武圣江+楊秀祥+李明+趙會納+謝已書
摘要:烘烤是決定初烤煙葉品質的關鍵環節。針對我國烤煙烘烤現狀,指出我國烤煙烘烤中存在的突出問題,并探討解決途徑及發展趨勢,以期對我國烤煙烘烤的研究與發展有所啟示。
關鍵詞:烤煙;烘烤;突出問題;解決思路
中圖分類號: TS4文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2014)02-0232-03
收稿日期:2013-06-17
基金項目:國家煙草專賣局重點項目[編號:110201101002(TS-02)];貴州省煙草專賣局項目(編號:201315)。
作者簡介:武圣江(1983—),男,河南商丘人,碩士,主要從事煙草調制等研究。E-mail:wushengjiang1210@163.com。
通信作者:謝已書,研究員,主要從事煙草調制與分級工作。Email:yishuxie@sina.com。發展現代煙草農業是當前煙葉生產面臨的新形勢、新要求,而我國烤煙烘烤環節用工量大、能耗多、環境污染嚴重、烘烤人才缺乏,已經阻礙了我國烤煙烘烤的健康科學發展[1-2]。針對烤煙烘烤現狀,分析目前我國烤煙烘烤在科技創新、節能省工、煙葉成熟度、上部葉、烘烤工藝、煙葉可用性、安全環保和人才儲備等方面存在的突出問題,提出解決思路,并探討我國烤煙烘烤發展趨勢,以期為促進我國烤煙烘烤的發展提供思路。
1烤煙烘烤的突出問題
1.1科技創新和節能省工
我國煙草行業自主創新能力不夠強[3],沒有完全擺脫粗放型的增長模式。目前,我國烤煙烘烤環節用工量大、能耗多是普遍現象,能耗用工遠高于國外[2]。農業科技體系設置不夠合理、資金投入不足、體系不完善、運行機制不暢通、服務功能單一,使得我國農業科技成果轉化率僅有30%~40%,遠低于發達國家的水平(65%~85%)[4]。建立和完善烘烤基礎設施是進行烤煙烘烤工作的前提和保障,有效維護基礎設施可以節省大量成本[5]。從目前來看,只有通過運用采煙機等最新烘烤設備、疊層加密裝煙等技術,并不斷研制開發和推廣應用新技術、新設備,推行集約化烤煙烘烤技術,才能在節能省工方面取得卓越的成效[6]。
1.2成熟度
成熟度是煙葉質量競爭的核心,成熟采收是獲得優質煙葉的必要條件,目前我國每年因采收成熟度不夠導致煙葉品質降低的現象十分普遍[7-8]。美國采用提前1周采摘煙葉樣品進行化學成分分析來判斷煙葉是否成熟;津巴布韋采用煙葉成熟時彩色圖片顏色比色卡比對、烤房試驗和抽屜試驗等指標量化成熟度;也有人利用煙葉電導率、長勢長相加上時間、葉綠素含量、蔗糖含量、脯氨酸含量和組織結構診斷法、莖葉夾角大小、反射光譜特征等來判斷煙葉成熟度[9];汪強等以煙葉圖像信息建立成熟度識別模型和成熟度等級[10-11]。目前,我國煙葉成熟采收仍以葉片顏色結合葉齡的主觀判斷為主,存在很多弊端,煙葉成熟采收標準需要進一步量化。另外,不同部位煙葉采摘要求不同:下部煙葉因光照不足,葉片薄,內含物少,宜早采;中部煙葉適熟采收;上部煙葉一般光照充足,葉片較厚,內含物較多,宜充分成熟采收。
1.3上部葉
