烘烤條件對烤煙不同組織水分變化的影響

彭玖華

摘 要：為了研究不同烘烤工藝對煙葉烘烤過程中水分變化的影響，采用不同的烘烤工藝對巫山煙區(qū)的中上部煙葉進(jìn)行烘烤，對烘烤過程中葉片水分、主脈水分、整煙片葉的水分，以及常規(guī)化學(xué)成分進(jìn)行測定，并對煙葉的烘烤效果進(jìn)行統(tǒng)計。結(jié)果表明，烘烤過程中煙葉的水分變化可以分為3個階段，第1階段主要是葉片水分的保持，第2階段主要是葉片水分的散失，第2階段主要是主脈水分的散失。優(yōu)化烘烤工藝不僅能夠延長煙葉葉片水分散失，加速主脈散失，還能夠顯著提高煙葉烘烤質(zhì)量，降低烤壞煙比，能夠降低含氮化合物的含量，提高糖含量。研究認(rèn)為，優(yōu)化烘烤工藝能夠在一定程度上促進(jìn)煙葉葉片與主脈失水的協(xié)調(diào)性，能夠提高煙葉質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：烘烤工藝；水分； 效果；化學(xué)成分

中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.05.018

Abstract： In order to study the effect of different curing techniques on variable moisture during curing process of tobacco， the different tobacco baking process were applied to the upper part of Wushan tobacco， the water content of the leaf and the main vein， and the conventional chemical composition， and the baking effect on tobacco were determined by statistics. The results showed that the change of water content during curing process could be divided into 3 stages， the first stage was mainly to maintain leaf water， the second stage was the loss of leaf water， and the third stage was the loss of the main vein of water. Optimizing the curing process could prolong the time of tobacco leaf water losing， and accelerate the main vein and loss. Optimization of curing technology could significouldtly improve the quality of tobacco leaf， and reduced roast bad smoke ratio. Optimization of curing process could reduce the content of nitrogen， increasing sugar content. The optimization of baking technology could promote the coordination of tobacco leaf and main vein water loss to a certain extent and improve the quality of tobacco leaves.

Key words： curing process； moisture； effect； chemical composition

煙葉烘烤的實質(zhì)是煙葉脫水干燥的物理過程、色素的降解及生化變化過程的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在人為溫濕度控制條件下，使色素降解與水分動態(tài)平衡的關(guān)系能夠相輔相成，向有利于煙葉品質(zhì)形成的方向發(fā)展，是煙葉調(diào)制的關(guān)鍵技術(shù)，更是烘烤的核心[1]。烘烤各階段失水速率的快慢不僅影響煙葉的烘烤效果，同時對烤后煙的品質(zhì)也有很大影響[2-4]。宮長榮等[5]研究提出，合理調(diào)控烘烤期間的失水速度和不同溫度段的失水量，是增進(jìn)和改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)的技術(shù)核心和關(guān)鍵。王能如等[6]、陳少鵬等[7]研究表明，在煙葉變黃期或者定色前期，失水速率遲緩，烤后煙葉香氣量不足，辛辣味和刺激性較強(qiáng)。滕永忠等[8]研究表明，帶莖烘烤的烤煙上部葉在烘烤過程中莖桿中的水分一部分由于高溫而散失，有一部分水分從莖稈到葉脈，再到葉基部、葉中部、葉尖部。有研究表明，煙葉烘烤過程中的水分動態(tài)呈現(xiàn)前期失水少，失水速度慢；中期失水多，失水速度快的特點[9-12]。宮長榮等[13]研究表明，環(huán)境濕度和煙葉水分通過對淀粉酶有效活性的影響而對淀粉降解起十分重要的作用，且水分的變化對煙葉其他化學(xué)物質(zhì)代謝轉(zhuǎn)化也有重要作用[14-19]。然而，對于烘烤工藝對葉片含水量與主脈含水量的研究國內(nèi)鮮見報道，因此，設(shè)計不同的烘烤工藝從烘烤過程中葉片與主脈水分變化入手探究其對煙葉的影響，以期對烘烤提供系統(tǒng)全面的參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年在重慶市巫山縣開展，供試品種為云煙87，前茬作物為水稻，煙田土壤肥力中等，規(guī)范化栽培管理，田間長勢均勻一致。試驗烤房為氣流下降式密集烤房，裝煙室長、寬、高分別為8.0 m×2.7 m×3.5 m，裝煙量3 000 kg左右。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置兩個處理：優(yōu)化烘烤工藝（T），當(dāng)?shù)睾婵竟に嚕–K）。

