低溫低濕烘烤工藝條件下不同烤煙品種煙葉質(zhì)量特征差異

符昌武，覃瀟，王祖福，湯曉明，姚旺，成志軍，祝利，姚少云，李迪秦

(1 湖南省煙草公司張家界市公司，湖南 張家界 427000； 2 湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410014；3 湖南省煙草公司常德市公司，湖南 常德 415000； 4 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

成熟鮮煙葉內(nèi)含物同時(shí)受遺傳基因、種植區(qū)域生態(tài)環(huán)境條件、栽培管理技術(shù)措施等影響，烤后煙葉質(zhì)量與采收成熟度、烤房設(shè)備、烘烤工藝等密切相關(guān)[1-3]。烘烤時(shí)采用的烘烤工藝也因鮮煙質(zhì)量不同而不盡一致[4-7]。目前，我省主要采用中溫中濕三段烘烤工藝進(jìn)行煙葉烘烤，該工藝的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)為：中溫中濕變黃，慢速升溫定色；延時(shí)干葉增香，弱風(fēng)干筋保香；變黃期≥90%煙葉變黃。

相關(guān)研究表明，對(duì)于初熟、適熟、過(guò)熟的下部煙葉和適熟、過(guò)熟的中部煙葉，采用低溫低濕烘烤工藝有利于提高煙葉烘烤質(zhì)量；而對(duì)于初熟中部煙葉及適熟上部煙葉，采用中溫中濕烘烤工藝較好[8-10]。與常規(guī)烘烤和三段式六步法烘烤相比，采用中溫中濕烘烤工藝烘烤的K326，不同部位的烤后煙葉質(zhì)量均最差，均價(jià)最低[9，11]。而對(duì)于紅花大金元，中溫中濕烘烤工藝較低溫低濕烘烤工藝更有利于提高煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性、煙葉外觀和感官質(zhì)量[10]。對(duì)于K326中部和上部煙葉，相較于低溫中濕和低溫高濕烘烤工藝，低溫低濕烘烤工藝更加容易使煙葉變黃[11]。

為了提高煙葉香氣量、改善香氣質(zhì)，提升煙葉品質(zhì)，前人開展了烤房建設(shè)、烘烤工藝技術(shù)等研究，但由于不同品種、不同部位的鮮煙成熟度和內(nèi)含物等存在差異，采用的烘烤工藝也應(yīng)不同。為此，本研究基于前人的煙葉調(diào)制經(jīng)驗(yàn)，采用低溫低濕烘烤工藝進(jìn)行烘烤，對(duì)烤后煙葉主要化學(xué)成分、感官和外觀質(zhì)量、物理特性等品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，以評(píng)估同一生態(tài)環(huán)境條件下不同烤煙品種對(duì)烘烤工藝技術(shù)的響應(yīng)程度，旨在為特定生態(tài)環(huán)境條件下不同烤煙品種提供較為適宜的烘烤工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煙葉質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)在桑植縣龍?zhí)镀簾煵菡具M(jìn)行，供試烤煙品種為湘煙7號(hào)、云煙87和K326，每品種連片種植面積約3.33 hm2。播種期為2021年2月12日，移栽期為2021年5月7日(湘煙7號(hào))和5月10日(K326和云煙87)，移栽的行株距為1.2 m×0.5 m。

施肥技術(shù)方案：基肥施有機(jī)肥1 800 kg/hm2、菜籽餅肥450 kg/hm2和煙草專用基肥825 kg/hm2；追肥施提苗肥45 kg/hm2、硝酸鉀210 kg/hm2、硫酸鉀270 kg/hm2。

以生物質(zhì)顆粒燃料，采用氣流上升式密集烤房和低溫低濕烘烤工藝進(jìn)行烘烤。該烘烤工藝主要核心技術(shù)要點(diǎn)為：下部、中部、上部煙葉烘烤的起點(diǎn)干球溫度分別為34、35、36 ℃，濕球溫度分別為32、33、34 ℃；點(diǎn)火后到變黃期的溫濕度較現(xiàn)有中溫中濕烘烤工藝低2～4 ℃。其變黃期的升溫速率、穩(wěn)溫時(shí)間以及其余階段的設(shè)置均與現(xiàn)有中溫中濕烘烤一致?？痉吭O(shè)備設(shè)施由湖南鑫迪新能源科技有限公司生產(chǎn)并提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)烤煙品種處理：湘煙7號(hào)(T1)、K326(T2)、云煙87(T3)。按照同一成熟度標(biāo)準(zhǔn)(下部、中部和上部煙葉的SPAD值分別為25.8～27.1、23.5～25.4和23.5～25.1)采收，每品種各裝30桿煙(20片/桿左右)，在烤房的上、中、下三層相同位置各掛10桿。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

