稻茬烤烟中部烟叶对热泵密集烤房稳温降湿烘烤工艺的响应

摘" " 要：为探寻稻茬烤烟中部烟叶的热泵密集烤房稳温降湿烘烤工艺，采用云烟87中部烟叶作为烘烤试验材料，研究了稳温降湿烘烤工艺与四步式烘烤工艺的效果。结果表明：与四步式烘烤工艺相比，稳温降湿烘烤工艺可以增强烟叶的色度，增加烟叶单叶质量、糖含量和绿原酸含量，正组烟叶比例提高3.61%，杂色烟叶比例降低1.38%，微带青烟叶比例降低3.04%，上等烟比例提高6.50%，外观质量指数和评吸质量总分为8.02%、2.24%，能耗总成本降低8.49%。因此，稻茬烤烟中部烟叶采用热泵密集烤房稳温降湿烘烤工艺，可以提高烤后烟叶品质，降低烘烤成本，提高烘烤经济效果。

关键词：烟叶品质；中部烟叶；热泵密集烤房；稳温降湿烘烤工艺

中图分类号：S572" " " "文献标识码：A" " " DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.11.014

Response of Middle Paddy-tobacco Leaves to the Steady Temperature and Humidity Drop Curing Process in Heat Pump Bulk

WANG Weiming1，GE Chuang1，PANG Feilong1，ZHANG Yongjian1，CHEN Xinjie1， DENG Xiaohua2

（1. China Tobacco Zhejiang Industrial Company Limited， Hangzhou， Zhejiang 310008， China; 2. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128， China）

Abstract： In order to explore the curing process of heat pump bulk curing barn to harvest middle tobacco leaves at one time in tobacco-rice rotation regions， Yunyan 87 was used as the experimental material to compare and analyze the difference in effectiveness between the steady temperature and humidity drop curing process and the four step curing process. The results showed that compared with the four step curing process， the steady temperature and humidity drop curing process could enhanced the chromaticity of tobacco leaves， increased the single leaf weight， sugar content and chlorogenic acid content of tobacco leaves， increased the proportion of main tobacco leaves by 3.61%， reduced the proportion of miscellaneous tobacco leaves by 1.38%， reduced the proportion of greenish tobacco leaves by 3.04%， and increased the proportion of high quality tobacco leaves ratio by 6.50%. The appearance quality index and the total score of smoking quality were improved by 8.02% and 2.24%， respectively， and the total cost of energy consumption was reduced by 8.49%. Therefore， the steady temperature and humidity drop curing process of heat pump bulk in middle paddy-tobacco leaves can improve the quality of flue-cured tobacco leaves， reduce the curing costs ， improve the economic effect of curing.

Key words： quality of flue-cured tobacco; middle tobacco leaves; heat pump bulk curing barn; steady temperature and humidity drop curing process

烘烤是烟叶生产的关键环节，其核心是烘烤工艺[1]。湖南烟稻复种区烤烟施肥水平高[2]，加之留叶数一般为15～16片[3]，采收次数减少至3次[4]，每次采收的叶片数相对较多[5]，其烟叶烘烤特性[6]与以往差异较大。此类鲜烟叶采用传统烘烤工艺，其青杂烟比例较大，烘烤损失大。因此，创新烘烤工艺至关重要。不同品种、不同栽培地区的烟叶烘烤特性不同，其烘烤工艺也存在差异。符昌武等[7]认为，湖南桑植烟区K326品种适合采用低温低湿烘烤工艺；段玉琪等[8]认为，云南玉溪烟区K326品种采用高温中湿烘烤方式，烟叶化学成分更加协调；尹翊先等[9]认为，云南保山烟区红花大金元品种采用中温中湿烘烤工艺，可有效提高烟叶的整体质量；李思军等[5]认为，湖南桂阳烟区云烟87中部烟叶采用四步式烘烤工艺，烟叶品质和烘烤成本降低；朱伟等[10]认为，邵阳烟区K326上部采用222烘烤工艺明显优于三段式烘烤工艺；袁芳等[11]认为，K326品种上部烟叶采用低速升温、高湿定色的烘烤工艺，烟叶化学成分协调性好。

湖南烟稻复种区中部烟叶在阴雨多日照少的环境中生长，其烟叶含水量高，其烘烤特性具有特殊性。虽然国内外烘烤工艺的研究报道较多，但有关烟稻复种区中部烟叶的烘烤工艺研究报道较少。为解决烟稻复种区中部烟叶烤后青杂烟叶比例过大的问题，本研究以桂阳县种植的云烟87品种为材料，研究热泵密集烤房稳温降湿烘烤工艺对烟叶品质和烘烤成本的影响，为烟稻复种区烤烟控青降杂提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验于2023年在湖南省桂阳县开展。品种为云烟87，优化烟叶结构后，烟株保留有效叶片数为16片。烟田下部烟叶采收完毕后，选择留有12片烟叶的烟株，当中部烟叶达到适熟特征时，将5～10叶位的烟叶作为试验材料。气流上升式热泵密集烤房2座（XD-HP-15SS01，湖南鑫迪新能源科技有限公司生产），规格为2.7 m（宽）×8.0 m（长）×3.3 m（高），每炕装烟量约为4 000 kg。