優(yōu)化烘烤工藝（T）分3個階段。

變黃期。裝房完成以后，立即起火，風(fēng)機(jī)低速，6～8 h內(nèi)使干球溫度升至35～36 ℃，濕球溫度維持在39 ℃，穩(wěn)溫8～10 h使底棚煙葉葉尖發(fā)軟開始倒伏，玻璃窗上觀察到有水珠出現(xiàn)，葉尖變黃8～10 cm。然后，干球溫度維持不變，濕球溫度維持在38 ℃，穩(wěn)溫15～18 h至中棚煙葉6～7成黃，底棚煙葉完全倒伏并出現(xiàn)平鋪狀態(tài)，至煙葉基本完全倒伏；底棚煙葉葉尖干燥5～8 cm，自控儀上下棚溫差在1 ℃以內(nèi)，保持干球溫度不變，風(fēng)機(jī)高速運轉(zhuǎn)。然后，干球溫度以1 ℃·h-1升至41～42 ℃，濕球溫度保持不變，穩(wěn)溫10～12 h，至全房煙葉基本簧片青筋并平鋪，使上棚煙葉干燥3～5 cm，中棚煙葉干燥5～8 cm，下棚煙葉干燥12 cm。

定色期。達(dá)到變黃目標(biāo)后濕球溫度保持不變，干球溫度以0.5 ℃·h-1下升至46～47 ℃，穩(wěn)溫12 h左右使底棚煙葉葉片全干，底棚與中棚主脈變白發(fā)亮，底層主脈干燥3/4。強(qiáng)制排濕器一般放在4檔然后干球溫度以0.5 ℃·h-1升至49 ℃濕球溫度保持在36 ℃，至中棚煙葉葉片基本干燥，下棚支脈全干，三層主脈變白發(fā)亮。然后干球溫度以0.5 ℃·h-1升至54～55 ℃，濕球溫度保持在38 ℃，至上棚煙葉葉片基本干燥，中棚煙葉支脈全干，下棚煙葉主脈開始收縮。

干筋期。定色目的達(dá)到后干球溫度以1 ℃·h-1升至60 ℃，濕球溫度保持在40 ℃，至底棚煙葉主脈基本全部干燥。中層煙葉主脈收縮1/4，然后從1 ℃·h-1升至68～70 ℃，濕球溫度保持在40～41 ℃，至全房煙葉完全干燥。

1.3 試驗方法

烘烤過程中每4 h記錄1次烤房溫濕度和煙葉變化，每4 h取1次樣，每次取5片煙葉，分別剝離主脈，然后對主脈和葉片分別采用殺青烘干法于105 ℃下殺青30 min，再于65 ℃下烘干并稱質(zhì)量記錄葉片與主脈的含水率，以鮮煙含水量為100計算。計算公式：B=（b-b1）/b*100%（式中：B為含水率；b為樣品質(zhì)量，g；b1為烘后樣品質(zhì)量，g）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL2010與DPS7.05分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烘烤條件上部葉水分變化

由圖1（a）可以看出，當(dāng)?shù)睾婵竟に嚿喜咳~烘烤過程中總含水量、葉片含水量及主脈含水量均表現(xiàn)為相對一致的變化趨勢。在烘烤過程中含水量基本保持為：主脈含水量>總含水量>葉片含水量。煙葉含水量大致可分為3個階段：第1階段三者的含水量基本保持不變，其中主脈失水速率幾乎為零，總含水量、葉片含水量處在比較穩(wěn)定的狀態(tài)，此階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前32 h左右，根據(jù)現(xiàn)有巫山煙葉烘烤總結(jié)判斷此階段的干球溫度約為40 ℃，濕球溫度約為36 ℃，在烘烤過程中處于變黃中后期，煙葉整體變黃約6～7成黃；第2階段約在烘烤進(jìn)程的32～56 h之間，可以看出主脈含水量、總含水量失水速率較小，而葉片失水速率較大，失水速率的大小關(guān)系大致表現(xiàn)為葉片>整片葉≈主脈；第3階段發(fā)生在烘烤56 h之后，葉片失水加劇，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。

