豫南烤烟不同成熟度烟叶烘烤工艺优化研究

宗胜杰，崔光周，王建刚，马浩波，万 鑫，苏 烁，朱银峰，李淑君

（1. 河南省农业科学院烟草研究所，河南 许昌 461000；2. 河南省烟草公司信阳市公司，河南 信阳 464000）

烟叶的烘烤过程实质上是对鲜烟叶品质的固化，要想烟叶达到烤后最佳状态，需针对鲜烟素质制定合理的烘烤工艺。烟叶成熟度是影响烟叶烘烤特性的关键因素[1-2]。烟株个体发育、叶片采光因素、天气因素、采收人员专业水平高低等均会导致采后烟叶成熟度存在差异。其中，因采收人判断标准差异造成烟叶欠熟或者假熟的占比7%～8%，因烟株个体营养差异造成叶片成熟不均匀的占比3%～4%，还有约10%的烟叶基部成熟较晚、叶片皱褶或光线被遮挡导致烟叶成熟不均匀，同时还存在因采收部位混杂造成的早采等。

烘烤工艺对烤后烟叶品质的形成也起着至关重要的作用[3-5]，显著影响烤烟的经济效益和内在品质[6-7]。合理的工艺可最大限度的彰显鲜烟品质。烟叶成熟度与烘烤过程中生理生化反应密切相关[8-9]。烟叶成熟度偏低将加大烟叶烘烤难度，增加烤青概率。适熟烟叶在适宜工艺条件下能够最大限度的彰显烟叶的特色与品质。已有研究表明，适宜的变黄温湿度、定色温湿度、时间组合对烤后烟叶品质有很大提升作用[10-12]。变黄温度影响着烟叶变黄速率，变黄时间影响着烟叶的变黄程度[13-14]。

成熟采收的烟叶由于个体差异和操作原因造成的成熟度差异情况不可避免，国内学者在成熟度分类烘烤的经济效益及品质方面做了一些研究[15-16]，但对分类烟叶配套工艺研究相对较少，尤其针对豫南烟区鲜烟分类对应适宜的烘烤工艺研究及应用目前仍是空白。因此，项目组，以烤烟品质为考察指标，针对不同成熟度的豫南中部烟叶开展了最适烘烤工艺研究，旨在探索豫南地区不同成熟度中部烟叶的最佳配套烘烤方法。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2018 年和2019 年分别在信阳市平桥区和罗山县进行，所用数据为2019 年重复验证后的数据。以云烟87 为材料，选择长势基本一致的代表性烟田，在当地烟叶正常成熟采收的基础上，选取烟株中部9～11 叶位为试验材料，供试烤房为普通燃煤密集烤房。

1.2 试验设计

在烟叶正常成熟采收基础上，将鲜烟分为适熟烟叶和低成熟度（包括欠熟、尚熟、假熟、不均匀成熟）烟叶2 类，并对分类后烟叶分别设置3 组烘烤工艺，共6 个处理，其中CK1、T1、T2 为低成熟度烟叶；CK2、T3、T4 为适熟烟叶，每个处理单独装烟、单独设置优化烘烤工艺，且每个处理的3 次重复分别装在烤房上层、中层和下层的中间位置，每层装烟6竿；CK 为正常采收后不分类烘烤。各处理具体工艺参数如表1 所示。

表1 试验设计

1.3 测定项目及方法

1.3.1 烤后烟叶经济性状分析 初烤后烟叶按照GB2635—1992 分级后统计各处理各等级重量及比例，计算上等烟比例、上中等烟比例及均价[17]。

1.3.2 烤后烟叶品质分析 烟叶烘烤结束后，各处理取烤房同一位点烟叶样品6 竿，按照表2 所示标准进行外观质量评价。取各处理C3F 烟叶2 kg 用于主要化学成分、香气物质含量和评吸质量分析。主要化学成分测定依照YC/T 159—2002、YC/T 161—2002、YC/T 162—2002、YC/T 173—2002 进行。烟叶中性致香物质含量采用蒸馏萃取法委托河南农业大学国家烟草生理生化研究基地检测。烟叶评吸质量由河南中烟工业有限责任公司、郑州烟草研究院等单位专家组成评价小组，按照表3 所示的河南中烟感官评价方法进行评价。

