烤煙品種K326密集烘烤定色期、干筋期工藝關(guān)鍵參數(shù)閾值研究

任 可，李佛琳，黃 維，張 宇，陳 潔，和健森，蔡永豪， 胡小東，陳有福，鄒聰明*

( 1.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 云南 昆明 650031；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院, 云南 昆明 650201；3.云南省煙草公司楚雄州公司, 云南 楚雄 675000)

【研究意義】煙葉烘烤是影響煙葉品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，變黃階段是增進(jìn)煙葉品質(zhì)的重要時(shí)期，定色階段是穩(wěn)定已獲得的化學(xué)品質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期，干筋階段是對煙葉香吃味的補(bǔ)充和大量排濕干燥時(shí)期[1]。煙葉烘烤過程中定色、干筋期的溫濕度及時(shí)間調(diào)控技術(shù)不僅影響煙葉香氣成分物質(zhì)和常規(guī)化學(xué)成分變化[2-4]，還影響煙葉的香氣量、香氣質(zhì)和刺激性等感官評吸質(zhì)量的高低[5]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，有關(guān)煙葉密集烘烤過程的研究多集中于對變黃期不同溫濕度的調(diào)控，且大多是研究溫濕度對決定煙葉香吃味的致香成分物質(zhì)[6]和生理特性及主要酶活性[7]的報(bào)道。然而對于煙葉密集烘烤變黃期結(jié)束后的定色、干筋期溫濕度及時(shí)間調(diào)控技術(shù)報(bào)道尚少，系統(tǒng)性研究還較粗放，且爭議點(diǎn)較多，尚無一個(gè)合理的數(shù)據(jù)支撐，煙葉烤后仍存在組織僵硬、油分偏少和香氣不足等突出問題?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】段玉琪[8]，任汝周[9]等2016年在云南省玉溪市研和基地完成的前期試驗(yàn)得出K326定色期、干筋期的適宜干濕球溫度以及時(shí)間調(diào)控范圍?！緮M解決的關(guān)鍵問題】為改善云南滇中區(qū)域煙葉烘烤品質(zhì)，提高云南煙葉密集烘烤質(zhì)量，提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，在K326已有定色期、干筋期的工藝參數(shù)研究基礎(chǔ)上，通過密集烤房烘烤驗(yàn)證并優(yōu)化烘烤定色、干筋期的各時(shí)期適宜溫、濕度和時(shí)間調(diào)控范圍，同時(shí)立足于符合云南地方特色且操作簡便、易控、可靠，能大面積示范推廣原則上，對其做出進(jìn)一步調(diào)整完善，以期為云南滇中區(qū)域煙葉密集烘烤變黃期結(jié)束后的進(jìn)一步調(diào)制更為準(zhǔn)確的理論參數(shù)范圍提供參考和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為K326，由玉溪中煙種子有限責(zé)任公司提供。2017年大田試驗(yàn)在云南省玉溪市江川區(qū)九溪鎮(zhèn)(E102°38′，N24°18′，海拔1730 m)進(jìn)行，植煙土壤為紅壤。密集烘烤試驗(yàn)在云南省玉溪市紅塔區(qū)研和試驗(yàn)基地(E102°29'，N 24°14'，海拔1635 m)進(jìn)行。采收鮮煙素質(zhì)一致的K326中部煙在3臺氣流下降式密集烤房進(jìn)行烘烤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 大田試驗(yàn)與編煙 2017年4月22日進(jìn)行煙苗移栽，烤煙種植密度為1.65萬株/hm2，株行距50 cm × 120 cm，所施煙草專用復(fù)合肥為N∶P2O5∶K2O = 1∶2∶2.5，施用量為純氮105 kg/hm2和K2O 180～210 kg/hm2，施肥方法為全部磷肥、1/3氮肥和鉀肥作基肥塘施，其余氮肥和鉀肥作追肥于移栽后15、30 d分2次施完。打頂后留葉20～22片，其他栽培措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)要求進(jìn)行。選取同一地塊的適熟中部煙葉作為煙樣。編煙按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)做法進(jìn)行，每竿編煙100片，每層150～170竿，共3層。

1.2.2 密集烘烤定色期、干筋期的干球溫度、濕球溫度及烘烤時(shí)間閾值范圍驗(yàn)證試驗(yàn) 烘烤變黃階段采用玉溪市主推烘烤工藝模式進(jìn)行，主體試驗(yàn)中部分定色期、干筋期(具體細(xì)分為定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)的工藝主要依據(jù)玉溪煙區(qū)主推烘烤模式并參考烘烤專家經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)(圖1)。

