基于KRK26烤煙品種特性的打葉復烤工藝參數優化研究

趙唯琦 王子沖 湯云海 李義鑫 王飛 張再榮

摘要 煙葉在打葉復烤加工過程中需要經歷鋪葉擺把、潤葉篩沙、打葉風分、葉片復烤等一系列工藝環節。不同品種的煙葉具有不同的加工特性，在加工過程中為了進一步提升煙葉外在質量以及內在品質，使煙葉質量充分滿足工業公司配方需求，該試驗對KRK26煙葉外觀指標和力學特性進行分析，旨在為該烤煙打葉復烤加工參數制定、模塊化配方技術研究奠定基礎，并為提高KRK26煙葉使用價值提供基礎數據。

關鍵詞 打葉復烤；品種特性；工藝參數；產品質量

中圖分類號 TS 44+3? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）23-0162-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.038

Optimization of Threshing and Redrying Process Parameters Based on the Characteristics of KRK26 Flue-cured Tobacco Varieties

ZHAO Wei-qi， WANG Zi-chong，TANG Yun-hai et al

（Baoshan Redrying Factory of Yunnan Tobacco Leaf Redrying Co.， Ltd.，Baoshan， Yunnan 678000）

Abstract In the process of threshing and redrying tobacco leaves， it is necessary to go through a series of process links， such as laying the leaf handle， moistening the leaves and sieving the sand， threshing the leaves， and leaf redrying. Different varieties of tobacco leaves have different processing characteristics. In order to further improve the external and internal quality of tobacco leaves during processing， so that the quality of tobacco leaves can fully meet the formula requirements of industrial companies， this experiment analyzes the appearance and mechanical properties of “KRK26” tobacco leaves. The purpose is to lay a foundation for the formulation of processing parameters for threshing and redrying of “KRK26” tobacco leaves and the research on modular formula technology， and to provide basic data for improving the use value of “KRK26”tobacco leaves.

Key words Threshing and redrying;Variety characteristics;Process parameters;Product quality

作者簡介 趙唯琦（1994—），女，云南保山人，助理工程師，碩士，主要從事打葉復烤產品質量管理研究。

收稿日期 2022-10-24

KRK26烤煙是從津巴布韋引進的烤煙新品種，為生產高檔卷煙的重要原料。KRK26煙葉烤后具有油分足、香氣濃郁、吃味好等特點，因此其已成為“南京”“黃山”等品牌的重要煙葉原料。在打葉復烤加工過程中，由于其葉片的特殊結構，葉片較脆，造碎率高，原煙存在大中片率尤其大片率較高、烤后片煙顏色變深較為明顯等問題，嚴重影響了KRK26煙葉的使用價值。

衡量煙葉的使用價值可從外觀質量、物理特性、感官質量和化學成分 4 個方面綜合來看［1］。外觀質量是煙葉分級的重要依據，化學成分和感官質量主要反映煙葉的內在質量［2-3］。煙葉物理特性是其自身組織結構的一種直接反映，煙葉力學特性是煙葉的物理特性之一，主要反映煙葉的耐加工性，不同產地和不同品種的煙葉在力學特性方面存在較大差異［4］。目前，借助質構儀已經建立了煙葉黏附力、剪切力、穿透力、拉力等主要力學特性指標的測定方法。因此，該研究在掌握原煙特性的基礎上，不斷改進原料與設備及工藝參數的匹配性，優化KRK26品種打葉復烤技術，充分利用煙葉的耐加工性，減少煙葉造碎，提高煙葉的使用價值。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

1.1.1 試驗材料。2020年云南德宏產地KRK26品種C3F煙葉。

1.1.2 試驗儀器。

稱量精度為 0.001 g 的電子天平（MS304S，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）、烘箱（625，賽默飛世爾科技（中國）有限公司）、干燥皿、粉碎機 （YMS-96，云南派龍機械設備制造有限責任公司）、分樣器、樣品盒、質量控制振動篩（Mactavish QCST-CORESTA-1，Evans Mactavish Agricraft Inc）、葉中含梗測定儀（Mactavish QCST-CORESTA-1，Evans Mactavish Agricraft Inc）、多層振動篩分器（羅泰普 RX-29，W.S.TYLER）、保山復烤廠12 000 kg/h打葉復烤生產線。

