烘烤工藝對(duì)豫中濃香型烤煙上六片煙葉品質(zhì)的影響

孟智勇，李建華，馬浩波，宗勝杰，劉 芳，孫曉偉，高相彬，陳 初，張東峰，林 昆

（1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，河南許昌 461000；2. 河南省煙草公司許昌市公司，河南許昌 461000；3. 紅云紅河煙草（ 集團(tuán)）有限責(zé)任公司，云南昆明 650202）

上部煙葉占煙草整株產(chǎn)量的30%～40%，是煙農(nóng)提質(zhì)增收的關(guān)鍵，優(yōu)質(zhì)上部煙是卷煙上水平的重要保障[1]，在現(xiàn)代混合型卷煙和低焦油烤煙型卷煙葉組配方中起著主導(dǎo)作用，對(duì)卷煙香味及風(fēng)格具有較大影響[2?3]。隨著“降焦減害”的深入推進(jìn)，中下部葉經(jīng)降焦處理后香味不足、可用性降低的問(wèn)題愈加突出，加之中細(xì)支、低焦油卷煙的快速發(fā)展，急需用成熟度好的上部葉來(lái)彌補(bǔ)香氣質(zhì)和香氣量的不足。但在生產(chǎn)過(guò)程中，由于上部葉較厚、組織結(jié)構(gòu)致密、保水力較強(qiáng)，烤后易出現(xiàn)青筋、浮青、掛灰等雜色現(xiàn)象[4?5]，嚴(yán)重影響煙葉的質(zhì)量和工業(yè)可用性。

河南濃香型特色煙葉是中式卷煙的核心原料，尤以豫中地區(qū)煙葉最為典型[6?7]。豫中煙區(qū)全生育期溫度較高，熱量豐富，該區(qū)所產(chǎn)煙葉尤其是上部高成熟度的上六片煙葉，具有香氣濃郁芬芳、吃味醇厚豐富、焦油量較低、安全性高的特點(diǎn)，近年來(lái)受到河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司等國(guó)內(nèi)重要工業(yè)企業(yè)的青睞，在高端卷煙品牌建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[8]。上六片煙葉是在特定的光、溫、水、土條件下發(fā)育而成的一種高成熟度的煙葉，是在傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上為進(jìn)一步提高上部煙葉的可用性所采取特定的生產(chǎn)措施培育而成的煙葉[9]，其烘烤特性與常規(guī)技術(shù)生產(chǎn)的上部煙葉存在明顯差異，需要針對(duì)性的配套烘烤技術(shù)工藝才能彰顯其品質(zhì)優(yōu)勢(shì)。

目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)烤煙上六片葉的研究取得一定進(jìn)展，高真真等[8,10?11]研究了成熟期積溫、移栽期和采收期對(duì)烤煙上六片葉產(chǎn)質(zhì)量的影響；劉扣珠等[9,12]研究了施氮量、種植密度和留葉數(shù)等栽培措施對(duì)烤煙上六片葉產(chǎn)值和感官品質(zhì)的影響，并探究了不同葉片長(zhǎng)度煙葉主要化學(xué)成分及感官質(zhì)量與葉長(zhǎng)的關(guān)系；楊明坤等[13]研究了豫中上六片烤煙不同采收期對(duì)烤后煙葉品質(zhì)的影響；陳振國(guó)等[14]、朱峰等[15]研究了不同采收方式對(duì)烤煙上六片煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響；張世強(qiáng)等[16]研究了不同采收方式對(duì)上六片煙葉化學(xué)成分和致香物質(zhì)含量的影響。然而，有關(guān)烘烤工藝對(duì)豫中烤煙上六片葉烤后品質(zhì)的影響研究鮮見(jiàn)報(bào)道。煙葉的烘烤質(zhì)量受多方面因素影響，其中烘烤工藝匹配與否直接關(guān)系著烤煙的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)[17]。烘烤過(guò)程中變黃階段形成煙葉香氣原始物質(zhì)，小分子和大分子香氣物質(zhì)均大量增加，提高煙葉變黃程度更有利于香氣原始物質(zhì)的積累[18?19]；定色階段是決定煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵時(shí)期，期間發(fā)生復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，是香氣前體物質(zhì)發(fā)生聚集、形成大量香氣物質(zhì)的重要時(shí)期[20]?；诖耍诤婵镜淖凕S階段和定色階段設(shè)置不同穩(wěn)溫時(shí)間，研究不同烘烤工藝對(duì)豫中濃香型烤煙上六片葉外觀質(zhì)量、主要化學(xué)成分、感官質(zhì)量及中性致香物質(zhì)含量的影響，旨在尋找最優(yōu)的烘烤工藝，為提高上六片煙葉質(zhì)量及工業(yè)可用性提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)基本情況

