不同烘烤工艺对红花大金元上部烟叶烘烤质量的影响

李晓辉，甄焕菊，牛慧伟，李雪利，典瑞丽

（中国烟草总公司职工进修学院，河南 郑州 450008）

上部烟叶是烤烟的重要组成部分，在烟叶收购中约占40%左右［1，2］。上部烟叶处在通风良好、光照强烈条件下，叶片厚、组织结构紧密、干物质多、含水量少、多酚氧化酶活性高，其在实际烘烤过程中因酶促棕色化反应的发生易造成挂灰、蒸片、黑糟等现象［3］；而烤后烟叶还存在淀粉和烟碱含量高、还原糖及糖碱比低、化学成分不协调、工业配伍性不高等问题，严重影响上部烟叶质量和工业可用性［4，5］。因此，提高上部烟叶外观质量和感官质量对保障卷烟工业原料品质具有重要的实用价值，也是烟叶生产中面临的一大难题。

上部烟叶质量不仅受栽培措施、环境等条件影响，也与烘烤工艺的落实密切相连［6，7］。烘烤是烤烟生产的关键环节，各阶段温湿度的调控直接影响到烟叶的外观等级质量和内含物质的转化程度，最终影响烟叶风格特色的彰显及工业可用性［8，9］。张海等［10］通过优化变黄期烘烤工艺，即提高湿球温度、降低循环风机转速，显著提高云烟87上部烟叶质量及工业可用性。王涛等［4］在烘烤过程中，通过延长变黄期38℃和定色期48℃关键稳温点时间6 h，提高了云烟97上部烟叶中上等烟叶比例，改善了其化学成分的协调性。任杰等［11］通过采用中低温变黄（38℃/36℃）和中低温变筋（46～48℃/44～46℃）方式显著提高了红花大金元的香气物质含量。因此，优化烘烤工艺是提高烤后上部烟叶质量最直接的有效措施。本试验以红花大金元上部烟叶为材料，拟通过优化烘烤工艺，即提高主变黄期湿球温度、以降低变黄后期及定色前期湿球温度，以降低上部烟叶烘烤过程中酶促棕色化反应的发生、提高烟叶烘烤质量，旨在为特色烤烟品种烘烤工艺的精确实施提供理论支撑。

1 材料与方法

1．1 试验材料与田间管理

试验于2020年8月在云南省大理州红花大金元研究基地进行。该地（25°23′16．68″N，100°23′53．4″E）海拔1 723．6 m。试验地为红壤土，质地疏松，平坦且排灌方便。其理化性质：有机质含量1．68 g/kg、碱解氮124．39 mg/kg、速效磷29．53 mg/kg、速效钾107．52mg/kg，pH值为6．1。

供试烤烟品种红花大金元的田间管理措施按当地优质烟叶栽培技术规程操作。选取成熟度一致、落黄均匀的优质上部叶（15～17叶位）为材料，采用生物质燃烧炉温湿度自控密集烤房进行烘烤。

1．2 试验设计

试验以三段式烘烤工艺为基础，对主变黄期、变黄后期和定色前期湿球温度进行调整，共设置3个烘烤工艺。

T1（稳湿升温定色）：烟叶装炕后，将烤房温度升到32～33℃，保持干湿差1℃，使烤房预热；以1℃/h的速度将干球升到36℃，保持干湿差1℃，使烟叶变黄7～8成；以1℃/2h的速度将干球升到39～40℃，保持干湿差3℃，使烟叶变黄8～9成；然后在干球39～40℃、湿球36～37℃下使烟叶塌架；以1℃/2h的速度将干球升到42～43℃、湿球36～37℃，使烟叶支脉变黄；以1℃/2h的速度将干球升到46℃、湿球35～36℃，使烟叶主脉褪青；而后以1℃/2h的速度将干球升到52～54℃、湿球37～38℃，使叶片全干；最后将干球升到65℃、湿球40～41℃，直至烟叶主脉干燥。

