異常煙葉烘烤研究進展及展望

王愛華，王行，王松峰*，高峻，杜海娜，4，劉浩，4，王先偉，孫福山

(1 中國農業科學院煙草研究所/農業農村部煙草生物學與加工重點實驗室，山東 青島 266101； 2 廣東省煙草科學研究所，廣東 南雄 512400； 3 四川省煙草公司涼山州公司，四川 西昌 615000； 4 中國農業科學院研究生院，北京 100081；5 山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261000)

異常煙葉是指人為因素和非人為因素造成的不能正常生長和成熟的煙葉。人為因素主要是因施肥、種植密度、打頂等管理不當造成的。非人為因素主要是由于降水分布不合理等氣候原因造成生長和成熟異常，如干旱煙、嫩黃煙、返青煙等[1]。這些煙葉的外觀特征、物理性質及生理生化特性，與一般煙葉不同，但烘烤特性較差，是它們的共同特點。近年來受氣候等影響，產區出現較多異常煙葉。異常煙葉的成熟度把握不準，采收和編裝煙技術不完善，以及烘烤特性難以掌握，不易烘烤，導致烤后煙葉的質量較差，直接影響了煙農的經濟效益。吳錫剛等[2]分析了西昌煙區非正常煙葉的形成原因，對非正常煙葉的烘烤特性以及烘烤要點進行探討，結合實際提出合理的烘烤技術措施和對策。羅定棋等[3]對干旱煙葉散葉插簽烘烤工藝進行了研究，優化后的散葉插簽烘烤工藝顯著提高了干旱煙葉的烘烤質量。朱佩等[4]對黑暴煙、病毒病煙葉、黑脛病煙葉等特殊煙葉在烘烤進程中的生理生化指標變化情況和烤后煙葉質量進行了分析研究。因此，為充分發揮異常煙葉的利用價值，不僅要加強其配套烘烤工藝的研究，還要對其烘烤過程中的生理生化變化規律進行探索，從而最大程度改善異常煙葉的烘烤難、易烤青、易掛灰等問題。目前對異常煙葉的形成原因、烘烤特性及烘烤技術均有研究報道[5-12]，對提高煙葉質量起到了積極的作用，但缺乏系統的研究。筆者就近年來異常煙葉成熟采收、烘烤特性、烘烤過程中生理生化規律及烘烤工藝等相關研究進行綜述，旨在為異常煙葉的烘烤提供一定的理論和技術依據。

1 異常煙葉的成熟采收

煙葉的成熟采收是煙草生產過程中的重要環節，采收成熟度及方式均會影響煙葉的生產效率和烘烤質量，制約著煙葉的產量、品質和經濟效益。成熟度是煙葉品質形成的關鍵因素，煙葉田間成熟是獲得優質煙葉的前提和基礎[13]。通常正常煙葉的成熟度容易判斷，而異常煙葉田間落黃情況特殊，采收成熟度不易掌握，正確認識異常煙葉的采收成熟度，對于改善異常煙葉品質非常重要。

1.1 采收成熟度

成熟度指煙葉適于調制加工和最終卷煙可用性要求的質量狀態和程度，是一個質量概念。成熟度與煙葉質量有密切關系[14-18]，包括田間成熟度和分級成熟度，其中田間成熟度是煙葉在生長發育過程中表現出來的，也是采收成熟度。異常煙葉的適宜成熟度不同于正常煙葉，一般需要提前或推遲采收。有研究認為，返青煙一般推遲采收時間，雨過天晴后，使煙葉在田間能再度表現成熟特征時進行采收[19]。晚發煙，采收時煙葉整體色調要達到黃綠至綠黃，特別要結合葉齡，以適當大于正常的上部葉葉齡為準，及時采收。還有研究發現，貪青晚熟煙中、下部葉肥大，含水量高，干物質較少，不耐熟，還未成熟就容易爛葉，應提前采收[20]。上部葉葉片厚，顏色呈深綠色，主脈粗大健壯，可適當推遲7～15 d采收。多雨寡日照時中、上部煙葉含水量較大，干物質少，蛋白質、葉綠素含量較多，田間落黃稍慢，可適當推遲5～7 d采收。張榮[21]研究指出，旱蹲煙是最需要提高成熟度的干旱類型煙葉，因此，采收黃多綠少、主脈和支脈基本全白的落黃煙葉，提高煙葉的易烤性，可解決烘烤過程中煙葉變黃與脫水之間的矛盾。而旱早熟煙不宜延遲采收也不適合過早采收，采收過晚不易定色，采收過早煙葉難變黃，煙葉呈綠黃色時應立即采收。

