楊彥明

(云南省大理州煙草公司 洱源縣分公司，云南 大理 671200)

密集烤房不同裝煙方式對烘烤環(huán)境以及烤后煙葉香氣質(zhì)量的影響

楊彥明

(云南省大理州煙草公司 洱源縣分公司，云南 大理 671200)

為了探索密集烤房不同裝煙方式對烤房烘烤環(huán)境和烤后煙葉香氣質(zhì)量的影響，選用了籠式煙夾和散葉插扦兩種新型裝煙方式與傳統(tǒng)掛竿裝煙方式進(jìn)行烘烤對比試驗。研究結(jié)果表明:在烘烤環(huán)境方面，籠式煙夾和散葉插扦在7個位點的溫度差異和垂直風(fēng)速差異均小于傳統(tǒng)掛竿方式。溫度在變黃期差異顯著，但在定色期和干筋期差異不顯著；籠式煙夾和散葉插扦的垂直風(fēng)速均保持在0.4 m/s以內(nèi)，相互之間差異很小，而傳統(tǒng)掛竿上層煙葉和下層煙葉風(fēng)速都超過0.4 m/s，相互之間差異較大。在烤后煙葉香氣質(zhì)量方面，籠式煙夾和散葉插扦的香氣物質(zhì)總量之和均比傳統(tǒng)掛竿大，并分別達(dá)到極顯著和顯著水平差異。綜上，筆者認(rèn)為籠式煙夾和散葉插扦裝煙方式能形成更為均勻一致的烘烤環(huán)境，從而提高煙葉香氣成分含量。

密集烤房；籠式煙夾；散葉插扦；烘烤環(huán)境；香氣質(zhì)量

密集烤房是規(guī)?；N植條件下精準(zhǔn)執(zhí)行烘烤工藝，改善和提升煙葉質(zhì)量的重要保證，代表著我國烤煙烘烤設(shè)備的發(fā)展方向[1-2]。密集烤房的普及是我國烤煙烘烤設(shè)施上的突破性革新[3-4]。但我國密集烤房在裝煙方式上多數(shù)還是沿用傳統(tǒng)掛竿方式，由于其裝煙量小、費工費時、烤后煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量欠佳、工業(yè)可用性較差，嚴(yán)重限制了我國烤煙產(chǎn)業(yè)一基四化的快速發(fā)展[5-6]。因此，相關(guān)學(xué)者針對密集烤房配套裝煙設(shè)備展開了大量的研究。謝已書等[7]研究了散葉(堆放和煙筐)、煙夾及掛竿裝煙方式，結(jié)果表明，前3種方式在節(jié)約烘烤用工成本和耗能成本上效果顯著，且烤后煙葉質(zhì)量無較大差異。徐秀紅等[8]研究結(jié)果表明，與掛竿方式相比，在煤耗和電耗上，煙夾方式最低；在煙葉質(zhì)量上，煙夾方式烤出煙葉桔黃比例高于掛竿方式11.11%，中上等煙比例和均價以散葉方式最高，評吸質(zhì)量打分以掛竿方式最少。王戰(zhàn)義等[9]研究認(rèn)為與掛竿烘烤相比，疊層裝煙通過加大裝煙量來減少單位質(zhì)量干煙耗電量和耗煤量，且烤后煙葉的評吸質(zhì)量較佳。以上研究對烘烤的環(huán)境和煙葉的香氣質(zhì)量涉及較少，于是，筆者選用目前發(fā)展勢頭較好的籠式煙夾和散葉插扦這兩種新型裝煙方式與傳統(tǒng)掛竿方式的烘烤環(huán)境和烤后煙葉香氣質(zhì)量進(jìn)行對比研究，旨在為烤煙專業(yè)化烘烤設(shè)備的推廣提供進(jìn)一步的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選擇按照標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范管理種植的紅花大金元品種0.33 hm2作為試驗煙田，采摘第10～12片煙葉進(jìn)行試驗。共設(shè)置3個處理，依次為T1：籠式煙夾方式；T2：散葉插扦方式；CK：傳統(tǒng)掛竿方式。供試密集烤房：CK和T1為氣流下降式，T2為氣流上升式(散葉裝煙量大，上升式有利于排濕，可保證煙葉烘烤質(zhì)量)。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 垂直方向溫度場和風(fēng)場的測定 在密集烤房裝煙室正中位置沿垂直方向從上到下安裝7個溫度探頭和7個風(fēng)速探頭，依次測定回風(fēng)道、上層煙葉、上中層煙葉間隙、中層煙葉、中下層煙葉間隙、下層煙葉、進(jìn)風(fēng)道7個烤房位置的溫度和風(fēng)速。

安裝位置詳見圖1。

代表溫度探頭和風(fēng)速探頭位置。

相關(guān)設(shè)備有：數(shù)顯溫度計(北京普特儀表成套廠，型號LCD-280S)、多通道微風(fēng)測試儀(北京世紀(jì)建通技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)，型號JTR07B)。

