密集烤房與普通烤房烤后中上部煙葉內(nèi)在品質(zhì)對(duì)比分析

　　[摘要]：為了挖掘不同類型烤房的優(yōu)勢，并為密集烤房和配套烘烤工藝的發(fā)展和優(yōu)化提供依據(jù)，對(duì)比分析了三層密集烤房、四層密集烤房和普通烤房對(duì)烤后煙葉多酚、常規(guī)化學(xué)成分、有機(jī)酸含量和感官評(píng)吸質(zhì)量得分的影響。結(jié)果表明，普通烤房的“后熟"效應(yīng)使得烤后煙葉的多酚類物質(zhì)含量較T1和T2分別顯著提高了13.62%、14.53%和27.73%、22.07%，并且在加速淀粉、蛋白質(zhì)降解的同時(shí)，提高了煙葉的總糖和還原糖含量；有機(jī)酸總量在中部煙葉中表現(xiàn)為T3>T1>T2，在上部煙葉中表現(xiàn)為T2>T1>T3?？梢?，普通烤房烤后中部煙葉、四層密集烤房烤后上部煙葉的各種化學(xué)物質(zhì)含量和及其比例較為協(xié)調(diào)，烤后煙葉的香氣質(zhì)量也表現(xiàn)較好，通過深入研究不同類型烤房的烘烤機(jī)理來指導(dǎo)密集烤房設(shè)備的研發(fā)和烘烤工藝的優(yōu)化有著重大的意義。

　　[關(guān)鍵詞]：三層密集烤房；四層密集烤房；普通烤房；烤煙；多酚；化學(xué)成分；有機(jī)酸；評(píng)吸質(zhì)量

　　進(jìn)口優(yōu)質(zhì)煙葉除了能夠豐富卷煙的香氣類型外，其本身的香氣質(zhì)量表現(xiàn)較好，且沒有明顯的雜氣和刺激性，而且各種化學(xué)物質(zhì)的含量和比例較為適宜，因此在國內(nèi)許多高檔卷煙葉組配方中優(yōu)先使用進(jìn)口煙葉，而非國內(nèi)煙葉?？梢?，優(yōu)質(zhì)煙葉原料的不足已經(jīng)成為限制我國名優(yōu)品牌卷煙發(fā)展的一個(gè)重要影響因素。烘烤調(diào)制是烤煙生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，烘烤結(jié)果的優(yōu)劣直接關(guān)系到煙葉的品質(zhì)和煙農(nóng)的收益[1～2]。而烤房作為烤煙烘烤的專用設(shè)備，其烘烤性能不僅決定烤房的烘烤效果，而且對(duì)煙葉品質(zhì)的形成有著至關(guān)重要的作用，其能夠把烤煙在田間所形成的潛在質(zhì)量風(fēng)格特色固定下來[3～4]。密集烤房已成為中國烤煙烘烤設(shè)備發(fā)展的的大趨勢，卻發(fā)現(xiàn)密集烤房烤后煙葉易出現(xiàn)顏色淺淡、光滑、組織結(jié)構(gòu)緊密等現(xiàn)象[5～6]，而且其烤后煙葉香氣量不足[7]，已經(jīng)對(duì)密集烤房的進(jìn)一步推廣和發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，因此通過探索密集烤房的烘烤原理來完善密集烘烤工藝，提高煙葉的可用性已成為煙葉生產(chǎn)中亟待解決的問題[8]。目前烤煙生產(chǎn)上出現(xiàn)的烤房類型主要有自然通風(fēng)氣流上升式普通烤房、普改密烤房、三層密集烤房、散葉烤房、四層密集烤房等，并且科研工作者已經(jīng)對(duì)這些烤房進(jìn)行了一些對(duì)比研究[1，9～19]，但是人們關(guān)注較多的是烤后煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀、烤房的建造成本、烤房性能以及常規(guī)化成分含量的協(xié)調(diào)性等，而對(duì)與煙葉香氣質(zhì)量密切相關(guān)的有機(jī)酸、多酚類物質(zhì)研究較少。因此，本研究以K326中上部葉為材料，探討了2種密集烤房和1種普通烤房對(duì)烤后煙葉多酚類物質(zhì)含量、常規(guī)化學(xué)成分含量及協(xié)調(diào)性、有機(jī)酸含量和感官評(píng)吸質(zhì)量的影響，旨在挖掘和借鑒不同烤房的優(yōu)勢，并為密集烤房和配套烘烤工藝的發(fā)展和優(yōu)化提供一定依據(jù)。

