不同烘烤工藝對紅花大金元上部煙葉烘烤質量的影響

李曉輝，甄煥菊，牛慧偉，李雪利，典瑞麗

（中國煙草總公司職工進修學院，河南 鄭州 450008）

上部煙葉是烤煙的重要組成部分，在煙葉收購中約占40%左右［1，2］。上部煙葉處在通風良好、光照強烈條件下，葉片厚、組織結構緊密、干物質多、含水量少、多酚氧化酶活性高，其在實際烘烤過程中因酶促棕色化反應的發生易造成掛灰、蒸片、黑糟等現象［3］；而烤后煙葉還存在淀粉和煙堿含量高、還原糖及糖堿比低、化學成分不協調、工業配伍性不高等問題，嚴重影響上部煙葉質量和工業可用性［4，5］。因此，提高上部煙葉外觀質量和感官質量對保障卷煙工業原料品質具有重要的實用價值，也是煙葉生產中面臨的一大難題。

上部煙葉質量不僅受栽培措施、環境等條件影響，也與烘烤工藝的落實密切相連［6，7］。烘烤是烤煙生產的關鍵環節，各階段溫濕度的調控直接影響到煙葉的外觀等級質量和內含物質的轉化程度，最終影響煙葉風格特色的彰顯及工業可用性［8，9］。張海等［10］通過優化變黃期烘烤工藝，即提高濕球溫度、降低循環風機轉速，顯著提高云煙87上部煙葉質量及工業可用性。王濤等［4］在烘烤過程中，通過延長變黃期38℃和定色期48℃關鍵穩溫點時間6 h，提高了云煙97上部煙葉中上等煙葉比例，改善了其化學成分的協調性。任杰等［11］通過采用中低溫變黃（38℃/36℃）和中低溫變筋（46～48℃/44～46℃）方式顯著提高了紅花大金元的香氣物質含量。因此，優化烘烤工藝是提高烤后上部煙葉質量最直接的有效措施。本試驗以紅花大金元上部煙葉為材料，擬通過優化烘烤工藝，即提高主變黃期濕球溫度、以降低變黃后期及定色前期濕球溫度，以降低上部煙葉烘烤過程中酶促棕色化反應的發生、提高煙葉烘烤質量，旨在為特色烤煙品種烘烤工藝的精確實施提供理論支撐。

1 材料與方法

1．1 試驗材料與田間管理

試驗于2020年8月在云南省大理州紅花大金元研究基地進行。該地（25°23′16．68″N，100°23′53．4″E）海拔1 723．6 m。試驗地為紅壤土，質地疏松，平坦且排灌方便。其理化性質：有機質含量1．68 g/kg、堿解氮124．39 mg/kg、速效磷29．53 mg/kg、速效鉀107．52mg/kg，pH值為6．1。

供試烤煙品種紅花大金元的田間管理措施按當地優質煙葉栽培技術規程操作。選取成熟度一致、落黃均勻的優質上部葉（15～17葉位）為材料，采用生物質燃燒爐溫濕度自控密集烤房進行烘烤。

1．2 試驗設計

試驗以三段式烘烤工藝為基礎，對主變黃期、變黃后期和定色前期濕球溫度進行調整，共設置3個烘烤工藝。

T1（穩濕升溫定色）：煙葉裝炕后，將烤房溫度升到32～33℃，保持干濕差1℃，使烤房預熱；以1℃/h的速度將干球升到36℃，保持干濕差1℃，使煙葉變黃7～8成；以1℃/2h的速度將干球升到39～40℃，保持干濕差3℃，使煙葉變黃8～9成；然后在干球39～40℃、濕球36～37℃下使煙葉塌架；以1℃/2h的速度將干球升到42～43℃、濕球36～37℃，使煙葉支脈變黃；以1℃/2h的速度將干球升到46℃、濕球35～36℃，使煙葉主脈褪青；而后以1℃/2h的速度將干球升到52～54℃、濕球37～38℃，使葉片全干；最后將干球升到65℃、濕球40～41℃，直至煙葉主脈干燥。