干球溫度調(diào)控范圍驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)為煙葉通過變黃期正常變黃后，在隨后的4個(gè)時(shí)期(定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)分別控制固定的濕球溫度、烘烤時(shí)間，同時(shí)在4個(gè)時(shí)期分別設(shè)置4個(gè)不同的干球溫度處理，每個(gè)處理重復(fù)3次(3座烤房)，如表1所示。

濕球溫度調(diào)控范圍驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)為煙葉通過變黃期正常變黃后，在隨后的4個(gè)時(shí)期(定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)分別控制固定的干球溫度、烘烤時(shí)間，同時(shí)在4個(gè)時(shí)期分別設(shè)置4個(gè)不同的濕球溫度處理，每個(gè)處理重復(fù)3次(3座烤房)，如表2所示。

表3 不同烘烤時(shí)間的處理

烘烤時(shí)間調(diào)控范圍驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)為煙葉通過變黃期正常變黃后，在隨后的4個(gè)時(shí)期(定色前期、定色后期和干筋前期、干筋后期)分別控制固定的干球溫度、濕球溫度，同時(shí)在4個(gè)時(shí)期分別設(shè)置4個(gè)不同的烘烤時(shí)間處理，每個(gè)處理重復(fù)3次(3座烤房)，如表3所示。

1.2.3 測定項(xiàng)目與方法 分別對各處理煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀、主要化學(xué)成分以及感官評吸質(zhì)量分析鑒定。

(1)經(jīng)濟(jì)性狀分析?？竞鬅熑~按國標(biāo)GB2635-92進(jìn)行分級，供試煙葉請當(dāng)?shù)責(zé)熣痉旨壥诌M(jìn)行評估，價(jià)格均為當(dāng)年當(dāng)?shù)貎r(jià)格。統(tǒng)計(jì)各處理烤后煙葉的上等、中等煙比例及均價(jià)。

(2)主要化學(xué)成分分析。主要檢測總糖、還原糖、總氮、煙堿、淀粉五類主要化學(xué)成分。檢測方法：總糖和還原糖含量分析參考《煙草及煙草制品水溶性糖的測定連續(xù)流動(dòng)法》YC/T159-2002、總氮含量分析參考《煙草及煙草制品總氮的測定連續(xù)流動(dòng)法》YC/T161-2002、煙堿含量分析參考《煙草及煙草制品煙堿的測定連續(xù)流動(dòng)法》YC/T160-2002、淀粉含量分析參考《煙草及煙草制品淀粉的測定連續(xù)流動(dòng)法》YC/T 216-2014。

(3)感官評吸質(zhì)量分析。由7位云南中煙技術(shù)中心專家進(jìn)行評價(jià)。評吸指標(biāo)按照云南中煙單體煙葉感官質(zhì)量評吸標(biāo)準(zhǔn)分為香氣特性(香氣量、香氣質(zhì))、煙氣特性(勁頭、刺激性等)、口感特性(回味、津潤感等)指標(biāo)，合計(jì)100分。

表4 不同干球溫度烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析

Table 4 Analysis of economic characters of flue-cured tobacco leaves treated with different dry bulb temperatures

表5 不同干球溫度烤后煙葉化學(xué)成分及感官質(zhì)量分析

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2007和SPSS19.0分析軟件進(jìn)行方差分析、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 定色期、干筋期不同干球溫度對煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表4可知，處理1G3、處理2G2、處理3G3和處理4G3與各自對應(yīng)時(shí)期的其余處理相比，烤后煙葉中上等煙比例和均價(jià)最高。中上等煙比例和均價(jià)處理1G3與同時(shí)期其余處理相比分別高出5.89 %～28.53 %和3.46～12.83元/kg；處理2G2分別高出7.62 %～34.98 %和3.74～14.02元/kg；處理3G3分別高出2.81 %～21.9 %和0.97～7.33元/kg；處理4G3分別高出0.39 %～29.28 %和0.13～15.42元/kg。

2.2 定色期、干筋期不同干球溫度對煙葉內(nèi)在化學(xué)成分和感官質(zhì)量的影響

從表5看出，在定色前期烤后煙葉淀粉含量隨干球溫度的升高呈明顯升高趨勢，其中淀粉含量以處理1G4最高，達(dá)到4.77 %，與其他3個(gè)處理差異顯著?？偺莿t隨干球溫度的升高呈現(xiàn)下降趨勢；總糖、還原糖含量各處理均呈現(xiàn)較高水平。各處理的總氮、煙堿都處于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍。此外，糖堿比處理1G2、處理1G3最為接近優(yōu)質(zhì)煙葉指標(biāo)[10]。