T2（控湿升温定色）：干球39～40℃，保持干湿差2℃；干球39～40℃、湿球35～36℃；干球42～43℃、湿球35～36℃；其它条件与T1处理一致。

T3（降湿升温定色）：干球39～40℃，保持干湿差1℃；干球39～40℃、湿球34～35℃；干球42～43℃、湿球34～35℃；其它条件与T1处理一致。

1．3 烟叶取样方法

烤前取鲜样，烤后每隔24 h取样1次，每次取10片烟叶，分成3份，其中，一份用于烟叶含水量测定；一份去除叶尖和叶基部各1/3，留叶中间1/3，再用锡纸包裹装在液氮罐中用于酶活性测定；一份在烘箱中105℃杀青15 min、60℃下烘干，用粉碎机粉碎并过60目筛后保存，用作多酚类物质和其它化学成分的测定。每个处理重复3次。共取样4次。

1．4 测定项目及方法

烟叶含水量测定采用杀青烘干法［12］。多酚氧化酶（PPO）活性测定采用邻苯二酚氧化法［13］。多酚类物质含量测定根据YC/T 202—2006标准进行。采用BRAN+LUEBBEAA3型连续流动分析仪进行常规化学成分测定［14］。外观质量评价按照烟草及烟草制品外观质量评价方法（GB 2635—92）进行。感官质量评价按照烟草及烟草制品感官质量评价方法（YC/T 138—1998）执行。

1．5 数据处理

采用Microsoft Excel 2016对数据进行统计分析及作图，用SPSS 22．0软件对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2．1 不同烘烤工艺对烟叶含水量的影响

烟叶烘烤过程中的水分含量与多酚氧化酶活性紧密相连，变黄后期烟叶含水量是决定其能否发生酶促棕色化反应的先决条件［15］。由图1可见，随着烘烤进程的推进，不同烘烤工艺处理下烟叶含水量均逐渐降低。烘烤0～48 h，烟叶含水量表现为T3＞T2＞T1；48～96 h，烟叶含水量又表现为T1＞T2＞T3。这表明可以通过降湿升温定色烘烤工艺提高变黄期烟叶的变黄程度，然后在定色期通过降低湿球温度的方式来减轻定色期烟叶含水量，进而抑制酶促棕色化反应的发生。

2．2 不同烘烤工艺对烟叶PPO活性的影响

PPO是烟叶烘烤过程中诱发酶促棕色化反应的关键酶，烟叶烘烤质量与其活性的高低密切相关［3，16］。由图2可以看出，不同烘烤工艺处理下PPO活性变化明显不同，即在变黄期不同湿球温度处理下烘烤0～48 h，PPO活性表现为T3＞T2＞T1；72 h以后表现为T3＜T2＜T1，即72 h后高温高湿处理PPO活性最低。因此，红花大金元上部烟叶可采用降湿升温定色烘烤工艺来减少定色期烟叶含水量，进而降低酶促棕色化反应的发生程度。

图2 不同烘烤工艺对烟叶PPO活性的影响

2．3 不同烘烤工艺对烟叶总酚含量的影响

多酚类物质是烟叶香气物质的主要来源，对烤后烟叶的色泽、香气、吃味及安全性具有重要影响，同时多酚类物质也是酶促棕色化反应的底物，一旦在烘烤中发生棕色化反应，烟叶中的多酚类物质就会被大量消耗［17］。由图3可见，随着烘烤进程的推进，不同烘烤工艺处理下烟叶总酚含量整体呈现出先升高再降低然后再升高的趋势，且不同烘烤工艺总酚含量表现为T3＞T2＞T1。说明降湿升温定色烘烤工艺能够增加烟叶酚类物质的累积，进而改善烟叶的香气质量。

图3 不同烘烤工艺对烟叶总酚含量的影响

2．4 不同烘烤工艺对烤后烟叶化学成分的影响

内在化学成分的协调性是衡量烟叶品质的重要指标，是外观质量和内在质量在烟气特征上的综合体现［18］。一般来说，优质烟叶要求总糖含量18%～22%，还原糖含量16% ～22%，烟碱含量2．0%～3．5%，钾氯比≥4，两糖比≥0．9，这样各成分之间比例协调［19］。由表1可知，变黄期不同烘烤工艺处理下烤后烟叶的化学成分存在一定差异，且T3处理烟叶总糖、还原糖、钾含量高于T2、T1，糖碱比、两糖比、钾氯比均有所提高。这进一步说明降湿升温定色烘烤工艺有助于促进烟叶化学成分的协调，烤后烟叶更符合优质烟叶标准。