1.2 试验设计

试验设2个处理，分别是稳温降湿烘烤工艺（T）和四步式烘烤工艺（CK）。CK处理[12]：黄片前期，50～66 h，干球39～40 ℃，湿球38～39 ℃，烟叶8～9成黄，进行高温保湿变黄；黄片后期，干球40 ℃，湿球34～37 ℃，叶片发软充分塌架；黄筋前期，55 h，干球43 ℃，湿球34～37 ℃，失水达到主脉发软；黄筋后期，干球45 ℃，湿球34～37 ℃，黄片黄筋；干片期16 h，干球54～55 ℃，湿球38～39 ℃，叶片全干；干筋期，24 h，干球65 ℃，湿球40～41 ℃，主筋全干。T处理：装烤结束后，风机高速运行15～30 min后调整为低速；点火后，升温速度控制在1 ℃·h-1，烧小火将干球温度和湿球温度同步升至36 ℃，稳温同步预热4 h左右至全烤烟叶膨胀发汗，循环方式以内循环为主；同步预热后开始转火，以1 ℃·h-1的速度升温，干球温度升至38～39 ℃，湿球温度升至37～38 ℃，稳温保湿变黄至7～8成，叶片变软，循环风机低速运转间歇性排湿；稳温降湿，干球温度升至41～42 ℃，湿球温度以0.5～1 ℃·h-1的速度降温至35～36 ℃，稳温变黄至9成、叶片调萎、叶脉发软，循环风机高速运转；后期按CK的四步式烘烤工艺进行烘烤，具体烘烤工艺曲线见图1。

1.3 测定项目及方法

（1）烤后烟叶经济效果评价。烟叶按正组、杂色、微带青分成3组，数计正组、杂色和微带青烟叶数量，计算它们所占比例[13]。随后，将不同等级烟叶称质量，计算上等烟率，按收购价计算烟叶均价。

（2）烟叶外观质量评价：对烟叶样品的叶片、颜色、成熟度、油分、色度、叶片结构、身份等进行定性和定量鉴评，分别赋予评价指标的2.0、3.0、1.2、1.0、1.6、1.2的权重，加权计算外观质量指数（AQI）[14]。

（3）烟叶物理性状检测：平衡水分后，各处理选取20片烟叶，测定烟叶长度、宽度、单叶质量、叶面积质量、含梗率、平衡含水率、叶片厚度等指标[15]。

（4）烟叶化学成分检测：以C3F等级烟叶作为代表性样品，烟叶中总氮、氯、淀粉、总糖、还原糖、烟碱含量采用SKALAR间隔流动分析仪测定；烟叶钾含量采用火焰光度法测定；绿原酸使用高效液相色谱法测定。计算协调性指标糖碱比（还原糖/烟碱）和两糖比（还原糖/总糖）。

（5）烟叶感官质量评价：以C3F等级烟叶作为代表性样品，参照YC/T 138—1998《烟草及烟草制品》[16]的方法赋分鉴评，计算感官质量评吸总分（SQI）。

（6）烘烤能耗统计：统计项目包括电耗成本、生物质燃料成本。

1.4 数据处理方法

本研究采用SPSS17.0进行统计分析，采用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同烘烤工艺对青杂烟叶比例的影响

不同烘烤工艺的烤后烟叶正组烟叶和青杂烟叶比例见图2。与CK处理相比，T处理的正组烟叶比例提高3.61%，杂色烟叶比例降低1.38%，微带青烟叶比例降低3.04%。这表明稳温降湿烘烤工艺可提高正组烟叶的比例，降低杂色烟叶和微带青烟叶比例。

2.2 不同烘烤工艺对上等烟比例和均价的影响

不同烘烤工艺的烤后烟叶上等烟率和均价见图3。从烟叶上等烟比例上看，T处理和CK处理分别为60.80%、54.3%，T处理较CK处理高6.50%。从烟叶均价看，T处理和CK处理分别为38.11、37.39 元·kg-1，T处理较CK处理高1.93%，差异不显著。这表明稳温降湿烘烤工艺可提高上等烟比例。

2.3 不同烘烤工艺对烟叶外观质量的影响

不同烘烤工艺的烤烟外观质量指标评价结果见表1。定性评价结果显示，烟叶颜色为橘黄，成熟度为成熟，叶片结构疏松，身份中等，油分有，色度强。定量评价结果显示，T处理的颜色、成熟度、叶片结构、油分、色度等指标的分值均高于CK处理，T处理的色度分值较CK处理提高15.38%。外观质量指数方面，T处理较CK处理提高8.02%。这表明稳温降湿烘烤工艺可提高烟叶的色度和外观质量。