烘烤試驗(yàn)于2019 年在許昌市禹州市小呂鄉(xiāng)羅莊村開展，供試材料為中煙100 標(biāo)準(zhǔn)成熟的上六片煙葉，試驗(yàn)烘烤設(shè)備為國(guó)標(biāo)密集烤房，裝煙容量為480 竿，每竿10 kg。上六片煙葉成熟采收標(biāo)準(zhǔn)：葉片呈黃白色，主脈全白發(fā)亮和側(cè)脈的大部分（2/3 以上）發(fā)白，成熟斑明顯，絨毛脫落。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)烘烤過(guò)程中煙葉內(nèi)部大分子物質(zhì)分解、致香物質(zhì)合成規(guī)律，以產(chǎn)區(qū)常規(guī)烘烤工藝為對(duì)照，在三段式烘烤工藝變黃階段和定色階段設(shè)置不同穩(wěn)溫時(shí)間，進(jìn)行密集烘烤試驗(yàn)，具體如下：

CK：常規(guī)烘烤（變黃階段38 ℃穩(wěn)溫30 h，定色階段54 ℃穩(wěn)溫12 h）；T1：常規(guī)烘烤基礎(chǔ)上，54 ℃延長(zhǎng)12 h；T2:常規(guī)烘烤基礎(chǔ)上，38 ℃延長(zhǎng)12 h；T3：常規(guī)烘烤基礎(chǔ)上，38 ℃、54 ℃均延長(zhǎng)12 h。各處理中除試驗(yàn)設(shè)計(jì)的穩(wěn)溫時(shí)間不同外，其他工藝參數(shù)均相同，且嚴(yán)格按三段式烘烤工藝進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 煙葉外觀質(zhì)量 各初烤煙葉樣品出炕后進(jìn)行回潮、平衡水分，由分級(jí)技師組成外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)小組依GB 2635－1992《烤煙》進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括油分、顏色、身份、結(jié)構(gòu)、色度、含青度、掛灰和雜色等外觀質(zhì)量，并分別聞其嗅香。

1.3.2 主要化學(xué)成分 選取烤后上六片煙葉樣品3 kg，送河南農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行煙葉主要化學(xué)成分分析。

1.3.3 感官質(zhì)量 將各處理烘烤后的煙葉經(jīng)恒溫恒濕回潮、切絲、卷制，制成(900±15)mg/支、長(zhǎng)度為85 mm/支的單料煙支。由河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司和河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所評(píng)吸專家參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 138－1998《煙草及煙草制品》對(duì)香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性和灰色9 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，然后取其平均值。采用專家咨詢法并借鑒相關(guān)研究方法[21]，對(duì)以上9 個(gè)指標(biāo)分別賦以25%、15%、12%、10%、10%、13%、10%、2.5%和2.5%的權(quán)重，計(jì)算各處理的評(píng)吸分值。