1.2 采收方式

采收次數、每次采收的葉片數、該部位是否一次性采收或上部葉帶莖采收等采收方式均影響煙葉的最終品質，尤其以上部葉可用性與采收方式關系較大。關于正常煙葉采收方式已有較多報道[22-24]，而異常煙葉關注的較少。楊家旺等[25]研究不同采收方式對返青煙烤后煙葉品質的影響，結果顯示，高掃或早采下部葉、充分養熟中、上部葉的方法使煙株營養物質分配均衡，有益于葉綠素降解，促使煙葉成熟落黃，降低了返青煙的發生，烤后煙葉質量較好。羅會斌等[26]研究了干旱煙葉的采收方法，首先結合葉齡判斷，及時采收，讓煙葉達到成熟葉齡后再采收。其次關注氣候狀況，尤其高溫天氣，當田間剛出現枯焦葉時，應立即采收。另外，煙株剩余約 6～8片葉時如遇干旱，在田間煙葉盡量成熟又未出現損失的前提下，可一次性帶莖采收。倪克平等[27]分析了白露后煙葉的成熟采收標準：中部葉，主脈變白，支脈退去青色轉白，葉尖部、葉邊下垂，采收黃綠色煙葉；上部葉，葉面顏色呈黃色，葉面稍起黃色成熟斑，采收淡黃色煙葉。上部葉4～6片充分成熟一次性采收，可降低掛灰煙和烤青煙的發生。

2 異常煙葉的烘烤特性

2.1 鮮煙葉素質

掌握異常煙葉烘烤特性，首先應從認識鮮煙素質開始。異常煙葉種類繁多，形成原因也較復雜，葉片特性也各不相同。對當前幾種主要異常煙葉形成原因及鮮煙素質進行歸納總結，結果見表1。

表1 主要異常煙葉形成原因及鮮煙葉素質

2.2 烘烤特性

不同素質的鮮煙葉在烘烤過程中對溫濕度反應差異較大，主要表現在烘烤進程中煙葉的變黃速率和失水干燥速率不同，適宜的變黃程度和干燥程度的協調搭配有易有難；有些煙葉全葉幾乎同時變黃但有些煙葉會從葉尖、葉緣處或葉中局部點塊開始逐漸擴散式變黃；有些煙葉在定色期黃色較易固定，有些則易發生褐變等。煙葉在農藝過程中獲得并對煙葉烘烤產生影響的特性，統稱為煙葉的烘烤特性。煙葉的烘烤特性有易烤性和耐烤性兩個方面[1]。一般煙葉的易烤性越好，在烘烤時煙葉越易變黃，烤后煙葉的黃煙率越高；煙葉耐烤性越好，烤后煙葉的雜煙率越低。異常煙葉與常規煙葉相比，烘烤特性差異較大，不易把握，且一般烘烤特性差，烘烤過程中失水困難或過快，難烘烤。

吳錫剛等[2]對非正常煙葉烘烤特性研究發現，嫩黃煙：烘烤過程中變黃和變褐均較快，易烤糟；旱黃煙：不易變黃和失水，容易形成青煙或掛灰煙；旱天煙：掛灰較多，變黃和失水稍慢，易產生青煙；返青煙：烘烤時葉片變黃慢，脫水難，易出現褐變，難烘烤；嫩黑暴煙：烘烤時變黃失水困難，易烤青烤糟；老黑暴煙：烘烤期間變黃慢、脫水難，出現烤青煙。高婭北等[30]對返青煙、多雨寡照煙及過量施肥煙葉等上部葉烘烤特性進行了研究，認為返青煙葉易烤性較差，耐烤性較好；多雨寡日照煙葉易烤性良好，耐烤性較差；過量施肥煙葉難變黃、易變褐，易烤性和耐烤性均表現較差。宋朝鵬[20]指出，中部葉常規煙、寡日照煙、貪青晚熟煙的暗箱試驗變黃時間均超過72 h，開始變褐時間超過120 h，表明這些煙葉易烤性較差，耐烤性較好。通過其黃片黃筋時間，可知易烤性表現為常規煙>寡日照煙>貪青晚熟煙。貪青晚熟煙和寡日照煙變黃后24 h就開始變黑，耐烤性較差。

