率分別較CK低0.5?1.2和1.3百分點(diǎn)；平衡水率分別較CK高1.8?1.2和0.2百分點(diǎn)。
不同處理煙葉各主要物理特性指標(biāo)的分值及權(quán)重總分值見(jiàn)表2。T1處理X2F?C3F和B2F的拉力?葉面密度?含梗率?平衡水率的權(quán)重總分值分別比CK高5.97%?14.60%和3.59%。表明T1處理不同部位烤后煙葉物理指標(biāo)性狀均不同程度地優(yōu)于對(duì)照。
2.2不同處理煙葉主要化學(xué)成分及CCUI
從表3可知，T1處理X2F和C3F煙葉的還原糖/煙堿分別較CK提高了2.76?0.34，而C3F降低了0.25；T1處理X2F和C3F煙葉的鉀/氯分別較CK提高了0.72?0.69，而C3F降低了0.67；T1處理X2F煙葉的氮/煙堿較CK高0.01，而X2F和C3F分別降低了0.01和0.05。T1處理X2F?C3F和B2F煙葉的主要化學(xué)成分可用性指數(shù)（CCUI）分別較CK高3.29%?2.62%和2.47%。由此表明，T1處理不同部位烤后煙葉主要化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性?煙葉主要化學(xué)成分的工業(yè)可用性均優(yōu)于CK。
2.3不同處理煙葉主要外觀質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)
從表4可知，T1處理X2F?C3F和B2F煙葉的顏色?成熟度?葉片結(jié)構(gòu)?身份?油分?色度等外觀質(zhì)量指標(biāo)的總分值分別較CK高7.32%?10.0%和8.05%。說(shuō)明T1處理不同部位烤后煙葉外觀質(zhì)量均優(yōu)于對(duì)照。
2.4不同處理煙葉主要感官質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)
從表5可知，T1處理X2F?C3F和B2F煙葉的香氣質(zhì)?香氣量?雜氣?刺激性?燃燒性?灰分?余味?濃度?勁頭等感官質(zhì)量指標(biāo)的總分值分別較CK高8.89%?10.8%和6.02%。初步表明，T1處理不同部位烤后煙葉感官質(zhì)量均優(yōu)于CK。
2.5不同處理煙葉綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)
煙葉感官質(zhì)量?外觀質(zhì)量和物理特性的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表6。T1處理X2F?B2F和C3F煙葉的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)得分別較CK高5.83%?8.31%和5.36%。評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)一步表明，T1處理不同部位烤后煙葉整體質(zhì)量均優(yōu)于CK。
2.6不同處理烘烤能源成本
從表7可知，T1處理不同部位煙葉烘烤的燃料成本均低于對(duì)照，T1處理的平均烘烤成本比CK低12.55%。
3討論
現(xiàn)有烤煙烘烤燃料主要是煤炭?生物質(zhì)顆粒和電能等。燃料在煙葉烘烤過(guò)程中僅僅是供能，使新鮮煙葉失水而干燥，不同類型的燃料盡管燃燒值有差異，但因其與烤房使用的燃燒機(jī)性能較為匹配，在保持一定烘烤工藝的前提下，燃料一般對(duì)烤后煙葉質(zhì)量沒(méi)有明顯影響[16-18]，但會(huì)影響煙葉烘烤成本[10]及熱能供應(yīng)的穩(wěn)定性[8，10]。本試驗(yàn)采用生物質(zhì)顆粒作為燃料，是基于試驗(yàn)烤房燃燒機(jī)性能和結(jié)構(gòu)，以及低溫低濕烘烤工藝和降低烘烤成本的綜合需要。
煙葉烘烤是在相對(duì)封閉環(huán)境中營(yíng)造適宜的溫度與濕度環(huán)境，通過(guò)燃料提供熱能的輸入，脫去鮮煙中的水分，使煙葉變黃干燥，從而呈現(xiàn)和固定煙葉品質(zhì)的物理和化學(xué)變化過(guò)程。在此過(guò)程中，烘烤溫度與濕度參數(shù)的設(shè)置?穩(wěn)溫和升溫的時(shí)間及升溫的速率，對(duì)烘烤過(guò)程中鮮煙葉的脫水?烤后煙葉外觀與感官質(zhì)量及致香物質(zhì)含量?煙葉主要化學(xué)成分變化?煙葉物理性狀變化等均有不同程度的影響和作用[3，19-21]。
為了解決湘西煙區(qū)云煙87在中溫中濕烘烤工藝條件下易出現(xiàn)的掛灰?僵硬等問(wèn)題，本研究利用現(xiàn)有氣流上升密集式烤房，使用生物質(zhì)顆粒作為烘烤燃料，采用低溫低濕烘烤工藝進(jìn)行烘烤。裝煙后將風(fēng)機(jī)開(kāi)到最大檔吹3~5h，除去鮮煙葉片表面的水分以后再點(diǎn)火，點(diǎn)火起始烘烤干球溫度36℃?濕球溫度34℃，點(diǎn)火后到變黃期，干球溫度和濕球溫度設(shè)置低于現(xiàn)有中溫中濕烘烤2~4℃，通過(guò)慢變黃?慢排濕，使煙葉中的淀粉等碳水化合物?蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)在酶作用下得以充分降解與轉(zhuǎn)化，從而提高煙葉的外觀與感官質(zhì)量，改善煙葉物理性狀與主要化學(xué)成分指標(biāo)的協(xié)調(diào)性，增加致香物質(zhì)含量，最終提升煙葉品質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，采用低溫低濕烘烤工藝，促進(jìn)了不同部位烤后煙葉質(zhì)量的提高。
4結(jié)論
在湘西煙區(qū)，采用低溫低濕烘烤工藝，有利于提高云煙87烤后煙葉的主要化學(xué)成分指標(biāo)的協(xié)調(diào)性及CCUI，改善煙葉感官?外觀質(zhì)量及煙葉物理特性，實(shí)現(xiàn)煙葉綜合品質(zhì)的提升。同時(shí)，采用生物顆粒燃料可降低烘烤成本。本研究結(jié)果可在湖南西部植煙區(qū)先行試點(diǎn)，在取得初步成效的基礎(chǔ)上，擇機(jī)推廣應(yīng)用。
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