上部葉占煙葉總產量的30%~40%[12]。目前,我國上部葉卷煙利用率較低,與國外上部葉在整個煙葉產量和品質上利用率高達40%相比,差距甚遠[12-14]。近年來,試驗和調研結果表明,密集烤房烘烤的上部葉容易出現顏色淺淡、掛灰、烤青、光滑、組織結構緊密等現象,難以滿足“中式卷煙”的原料需求[1,12-14]。曾有關于上部葉1次采收和1次帶莖砍烤的報道[13,15-16]。目前,我國上部煙葉庫存積壓較為嚴重,要降低上部葉的比例,提高其可用性,必須增加中部葉的比例,提高田間煙葉成熟度,使上部葉中部化,促使其烘烤前達到適度的生理衰老狀態。
1.4烘烤工藝
溫濕度、風速和時間等烘烤工藝條件決定了烘烤過程中煙葉內部各種生理生化變化和生物大分子的降解、轉化與合成,決定著初烤煙葉的質量及利用價值[17-18]。烤后煙葉出現不同程度的烤紅、黃片青筋、掛灰、化學成分不協調、外觀質量差、商品等級低等現象,與烘烤工藝措施密切相關[12,14]。烘烤工藝與設備不配套、烘烤方案設計不合理、烘烤操作不規范、烘烤理論研究滯后等問題,依然是制約密集烤房烘烤技術推廣應用的關鍵[19-20]。烤煙烘烤受多種因素影響,如煙葉品種、種植密度、土壤類型與肥力、施肥量、留葉數、采收時間和次數、煙葉運輸與放置、烤房及配套設備性能、裝煙方式與密度、煙葉素質、耕作制度、地理位置、海拔高度、氣候等等[20-22]。因此,為減少失誤和損失,要不斷優化和完善烘烤工藝,精確烘烤參數,加強烘烤技術培訓,盡量做到量化烘烤進程,科學操作。
1.5可用性
對煙葉質量的定義,用“可用性”一詞比用“質量”更合適[23]。煙葉可用性是指煙葉本身的特征和客觀要求,有煙氣特征和卷煙效益2個要點,主要包括抽吸質量、加工性能和安全性[24-25]。Hill認為,煙葉可用性是對廠商有吸引力并能為消費者所接受的性質[26]。目前,我國煙葉原料可用性差主要表現在:成熟度不夠、化學成分不夠協調、香氣風格不突出、配伍性差、外觀質量和內在質量不一致、煙葉質量的穩定性差等方面[27-28],煙葉可用性差是農業生產與工業需求脫節的必然結果。朱尊權認為,“營養不良、發育不全、成熟不夠、烘烤不當”是導致煙葉可用性差的根源[29]。Papenfus認為,中國卷煙工業的現代化,要求生產的煙葉比傳統煙葉化學組分更豐富,香味更濃[30]。深入探討烘烤過程中煙葉酚類和色素物質降解轉化機理是提高煙葉可用性的重要途徑之一[31]。提高煙葉可用性,是一項綜合性的系統工程,涉及工業、農業、商業,既有技術問題,又有政策、經濟問題,必須加強基地單元建設,配齊烤房配套設施,開展國內外交流合作,以集約化為手段,實現資源優化配置。
1.6安全環保
目前,我國卷煙多為烤煙型,其焦油釋放量相對混合型卷煙明顯偏高[32]。采收適熟煙葉恰當烘烤,可降低焦油和煙草特有亞硝胺(TSNA)含量,提高煙葉的安全性[33-34]。TSNA能夠引發癌變,其含量在烤前鮮煙葉中基本沒有或很少有,主要在烘烤過程中形成和積累[35-37]。煙葉中的TSNA含量與烘烤方式密切相關,其含量在煙葉脫水期后增加,通常在變黃結束后明顯增加,低煙堿品系TSNA的積累最低[38-41]。宮長榮等研究表明,在烘烤初期和變黃過程中,使用頻率為 2 450 MHz 的微波適當處理煙葉能降低TSNA含量,其中以煙葉完成變黃后進行微波處理90 s效果最好[42]。Peele等認為,烘烤過程中TSNA的形成如圖1所示[40]。微生物在TSNA的形成中起著重要作用,亞硝酸鹽是TSNA最直接的中間體[22,43-45]。劉萬峰等認為,TSNA形成有2條途徑:一是煙草生物堿在微生物的作用下發生亞硝化作用生成TSNA;二是硝酸鹽在微生物的作用下生成亞硝酸鹽,這些亞硝酸鹽和其他氮氧化物再與煙草生物堿反應生成TSNA[35]。