1.3.4 中性揮發(fā)性香氣成分 采用同時(shí)蒸餾萃取裝置，以二氯甲烷為萃取溶劑。稱取煙樣2 g 于1 000 mL 圓底燒瓶中，加入9 g 氯化鈉，用電熱套加熱，在另一100 mL 燒瓶中加入45 mL 二氯甲烷，60 ℃水浴加熱，同時(shí)蒸餾萃取2 h。在二氯甲烷萃取物中加入10 g 無(wú)水硫酸鈉干燥，50 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1 mL。將萃取液濃縮加入內(nèi)標(biāo)乙酸苯乙酯，進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）分析。

GC 條件：DB-5 彈性石英毛細(xì)管柱，60 m×0.25 mm×0.25 μm；進(jìn)樣口溫度為280 ℃；分流比為20∶1，進(jìn)樣量為1 μL；載氣為氦氣，流速1 mL/min；程序升溫：初始溫度60 ℃(保留0.5 min)，以5 ℃/min升溫至300 ℃（保留15 min）。MS 條件：傳輸線溫度為280 ℃；離子源溫度為230 ℃；電離方式為EI；電離電壓為70 eV；質(zhì)量數(shù)為30～350 aum；溶劑延遲6 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Microsoft Office Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烘烤工藝對(duì)煙葉外觀質(zhì)量的影響

由表1 可知，不同烘烤工藝處理烤后煙葉外觀質(zhì)量表現(xiàn)均較好，成熟度均為成熟，油分為多－—多，結(jié)構(gòu)為尚疏松—疏松，色度為強(qiáng)—濃，嗅香均為明顯。與CK 相比，3 個(gè)烘烤工藝處理烤后煙葉油分、結(jié)構(gòu)、色度、含青度4 個(gè)指標(biāo)均優(yōu)于CK，各處理間外觀質(zhì)量差異不明顯。由此可以看出，變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h、定色階段54 ℃延長(zhǎng)12 h以及二者均延長(zhǎng)12 h，均可有效改善上部煙葉的油分、結(jié)構(gòu)、色度、含青度等質(zhì)量指標(biāo)。

表1 不同處理對(duì)煙葉外觀質(zhì)量的影響Tab.1 Effects of different treatments on appearance quality of tobacco leaves

2.2 不同烘烤工藝對(duì)煙葉主要化學(xué)成分的影響

由表2 可知，從主要化學(xué)成分含量來(lái)看，與CK相比，其他3個(gè)烘烤工藝處理烤后煙葉的總糖、還原糖、淀粉及氯含量均降低，總氮、煙堿和鉀含量均增加。4個(gè)處理烤后煙葉總糖、還原糖、淀粉含量均以CK 最高；淀粉含量為2.59%～3.93%，符合優(yōu)質(zhì)煙淀粉含量的要求（2%～4%[22]）；煙堿含量（3.49%～3.71%）偏高。從化學(xué)成分協(xié)調(diào)性來(lái)看，3 個(gè)烘烤工藝處理兩糖比和鉀氯比均高于CK，其中兩糖比均較高（0.92 以上）。以上結(jié)果表明，變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h、定色階段54 ℃延長(zhǎng)12 h 以及二者均延長(zhǎng)12 h，均可有效促進(jìn)淀粉降解，提高兩糖比和鉀氯比，使主要化學(xué)成分更具協(xié)調(diào)性。

表2 不同處理對(duì)煙葉主要化學(xué)成分的影響Tab.2 Effects of different treatments on main chemical components of tobacco leaves