由圖1（b）可知，優(yōu)化烘烤工藝烘烤過程煙葉水分變化也分為3個階段。第1階段，在烘烤的前40 h內(nèi)，葉片含水量、總含水量、主脈含水量均無明顯變化，此階段處于烘烤的變黃前期，煙葉葉尖發(fā)軟；第2階段，在烘烤的40～52 h之間，此階段主脈含水量幾乎沒有較大變化，葉片含水量較上一階段有較大的下降趨勢，導(dǎo)致整片葉的含水量呈較大下降趨勢，此階段約處于變黃中后期，全房基本達(dá)到黃片青筋；第3階段，即烘烤52 h之后主脈含水量在第3階段后半段急劇下降，葉片含水量呈大幅度下降趨勢。

2.2 不同烘烤條件中部葉水分變化

由圖2（a）可知，當(dāng)?shù)睾婵竟に囍胁咳~含水量烘烤過程中可分為3個階段：第1階段，三者的含水量基本保持不變，此階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前24 h左右，根據(jù)現(xiàn)有巫山煙葉烘烤總結(jié)判斷此階段的干球溫度約為38 ℃，濕球溫度約為35 ℃，煙葉整體變黃約7～8成黃；第2階段，約在烘烤進(jìn)程的24～48 h之間，可以看出主脈含水量、總含水量失水速率較小，而葉片失水速率較大，失水速率的大小關(guān)系大致表現(xiàn)為葉片>整片葉>主脈，此時全房煙葉達(dá)到黃片青筋，勾尖卷邊約12 cm；第3階段發(fā)生在烘烤48 h之后，葉片失水加劇，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。

由圖2（b）可知，優(yōu)化烘烤工藝在整個烘烤過程中中部葉含水量也可分為3個階段：第1階段，三者的含水量基本保持不變，失水速率幾乎為零。此階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前40 h，根據(jù)巫山煙葉的烘烤特性可以判斷此階段的干球溫度約為40 ℃，濕球溫度約為36 ℃，處于變黃階段的后期，全房煙葉幾乎達(dá)十成黃；第2階段，可以看出主脈失水速率較小，而葉片與整片葉的失水速率較大，此階段約發(fā)生在烘烤進(jìn)行的40～64 h之間，此階段處于定色階段的中前期，煙葉葉片在較高的溫度條件下失水速率較大，葉片逐漸干燥，煙葉內(nèi)部發(fā)生生理生化反應(yīng)進(jìn)程加快，而主脈由于表皮組織較致密細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對完整，應(yīng)對外界高溫環(huán)境的能力較強(qiáng)，內(nèi)部的水分散失量較小；第3階段發(fā)生在烘烤進(jìn)行的64 h之后，主脈失水速率加劇，導(dǎo)致整片葉的失水速率加劇，而葉片由于此階段已基本干燥失水速率保持在較低水平。

2.3 不同烘烤條件下烤后煙外觀質(zhì)量分析

由表1可知，中部煙葉在兩種烘烤工藝烤后上中等煙的比例以處理組最好，烘烤時間與對照組相比差異不大，烤壞煙比例較小，其中烤壞煙多表現(xiàn)為支脈洇筋，二者耗電量相當(dāng)，無顯著性差異。上部葉在兩種烘烤工藝烤后以處理組上中等煙比例較高，烘烤時間略長于對照組，烤壞煙比例與對照組相比低2.8個百分點，耗電成本比對照組節(jié)約8元，烤壞煙多表現(xiàn)為掛灰與支脈洇筋，采用優(yōu)化烘烤工藝可以有效緩解烤壞煙情況發(fā)生。