表2 烤后烟外观质量评价标准

表3 烤后烟评吸质量评价标准

2 结果与分析

2.1 依据烟叶成熟度分类烘烤对烤烟经济性状的影响

由表4 可知，低成熟度烟叶以T1 处理的经济效益最好，适熟烟叶以T3 处理的经济效益最好，表明T1、T3 工艺分别是低成熟度烟叶、适熟烟叶的最佳工艺组合。

表4 不同处理对烤后烟经济性状的影响

按照鲜烟分类重量统计结果，适熟烟叶与低成熟度烟叶重量比为3 ∶1，分类烘烤适熟烟叶和低成熟度烟叶处理权重分别为0.75 和0.25，以T1 和T3 处理组合作为分类烘烤组合，与CK 进行比较，结果如表5 所示，分类烘烤的上等烟比例、中上等烟比例和均价分别较CK 提高8.20%、3.96%和8.95%，分类烘烤的各项经济效益均显著高于CK。

表5 分类烘烤对烤后烟经济性状的影响

综上，中部叶依据成熟度分类后采用优化工艺烘烤，其综合经济效益提升显著。为进一步提升分类烘烤的实际工业利用价值，继续对分类烘烤烟叶的品质进行分析。

2.2 依据烟叶成熟度分类烘烤对烤烟品质的影响

2.2.1 外观质量 由表6 可知，对于低成熟度烟叶，不同处理烤烟外观质量总体评价差异显著，T1 的成熟度、身份、结构、色度得分和总体评分显著高于CK1，T1 的身份、色度、油分、含青、挂灰杂色和总体评分显著高于T2，CK1 结构、含青、挂灰得分和总体评分显著高于T2，表明低成熟度烟叶烘烤时延长预变黄过程、提升烟叶的后熟效应（T1）能够显著提升烤烟的外观质量。对于适熟烟叶，不同工艺烘烤条件下其烤烟成熟度差异不显著，但对外观质量的其他指标影响存在差异，T3 的颜色、身份、色度、挂灰杂色、嗅香和总体评分均显著高于CK2 和T4，T3 的烤后烟成熟度与CK2 和T4 差异不显著；CK2 的油分、含青和总体评分显著高于T4；适熟烟叶定色开始先降低烟叶水分（T3）能够显著提升烤烟的外观质量。

表6 不同工艺对低成熟度烤后烟外观质量的影响 （分）

2.2.2 主要化学成分含量 由表7 可知，对于低成熟度烟叶，烘烤工艺对烤烟总糖、还原糖、总氮和淀粉含量存在影响，T1 处理与CK1 对比，其总糖含量显著提高，总氮含量显著降低，其余指标差异不显著；T2 处理与CK1 对比，总糖和淀粉含量均显著提高，还原糖含量和还原糖/总糖显著降低，其余指标差异不显著；T1 和T2 对比，T2 总糖含量和淀粉含量显著高于T1，T2 的还原糖含量、总氮含量及还原糖/总糖显著低于T1；T2 处理因成熟度低且使用高温变黄，其淀粉转化不充分，进而造成淀粉含量较高、还原糖含量较低、两糖比协调程度较差，T1 处理因稍高的总糖含量和相对更适宜的总氮含量其整体化学成分协调性略好于CK1。对于适熟烟叶，烘烤工艺对其烤后烟叶的总糖、还原糖和淀粉含量存在影响，T3 处理与CK2 对比，淀粉含量显著降低，其余指标差异不显著；T4 处理与CK2 对比，总糖、还原糖和淀粉含量均显著降低，其余指标差异不显著；T3 和T4 对比，T4 总糖含量、还原糖含量显著低于T3，其余指标差异不显著；T3 处理因稍低的淀粉含量其化学成分整体协调性略好于CK2。

表7 不同工艺对低成熟度烤后烟主要化学成分的影响

2.2.3 中性致香物质含量 由表8 可知，CK1 和T1的棕色化产物类产物、西柏烷类产物、其他香味物质和中性致香物质总量显著高于T2，T2 的质体色素类降解产物含量显著高于CK1 和T1，表明提高低成熟度烟叶变黄期温湿度有利于质体色素类降解产物的积累但不利于烤烟中性致香物质总量的累积；T1 的苯丙氨酸裂解产物显著低于CK1，但二者中性致香物质总量差异不显著；综合分析，CK1、T1 工艺有利于低成熟度烟叶香气物质的积累。不同处理对适熟烟叶烤后中性致香物质总量差异显著，中性致香物质总量表现为T3 ＞CK2 ＞T4，且T3 较CK2 提高14.12%；其中T3 的质体色素类降解产物、苯丙氨酸裂解产物、西柏烷类产物和中性致香物质总量均显著高于CK2；T4 的质体色素类降解产物、棕色化产物类产物、苯丙氨酸裂解产物、其他和中性致香物质总量均低于CK2，中性致香物质总量较CK2 降低7.59%；定色开始先降低烟叶水分（T3）能够显著提升烤后烟的中性致香物质总量，有利于适熟烟叶香气物质的形成和积累。