2.3 不同烘烤工藝對(duì)煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

由表3 可看出，4 個(gè)處理烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量綜合得分為T2>CK>T1>T3。其中，以T2 處理整體表現(xiàn)最好、評(píng)分最高，烤后煙葉在香氣質(zhì)、香氣量、煙氣濃度、雜氣等指標(biāo)表現(xiàn)最好，最終使得綜合得分最高（6.64 分），工業(yè)評(píng)價(jià)認(rèn)為其香氣質(zhì)較好、香氣量足、煙氣濃度較濃、甜度明顯、香氣透發(fā)；CK烤后煙葉在雜氣、刺激性、燃燒性、灰色等指標(biāo)表現(xiàn)較好，綜合得分為次高（6.59 分），工業(yè)評(píng)價(jià)認(rèn)為香氣質(zhì)較好、量稍欠、甜度好、勁頭不足；T3 處理得分最低、整體表現(xiàn)最差?？梢?jiàn)，變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h，能明顯改善上部煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量，使烤后煙葉的香氣質(zhì)、香氣量、煙氣濃度等指標(biāo)表現(xiàn)較好；定色階段54 ℃延長(zhǎng)12 h，烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量略低于CK，僅在煙氣濃度、勁頭兩指標(biāo)上較CK 有所改善，而香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、燃燒性、灰色等指標(biāo)均較CK有所降低；變黃階段38 ℃、定色階段54 ℃均延長(zhǎng)12 h，烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量下降明顯，香氣質(zhì)、香氣量、濃度、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色等指標(biāo)均表現(xiàn)較差。

表3 不同處理對(duì)煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響分Tab.3 Effects of different treatments on smoking quality of tobacco leavesScore

2.4 不同烘烤工藝對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響

由表4 可知，烤后上部葉共計(jì)檢測(cè)出61 種中性致香物質(zhì)。4個(gè)處理烤后煙葉中性致香物質(zhì)總量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，其中T2 處理分別較T3、CK、T1處理提高33.47%、54.37%、59.39%。質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物含量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，T2 處理分別較T3、CK、T1 處理提高63.04%、91.05%、91.81%，其中T2處理質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物中以香葉基丙酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、3-羥基-β-大馬酮、芳樟醇、紫羅蘭酮、金合歡基丙酮、2-己烯醛、2-環(huán)己烯-1-醇、6-甲基-2-庚酮、（E,E)-2，4-庚二烯醛等10 種成分含量較高。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物中以5-甲基-2（5H)-呋喃酮含量最多，2-乙酰呋喃、1H-吡咯-2-甲醛、3-甲基-2（5H)-呋喃酮含量較多。4 個(gè)處理烤后煙葉棕色化產(chǎn)物含量表現(xiàn)為T1>T3>T2>CK，其中T1 處理分別較T3、T2、CK 3 個(gè)處理提高51.90%、66.68%、81.88%。苯丙氨酸類降解產(chǎn)物以苯甲酸苯甲酯含量最高、占比較大，苯乙酮含量較高。4個(gè)處理烤后煙葉苯丙氨酸類降解產(chǎn)物含量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，其中T2 處理分別較T3、CK、T1 處理提高24.92%、95.02%、138.77%。4 個(gè)處理烤后煙葉類西柏烷類產(chǎn)物含量差異大，具體表現(xiàn)為T3>T2>CK>T1，其中T3 處理分別較T2、CK、T1 三個(gè)處理提高107.19%、129.18%、676.18%。其他中性致香物質(zhì)含量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，其中T2 處理分別較T3、CK、T1 處理提高44.91%、50.52%、191.72%。可見(jiàn)，烘烤變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h 可明顯提高質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物、苯丙氨酸類降解產(chǎn)物和其他中性致香物質(zhì)含量以及中性致香物質(zhì)總量。烘烤定色階段54 ℃延長(zhǎng)12 h不利于中性致香物質(zhì)的積累。

表4 不同處理對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響Tab.4 Effects of different treatments on content of neutral aroma components in tobacco leavesμg/g

續(xù)表4 不同處理對(duì)煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響Tab.4（Continued） Effects of different treatments on content of neutral aroma components in tobacco leavesμg/g

