密集烤房不同装烟方式对烘烤环境以及烤后烟叶香气质量的影响

杨彦明

(云南省大理州烟草公司 洱源县分公司，云南 大理 671200)

密集烤房不同装烟方式对烘烤环境以及烤后烟叶香气质量的影响

杨彦明

(云南省大理州烟草公司 洱源县分公司，云南 大理 671200)

为了探索密集烤房不同装烟方式对烤房烘烤环境和烤后烟叶香气质量的影响，选用了笼式烟夹和散叶插扦两种新型装烟方式与传统挂竿装烟方式进行烘烤对比试验。研究结果表明:在烘烤环境方面，笼式烟夹和散叶插扦在7个位点的温度差异和垂直风速差异均小于传统挂竿方式。温度在变黄期差异显著，但在定色期和干筋期差异不显著；笼式烟夹和散叶插扦的垂直风速均保持在0.4 m/s以内，相互之间差异很小，而传统挂竿上层烟叶和下层烟叶风速都超过0.4 m/s，相互之间差异较大。在烤后烟叶香气质量方面，笼式烟夹和散叶插扦的香气物质总量之和均比传统挂竿大，并分别达到极显著和显著水平差异。综上，笔者认为笼式烟夹和散叶插扦装烟方式能形成更为均匀一致的烘烤环境，从而提高烟叶香气成分含量。

密集烤房；笼式烟夹；散叶插扦；烘烤环境；香气质量

密集烤房是规模化种植条件下精准执行烘烤工艺，改善和提升烟叶质量的重要保证，代表着我国烤烟烘烤设备的发展方向[1-2]。密集烤房的普及是我国烤烟烘烤设施上的突破性革新[3-4]。但我国密集烤房在装烟方式上多数还是沿用传统挂竿方式，由于其装烟量小、费工费时、烤后烟叶的外观质量和内在质量欠佳、工业可用性较差，严重限制了我国烤烟产业一基四化的快速发展[5-6]。因此，相关学者针对密集烤房配套装烟设备展开了大量的研究。谢已书等[7]研究了散叶(堆放和烟筐)、烟夹及挂竿装烟方式，结果表明，前3种方式在节约烘烤用工成本和耗能成本上效果显著，且烤后烟叶质量无较大差异。徐秀红等[8]研究结果表明，与挂竿方式相比，在煤耗和电耗上，烟夹方式最低；在烟叶质量上，烟夹方式烤出烟叶桔黄比例高于挂竿方式11.11%，中上等烟比例和均价以散叶方式最高，评吸质量打分以挂竿方式最少。王战义等[9]研究认为与挂竿烘烤相比，叠层装烟通过加大装烟量来减少单位质量干烟耗电量和耗煤量，且烤后烟叶的评吸质量较佳。以上研究对烘烤的环境和烟叶的香气质量涉及较少，于是，笔者选用目前发展势头较好的笼式烟夹和散叶插扦这两种新型装烟方式与传统挂竿方式的烘烤环境和烤后烟叶香气质量进行对比研究，旨在为烤烟专业化烘烤设备的推广提供进一步的参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选择按照标准化规范管理种植的红花大金元品种0.33 hm2作为试验烟田，采摘第10～12片烟叶进行试验。共设置3个处理，依次为T1：笼式烟夹方式；T2：散叶插扦方式；CK：传统挂竿方式。供试密集烤房：CK和T1为气流下降式，T2为气流上升式(散叶装烟量大，上升式有利于排湿，可保证烟叶烘烤质量)。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 垂直方向温度场和风场的测定 在密集烤房装烟室正中位置沿垂直方向从上到下安装7个温度探头和7个风速探头，依次测定回风道、上层烟叶、上中层烟叶间隙、中层烟叶、中下层烟叶间隙、下层烟叶、进风道7个烤房位置的温度和风速。