表8 不同工艺对低成熟度烤后烟中性致香物质含量的影响 （μg/g）

2.2.4 评吸质量 由表9 可知，对于低成熟度烟叶，不同处理对烤烟评吸质量存在影响，CK1 的燃烧性和灰色得分最高，T1 的香气质、香气量、杂气和余味得分最高，T2 的香气量、浓度、劲头和刺激性得分最高，T1 的评吸质量综合评价得分显著高于CK1 和T2；低成熟度烟叶延长预变黄阶段后烤烟的香气质、香气量及吃味相关的杂气和余味得到提升，综合评吸质量显著提升。对于适熟烟叶，CK2 的香气量、刺激性、余味及燃烧性得分最高，T3 的香气质、浓度、杂气和劲头得分最高，分别较CK 提高2.51%、3.24%、2.93%和1.32%，且综合评价得分显著高于CK2 和T4，表明T3 处理能够显著提升适熟烟叶的评吸质量。

表9 不同工艺对低成熟度烤后烟评吸质量的影响 （分）

3 小结与讨论

在农业生产操作中，采收成熟度低的烟叶原因主要有误采、烟株养分过剩或营养不良、叶片光照不充分和烟叶生理代谢不均衡等[17]。由于烟农队伍识别能力差异导致低成熟度烟叶的存在量差异较大。研究表明，对鲜烟叶进行成熟度分类，该批次鲜烟叶中适熟与低成熟度烟叶的比例为3 ∶1，通过对不同成熟度烟叶分类装炕精准烘烤，其烤后烟叶综合的上等烟比例和均价分别较常规烘烤提升8.20%和8.95%，均达到显著水平，与陈晓红等[18]研究的鲜烟叶分类烘烤中部叶上等烟比例提高10%的结果基本一致。

试验结果显示，在低成熟度中部烟叶烘烤过程中延长烘烤预变黄过程、提升烟叶的后熟效应（T1）能够显著提升烟叶的经济效益、总糖含量、外观质量和中性致香物质总量，使烤烟总氮含量更加适宜。现有研究表明，延长预变黄过程，增加了烟叶的变黄时间，使烟叶中淀粉等大分子物质转化更加充分[19-20]，有利于提升烤烟外观质量及品质；同时，由于烟叶成熟度不足，叶片内碳氮代谢不均衡[21]、叶片抗衰老相关酶活性较高[8]，而提高低成熟度烟叶的变黄温度和湿度加速了叶片的变黄和衰老[21]。

试验结果显示，定色前降低烟叶水分和延长定色烘烤时间（T3）能够显著提升烟叶经济效益、中性致香物质总量、评吸总体评价和外观质量，这是由于烟叶生理成熟相对充分，烘烤过程中变黄程度和碳氮代谢协调性较好[22]，一方面烟叶充分变黄后及时排湿定色有利于烟叶品质的固定，这与杨占伟等[23]研究成熟烟叶相对低的定色温度（37℃）有利于提升烤烟物理特性的结果一致。笔者的研究结果与张保占等[24]的定色前期保湿、后期排湿、延长定色时间有利于烟叶品质的固定结果基本一致；但延长42℃烘烤时间没有达到提升烟叶品质的作用，这可能是由于延长变黄后期时间进一步增加了叶片干物质的代谢[25]，过度代谢不利于品质的形成和固定导致的。

综上所述，豫南烟区云烟87 中部叶按成熟度分类后实施精准烘烤，经济效益得到显著提升，实际生产指导意义较大。低成熟度烟叶采用T2 工艺进行烘烤有利于提升烤后烟叶的经济效益和品质；适熟烟叶采用T3 工艺进行烘烤有利于烤后烟叶品质的固化和提升。