T2（控濕升溫定色）：干球39～40℃，保持干濕差2℃；干球39～40℃、濕球35～36℃；干球42～43℃、濕球35～36℃；其它條件與T1處理一致。

T3（降濕升溫定色）：干球39～40℃，保持干濕差1℃；干球39～40℃、濕球34～35℃；干球42～43℃、濕球34～35℃；其它條件與T1處理一致。

1．3 煙葉取樣方法

烤前取鮮樣，烤后每隔24 h取樣1次，每次取10片煙葉，分成3份，其中，一份用于煙葉含水量測定；一份去除葉尖和葉基部各1/3，留葉中間1/3，再用錫紙包裹裝在液氮罐中用于酶活性測定；一份在烘箱中105℃殺青15 min、60℃下烘干，用粉碎機粉碎并過60目篩后保存，用作多酚類物質和其它化學成分的測定。每個處理重復3次。共取樣4次。

1．4 測定項目及方法

煙葉含水量測定采用殺青烘干法［12］。多酚氧化酶（PPO）活性測定采用鄰苯二酚氧化法［13］。多酚類物質含量測定根據YC/T 202—2006標準進行。采用BRAN+LUEBBEAA3型連續流動分析儀進行常規化學成分測定［14］。外觀質量評價按照煙草及煙草制品外觀質量評價方法（GB 2635—92）進行。感官質量評價按照煙草及煙草制品感官質量評價方法（YC/T 138—1998）執行。

1．5 數據處理

采用Microsoft Excel 2016對數據進行統計分析及作圖，用SPSS 22．0軟件對數據進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2．1 不同烘烤工藝對煙葉含水量的影響

煙葉烘烤過程中的水分含量與多酚氧化酶活性緊密相連，變黃后期煙葉含水量是決定其能否發生酶促棕色化反應的先決條件［15］。由圖1可見，隨著烘烤進程的推進，不同烘烤工藝處理下煙葉含水量均逐漸降低。烘烤0～48 h，煙葉含水量表現為T3＞T2＞T1；48～96 h，煙葉含水量又表現為T1＞T2＞T3。這表明可以通過降濕升溫定色烘烤工藝提高變黃期煙葉的變黃程度，然后在定色期通過降低濕球溫度的方式來減輕定色期煙葉含水量，進而抑制酶促棕色化反應的發生。

2．2 不同烘烤工藝對煙葉PPO活性的影響

PPO是煙葉烘烤過程中誘發酶促棕色化反應的關鍵酶，煙葉烘烤質量與其活性的高低密切相關［3，16］。由圖2可以看出，不同烘烤工藝處理下PPO活性變化明顯不同，即在變黃期不同濕球溫度處理下烘烤0～48 h，PPO活性表現為T3＞T2＞T1；72 h以后表現為T3＜T2＜T1，即72 h后高溫高濕處理PPO活性最低。因此，紅花大金元上部煙葉可采用降濕升溫定色烘烤工藝來減少定色期煙葉含水量，進而降低酶促棕色化反應的發生程度。

圖2 不同烘烤工藝對煙葉PPO活性的影響

2．3 不同烘烤工藝對煙葉總酚含量的影響

多酚類物質是煙葉香氣物質的主要來源，對烤后煙葉的色澤、香氣、吃味及安全性具有重要影響，同時多酚類物質也是酶促棕色化反應的底物，一旦在烘烤中發生棕色化反應，煙葉中的多酚類物質就會被大量消耗［17］。由圖3可見，隨著烘烤進程的推進，不同烘烤工藝處理下煙葉總酚含量整體呈現出先升高再降低然后再升高的趨勢，且不同烘烤工藝總酚含量表現為T3＞T2＞T1。說明降濕升溫定色烘烤工藝能夠增加煙葉酚類物質的累積，進而改善煙葉的香氣質量。

圖3 不同烘烤工藝對煙葉總酚含量的影響

2．4 不同烘烤工藝對烤后煙葉化學成分的影響

內在化學成分的協調性是衡量煙葉品質的重要指標，是外觀質量和內在質量在煙氣特征上的綜合體現［18］。一般來說，優質煙葉要求總糖含量18%～22%，還原糖含量16% ～22%，煙堿含量2．0%～3．5%，鉀氯比≥4，兩糖比≥0．9，這樣各成分之間比例協調［19］。由表1可知，變黃期不同烘烤工藝處理下烤后煙葉的化學成分存在一定差異，且T3處理煙葉總糖、還原糖、鉀含量高于T2、T1，糖堿比、兩糖比、鉀氯比均有所提高。這進一步說明降濕升溫定色烘烤工藝有助于促進煙葉化學成分的協調，烤后煙葉更符合優質煙葉標準。