安装位置详见图1。

代表温度探头和风速探头位置。

相关设备有：数显温度计(北京普特仪表成套厂，型号LCD-280S)、多通道微风测试仪(北京世纪建通技术开发有限公司生产，型号JTR07B)。

1.2.2 香气物质的测定 在1000 mL平底烧瓶中依次放入磨碎过筛的烟样20.00 g、蒸馏水350 mL、氯化钠90 g，然后安插在同时蒸馏萃取仪的左侧；在同时蒸馏萃取仪的右侧安插加入45 mL二氯甲烷的250 mL平底烧瓶。等萃取仪中有分层出现后开始计时，萃取2.5 h后，将10 g无水硫酸钠加入二氯甲烷萃取相中进行干燥，过夜后将萃取液用浓缩瓶浓缩至1 mL，然后加入内标乙酸苯乙酯10 μL，制得GC/MS分析液。

GC条件：色谱柱为HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为He，流速为0.8 mL/min，进口样温度250 ℃；初始温度50 ℃，保持2 min，以2 ℃/min的速率升至240 ℃，保持30 min；分流比为1∶15，进样量为2 μL，质谱检测。

GC/MS条件：GC条件同上；传输线温度280 ℃，离子源温度177 ℃，电离能70 eV，He流速为0.8 mL/min，质量数范围35～500 μ，MS谱库为NIST0.5aL。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel软件进行数据处理和绘图，用SPSS 19.0软件进行数据统计和多重比较。

2 结果与分析

2.1 密集烤房不同装烟方式垂直方向烘烤环境比较

表1表明，无论在变黄期、定色期还是干筋期，各处理在每个位点的温度极差和标准差表现出的差异均一致，即T1和T2均小于CK，变黄期差异显著，在定色期和干筋期差异不显著。

综上，采用T1和T2装烟时，密集烤房垂直方向的温度差异较小，可以改善烟叶受热均一性，优化烘烤环境，提高烘烤质量。

2.1.2 烘烤过程中烤房垂直方向垂直风速差异 烤房内温湿度差异间接反映烤房内垂直风速大小的均匀性，而采用一种适宜的装烟方式，是解决垂直风速不均匀最奏效而便捷的措施。多通道微风测试仪自动记录一次风速的时间为0.5 h，为方便作图对比，自变量取12 h，因变量取这12 h内所有风速值的平均值。

如图2～图4所示，烘烤中，T1上层烟叶垂直风速最高，中下层间隙最低；上层烟叶和中层烟叶垂直风速的变化规律保持对应，但下层烟叶则在60 h之后变化规律与上层和中层一致；两间隙内的垂直风速变化规律基本保持一致。

T2除中下层间隙外，其他位点风速变化规律保持一致。中下层间隙风速在90 h之后出现跳跃性升高，应该是该探头附近烟叶失水倒伏出现风洞所致，这组数据存在较大误差，应摒弃；烘烤全程，中层烟叶垂直风速最低，另外，所有位点在84 h 时都出现突然增高又降低的一个点，这是风机由低速调高速所致。

CK各位点垂直风速变化比较复杂，总体来看，上层烟叶和下层烟叶垂直风速保持较高水平，而中层烟叶较低；但在72 h后风速均提高，这是因为定色期烟叶失水间隙变大加上风机由低转高造成的。

表1 各处理垂直方向温度对比

注:不同的大小写英文字母分别表示各处理间差异极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)。下同。

整体观察，T1和T2各位点垂直风速都小于0.4 m/s，CK的上层和下层烟叶垂直风速均大于0.4 m/s，且偏离较大。由此可见，T1和T2能促进各位点形成差异较小的风场分布状态，优化烘烤环境，改善烘烤匀称性。

图2 T1垂直方向的垂直风速

图3 T2垂直方向的垂直风速

2.2 烤后烟叶香气质量比较

由表4可以看出，在检测出的16种香气物质中，茄酮、二氢猕猴桃内酯、3-羟基索拉韦惕酮、氧化异佛尔酮、3-氧化-α-紫罗兰酮这5种香气物质含量较高，其总和占总量的65%～80%。结果显示， T1、T2的这几种香气物质含量总和均高于CK，前者差异达5%显著水平，后者达1%显著水平。