在烘烤過程中,煙葉變黃期真菌量呈先下降后上升趨勢,42 ℃最高,細菌量從烘烤開始后逐漸增多,38 ℃最高[46]。研究表明,調制期葉表濕度與微生物活性在一定范圍內呈線性關系,葉表相對濕度小,微生物活性低,產生的亞硝酸鹽和TSNA少[47];調制前利用乙醇、甲哌力復霉素、鏈霉素等藥物處理葉片,其表面微生物群數量減少,調制后TSNA含量降低[22,35,48]。烘烤過程中,排放的污染氣體也易與煙草生物堿反應生成TSNA等有害物質[6],而利用褐煤和柴混合燃燒、鍋爐熱水循環系統供熱,在一定程度上降低了煙葉TSNA含量[49-50]。通過固化或鈍化燃料有害成分,或利用新材料、新能源、新技術減少污染物的排放,凈化烤房周圍空氣環境,進一步提高煙葉采收成熟度和可操作性,深入研究烘烤中煙葉有害物質形成機理,探討降低煙葉有害物質的烘烤工藝及措施,已成為提高烤煙烘烤生態安全性的重要措施。
1.7人才儲備及其他方面
從目前來看,我國烤煙烘烤人才的數量和質量不容樂觀。近年來,大量農村人力資源轉移到城市,煙農結構發生顯著變化,致使我國烤煙烘烤綜合人才缺乏,烘烤服務質量嚴重不到位。因此,要創造出一種最佳的人才培育環境,加強對烘烤技術人員的培訓和政策扶持,加快人才培育進程,努力打造基礎性、戰略性烘烤綜合服務平臺,推動烤煙烘烤水平的提高。
在我國,烤房閑置現象較為普遍。散葉自然回潮慢,人工回潮技術尚不成熟,在一定程度上也降低了烤房利用率。如何提高烤房用途,增加經濟效益值得探討。烤房既可以作為育苗場地[51],又可以季節性開展烤房的多元化利用,如生產蘑菇是一種較好的嘗試。另外,散葉收購政策也應不斷完善,以適應烤煙烘烤方式的發展。
2展望與建議
目前,我國烤煙烘烤在節能省工、成熟采收、上部葉質量、煙葉可用性、烘烤工藝及人才儲備方面還存在著一些問題,在煙葉安全性和生態環境方面已受到國內相關人士的重視。我國烤煙烘烤應充分抓住國內外發展精準農業(PA)和實行良好農業規范(GAP)的機遇,以信息技術為支撐,建立烤房群互聯網系統和數據庫系統,促進我國烤煙烘烤標準的制定與完善,推動烤煙烘烤向數字化和精細化方向發展,實現專業化、信息化、集約化、標準化和智能化烘烤。同時,應建立成熟采收和烘烤工藝模型,量化烘烤進程和烘烤操作,深入探討烘烤中煙葉物質轉化合成的關鍵階段和分子表達模式,從分子表達與物質代謝等方面出發,深入探討烤煙烘烤質量形成的分子機制。
在煙葉安全和烘烤生態性方面,要深入探討烘烤中有害物質生成或轉化的關鍵階段和關鍵因子的調控,開展不同烘烤措施對煙葉重金屬、農藥殘留、內源有害成分含量的影響以及烤煙烘烤煙葉降害增香研究,繼續探討烤煙低碳烘烤技術,盡可能推廣電烤房的應用,發展綠色生態烘烤。針對目前我國烤煙烘烤環節人才缺乏的現狀,有關機構和部門應根據現有資源,創新人才培養引進模式,加快烘烤人才隊伍培養和建設,建立科學有效的考核評價體系,促進烤煙烘烤隊伍的職業化和專業化,推動烤煙烘烤水平的提高。
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