2．5 不同烘烤工艺对烤后烟叶经济性状的影响

由表2可以看出，变黄期随着湿球温度的升高，不同烘烤工艺处理烟叶的上等烟比例、中上等烟比例、橘黄烟率逐渐增加，杂色烟率逐渐降低，整体均价表现为T3＞T2＞T1。因此，针对上部烟叶可以采取降湿升温定色烘烤工艺来提升烟叶烘烤质量，降低杂色烟率，增加上等烟和中上等烟比例，从而提高均价，促进增收。

表1 不同烘烤工艺对烤后烟叶化学成分的影响

表2 不同烘烤工艺对烤后烟叶经济性状的影响

2．6 不同烘烤工艺对烤后烟叶外观质量的影响

外观质量是烟叶分级的重要依据，也是反映烟叶质量优劣的外在特征体现。与烟叶内在质量紧密相关的品质因素包括成熟度、颜色、叶片结构、身份、油分、色度［20］。对各处理B2F等级烟叶进行外观质量评价，结果（表3）看出，T3处理在烟叶颜色、叶片结构、身份、色度方面均优于T2和T1。表明，提高变黄期湿球温度、降低变黄后期和定色前期湿球温度，可在改善烤后烟叶外观质量方面发挥积极作用。

表3 不同烘烤工艺对烤后烟叶外观质量的影响

2．7 不同烘烤工艺对烤后烟叶感官质量的影响

从评吸得分（表4）来看，不同烘烤工艺可以影响烤后烟叶的感官评吸质量，总体表现为T3＞T2＞T1。从各评吸指标来看，T3处理感官质量评价最佳，清甜香型风格明显，表现为香气质好、香气量足、杂气轻、刺激性小、劲头适宜、余味舒适、协调性较好、工业可用性高。这说明降湿升温定色烘烤工艺可以提高烟气质量，改善烟叶的感官评价效果。

表4 不同烘烤工艺对烤后烟叶感官质量的影响

3 讨论与结论

烟叶烘烤是一个不断失水而又复杂的生理生化变化过程，烤房的温湿度环境直接决定着烟叶细胞生化变化的方向和速度，最终影响烟叶的产量、品质及工业可用性［7］。适宜的含水量是协调烟叶变黄与失水干燥的重要前提条件，变黄后期至定色期烟叶含水量过高极易导致酶促棕色化反应的发生，造成烟叶挂灰、蒸片、黑糟等现象［21］。因此，针对烤烟上部叶片组织结构紧密、含水量低、PPO活性高、易挂灰等特点，优化其烘烤工艺，改变变黄期和定色期的烤房环境，对于提高上部烟叶质量具有重要指导意义。

变黄期是增进和改善烟叶品质的关键时期，也是烟叶外观质量形成的重要阶段［22］。本研究通过优化烘烤工艺，即在降湿升温定色烘烤工艺条件下，烘烤0～48 h烟叶含水量表现为T3＞T2＞T1，表明T3处理能保持叶片的水分含量和细胞的生命活动状态，提高上部烟叶的变黄程度，这有利于促进蛋白质、淀粉等大分子物质的转化降解及小分子香气前体物质的形成［6，23］。PPO是烟叶烘烤过程中诱发酶促棕色化反应的关键酶，而烟叶水分含量是限制PPO活性的主要因素。研究表明，变黄后期至定色期逐渐提高干球温度，降低湿球温度，保持烟叶迅速大量失水降低PPO活性，从而减轻酶促棕色化反应造成的挂灰、糟片等杂色烟的程度，提高中上等烟的比例和烟农的经济效益［24，25］。

本试验3个处理中，以T3效果最好，表明红花大金元上部烟叶采用降湿升温定色烘烤工艺，即提高主变黄期的湿球温度，可提高叶温，促进烟叶充分变黄；变黄后期至定色前期降低湿球温度，可加速排湿，降低PPO活性，减轻酶促棕色化反应的发生。烤后烟叶的外观质量得到充分改善，杂色烟比率低，总糖、还原糖含量增高，化学成分协调，香气质好、香气量足、余味舒适，经济效益和工业可用性增加。