表6 不同濕球溫度烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析

Table 6 Analysis of economic characters of flue-cured tobacco leaves treated with different wet bulb temperatures

處理Treatment中上等煙比例(%)Ratio of mid-high grade leaves均價(jià)(元/kg)Average price1S178.5628.741S290.3332.211S386.9630.041S449.6911.632S177.528.342S279.2729.432S384.4430.082S478.7527.783S175.226.343S274.4826.813S376.4528.063S479.5129.434S174.0523.644S276.0925.314S376.8325.944S474.8324.58

在定色后期和干筋前期、干筋后期，淀粉和總糖變化各處理無明顯差異，總氮和煙堿也無較大差別。但總糖與還原糖處理4G4顯著低于其余處理，總氮和煙堿顯著高于其余處理，其糖堿比與其余處理存在顯著性差異。此外，從糖堿比的指標(biāo)可以看出，以處理2G2、處理2G3、處理3G2、處理3G3、處理4G2和處理4G3化學(xué)成分協(xié)調(diào)性最好。

感官質(zhì)量方面，處理1G2、處理2G3、處理3G3和處理4G3與各自對應(yīng)時(shí)期的其余處理相比評吸質(zhì)量總分最高。

表7 不同濕球溫度烤后煙葉化學(xué)成分及感官質(zhì)量分析

2.3 定色期、干筋期不同濕球溫度對煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表6可見，烤后煙葉中上等煙比例和均價(jià)處理1S2、處理2S3、處理3S4和處理4S3與各自對應(yīng)時(shí)期的其余處理相比最高。其中處理1S2要分別高出3.37 %～40.64 %和2.17～20.58元/kg；處理2S3分別高出5.17 %～6.94 %和0.65～2.3元/kg；處理3S4分別高出3.06 %～5.03 %和1.37～3.09元/kg；處理4S3分別高出0.74 %～2.78 %和0.63～2.3元/kg。

2.4 定色期、干筋期不同濕球溫度對煙葉內(nèi)在化學(xué)成分和感官質(zhì)量的影響

由表7可看出，在定色前期烤后煙葉淀粉含量隨著濕球溫度的升高呈明顯下降趨勢，其中以處理1S4最低，為2.39 %，與其他3個(gè)處理差異顯著。各處理的總氮和煙堿大多處于適宜范圍。糖堿比處理1S4明顯高于優(yōu)質(zhì)煙葉水平，其余3個(gè)處理均屬于合理范圍。在定色后期、干筋前期、干筋后期，糖堿比的指標(biāo)以處理2S2、處理2S3、處理3S3、處理3S4、處理4S2、處理4S3較為接近適宜范圍，其化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)。

表8 不同烘烤時(shí)間烤后煙葉經(jīng)濟(jì)性狀分析

Table 8 Analysis of economic characters of flue-cured tobacco leaves treated with different flue-curing time

處理Treatment中上等煙比例(%)Ratio of mid-high grade leaves均價(jià)(元/kg)Average price1T168.3323.641T275.3526.81T378.927.611T471.524.372T172.0426.792T275.7227.542T370.8724.462T466.2522.313T174.1425.793T280.826.983T382.8327.083T471.8725.394T170.8925.784T280.7826.644T377.2526.394T473.9426.64

感官質(zhì)量以處理1S2、處理2S3、處理3S3和處理4S2與各自對應(yīng)時(shí)期的其余處理相比評吸質(zhì)量總分最高。

表9 不同烘烤時(shí)間烤后煙葉化學(xué)成分及感官質(zhì)量分析

2.5 定色期、干筋期不同烘烤時(shí)間對煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表8可見，處理1T3、處理2T2、處理3T3和處理4T2與各自對應(yīng)時(shí)期的其余處理相比，烤后煙葉中上等煙比例和均價(jià)最高。其中處理1T3分別高出3.55 %～10.57 %和0.81～3.97元/kg；處理2T2分別高出3.68 %～9.47 %和0.75～5.23元/kg；處理3T3分別高出2.03 %～10.96 %和0.1～1.69元/kg；處理4T2分別高出3.53 %～9.89 %和0～0.86元/kg。

2.6 定色期、干筋期不同烘烤時(shí)間對煙葉內(nèi)在化學(xué)成分和感官質(zhì)量的影響

從表9可見，定色前期烤后煙葉淀粉含量隨時(shí)間的增加均呈明顯下降趨勢，其中以處理1T4淀粉含量最低，為1.35 %，與其他處理呈顯著性差異。各處理的總氮和煙堿都處于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍。糖堿比除處理1T4偏高外，其余處理均趨于較合理指標(biāo)范圍。在定色后期、干筋前期、干筋后期，各處理的糖堿比以處理2T1、處理2T2、處理2T3、處理3T2、處理3T3、處理4T2、處理4T3較為接近適宜范圍，其化學(xué)成分最為協(xié)調(diào)。