　　1　材料與方法

　　1.1　試驗(yàn)材料

　　試驗(yàn)于2012年在云南省昆明市石林彝族自治縣云煙印象莊園進(jìn)行。試驗(yàn)田為紅壤土，肥力中等。供試烤煙品種為K326，5月10日移栽。田間管理按優(yōu)質(zhì)烤煙栽培生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，以中部葉、上部葉為試驗(yàn)材料，依據(jù)成熟標(biāo)準(zhǔn)，煙葉成熟時(shí)采收。

　　1.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理：T1——三層密集烤房；T2——四層密集烤房；T3——普通烤房。各類型烤房規(guī)格參數(shù)，T1：氣流下降式，裝煙室規(guī)格8m×2.7m×3.2m，2路3棚，底棚高度110cm，頂棚高度260cm，棚距75cm。T2：氣流下降式，裝煙室規(guī)格8m×2.7m×3.2m，2路4棚，底棚高度110cm，頂棚高度290cm，棚距60cm。T3：氣流自然上升式，裝煙室規(guī)格2.7m×2.7m×5m，2路5棚，底棚高度18cm，頂棚高度480cm，棚距75cm。

　　煙葉成熟時(shí)按照成熟標(biāo)準(zhǔn)采收煙葉后，挑選成熟度、大小基本一致的葉片，按每竿130片、140片綁竿標(biāo)記，三層密集烤房分別掛置在烤房底層、中層、上層距離裝煙室門口各2、4、6　m處，每層6竿；四層密集烤房分別掛置在烤房每一層距離裝煙室門口各2、4、6m處，每層6竿；普通烤房分別掛置在烤房每一層距離烤房火爐墻1.35　m處，每層4竿。各處理煙葉采自同一地塊，并在同一天內(nèi)完成采收、編煙、裝炕與開烤。

　　各處理烘烤工藝均按三段式烘烤工藝進(jìn)行。回潮后按文獻(xiàn)[20]中的方法對(duì)標(biāo)記煙葉進(jìn)行分級(jí)，取C3F、B2F各2.0kg，各處理3次重復(fù)；每份樣品混勻后，將每片煙葉去除葉尖和葉基部各1/3部分后沿主脈一分為二，一半煙葉除去主葉脈，粉碎過篩后測其多酚、常規(guī)化學(xué)成分、有機(jī)酸；另一半煙葉切絲混勻卷煙作為評(píng)吸樣品。

　　1.3　測定項(xiàng)目與方法

　　1.3.1　多酚物質(zhì)　　多酚物質(zhì)的測定采用HPLC，參考YC/T　202-2006　《煙草及煙草制品——多酚類化合物綠原酸、莨菪亭和蕓香苷的測定》進(jìn)行測定。

　　1.3.2　常規(guī)化學(xué)成分　　試樣的制備：烘箱法；煙堿、水溶性糖、還原糖、氯、總氮：連續(xù)流動(dòng)法；鉀：連續(xù)流動(dòng)法；蛋白質(zhì)：連續(xù)流動(dòng)法；淀粉含量采用酸解法測定[21]；石油醚提取物含量的測定采用差量法[21]。

　　1.3.3　有機(jī)酸　　有機(jī)酸的測定采用GC-MS法，Agilent　6890/5973N氣質(zhì)聯(lián)用儀、Agilent　7683　自動(dòng)進(jìn)樣器；N-EVAP　111氮吹儀；AB204-S型電子天平；Ф13mm×0.45μm針筒式微孔濾膜過濾器。所有標(biāo)樣均購自美國Dikma公司，揮發(fā)酸內(nèi)標(biāo)為山梨酸，非揮發(fā)酸內(nèi)標(biāo)為己二酸。煙葉樣品的前處理與定性定量分析參照文獻(xiàn)[22]中的方法進(jìn)行。

　　1.3.4　感官評(píng)吸質(zhì)量　將各處理煙葉切絲后卷制成長70mm、圓周24.5mm的煙支，經(jīng)過挑選、平衡水分后，由紅云紅河煙草有限責(zé)任公司、云南瑞升煙草技術(shù)有限公司組織評(píng)吸專家以標(biāo)準(zhǔn)YC/T138-1998煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)，按單料煙“標(biāo)度值"標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)吸鑒定，并采用“九分制"標(biāo)準(zhǔn)打分，香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、濃度、刺激性、余味、燃燒性、灰色、使用價(jià)值的滿分均為9分，勁頭以文字描述，不計(jì)得分。