1.2 方法

1.2.1 含水率對KRK26煙葉打葉質量的影響。

在不改變其他打葉參數的條件下，分別設置3個二潤出口水分：

T1，（16.0±0.2）%；T2，（17.0±0.2）%;T3，（18.0±0.2）%。參數設定保持2 h。

待設備參數穩定后，按標準檢測二潤出口、打葉前煙葉水分、溫度及力學特征；檢測烤機前、后煙葉水分和溫度；檢測打葉后、烤后煙葉葉片結構。葉片結構的檢測每個處理取樣檢測1次，共取樣檢測3次；水分、溫度、力學特征每個處理取樣檢測3次，共取樣檢測9次。

1.2.2 復烤溫度對KRK26復烤質量的影響。

在不改變其他打葉參數的條件下，干燥四區分別設置3個溫度：Y1，（58±1）℃；Y2，（63±1）℃；Y3，（68±1）℃。并按照弧線定溫法調整各區溫度，使各個區溫度梯度保持2～3 ℃，參數設定保持1 h。

待設備參數穩定后，按標準分別檢測烤機前、后煙葉水分、溫度、香氣物質鑒定及感官評吸質量，每個處理取樣檢測3次，共取樣檢測9次。

1.3 數據分析

試驗數據采用Excel 2010進行分析處理并繪圖制表，用SPSS 21.0統計分析軟件對數據進行單因素方差分析（One-way ANOVA），用新復極差法（Duncan）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 含水率對KRK26煙葉打葉復烤質量的影響

2.1.1 含水率對打葉復烤過程中煙葉溫度的影響。由表1可知，從二潤出口至烤前，煙葉溫度一直逐漸降低，經過復烤后，煙葉溫度顯著升高。隨著二潤出口煙葉含水率的升高，煙葉在二潤出口的溫度也隨之升高，且T3處理的溫度極顯著高于T2與T1處理，T1處理的煙葉含水率最低，因此煙葉溫度也顯著低于其他處理。煙葉經輸送帶至打葉前，T3處理煙葉溫度急劇降低，與T1處理溫度差異不顯著，但顯著高于T2處理。當煙葉到達烤機入口時，各個處理的煙葉溫度差異不顯著。相同復烤方式下，T1處理的煙葉溫度最高，且極顯著高于T2、T3處理，同時，T2處理溫度最低，極顯著低于T3處理。

2.1.2 含水率對打葉復烤過程中煙葉水分的影響。

由表2可知，煙葉從預處理階段到復烤階段，煙葉水分在整個加工過程中呈現逐漸降低的趨勢，其中，從二潤出口至烤機前，T3處理煙葉水分含量始終高于T1和T2處理，二潤出口各個處理的煙葉水分間有差異，但差異不顯著。而當煙葉輸送至打葉前和烤機入口時，T3處理的煙葉水分極顯著高于其余2個處理，且T2處理極顯著高于T1處理，煙葉水分最高的處理和最低的處理間相差1.55百分點。當煙葉經過復烤機后，3個處理的煙葉水分含量有差異，但差異不顯著。

2.1.3 含水率對打葉復烤過程中煙葉拉力及撕裂度的影響。

當煙葉含水率處于適宜范圍內時，由于梗片結合部位強度較其他部位低，葉梗分離容易，打葉后煙葉葉片結構分布較好，梗中含葉率低；當煙葉含水率和溫度都偏高時，煙葉韌性高、柔軟性好，打葉時葉片不易從煙梗上撕裂分離，容易出現堵塞現象，而且由于煙葉含水率較高，也不易被風分；煙葉含水率較低時，在葉梗分離過程中梗片結合部位難以整齊分離，梗上留下大量鋸齒狀小葉片，打后梗中含葉率較高。

由表3可知，對于煙葉葉片拉力來說，不同處理潤葉后煙葉拉力差異不顯著，且煙葉拉力大小隨著潤葉水分的增加逐漸增大。從二潤出口至打葉前，因外部環境溫濕度的影響，T1和T2處理煙葉的拉力逐漸增大，而T3處理煙葉拉力則逐漸減小，這可能是潤葉后煙葉溫濕度不同，煙葉吸濕性具有差異，由于外界環境溫濕度變化所導致的現象。對于葉片撕裂度來說，T3處理的葉片撕裂度顯著高于T1處理，T2和T3處理間、T1與T2處理間差異不顯著。當煙葉經輸送帶輸送至打葉機前，煙葉由于外界環境變化，T1處理的葉片撕裂度有所增加，其余2個處理的葉片撕裂度則有所減少，但各個處理間差異不顯著。