2.4 不同成熟度煙葉烤后煙質(zhì)量

由表2可知：中部葉經(jīng)優(yōu)化烘烤工藝后煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氧化鉀與氯離子的含量與對照無顯著性差異；但總糖與還原糖的含量顯著高于當(dāng)?shù)睾婵竟に嚕矸酆匡@著低于對照，但均符合優(yōu)質(zhì)煙葉的含量要求。上部葉經(jīng)優(yōu)化烘烤工藝后總氮、氧化鉀、氯離子以及淀粉含量與當(dāng)?shù)睾婵竟に嚐o顯著性差異，但總糖與還原糖的含量顯著高于當(dāng)?shù)睾婵竟に嚕瑹焿A與蛋白質(zhì)的含量顯著低于對照，可知優(yōu)化烘烤工藝有助于蛋白的大分子含氮化合物的降解，有利于煙葉質(zhì)量的提高，對提高上部葉的可用性有較大的促進(jìn)作用。

3 結(jié)論與討論

水對煙葉的烘烤起著至關(guān)重要的作用。合理調(diào)控烘烤期間的失水速率和不同溫度段的失水量，是增進(jìn)和改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)的技術(shù)核心和關(guān)鍵。研究結(jié)果表明，烘烤過程中葉片水分變化主要分為3個階段，呈現(xiàn)先慢后快再慢的規(guī)律。當(dāng)?shù)睾婵竟に嚭婵旧喜咳~的第1階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前32 h左右；第2階段約在烘烤進(jìn)程的32～56 h之間，失水速率的大小關(guān)系大致表現(xiàn)為葉片>整片葉>主脈；第3階段發(fā)生在烘烤56 h之后，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。優(yōu)化烘烤工藝烘烤中部葉的第1階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前40 h，全房煙葉幾乎達(dá)十成黃；第2階段約發(fā)生在烘烤進(jìn)行的40～52 h之間；第3階段發(fā)生在烘烤進(jìn)行的52 h之后，主脈失水速率加劇，導(dǎo)致整片葉的失水速率加劇，而葉片由于此階段已基本干燥失水速率保持在較低水平，這與孟可愛等[20]的研究結(jié)果有一定的相似。當(dāng)?shù)睾婵竟に嚭婵局胁咳~過程中含水量變化的第1階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前24 h左右，煙葉整體變黃約7～8成黃；第2階段約在烘烤進(jìn)程的24～48 h之間，此時全房煙葉達(dá)到黃片青筋，勾尖卷邊約12 cm；第3階段發(fā)生在烘烤48 h之后，葉片失水加劇，主脈失水較上一階段并沒有較大變化。優(yōu)化烘烤工藝烘烤中部葉時其含水量變化也可分為3個階段：第1階段發(fā)生在烘烤進(jìn)程的前40 h，全房煙葉幾乎達(dá)十成黃；第2階段約發(fā)生在烘烤進(jìn)行的40～64 h之間葉片逐漸干燥；第3階段發(fā)生在烘烤進(jìn)行的64 h之后，主脈失水速率加劇。

優(yōu)化烘烤工藝能夠提高煙葉的上、中等煙的比例，烘烤時間與對照組相比差異不大，烤壞煙比例較小，二者耗電量相當(dāng)，無顯著性差異。且上部葉的烘烤時間略長于對照組，烤壞煙比例與對照組相比低2.8個百分點，耗電成本比對照組節(jié)約8元，采用優(yōu)化烘烤工藝可以有效緩解烤壞煙情況發(fā)生，這主要是由于煙葉水分主脈水分含量從變黃期到定色期基本不變，主要通過運輸?shù)饺~片排出體外。優(yōu)化烘烤工藝有利于主脈向葉片運輸水分的通道及時打開，提前排出少量水分，使葉片與主脈失水達(dá)到協(xié)調(diào)，從而減小烘烤后期排水壓力，進(jìn)而降低烤壞煙出現(xiàn)的頻率[21]。

研究表明，優(yōu)化烘烤工藝能夠顯著提高中部葉的總糖與還原糖的含量，使淀粉含量顯著低于對照，顯著降低煙堿與蛋白質(zhì)的含量。優(yōu)化烘烤工藝有助于蛋白的大分子含氮化合物的降解，有利于煙葉質(zhì)量的提高，對提高上部葉的可用性有較大的促進(jìn)作用。

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