2．5 不同烘烤工藝對烤后煙葉經濟性狀的影響

由表2可以看出，變黃期隨著濕球溫度的升高，不同烘烤工藝處理煙葉的上等煙比例、中上等煙比例、橘黃煙率逐漸增加，雜色煙率逐漸降低，整體均價表現為T3＞T2＞T1。因此，針對上部煙葉可以采取降濕升溫定色烘烤工藝來提升煙葉烘烤質量，降低雜色煙率，增加上等煙和中上等煙比例，從而提高均價，促進增收。

表1 不同烘烤工藝對烤后煙葉化學成分的影響

表2 不同烘烤工藝對烤后煙葉經濟性狀的影響

2．6 不同烘烤工藝對烤后煙葉外觀質量的影響

外觀質量是煙葉分級的重要依據，也是反映煙葉質量優劣的外在特征體現。與煙葉內在質量緊密相關的品質因素包括成熟度、顏色、葉片結構、身份、油分、色度［20］。對各處理B2F等級煙葉進行外觀質量評價，結果（表3）看出，T3處理在煙葉顏色、葉片結構、身份、色度方面均優于T2和T1。表明，提高變黃期濕球溫度、降低變黃后期和定色前期濕球溫度，可在改善烤后煙葉外觀質量方面發揮積極作用。

表3 不同烘烤工藝對烤后煙葉外觀質量的影響

2．7 不同烘烤工藝對烤后煙葉感官質量的影響

從評吸得分（表4）來看，不同烘烤工藝可以影響烤后煙葉的感官評吸質量，總體表現為T3＞T2＞T1。從各評吸指標來看，T3處理感官質量評價最佳，清甜香型風格明顯，表現為香氣質好、香氣量足、雜氣輕、刺激性小、勁頭適宜、余味舒適、協調性較好、工業可用性高。這說明降濕升溫定色烘烤工藝可以提高煙氣質量，改善煙葉的感官評價效果。

表4 不同烘烤工藝對烤后煙葉感官質量的影響

3 討論與結論

煙葉烘烤是一個不斷失水而又復雜的生理生化變化過程，烤房的溫濕度環境直接決定著煙葉細胞生化變化的方向和速度，最終影響煙葉的產量、品質及工業可用性［7］。適宜的含水量是協調煙葉變黃與失水干燥的重要前提條件，變黃后期至定色期煙葉含水量過高極易導致酶促棕色化反應的發生，造成煙葉掛灰、蒸片、黑糟等現象［21］。因此，針對烤煙上部葉片組織結構緊密、含水量低、PPO活性高、易掛灰等特點，優化其烘烤工藝，改變變黃期和定色期的烤房環境，對于提高上部煙葉質量具有重要指導意義。

變黃期是增進和改善煙葉品質的關鍵時期，也是煙葉外觀質量形成的重要階段［22］。本研究通過優化烘烤工藝，即在降濕升溫定色烘烤工藝條件下，烘烤0～48 h煙葉含水量表現為T3＞T2＞T1，表明T3處理能保持葉片的水分含量和細胞的生命活動狀態，提高上部煙葉的變黃程度，這有利于促進蛋白質、淀粉等大分子物質的轉化降解及小分子香氣前體物質的形成［6，23］。PPO是煙葉烘烤過程中誘發酶促棕色化反應的關鍵酶，而煙葉水分含量是限制PPO活性的主要因素。研究表明，變黃后期至定色期逐漸提高干球溫度，降低濕球溫度，保持煙葉迅速大量失水降低PPO活性，從而減輕酶促棕色化反應造成的掛灰、糟片等雜色煙的程度，提高中上等煙的比例和煙農的經濟效益［24，25］。

本試驗3個處理中，以T3效果最好，表明紅花大金元上部煙葉采用降濕升溫定色烘烤工藝，即提高主變黃期的濕球溫度，可提高葉溫，促進煙葉充分變黃；變黃后期至定色前期降低濕球溫度，可加速排濕，降低PPO活性，減輕酶促棕色化反應的發生。烤后煙葉的外觀質量得到充分改善，雜色煙比率低，總糖、還原糖含量增高，化學成分協調，香氣質好、香氣量足、余味舒適，經濟效益和工業可用性增加。