2.1.4 含水率對打葉復烤過程中葉片結構的影響。

葉片結構是指打葉后不同大小葉片所占的比例，是衡量片煙均勻性加工水平的重要指標［5］。通常根據葉片的尺寸，采用大片率（＞25.4 mm）、中片率（12.7～25.4 mm）、小片率（6.35～12.7 mm）、碎片率（＜6.35 mm）以及葉中含梗率等指標來衡量煙葉結構，其中，大中片率直接影響煙葉制品中＞3.2 mm 和≤ 1.4 mm 葉絲的比例［6-7］。

因此，為提高卷煙質量均勻性，需盡可能控制大片率，提高大中片率和中片率，減少碎片率和葉中含梗率。煙草行業標準也明確指出葉中含梗率和梗中含葉率應分別≤2.0%和≤1.2%［8］。

由表4可知，不同二潤含水率處理后，烤前葉片結構各項指標均在標準范圍內，且烤前煙葉大片率差異不大，但T2處理煙葉大中片率較其他2個處理顯著增加，且該處理烤前煙葉小片率、碎片率以及煙葉含梗率最低，分別為97.24%、99.76%、1.12%。T3處理煙葉大中片率處于中間水平，但煙葉含梗率卻最高，為1.24%。對于烤后葉片結構來說，烤后煙葉大片收縮率約為43%，T2處理煙葉大片率和大中片率均高于T1和T3處理，煙葉葉中含梗率最低，為1.02%。T3處理煙葉大片率最低、煙葉小片率和葉中含梗率最高，分別為24.66%、93.94%、1.14%。

2.2 復烤溫度對KRK26復烤質量的影響

2.2.1 復烤溫度對煙葉化學成分的影響。

由表5可知，經過不同復烤溫度加工后，烤前和烤后煙葉內在化學成分呈現不同的變化趨勢，其中烤后Y1處理煙葉總糖含量較烤前有所增加，但增幅較小，為0.38百分點，其余處理烤后煙葉總糖、還原糖含量均較烤前降低；Y2處理烤后煙葉煙堿、總氮及氯含量均較烤前有所增加，其余處理烤后煙葉煙堿、總氮及氯含量均較烤前減少，且各處理增減幅度均在0.1百分點范圍內；經復烤后，煙葉鉀離子含量較烤前有所增加，增幅在0.1百分點范圍內。

對于煙葉總糖含量來說，隨著復烤溫度的升高，烤后煙葉總糖含量先降低后升高，Y3處理煙葉總糖含量極顯著高于Y2處理，Y1與Y3處理間差異不顯著。對于煙葉還原糖含量來說，煙葉還原糖含量隨著復烤溫度的升高而逐漸增加，具體體現為：Y1

2.2.2 復烤溫度對煙葉致香成分的影響。

由表6可知，Y1處理的葉片經復烤加工后，煙葉內在致香物質總量較烤前有所增加，其中3-甲基-2-丁烯醛、己醛、面包酮、1-（2-呋喃基）-乙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-戊基呋喃、2，4-庚二烯醛A、2，4-庚二烯醛B、吲哚、西柏三烯二醇以及新植二烯11種物質含量較烤前有所增加，且新植二烯含量較烤前增加量顯著，其余致香物質呈減少趨勢，且除苯甲醇、苯乙醇、β-大馬酮、肉豆蔻酸、棕櫚酸、寸拜醇、亞麻酸甲酯及植醇外，表中所檢測出的烤后煙葉內在致香物質較烤前減少量均在1 μg/g以內。Y2處理的葉片經過復烤加工后，煙葉內在致香物質總量較烤前有所減少，在該處理復烤溫度加工下，煙葉內在物質中的面包酮、1-（2-呋喃基）-乙酮、苯甲醛、2-戊基呋喃、2，4-庚二烯醛A、2，4-庚二烯醛B、2，3-二氫苯并呋喃、吲哚、3-（1-甲基乙基）（1H）吡唑［3，4-b］吡嗪、2，3′-聯吡啶、二氫獼猴桃內酯、新植二烯、金合歡基丙酮 A、棕櫚酸甲酯以及西柏三烯二醇15種致香物質含量較烤前增加，且西柏三烯二醇和新植二烯增加量大于5.1 μg/g，顯著高于其他物質。Y3處理煙葉內在致香物質總量較烤前有所增加，其中3-羥基-2-丁酮、糠酸、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-戊基呋喃、2，4-庚二烯醛A、4-吡啶甲醛、2，4-庚二烯醛B、吲哚、丁基化羥基甲苯、2，3′-聯吡啶、二氫獼猴桃內酯、降茄二酮、茄那士酮、新植二烯、金合歡基丙酮 A、棕櫚酸甲酯、西柏三烯二醇以及金合歡基丙酮 B含量較烤前有所增加，其中新植二烯增加了44.155 μg/g，增加量最大，其次為西柏三烯二醇和棕櫚酸甲酯，其余致香物質含量增加量均不超過0.40 μg/g。同時，Y1處理和Y3處理烤后煙葉內在致香物質總量均較烤前有所增加，而在Y2處理復烤溫度下，煙葉內在致香物質較烤前卻有所減少，但Y2處理烤后煙葉內在致香物質含量仍高于Y3處理，這可能與Y2處理在烤前煙葉致香物質含量高于其他處理有關，且烤后煙葉致香物質總量最高的為Y1處理。