　　1.4　數(shù)據(jù)處理　　采用Microsoft　Excel　2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SPSS　17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和方差分析；采用Duncan法和Dunnett`s　T3法進(jìn)行多重比較。

　　2　結(jié)果與分析

　　2.1　不同類型烤房對(duì)烤后煙葉多酚含量的影響

　　煙草中的酚類化合物對(duì)煙草的生理生化活動(dòng)、對(duì)煙葉的色澤、對(duì)煙氣的香吃味和生理強(qiáng)度都起著重要的作用[23]。從表1可以看出，中部煙葉的多酚總含量在T1和T2處理間差異不顯著，但是T3處理的多酚總含量較T1處理顯著提高了13.62%，較T2處理顯著提高了14.53%。綠原酸和莨菪亭含量均表現(xiàn)為普通烤房>四層密集烤房>三層密集烤房，而蕓香苷含量表現(xiàn)為普通烤房>三層密集烤房>四層密集烤房。上部煙葉中多酚總含量表現(xiàn)為T1和T2處理均極顯著低于T3處理；綠原酸和蕓香苷含量在不同處理中的表現(xiàn)規(guī)律與中部煙葉相同，但是三層密集烤房莨菪亭的含量極顯著高于普通烤房和四層密集烤房，而普通烤房和四層密集烤房之間無明顯差異?？梢?，以普通烤房作為烘烤設(shè)備烘烤中上部煙葉能明顯提高烤后煙葉的多酚含量。

　　2.2　不同類型烤房對(duì)烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量的影響

　　從表2可以看出，中部煙葉中T2和T3處理的石油醚提取物、總糖、還原糖和鉀含量均較T1處理增加，而總氮、煙堿、淀粉和氯含量均較T1處理下降，其中T2和T3處理煙葉的煙堿、淀粉和氯含量較T1處理極顯著降低；在協(xié)調(diào)性方面，整體上以T3和T2處理表現(xiàn)較好。上部煙葉中，石油醚提取物含量以T2和T3處理顯著高于T1處理；T3處理總糖含量顯著高于T1處理，還原糖含量極顯著高于T1和T2處理；與T1處理相比，T2處理能夠極顯著和顯著降低煙堿和淀粉含量在上部煙葉各協(xié)調(diào)性指標(biāo)中，T2處理的糖堿比、氮堿比、鉀氯比均表現(xiàn)較好，較為接近優(yōu)質(zhì)煙葉的要求，而兩糖差略偏大。綜上分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以普通烤房和四層密集烤房烘烤中部煙葉，以四層密集烤房烘烤上部煙葉，其烤后煙葉的各種常規(guī)化學(xué)成分含量和協(xié)調(diào)性表現(xiàn)較好。

　　2.3　不同類型烤房對(duì)烤后煙葉有機(jī)酸含量的影響

　　2.3.1　不同類型烤房對(duì)烤后煙葉揮發(fā)性有機(jī)酸含量的影響

　　揮發(fā)性有機(jī)酸由于其揮發(fā)性在卷煙抽吸過程中可以直接進(jìn)入煙氣，對(duì)吃味和香氣有明顯的影響[23]。揮發(fā)性有機(jī)酸總含量在中部煙葉中以T3處理高，其極顯著高于T1和T2處理；在上部煙葉中以T2處理含量高，但是其與其他2個(gè)處理之間無顯著性差異。異戊酸、2-甲基丁酸、酸、苯甲酸的含量在中上部煙葉中含量高，其中異戊酸含量在中部煙葉中表現(xiàn)為T3>T1>T2，且其含量在各處理間呈極顯著差異；上部煙葉中表現(xiàn)為T1極顯著高于T2和T3處理。2-甲基丁酸具有水果香味，中部煙葉中以T3處理的含高，其次為T1和T2處理，3個(gè)處理間呈顯著性差異；上部煙葉中表現(xiàn)為T1>T3>T2。己酸和苯甲酸在中部煙葉中均以T3處理高，在上部煙葉中均以T2處理含量較高。酸作為烤煙中含量較高的芳香酸，對(duì)煙葉香氣質(zhì)量的提高有著重要的作用，在中上部煙葉中均以T2處理極顯著高于其余兩個(gè)處理。綜合來看，普通烤房能夠提高烤后中部煙葉的大部分揮發(fā)性有機(jī)酸含量，對(duì)上部煙葉揮發(fā)性有機(jī)酸含量的提高以四層密集烤房好，其次為三層密集烤房。　　