2.4 不同烘烤工艺对烟叶物理性状的影响

不同烘烤工艺的烟叶物理性状检测指标平均值见表2。T处理的叶长、叶宽、含梗率、叶片厚度小于CK，T处理的叶质质量和平衡含水率大于CK，但差异不显著；T处理的单叶质量较CK处理提高17.91%。这表明稳温降湿烘烤工艺可提高单叶质量。

2.5 不同烘烤工艺对烟叶化学成分的影响

不同烘烤工艺的烟叶化学成分见表3。从糖含量看，T处理的总糖和还原糖含量显著高于CK处理，分别为13.88%、5.64%。从含氮化合物看，T处理的烟碱和总氮含量小于CK处理，差异不显著。从无机元素看，T处理的钾和氯含量小于CK处理，差异不显著。T处理的两糖比低于CK处理，T处理的糖碱比高于CK处理，但差异不显著。T处理的淀粉含量低于CK处理，但2种烘烤工艺的淀粉含量均在适宜范围内。T处理的绿原酸含量较CK处理高27.27%。这表明稳温降湿烘烤工艺可提高烟叶糖含量和绿原酸含量。

2.6 不同烘烤工艺对烟叶评吸质量的影响

经专家评吸，T处理的烟叶感官评吸为质感尚好，满足感中偏强，有甜香，烟气柔细，甜感中等；CK处理的烟叶感官评吸为质感尚好，较透发、清晰，略带甜香，烟气柔绵，甜感中等。从评吸总分看，T处理的评吸总分较CK处理高2.24%。这表明稳温降湿烘烤工艺的烟叶评吸质量整体质量稍好，烟香厚实，满足感尚好，有甜香显露，烟气较为绵团，有甜感。

2.7 不同烘烤工艺对烘烤能耗的影响

由图4可知，T处理和CK处理的电费分别为1 425.42、1 546.40 KWh·房-1，能耗总成本分别为826.74、896.91 元·房-1。与CK处理相比，T处理的能耗总成本低8.49%。这表明稳温降湿烘烤工艺可降低烘烤燃料成本。

3 讨论与结论

3.1 讨论

烟区的生态环境和采收成熟度不同，鲜烟叶素质存在差异，在烟叶烘烤过程中对温湿度反应也有差异，烟叶烘烤工艺必然有差异。针对鲜烟叶含水量高的素质特征，其烘烤工艺研究较多。江祥伟等[17]研究认为，低温低湿烘烤工艺能够提高烟叶的致香物质含量。马浩等[18]研究认为，重庆万州烟区云烟87品种中部叶采用中湿烘烤工艺，烟叶的化学成分更加协调。李昱霖等[19]研究认为，低湿变黄烘烤工艺可以提高江西吉安烟区云烟87品种中部叶的可用性。王爱华等[20]认为，适当提高主变黄温度，增大干湿球温度差，加大排湿，烤后烟叶品质较好。谭方利等[21]研究表明，适当提高主变黄温湿度可以有效减少湖南桂阳烟区云烟87品种上部叶的烘烤时间和烘烤能耗。李思军等[5]认为，四步式烘烤工艺可以提高湖南桂阳烟区云烟87品种中部叶的品质，降低烘烤成本。针对烟稻复种区烟叶含水量高、叶片厚、烟叶变黄不充分、水分蒸发困难、容易烤青和挂灰等问题，本研究采用稳温降湿烘烤工艺。该技术改善了烟叶的物理性状，提高了烟叶化学成分的协调性、烟叶外观质量和评吸质量，减少了青杂烟叶的比例和烘烤成本，这与李思军等[5，22]研究基本一致。

为适应烟稻复种区中部烟叶的烘烤特性，本研究采用稳温降湿烘烤工艺，其在原四步式烘烤工艺基础上进行优化和改进[5，12，22]。优化部分包括3个方面：一是干湿球温度在36 ℃条件下稳温、同步，预热4 h，整个烤房烟叶膨胀发汗后，采用低速风机内循环，提高整个烤房的烟叶温度，促进烟叶受热均匀；二是采用相对较高的温度（干球温度38～39 ℃）和较小的干湿差（湿球温度37～38 ℃），提高烟叶温度，循环风机低速运转并间歇性排湿，加速烟叶色素的降解和大分子物质的转化；三是升温过程中，降低湿球温度（干球温度40～42 ℃、湿球温度35～36 ℃），循环风机高速运转，促进烟叶排水和发软塌架。稳温降湿烘烤工艺加速了色素和大分子物质的降解，解决了水分蒸发困难的问题，减少了含青和杂色烟叶的比例，降低了烘烤成本，具有较好的经济效应和品质效应。

3.2 结论

针对湖南稻茬烤烟云烟87品种中部烟叶易烤青和挂灰的特点，本研究采用稳温降湿烤工艺，其具有控青控杂、提质降能耗的效果。在烘烤过程中，烤房的温湿度变化和烟叶的物质变化情况还有待进一步研究。

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