2.2.3 復烤溫度對煙葉多酚類物質含量的影響。

一般認為酚類化合物對煙草香氣和吃味有好的影響，多酚類化合物通過蒸發等途徑直接進入煙氣，對煙氣香味產生直接影響。特別是綠原酸、蕓香苷揮發性低，雖然在煙支燃吸時直接進入煙氣的很少，但能在燃吸時產生酸性反應，中和部分堿性，使吃味更加醇和。由表7可知，經過不同復烤溫度加工后，煙葉多酚物質含量較烤前均呈現不同程度的增加，特別是綠原酸和蕓香苷含量增加顯著。其中，Y1處理烤后煙葉的新綠原酸、綠原酸、莨菪亭及山奈酚苷較烤前增加量最大，分別增加了0.50、2.68、0.03、0.02 mg/g；Y2處理烤后煙葉咖啡酸增加量為0.04 mg/g，高于其他處理；Y3處理烤后煙葉中蕓香苷增加量最大，為2.59 mg/g，其余5種多酚類物質均處于中間水平。

2.2.4 復烤溫度對煙葉質體色素含量的影響。胡蘿卜素具有較強的抗氧化物和清除自由基能力，是煙葉中重要的香氣前體物質。由表8可知，Y2處理的煙葉經過復烤后，葉片內質體色素（葉黃素和β-胡蘿卜素）較烤前有所減少，Y1和Y3處理則較烤前增加，且隨著復烤溫度的升高，復烤葉片中葉黃素和β-胡蘿卜素含量先增加后降低，且煙葉質體色素總量也隨之呈現相應變化規律。質體色素作為煙葉中最重要的萜烯類化合物之一，煙葉中的香味成分很大一部分是類胡蘿卜素的降解產物，因此在復烤最高溫度為58℃時，烤后煙葉質體色素增加量最高，最有利于煙葉香氣物質的增加與保留。

2.2.5 復烤溫度對烤后煙葉感官質量的影響。

煙葉的感官評吸質量與煙葉內在化學成分及內在質量密切相關，感官評吸質量能直接反映煙葉的質量及使用價值。由表9可知，經過不同溫度復烤加工后，Y1處理烤后煙葉感官評吸質量最好，其次為Y2處理，Y3處理烤后煙葉感官評吸質量最差。在Y1處理的復烤溫度下，雖然煙葉香氣質較其他處理略低，但煙葉燃吸后香氣量足，煙草本香保持較好，此時復烤后煙葉煙氣濃度較高，雜氣較少，余味干凈舒適。Y2處理煙葉香氣量足，香氣質優，煙葉燃吸后煙草本香保持能力及口味干凈度不如Y1處理。Y3處理的香氣質較好，但煙支燃吸后香氣量、煙草本香保持能力以及余味舒適度均不如前2個處理。

3 討論

煙葉經打葉復烤加工后的物理特性、片型結構、化學成分和感官質量對煙葉的工業可用性影響顯著［9］。因此，復烤后片煙具有的質量特征與工業公司要求的質量特征越接近，煙葉的工業可用性也就越高。

3.1 含水率對煙葉打葉復烤質量的影響

一般來說，煙葉韌性與含水率間的關系呈正態分布曲線規律，當含水率超過一定值時，煙葉韌性隨著含水率的增加而降低。

在該試驗中，煙葉二潤出口溫度隨著葉片含水率的升高而升高。其中，T1處理二潤出口溫度和烤后片煙溫度均低于質量控制管理要求［10-11］，T2和T3處理二潤出口溫度達到要求。T3處理煙葉含水率較高，煙葉耐加工性最好，烤后煙葉溫度高于55 ℃，溫度過高，打包后成品煙葉溫度散熱效果不佳，煙箱溫度較高，不利于煙葉貯存保管，進而影響復烤加工后煙葉產品質量。T2處理各工序煙葉含水率均處于中間水平，煙葉耐加工性僅次于T3，而T1處理煙葉含水率和耐加工性均為3個處理中最低，煙葉在加工過程中容易造碎，因此，加工造碎率相對較其他處理高，煙葉工業利用率低。