楊鵬等[9]以烤煙品種K326上部葉為材料，分別選取返青煙、高溫逼熟煙、貪青晚熟煙幾種難落黃類型煙葉進行烘烤試驗，結果表明，易烤性表現為返青煙>貪青晚熟煙>高溫逼熟煙；耐烤性呈現出高溫逼熟煙>返青煙>貪青晚熟煙。

前人對后發煙、秋后煙及高溫逼熟煙等也有一些研究[1]。后發煙常會出現葉面落黃不均勻的現象，如尖部黃基部青、葉片黃葉脈綠、泡斑處葉面落黃但凹陷處葉面濃綠等，整個葉面不協調，難以判定煙葉采收成熟度和烘烤過程中的變黃程度。烘烤期間，既易烤青又易烤黑，烤后煙出現掛灰、紅棕等情況。秋后煙多是在干燥涼爽的秋季氣候條件下發育而成的上部煙葉，其最突出的問題是容易烤青和掛灰。高溫逼熟煙在南方煙區常有發生，這種煙葉不易變黃，也很難定色，易烤出較多青筋煙、雜色煙、花片煙。

3 烘烤過程中異常煙葉生理生化的動態變化

3.1 色素、水分和多酚氧化酶

質體色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素。色素對烤后煙葉的顏色起決定性作用，并且烘烤期間色素的合理降解對煙葉香氣物質的形成和吸食品質的提高具有重要意義。脫水干燥是煙葉烘烤的主要目的之一，水分含量直接影響煙葉的生理生化特性，因此，烘烤過程中煙葉水分的動態變化對煙葉品質的形成起關鍵作用。而多酚氧化酶作為烘烤過程中的重要酶類，是影響煙葉香氣和外觀質量的重要因素之一[31]。

朱佩等[4]研究了特殊煙葉烘烤過程中生理生化的變化規律，特殊煙葉烘烤前中期水分含量偏高或偏低；烘烤期間正常煙葉和其他特殊煙葉的葉綠素和類胡蘿卜素含量均顯著低于黑暴煙葉，類胡蘿卜素與葉綠素比值的變化較小；黑脛病、病毒病、葉斑病的煙葉在烘烤期間的類胡蘿卜素與葉綠素比值達到峰值的時間較早；變黃期，特殊煙葉的多酚氧化酶活性較高。朱佩等[32]對晚發煙葉在烘烤過程中的理化特性研究發現，變黃前期，晚發煙葉水分稍高，脫水較難；變黃后期則偏低，脫水較容易。晚發煙的葉綠素大量降解主要發生在烘烤過程前72 h，比正常煙葉晚24 h；晚發煙的類胡蘿卜素含量在烘烤過程中顯著高于正常煙葉，正常煙葉的類胡蘿卜素降解比晚發煙葉高53百分點；烘烤期間晚發煙的多酚氧化酶活性一直高于正常煙葉。晚發煙的多酚氧化酶活性較高，容易發生褐變，烘烤時要注意適當提高變黃溫度，降低定色溫度。