感官質(zhì)量以處理1T3、處理2T2、處理3T3、處理4T3和處理4T4與各自對應(yīng)時(shí)期的其余處理相比評吸質(zhì)量總分最高。

3 討 論

煙葉烘烤是環(huán)境溫濕度、氣體組分、酶、微生物及煙葉內(nèi)在組分共同作用的復(fù)雜生理生化反應(yīng)過程[11]，烘烤過程中環(huán)境溫濕度很大程度上決定了煙葉內(nèi)部各種生理生化變化和各種生物大分子的轉(zhuǎn)化[7]，適宜的烘烤工藝關(guān)鍵參數(shù)閾值能有效改善煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)，提高煙葉等級和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[12]。

在前期對K326品種煙葉的烘烤工藝研究基礎(chǔ)上，對密集烤房的定色期、干筋期工藝參數(shù)閾值進(jìn)行了研究。由于所用初烤煙葉自身差異性較小，決定了其總氮含量，特別是煙堿這一類在烘烤過程相對穩(wěn)定的成分彼此間差異性較小[13]。主要的區(qū)別是淀粉的降解及兩糖含量的差異，試驗(yàn)結(jié)果可以看出，4個(gè)時(shí)期主要的淀粉降解階段是定色前期，由于這是變黃期結(jié)束后的第一個(gè)階段，煙葉內(nèi)淀粉酶以及淀粉磷酸化酶的活性處于較高水平，致使不同的干球溫度淀粉含量以及兩糖含量的顯著性差異，這與王懷珠[7]等的研究結(jié)果一致。但過高的干球溫度使變黃期轉(zhuǎn)定色前期升溫速率較快，導(dǎo)致淀粉酶和淀粉磷酸化酶的活性受到抑制；同時(shí)較大的干濕球差致使相對濕度較低，影響淀粉酶活性的表達(dá)，減緩了淀粉的降解，導(dǎo)致兩糖含量較低。在煙葉烘烤中后期，特別煙葉水分含量和環(huán)境濕度很低的情況下，煙葉中淀粉的含量基本不再有大的變化[14]。此外，也驗(yàn)證了變黃期較快的升溫轉(zhuǎn)入定色期導(dǎo)致煙葉中淀粉降解量、降解速率下降, 淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性降低。

不同濕球處理的4個(gè)時(shí)期中也以定色前期的淀粉轉(zhuǎn)化率和兩糖含量呈明顯差異，因在變黃期轉(zhuǎn)入定色期時(shí)，相對低溫高濕度條件會(huì)導(dǎo)致淀粉降解量增大[15]。由于該時(shí)期煙葉失水速率較慢，含水量較多，極大促進(jìn)了淀粉酶活性表達(dá)[16]。溫濕度相差過大會(huì)導(dǎo)致淀粉不能及時(shí)分解，使兩糖含量下降，影響到糖堿比降低，使烤煙刺激性變重，而溫濕度相差過小則會(huì)使淀粉過多分解，導(dǎo)致淀粉含量急劇下降，兩糖含量明顯增多，使得煙葉整體風(fēng)格得到凸顯。由此可知，在溫度一定的條件下，濕度過高或過低致使密閉烤房內(nèi)的溫濕差太大或太小，沒有良好的烘烤環(huán)境，生理生化反應(yīng)受限制，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不充分，導(dǎo)致烤后煙葉質(zhì)量不佳。

在不同時(shí)間處理?xiàng)l件下，由于4個(gè)時(shí)期采用最適宜干濕球組合，烘烤時(shí)間適當(dāng)延長使淀粉得到充分降解，兩糖含量均較高，時(shí)間過短會(huì)致使淀粉降解不充分，兩糖含量會(huì)較低。延長適宜的烘烤溫濕度持續(xù)時(shí)間有利于還原糖的積累，提高卷煙的抽吸品質(zhì)，這是由于烘烤后淀粉降解產(chǎn)生的還原糖在抽吸時(shí)裂解產(chǎn)生了酸性產(chǎn)物，對平衡堿性煙氣有積極作用[17]。但烘烤時(shí)間過長也會(huì)使淀粉分解過多，兩糖含量較高，致使烤煙糖堿比過高，而降低烤煙品質(zhì)。

4 結(jié) 論

本研究得出的K326品種烘烤定色、干筋期的工藝關(guān)鍵參數(shù)閾值可以應(yīng)用于云南滇中地區(qū)大規(guī)模密集烘烤推廣示范與實(shí)施。