烤后每個(gè)品種分別取X2F、C3F和B2F煙葉各0.5 kg，參照GB/T451.3-2002、YC/T31-1996和YC/T152-2001，測(cè)定其厚度、平衡水含量、填充值、拉力、葉面密度等物理指標(biāo)；參照蔡憲杰等[12]的方法對(duì)6個(gè)外觀質(zhì)量指標(biāo)顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度進(jìn)行評(píng)分(表1)，再分別賦權(quán)重30%、25%、15%、12%、10%、8%，根據(jù)權(quán)重計(jì)算總分值；參照李偉等[13]的方法，對(duì)感官質(zhì)量指標(biāo)香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、燃燒性、灰分、余味、濃度、勁頭進(jìn)行評(píng)分，并分別賦權(quán)重25%、15%、12%、13%、3%、3%、10%、10%、10%，根據(jù)評(píng)分和權(quán)重計(jì)算權(quán)重總分值。然后將每個(gè)處理的煙葉去梗、研磨并等分為3份，采用San++(荷蘭Skalar公司)連續(xù)流動(dòng)分析儀和火焰光度計(jì)法測(cè)定總糖與還原糖、煙堿、總氮、氯、鉀含量，并計(jì)算糖堿比、鉀氯比和氮堿比，再采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的數(shù)據(jù)模型評(píng)價(jià)其可用性指數(shù)(CCUI)。參照周冀衡等[14]的方法，采用GC-MS/SIM色譜分析法測(cè)定主要致香物質(zhì)含量，再NIST庫(kù)檢索定性。對(duì)煙葉的化學(xué)成分指標(biāo)工業(yè)可用性指數(shù)、外觀質(zhì)量與感官質(zhì)量及物理特性指標(biāo)依次分別賦值20%、10%、60%、10%，計(jì)算權(quán)重總分值[1]。以這4個(gè)指標(biāo)的權(quán)重總分值作為評(píng)價(jià)煙葉綜合質(zhì)量?jī)?yōu)劣的指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

采用SPSS14.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉主要物理特性指標(biāo)

從表2可知，不同品種X2F、C3F和B2F煙葉主要物理特性指標(biāo)(厚度、葉面密度、拉力、填充值、含梗率、平衡水率)的權(quán)重總分值表現(xiàn)不同。X2F等級(jí)煙葉表現(xiàn)為K326>云煙87>湘煙7號(hào)，K326顯著高于其余品種(P<0.05)，其余品種間無(wú)顯著性差異；C3F等級(jí)煙葉表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，云煙87顯著低于K326(P<0.05)；B2F等級(jí)煙葉表現(xiàn)為湘煙7號(hào)>K326>云煙87，處理間無(wú)顯著性差異。

表2 不同品種煙葉物理特性、外觀與感官質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重總分值及主要化學(xué)成分工業(yè)可用性指數(shù)

2.2 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉主要化學(xué)成分指標(biāo)CCUI

對(duì)X2F、C3F和B2F煙葉主要化學(xué)成分(淀粉、總糖、還原糖、煙堿、氮、鉀、氯)進(jìn)行檢測(cè)和分析，計(jì)算還原糖與煙堿、鉀與氯、氮與煙堿含量的比值，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)數(shù)據(jù)模型評(píng)價(jià)其可用性指數(shù)(CCUI)，結(jié)果見表2。X2F煙葉的CCUI表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，C3F煙葉為K326>湘煙7號(hào)>云煙87；B2F煙葉為K326>云煙87>湘煙7號(hào)，但品種間均無(wú)顯著性差異。

2.3 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉外觀質(zhì)量指標(biāo)

對(duì)X2F、C3F和B2F煙葉外觀質(zhì)量指標(biāo)(顏色、成熟度、結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并計(jì)算其權(quán)重總分值(表2)。X2F煙葉表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，C3F煙葉表現(xiàn)為K326>云煙87>湘煙7號(hào)，B2F等級(jí)煙葉表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，品種間均無(wú)顯著性差異。

2.4 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉感官質(zhì)量指標(biāo)