潘飛龍等[33]研究了返青煙葉、后發煙葉和多肥煙葉在烘烤期間主要溫度點的葉片呼吸強度、水分含量、色素含量等變化規律及烤后化學成分含量。參照常規煙葉，返青煙的水分含量較高，煙葉不易凋萎變軟，在定色期仍保持較高的呼吸代謝強度，較難定色；后發煙葉水分含量少，變黃期呼吸代謝強，色素降解徹底，但煙葉失水稍快；多肥煙葉葉綠素含量高，水分含量較低，營養物質積累不充分，烘烤過程中煙葉呼吸強度較弱，烤后煙葉化學成分協調性較差。吳文信等[34]等研究表明，返青煙、嫩黃煙、高溫逼熟煙的葉綠素均在30～38 ℃降解速率最高，葉綠素a降解量分別達到96.73%、81.85%、86.37%；貪青晚熟煙的色素在42～48 ℃降解量最大。不同素質煙葉類胡蘿卜素含量在烘烤中降解速率較慢，且葉綠素降解較少，其中高溫逼熟煙葉類胡蘿卜素含量始終處于較低水平且降解量不大。楊鵬等[9]在不同類型難變黃煙葉烘烤特性研究中得出，返青煙在烘烤前中期脫水較快，葉綠素降解量最大，多酚氧化酶活性波動較大；高溫逼熟煙在變黃期脫水速度最慢，葉綠素降解量中等，多酚氧化酶活性偏低且變化較為平穩；貪青晚熟煙在烘烤前中期失水較慢，葉綠素降解量最低，多酚氧化酶活性波動最大。王蓮等[35]設置烘烤變黃期不同濕球溫度，探討了烘烤期間水分調控對伏旱煙葉生化特性的影響，結果表明在變黃期合理縮小干濕球溫度差，可促進色素降解、降低 MDA含量、抑制變黃后PPO酶活性，利于伏旱煙葉生理生化代謝，可減少褐變的發生，提高烤后煙葉品質。李生棟等[36]對幾種特殊素質煙葉烘烤過程中顏色值與色素含量的關系進行研究，其中也探索了不同素質煙葉葉綠素a、葉綠素b及類胡蘿卜素含量在烘烤過程中的動態變化。

3.2 含碳和含氮化合物

烤煙含碳和含氮化合物的含量高低與相應的煙草品質密切相關[37]。陳雨峰等[8]研究了密集烘烤工藝對烘烤期間高溫逼熟煙葉含碳和含氮化合物變化的影響，結果顯示，各工藝處理煙葉在烘烤過程中淀粉呈現逐步降解，可溶性還原糖積累。烘烤過程中煙葉可溶性蛋白形成氨基酸，使煙葉中氨基酸積累。李生棟等[38]在不同素質煙葉烘烤過程中顏色值與含氮化合物的關系分析中涉及到不同素質煙葉烘烤過程中含氮化合物的變化，嫩黃煙、返青煙、高溫逼熟煙及貪青晚熟煙在烘烤過程中總氮、煙堿、蛋白質含量均呈現下降趨勢，但降解轉化時期不一致，不同素質煙葉之間有區別。

4 異常煙葉的烘烤工藝研究

采用傳統烤房烘烤時，人們通常根據實踐經驗總結出異常煙葉烘烤工藝，之后發展到密集烤房時，越來越多的學者在生產實踐的基礎上通過試驗手段探索密集烤房條件下異常煙葉的烘烤技術。根據不同素質類型煙葉制定相應的科學烘烤工藝，對提高煙葉產質量有重要意義。

4.1 水分大煙葉的烘烤

水分大的煙葉多采用適當提高主變黃溫度，增大干濕球溫度差，加大排濕等工藝措施，主要表現為變黃階段起點溫度可調高至38～40 ℃，主要變黃溫度為40～42 ℃，干濕差可為3～4 ℃，變黃程度達7～8成黃；定色階段升溫速度先慢后快，1 ℃/2～3 h升溫至45～47 ℃，濕球溫度36～38 ℃，延長穩溫時間，再以 1 ℃/1～2 h升溫至54～55 ℃。也有人根據煙葉具體情況，探索采用高溫高濕結合大排濕、控濕烘烤工藝等方法進行烘烤[39]。

譚方利等[40]探索出適合湖南多雨寡日照氣候下上部葉的最佳烘烤工藝：主變黃溫濕度為 42～43 ℃/40～41 ℃，穩溫48 h左右，定色階段46～48 ℃/35～36 ℃，穩溫82 h左右，烤后煙葉質量較其他處理明顯提高，并有效減少烘烤時間和烘烤能耗，烤后煙葉中上等煙比例提高明顯。羅定棋等[41]研究發現，多雨條件下通過在變黃至定色前期各關鍵溫度點降低濕度，排濕2 h實現控水，各溫度點分散排濕利于煙葉變黃與失水協調，可有效降低青煙、黑糟煙的發生。