一定范圍內，煙絲的填充能力隨著煙絲的長度而增加［12-14］。在該試驗中，預處理階段適當提高煙葉水分后，葉片耐加工性增強，經過打葉后，煙葉中片率得到了顯著提升，二潤含水率較高的處理煙葉葉中含梗率較含水率低的處理高，煙葉利用率相對較高。但當含水率超過一定值時，煙葉柔軟性變大，梗葉不易分離，煙葉大中片率、葉含梗率反而有所降低。因此，在T2處理下，煙葉葉片結構較其他2個處理好，煙葉整體片型質量高，工業使用價值高。

3.2 復烤溫度對煙葉復烤質量的影響

煙葉化學成分及其協調性是決定評吸質量和煙氣特性等質量特性的內在因素［15］。煙草的可用性最終由煙葉的內在質量決定，而感官評吸是判斷內在質量的主要手段［16］。從化學成分及其協調性來看， Y3處理煙葉總糖和還原糖含量最高，烤后煙葉煙堿、總氮含量較其他處理低，燃吸后，煙葉燃燒性較好，但煙葉吃味較淡，勁頭略有不足。Y2處理煙葉含氮化合物（總氮）含量較Y1略高，但Y2處理煙葉總糖含量較Y1處理低，Y1處理煙葉煙堿、還原糖含量與Y2處理基本相同，但Y2處理煙葉總糖含量顯著低于Y1處理，煙葉含碳化合物過多，容易導致煙葉香氣、吃味平淡。

新植二烯是煙草揮發性致香物質中含量最高的成分，在煙草燃燒時，可直接進入煙氣，可減輕刺激性、醇和煙氣，還可進一步降解為具有清香氣息的呋喃［17-18］。有研究者認為，其對烤煙清香型風格有重要作用，有利于提升煙葉抽吸的口感［19-21］。煙草多酚類物質對煙葉香吃味具有良好的影響，在燃吸時能產生多種芳香成分，可以有效中和部分煙葉堿性，達到醇和煙氣的目的［22］。在該試驗中，3個處理的烤后新植二烯及多酚類物質含量均呈不同程度的升高，Y1處理烤后成品片煙中有機酸、類脂、多酚類、甾醇類、萜類化合物以及雜環類化合物等致香成分含量高于其他處理，致香物質總含量最高，煙葉香氣質好，香氣濃郁，整體香吃味好。

類胡蘿卜素是烤煙重要的致香前體物，與煙草的香氣量和香氣品質呈正相關關系，同時，胡蘿卜素降解產物是烤煙中除新植二烯以外含量較高的揮發性致香物質，其香味閾值較低、刺激性小，對烤煙的香氣量和香氣質具有較高的貢獻率，是形成烤煙香氣風格的主要成分。近年來，人們利用各種措施提高鮮煙葉中的類胡蘿卜素含量，為提高煙葉的香氣量奠定基礎［20，22，23-24］。該試驗中，Y2處理烤后成品煙葉質體色素含量最高，但較烤前有所減少，不利于打葉復烤階段提質保香，而Y1處理煙葉烤后質體色素含量較烤前有所增加，煙葉香氣物質含量較高，有利于提高煙支燃吸品質。

從感官評吸質量上看，Y1處理煙葉經卷制燃吸后，香氣量足，香氣質好，香氣濃度適宜，且雜氣少，余味干凈舒適，感官評吸得分最高，為78.5分。因此，在Y1處理下，烤后成品片煙各項內在化學成分適宜，燃吸后吃味較好，香氣濃度和勁頭適宜，感官評吸質量最佳。

4 結論

通過對保山復烤廠加工KRK26烤煙前期工藝參數和片煙質量進行分析，選定 2個關鍵工藝參數進行優化。試驗結果表明，采用二潤出口水分和復烤溫度最高溫度區溫度分別控制在（17.0%±0.2）%、（58±1）℃范圍內，能提高打葉復烤質量，提升KRK26煙葉工業可用性。但該試驗仍存在不足：一是研究對象僅對KRK26煙葉打葉復烤加工工藝作了部分關鍵參數優化研究，對于其他烤煙品種和工藝參數的研究并未深入，有待在今后的研究中能考慮更加全面。二是該研究打葉復烤片煙質量評分參照卷煙煙支評分標準對復烤后成品片煙（單料煙）進行，評價結果相較于單料煙評吸標準不夠準確。

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