各种香气物质含量次高的是巨豆三烯酮-D、巨豆三烯酮-B、香叶基丙酮、3-羟基-β-大马酮，其总和占到香气物质总量的15%～25%。与CK相比，T1的这几种香气物质含量总和较高，差异达1%显著水平，T2差异不显著。各种香气物质含量较少的是法尼基丙酮、大马酮、β-大马酮、氧化紫罗兰酮、紫罗兰酮、巨豆三烯酮-A和巨豆三烯酮-C，总和只占到香气物质总量的5%～10%。与CK相比，T1的这几种香气物质含量总和较高，差异达1%显著水平，T2差异不显著。对比16种酮类香气物质总量，T1和T2都高于CK，其中T1达到1%显著差异水平，T2达到5%显著差异水平。因此可知，采用T1和T2均可以显著提升烤后烟叶香气质量。

图4 CK垂直方向的垂直风速

3 讨论与结论

3.1 不同装烟方式对密集烤房烘烤环境的影响

据王勇军[10]试验报道，在采用同一功率循环风机的条件下，传统挂竿烤房内温湿度差异随着装烟密度增大而增大。王学龙等[11]通过测试散叶烤房和传统挂竿烤房装烟室的平面温差、垂直温差和叶间隙风速风压来探索各自的烘烤性能。结果显示，与传统挂竿密集烤房比较，只要散叶烤房内装烟板装烟室地坪和风机风压均满足规范设计制作，其装烟室平面温差和垂直温差均较小，且将平面温差控制在1 ℃以内。在本试验中，CK、T1、T2的装烟密度是逐渐增大的，而且它们的烘烤温度场和风速场的差异随着装烟密度的增大而减小，烘烤环境的均匀性是逐渐改善的，这与王勇军的试验结论貌似不一致，但与王学龙的却一致。经分析认为，前者是只以传统挂竿一种装烟方式来逐级加大装烟密度，而本试验的装烟密度的加大是建立在不同的装烟方式的条件下，正是由于T1和T2装烟设备结构布局导致烟叶夹装的均匀性比传统挂竿编烟更容易控制，更能导致烟叶均匀分布，促进烤房环境场更加均匀一致。

综上，笔者认为密集烤房环境均匀性是由装烟密度和装烟方式两个方面相互协作的影响，因此，日后可以从优化装烟设备结构和调节装烟密度这两个因素点切入进行试验研究，进一步改善密集烤房的烘烤性能。

表2 各处理烤后烟叶香气物质含量比较 μg/g

3.2 不同装烟方式对密集烤房烤后烟叶香气质量的影响

谢已书等[12]研究了挂竿、烟夹与散叶插扦3种烘烤方式对烟叶中性和酸性香气物质含量影响的。结果显示，中性香气成分总量以散叶插扦最多，烟夹居中，挂竿最少；酸性香气成分总量则以烟夹最多，挂竿最少，散叶插扦居中。卢贤仁等[13]以挂竿为对照，研究了散叶堆积、散叶插扦和烟夹烘烤对烟叶中性致香物质含量的影响。结果表明，中性致香物质总量从大到小依次为散叶堆积、散叶插扦、烟夹和挂竿，比挂竿分别增加了10.94%、8.48%、6.35%。散叶堆积主要在类苯丙氨酸降解产物类、棕色化反应产物类、胡萝卜素降解产物类、新植二烯等香气成分上增加显著。散叶插扦则在新植二烯和类胡萝卜素降解产物类上增加显著；烟夹则只在苯丙氨酸类致香物质上有所增加，幅度不大[14]。因此，采取不同的装烟方式进行烘烤对烟叶香气含量的影响还是比较显著的，散叶堆积和散叶插扦在烟叶中性致香成分的形成中所起的作用较大。

本研究结果表明，笼式烟夹和散叶插扦两种装烟方式可以明显提升致香物质成分的含量，提高香气质量，这与上述研究结果基本一致。笔者分析，因为随着笼式烟夹和散叶插扦装烟密度的加大，延长了烘烤时间，特别是变黄期和定色前期的拉长，对于烟叶香气物质的转化和积累起到了较为明显的作用。

[1] 杨晔,马建彬,徐增汉,等.密集烤房烟气余热利用及烘烤效果的研究[J].江西农业学报,2015,27(3):62-65.