　　2.3.2　不同類型烤房對(duì)烤后煙葉非揮發(fā)性有機(jī)酸含量的影響

　　非揮發(fā)性有機(jī)酸雖然對(duì)煙草香氣沒有明顯的作用，但是可以調(diào)節(jié)酸堿平衡，使吃味醇和，增加煙氣濃度，間接影響煙葉的香氣[23]。非揮發(fā)性有機(jī)酸總量在中部煙葉中以T3處理極顯著高于T1和T2處理，分別較T1和T2處理分別提高了40.79%、36.60%，且T1和T2處理間差異不顯著；在上部煙葉中T2和T1處理的總量較T3極顯著增加了6.68%、7.52%。在非揮發(fā)性有機(jī)酸中，蘋果酸、草酸、檸檬酸、亞麻酸、棕櫚酸等5種物質(zhì)在中上部煙葉中的含量較高，并依次減少，其中蘋果酸在中部煙葉中表現(xiàn)為T3>T2>T1，上部煙葉中則表現(xiàn)為T1>T2>T3；草酸以中部煙葉中的T1處理和上部煙葉中的T2處理高；檸檬酸和亞麻酸在中部煙葉中以T3處理極顯著高于其他兩個(gè)處理，在上部煙葉中檸檬酸以T2處理極顯著高于其他處理，亞麻酸以T2和T1處理顯著高于T3處理?？梢?，普通烤房對(duì)烤后中部煙葉的大部分非揮發(fā)性有機(jī)酸含量的提高較為顯著，而在上部煙葉中兩種類型密集烤房對(duì)非揮發(fā)性有機(jī)酸含量的提升效應(yīng)差異不大，其均優(yōu)于普通烤房。　　

　　2.4　不同類型烤房對(duì)烤后煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量的影響

　　從表5可以看出，三棚密集烤房烤后中部煙葉的香氣質(zhì)比較突出，四棚密集烤房烤后煙葉的雜氣、刺激性、余味、燃燒性方面表現(xiàn)較好，而普通烤房烤后煙葉的香氣質(zhì)較細(xì)膩、柔和，香氣量較充足，雜氣較輕，煙氣濃度較濃，刺激性較小，余味尚干凈舒適，稍有殘留，勁頭較大，整體使用價(jià)值較好。在上部煙葉中，香氣質(zhì)、香氣量、煙氣濃度、刺激性、灰色和使用價(jià)值均以四層密集烤房和普通烤房表現(xiàn)較好，其中四層密集烤房烤后上部煙葉的香氣質(zhì)細(xì)膩，香氣量較充足，雜氣相對(duì)較少，濃度較濃，刺激性較小，余味較干凈舒適，微有殘留，稍生津，燃燒性較好，勁頭中偏大。　　

　　3　結(jié)論與討論

　　3.1　普通烤房的“后熟"效應(yīng)對(duì)中上部煙葉的多酚類物質(zhì)影響較為明顯。

　　王建安等[12]曾指出普通烤房因?yàn)榕飻?shù)較多，從底棚到上棚，需要一定的時(shí)間，垂直溫差較大，可以在一定程度上彌補(bǔ)田間成熟期間物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，提高其烘烤成熟度。綠原酸、蕓香苷和莨菪亭是煙草中富的多酚類物質(zhì)，等級(jí)較好的煙葉中綠原酸和蕓香苷的含量較高，綠原酸和蕓香苷含量在變黃期和定色期顯著增大，定色后期含量比較穩(wěn)定，甚至表現(xiàn)減少趨勢[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，普通烤房烤后煙葉的多酚類物質(zhì)總量均較2種密集烤房顯著提高，綠原酸和蕓香苷含量在普通烤房烤后煙葉中最，中部葉的莨菪亭含量在中部煙葉中同樣以普通烤房較高，這可能是因?yàn)槎喾宇愇镔|(zhì)含量隨著煙葉烘烤成熟度的增加而增加，而普通烤房的“后熟"現(xiàn)象在一定程度上提高了煙葉的烘烤成熟度。此外，發(fā)現(xiàn)上部煙葉的各種多酚類物質(zhì)的平均含量明顯高于中部葉，這與閆克玉[25]的研究結(jié)論一致。