4.2 水分少煙葉的烘烤

水分少的煙葉一般變黃期適當減少干濕差，保濕變黃。主要表現為主變黃溫度為38～40 ℃，干濕差1～2 ℃，變黃程度可稍高，9～10成黃；定色階段升溫速度可稍慢，47 ℃左右延長穩溫時間，濕球溫度38～40 ℃。

王蓮等[42]研究了伏旱煙葉烘烤的適宜濕度，隨著干濕差增大，烤后煙葉上等煙率、均價及評吸質量均呈先增后降，化學成分含量減少。建議伏旱烤煙變黃前期干濕球溫度為38 ℃/37 ℃，變黃后期干濕球溫度為42 ℃/37.5 ℃，定色期干球濕球溫度為47 ℃/39 ℃。

4.3 其他異常煙葉的烘烤

王軍等[28]研究了南方煙區晚發煙葉的烘烤技術：煙葉裝炕后需立即開展烘烤并將干球溫度盡快提升到36～39 ℃，干濕溫度差維持在2 ℃左右，直至底層煙葉發軟并達到6～7成黃。之后轉火到41～42 ℃，干濕差3～4 ℃，直到底層煙葉主脈變軟并基本變黃，接著向45～46 ℃轉火，干濕差5～6 ℃，穩溫至煙葉全炕黃并達到小卷筒狀態即可轉入常規烘烤。陳雨峰等[8]研究了不同密集烘烤工藝對高溫逼熟煙葉烤后質量的影響，結果表明，烘烤過程中主要變黃和定色期，采取適當延長穩溫時間和提高濕球溫度，促進了煙葉中可溶性蛋白和淀粉的降解，煙葉中的總游離氨基酸和還原糖積累量也增加。在南方三段式烘烤工藝變黃和定色期間穩溫時間分別延長10、14 h，結合濕球溫度增大0.5 ℃能提高高溫逼熟煙葉品質。秋后煙烘烤時注意保濕變黃，使煙葉充分凋萎，高溫定色，低濕干筋[20]。裝煙后，32 ℃穩溫使底棚煙葉葉尖開始變黃后，再以0.5 ℃/h的升溫速度至36～38 ℃，干濕差2～3 ℃。底棚煙葉變黃達3～4成，干球溫度以1℃/h的速度升至40～42 ℃，濕球溫度在36～37 ℃，穩溫至底棚煙葉基本變黃。再以1 ℃/h的速度將干球溫度升至45～48 ℃，濕球溫度在38 ℃左右，延長時間，加大排濕，至頂棚煙葉全變黃。50 ℃前使煙筋變黃達到小卷筒。定色前期濕球溫度穩定在38～39 ℃。

5 展望

異常煙葉通常是由于異常氣候或管理不當造成的，因此，一方面要提升烤煙的栽培水平和御災能力，從源頭上解決問題；另一方面要針對不同種類的非正常煙葉，積極探尋適宜的采收烘烤技術。隨著煙葉產區生產氣候的變化，異常煙葉出現常態化的趨勢，異常煙葉本身烘烤特性較差，難以掌握，需要更為精準的烘烤工藝和采收標準。同時，由于異常煙葉的類型較多，加之各地異常煙葉在形成過程中，其光、溫、水、氣、肥等生態因素差異較大，鮮煙葉的物質基礎也不太一樣，給烘烤試驗研究和技術的推廣實施都帶來了較大的挑戰。目前，異常煙葉的烘烤技術以經驗判斷和習慣總結為主，且有些為非密集烤房的技術參考。雖然有關于異常煙葉成熟采收、烘烤特性、烘烤過程煙葉理化性質變化及烘烤工藝等方面的研究，但內容比較單一，技術針對性不強，缺乏系統和全面性的研究。

煙葉烘烤是煙葉生產的關鍵，也是烤煙生產中決定煙葉品質、產量及工業可用性的一個重要環節。異常煙葉由于其自身素質及條件的差異性，給煙葉烘烤增加了難度，有針對性地制訂配套烘烤工藝是解決異常煙葉烘烤難題的關鍵。因此，亟待加強以上方面的研究，為異常煙葉烘烤奠定基礎。