對(duì)X2F、C3F和B2F煙葉感官質(zhì)量指標(biāo)香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、燃燒性、灰分、余味、濃度、勁頭進(jìn)行評(píng)價(jià)，并計(jì)算其權(quán)重總分值(表2)。X2F煙葉表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，C3F煙葉表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，B2F煙葉表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，品種間均無(wú)顯著性差異。

2.5 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉主要致香物質(zhì)含量

從表3可知，不同品種煙葉主要致香物質(zhì)含量不同。X2F煙葉中，茄酮含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，吲哚含量表現(xiàn)為K326=湘煙7號(hào)>云煙87，新植二酸含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，中性致香物質(zhì)總含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87。C3F煙葉中，茄酮含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，吲哚含量表現(xiàn)為K326=湘煙7號(hào)>云煙87，新植二酸含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，中性致香物質(zhì)總含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87。B2F煙葉中，茄酮含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，吲哚含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)=云煙87，新植二酸含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87，類胡蘿卜素降解產(chǎn)物總含量表現(xiàn)為K326=湘煙7號(hào)>云煙87，中性致香物質(zhì)總含量表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87。

2.6 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉主要質(zhì)量指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

表4為不同品種煙葉的物理特性指標(biāo)、外觀質(zhì)量指標(biāo)、感官質(zhì)量指標(biāo)、CCUI的綜合評(píng)價(jià)權(quán)重總分值，X2F、C3F和B2F煙葉均表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87。

表4 不同品種X2F、C3F和B2F煙葉主要質(zhì)量指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)權(quán)重總分值

3 討論

研究[12，15-16]表明，不同品種烤煙的生物特性和生理特性均差異明顯。K326系McNair30×NC95雜交選育而成；云煙87系以云煙2號(hào)為母本，K326為父本雜交選育而成，湘煙7號(hào)系從組合(YZ206-MO-10×K326)×K326中選育而成。從親緣關(guān)系上看，湘煙7號(hào)和云煙87均有來(lái)自K326的基因，但三者間依舊存在遺傳基因上的差異，因此對(duì)同一生態(tài)環(huán)境條件的適應(yīng)性不同，導(dǎo)致其生長(zhǎng)發(fā)育特性、煙葉成熟和烘烤特性以及烤后煙葉質(zhì)量均不同[16-18]。同時(shí)，由于不同基因型烤煙在移栽期、施肥量及氮磷鉀比例等栽培技術(shù)上有各自的特點(diǎn)，采取相同的栽培技術(shù)和管理措施，也可能影響其生長(zhǎng)發(fā)育及田間質(zhì)量[19]，而田間質(zhì)量的差異，進(jìn)一步影響煙葉的烘烤質(zhì)量[18-20]。

本研究結(jié)果表明，裝煙后將風(fēng)機(jī)開到最大檔吹3～5 h后點(diǎn)火(下部和中部煙葉)，點(diǎn)火后采用低溫低濕烘烤工藝，使得下部煙葉變黃8成、中部煙葉變黃9成、上部煙葉變黃9～10成，通過(guò)慢變黃、慢排濕，使煙葉中的淀粉等碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)在酶作用下得以充分降解與轉(zhuǎn)化，提高煙葉的外觀與感官質(zhì)量，改善煙葉物理性狀與主要化學(xué)成分指標(biāo)的協(xié)調(diào)性，增加致香物質(zhì)含量，最終提升煙葉品質(zhì)。K326不同部位烤后煙葉的物理特性指標(biāo)、CCUI、外觀和感官質(zhì)量綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)權(quán)重總分值均最高，可能是因?yàn)樵谙嗤鷳B(tài)環(huán)境條件及栽培技術(shù)措施下，K326生態(tài)適應(yīng)性最好，其生長(zhǎng)發(fā)育較好，煙葉物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)化優(yōu)于其余品種，深層次的原因還需進(jìn)一步探討。

4 結(jié)論

在湖南張家界植煙區(qū)域，相同成熟度標(biāo)準(zhǔn)采收和低溫低濕烘烤工藝下，烤后煙葉物理特性指標(biāo)、CCUI、外觀和感官質(zhì)量等綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)權(quán)重總分值均表現(xiàn)為K326>湘煙7號(hào)>云煙87。本研究結(jié)果可為K326、云煙87及湘煙7號(hào)品種在本煙區(qū)的種植及采收與烘烤提供參考。