　　3.2　烤房內(nèi)風(fēng)速在影響溫濕度的基礎(chǔ)上能夠調(diào)控各種酶對(duì)化學(xué)物質(zhì)的作用。

　　研究[24-25]表明，密集烤房的垂直溫差和平面溫差小于普通烤房，葉間隙風(fēng)速大于普通烤房，其烘烤時(shí)間比普通烤房縮短12.09%。可見影響烤后煙葉化學(xué)成分含量的因素除了與烘烤工藝緊密相關(guān)外，其次就是烤房的風(fēng)速條件，普通烤房因?yàn)槠溲b煙量和裝煙密度均小于密集烤房，且采用自然通風(fēng)，導(dǎo)致經(jīng)過煙葉間的空氣流速相對(duì)較慢，另外其變黃和定色時(shí)間相對(duì)較長，能夠保證烤房在相對(duì)較長時(shí)間內(nèi)維持在一個(gè)比較適宜的溫濕度環(huán)境里，有利于淀和蛋白酶保持較長時(shí)間的活性，減少烤后煙葉的淀粉和蛋白質(zhì)殘留量，提高總糖和還原糖含量。四層密集烤房由于采用疊層裝煙技術(shù)，在三層密集烤房的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大了密集烤房的裝煙密度，葉尖隙的風(fēng)速較三層密集烤房要小，其煙葉所處的小環(huán)境類似于普通烤房，同樣有利于淀粉、總氮、煙堿的降解和糖類物質(zhì)的積累。

　　3.3　不同類型烤房對(duì)不同部位煙葉的有機(jī)酸影響較為復(fù)雜。

　　諸多有機(jī)酸及其衍生物是煙草香味的主要成分，直接影響煙葉品質(zhì)及其制品的質(zhì)量，不同的有機(jī)酸對(duì)煙葉的吸食品質(zhì)影響不同，揮發(fā)性酸由于其揮發(fā)性在卷煙的抽吸過程中可以直接進(jìn)入煙氣，與烤煙的香氣有明顯的相關(guān)性，對(duì)卷煙的吃味和香氣有明顯的作用[25～28]。本研究表明，有機(jī)酸總量在中部煙葉中表現(xiàn)為普通烤房>三層密集烤房>四層密集烤房，在上部煙葉中表現(xiàn)為四層密集烤房>三層密集烤房>普通烤房，可見有機(jī)酸含量在不同類型烤房中的分布規(guī)律較為復(fù)雜，可能是在烘烤過程中影響有機(jī)酸含量的因素較多所致。對(duì)此，宋朝鵬等[29]曾在研究烘烤過程中煙葉蘋果酸與相關(guān)代謝酶活性時(shí)發(fā)現(xiàn)，酶活性表達(dá)所引起的有機(jī)酸含量的差異不僅受烘烤溫度的影響，且有機(jī)酸含量的變化不全是酶活性升高的結(jié)果，　還受其他因素影響?？梢?，烤房設(shè)備和類型不同其構(gòu)造結(jié)構(gòu)也將不同，其會(huì)導(dǎo)致烘烤環(huán)境的差異也較大，最終導(dǎo)致有機(jī)酸代謝變得更加復(fù)雜。

　　傳統(tǒng)普通烤房逐步被淘汰已成為現(xiàn)實(shí)，而密集烤房已成為發(fā)展主流，其代表了我國未來烘烤發(fā)展的大趨勢，如何充分發(fā)揮不同類型烤房的優(yōu)勢，尤其是借鑒普通烤房的烘烤機(jī)理來指導(dǎo)密集烤房設(shè)備的研發(fā)和烘烤工藝的優(yōu)化有著重大的意義，四層密集烤房不僅能夠提高烤房利用率，而且可以在一定程度上提升煙葉的內(nèi)在品質(zhì)，尤其對(duì)上部煙葉的改善更為明顯，但是其也面臨著裝煙難度較大，烘烤時(shí)間較長，易變黃難排濕等諸多難題，今后可以從增加烤房整體高度、增大循環(huán)風(fēng)機(jī)功率、優(yōu)化烘烤工藝等多方面展開研究，進(jìn)一步為四層密集烤房的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。