[2] 宫长荣,潘建斌,宋朝鹏,等.我国烟叶烘烤设备的演变与研究进展[J].烟草科技,2005(11):34-37.

[3] 王文超,谭方利,段史江,等. 不同烟夹装烟方式对密集烤房烘烤效果的影响[J].河南农业大学学报,2012,46(6):609-613.

[4] 赵文军,薛开政,冯瑜,等.玉溪烟区卧式烤房不同挂烟方式烘烤研究[J].江西农业学报,2015,27(12):55-58.

[5] 王卫峰,陈江华,宋朝鹏，等.密集烤房的研究进展[J].中国烟草科学,2005(3):12-14.

[6] 鲁鑫浪,周冀衡,周毅,等.箱式散叶烘烤与挂竿烘烤的烤烟品质及经济效益分析[J].南方农业学报,2015,46(6):1085-1088.

[7] 谢已书,邹焱,李国彬,等.密集烤房不同装烟方式的烘烤效果[J].中国烟草科学,2010,31(3)：67-69.

[8] 徐秀红,王林立,王传义,等.密集烤房不同装烟方式对烟叶质量及效益的影响[J].中国烟草科学,2010,31(6):72-74.

[9] 王战义,刘闯,韩永镜,等.不同装烟方式对烘烤能耗和烟叶质量的影响[J].江西农业学报，2012,24(10)：80-82.

[10] 王勇军.密集烤房的通风条件对烟叶烘烤环境和烘烤效应的影响[D].郑州:河南农业大学,2009.

[11] 王学龙,唐启楹,宫长荣，等.散叶烤房系列研究:烘烤性能研究[J].中国农学通报,2006,22(11):323-326

[12] 谢已书,武圣江,向章敏，等.不同装烟方式对烤后烟叶中性和酸性香气成分含量的影响[J]. 江苏农业科学,2013,41(11):317-320.

[13] 卢贤仁,陈芝波,向章敏,等.密集烘烤不同装烟方式对烤后烟叶中性致香物质含量的影响[J]. 贵州农业科学,2012,40(12)：66-69.

[14] 刘欢欢,黄海棠,朱金峰,等.不同黄板悬挂高度及密度对防治烟蚜及烟草病毒病的影响[J].江西农业学报,2015,27(7):76-79.

(责任编辑：许晶晶)

Effects of Tobacco-loading Methods in Bulk Curing Barn on Curing Environment and Aroma Quality of Flue-cured Tobacco Leaves

YANG Yan-ming

(Eryuan Branch, Dali State Tobacco Company of Yunnan Province, Eryuan 671200, China)

In order to find out the effects of different tobacco-loading methods in bulk curing barn on the curing environment and aroma quality of flue-cured tobacco leaves, we conducted a comparative experiments with three tobacco-loading methods, namely traditionally loading tobacco leaves with pole (CK), loading tobacco leaves with cage-type clamp (treatment A), and loading scattered tobacco leaves with needle (treatment B). The results showed that: as for the curing environment in bulk curing barn, the temperature difference and vertical wind speed difference among seven sites in treatment A and treatment B were all lower than those in CK; the temperature difference was significant at yellowing stage, but it was not significant at leaf-drying stage and stem-drying stage; the vertical wind speed in both treatment A and treatment B kept within 0.4 m/s with little difference between each other; while the vertical wind speed at upper leaf layer and lower leaf layer in CK was all more than 0.4 m/s with big difference between each other. As for the aroma quality of flue-cured tobacco leaves, the total content of aroma substances in treatment A and treatment B was respectively very significantly and significantly higher than that in CK. Therefore, loading tobacco leaves with cage-type clamp or loading scattered tobacco leaves with needle could form more uniform curing environment, and could improve the content of aroma substances in flue-cured tobacco leaves.

Bulk curing barn; Cage-type tobacco clamp; Inserting scattered leaves; Curing environment; Aroma quality

2017-02-12

国家烟草专卖局重大科技项目(TS-01-2011006)。

杨彦明(1985—)，男，云南洱源人，硕士，主要从事烟草调制工作。

S572

A

1001-8581(2017)06-0070-05