3 結(jié)論與討論

研究表明，延長(zhǎng)變黃或定色時(shí)間能明顯提高烤后煙葉外觀質(zhì)量和香氣物質(zhì)含量，改善煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性和評(píng)吸質(zhì)量[23]。劉蘭芬[24]、韋建玉等[25]研究認(rèn)為，變黃階段38 ℃延長(zhǎng)時(shí)間可提高烤后煙葉的品質(zhì)和工業(yè)可用性。本研究結(jié)果表明，與常規(guī)烘烤工藝相比，變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h可有效改善上部煙葉油分、結(jié)構(gòu)、色度等指標(biāo)，降低總糖、還原糖、淀粉和氯含量，增加總氮、煙堿、鉀含量，提高兩糖比、氮堿比和鉀氯比，改善上部煙葉香氣質(zhì)、香氣量、煙氣濃度等指標(biāo)，整體感官評(píng)吸質(zhì)量明顯提升，質(zhì)體色素類降解產(chǎn)物、丙氨酸類降解產(chǎn)物、其他中性致香物質(zhì)含量以及中性致香物質(zhì)總量明顯提高。本研究中，延長(zhǎng)變黃階段（38 ℃）穩(wěn)溫時(shí)間在降低烤后上六片煙葉總糖、還原糖含量，增加總氮、煙堿含量，明顯增加中性致香物質(zhì)含量等方面與張真美等[26]的研究結(jié)果存在相似之處。由此可見(jiàn)，在變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h，在葉片水分充足時(shí)停留時(shí)間較長(zhǎng)有利于上六片煙葉淀粉的降解、增加糖類物質(zhì)的消耗、提高外觀質(zhì)量及評(píng)吸質(zhì)量，明顯增加中性致香物質(zhì)含量。

烘烤過(guò)程中定色后期（54 ℃）適當(dāng)增加烘烤時(shí)間對(duì)提高煙葉質(zhì)量、改善烤后煙葉品質(zhì)有一定的作用[27?28]，但拉長(zhǎng)煙葉定色時(shí)間則會(huì)導(dǎo)致煙葉致香物質(zhì)的降解[29]。本研究中，定色階段54 ℃延長(zhǎng)12 h，在改善上部煙葉外觀質(zhì)量，降低總糖、還原糖、淀粉和氯含量以及改善化學(xué)成分協(xié)調(diào)性等方面與變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h處理結(jié)果一致，感官評(píng)吸質(zhì)量中煙氣濃度、勁頭較CK 得到改善，但整體感官評(píng)吸質(zhì)量和中性致香物質(zhì)總量較CK 略有降低。本研究中，延長(zhǎng)定色后期（54 ℃）穩(wěn)溫時(shí)間在降低烤后上六片煙葉總糖、還原糖含量和整體感官評(píng)吸質(zhì)量方面與楊曉亮等[30]研究結(jié)果相一致，在降低中性致香物質(zhì)含量方面與張真美等[26]研究結(jié)果相似?？梢?jiàn)，定色階段54 ℃延長(zhǎng)12 h 不利于上六片煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的改善和中性致香物質(zhì)的積累。

變黃階段38 ℃、定色階段54 ℃均延長(zhǎng)12 h，在改善上部煙葉外觀質(zhì)量，降低總糖、還原糖、淀粉和氯含量以及改善化學(xué)成分協(xié)調(diào)性等方面與其他2個(gè)處理結(jié)果一致，但整體感官評(píng)吸質(zhì)量較CK 明顯下降，煙葉感官評(píng)吸中香氣質(zhì)、香氣量、濃度、雜氣、刺激性、余味、燃燒性、灰色等指標(biāo)均變差，中性致香物質(zhì)含量較CK 有所增加，但增幅明顯小于變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h 處理?？梢?jiàn)，變黃階段38 ℃、定色階段54 ℃均延長(zhǎng)12 h，主要抑制了某些致香成分的積累[26]。

綜上所述，豫中煙區(qū)烤煙上六片葉在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)烘烤工藝基礎(chǔ)上變黃階段38 ℃延長(zhǎng)12 h 的烘烤工藝條件下表現(xiàn)最好，烤后煙葉外觀質(zhì)量較好、嗅香明顯、化學(xué)成分協(xié)調(diào)，感官評(píng)吸香氣質(zhì)好、香氣量足、煙氣濃度濃、甜度明顯、香氣透發(fā)，焦甜焦香特征風(fēng)格突出，工業(yè)可用性顯著增強(qiáng)。