1.2.2 香氣物質(zhì)的測定 在1000 mL平底燒瓶中依次放入磨碎過篩的煙樣20.00 g、蒸餾水350 mL、氯化鈉90 g，然后安插在同時蒸餾萃取儀的左側(cè)；在同時蒸餾萃取儀的右側(cè)安插加入45 mL二氯甲烷的250 mL平底燒瓶。等萃取儀中有分層出現(xiàn)后開始計時，萃取2.5 h后，將10 g無水硫酸鈉加入二氯甲烷萃取相中進(jìn)行干燥，過夜后將萃取液用濃縮瓶濃縮至1 mL，然后加入內(nèi)標(biāo)乙酸苯乙酯10 μL，制得GC/MS分析液。

GC條件：色譜柱為HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為He，流速為0.8 mL/min，進(jìn)口樣溫度250 ℃；初始溫度50 ℃，保持2 min，以2 ℃/min的速率升至240 ℃，保持30 min；分流比為1∶15，進(jìn)樣量為2 μL，質(zhì)譜檢測。

GC/MS條件：GC條件同上；傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度177 ℃，電離能70 eV，He流速為0.8 mL/min，質(zhì)量數(shù)范圍35～500 μ，MS譜庫為NIST0.5aL。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 密集烤房不同裝煙方式垂直方向烘烤環(huán)境比較

表1表明，無論在變黃期、定色期還是干筋期，各處理在每個位點的溫度極差和標(biāo)準(zhǔn)差表現(xiàn)出的差異均一致，即T1和T2均小于CK，變黃期差異顯著，在定色期和干筋期差異不顯著。

綜上，采用T1和T2裝煙時，密集烤房垂直方向的溫度差異較小，可以改善煙葉受熱均一性，優(yōu)化烘烤環(huán)境，提高烘烤質(zhì)量。

2.1.2 烘烤過程中烤房垂直方向垂直風(fēng)速差異 烤房內(nèi)溫濕度差異間接反映烤房內(nèi)垂直風(fēng)速大小的均勻性，而采用一種適宜的裝煙方式，是解決垂直風(fēng)速不均勻最奏效而便捷的措施。多通道微風(fēng)測試儀自動記錄一次風(fēng)速的時間為0.5 h，為方便作圖對比，自變量取12 h，因變量取這12 h內(nèi)所有風(fēng)速值的平均值。

如圖2～圖4所示，烘烤中，T1上層煙葉垂直風(fēng)速最高，中下層間隙最低；上層煙葉和中層煙葉垂直風(fēng)速的變化規(guī)律保持對應(yīng)，但下層煙葉則在60 h之后變化規(guī)律與上層和中層一致；兩間隙內(nèi)的垂直風(fēng)速變化規(guī)律基本保持一致。

T2除中下層間隙外，其他位點風(fēng)速變化規(guī)律保持一致。中下層間隙風(fēng)速在90 h之后出現(xiàn)跳躍性升高，應(yīng)該是該探頭附近煙葉失水倒伏出現(xiàn)風(fēng)洞所致，這組數(shù)據(jù)存在較大誤差，應(yīng)摒棄；烘烤全程，中層煙葉垂直風(fēng)速最低，另外，所有位點在84 h 時都出現(xiàn)突然增高又降低的一個點，這是風(fēng)機由低速調(diào)高速所致。

CK各位點垂直風(fēng)速變化比較復(fù)雜，總體來看，上層煙葉和下層煙葉垂直風(fēng)速保持較高水平，而中層煙葉較低；但在72 h后風(fēng)速均提高，這是因為定色期煙葉失水間隙變大加上風(fēng)機由低轉(zhuǎn)高造成的。

表1 各處理垂直方向溫度對比

注:不同的大小寫英文字母分別表示各處理間差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)。下同。

整體觀察，T1和T2各位點垂直風(fēng)速都小于0.4 m/s，CK的上層和下層煙葉垂直風(fēng)速均大于0.4 m/s，且偏離較大。由此可見，T1和T2能促進(jìn)各位點形成差異較小的風(fēng)場分布狀態(tài)，優(yōu)化烘烤環(huán)境，改善烘烤勻稱性。

圖2 T1垂直方向的垂直風(fēng)速

圖3 T2垂直方向的垂直風(fēng)速

2.2 烤后煙葉香氣質(zhì)量比較

由表4可以看出，在檢測出的16種香氣物質(zhì)中，茄酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、3-羥基索拉韋惕酮、氧化異佛爾酮、3-氧化-α-紫羅蘭酮這5種香氣物質(zhì)含量較高，其總和占總量的65%～80%。結(jié)果顯示， T1、T2的這幾種香氣物質(zhì)含量總和均高于CK，前者差異達(dá)5%顯著水平，后者達(dá)1%顯著水平。

各種香氣物質(zhì)含量次高的是巨豆三烯酮-D、巨豆三烯酮-B、香葉基丙酮、3-羥基-β-大馬酮，其總和占到香氣物質(zhì)總量的15%～25%。與CK相比，T1的這幾種香氣物質(zhì)含量總和較高，差異達(dá)1%顯著水平，T2差異不顯著。各種香氣物質(zhì)含量較少的是法尼基丙酮、大馬酮、β-大馬酮、氧化紫羅蘭酮、紫羅蘭酮、巨豆三烯酮-A和巨豆三烯酮-C，總和只占到香氣物質(zhì)總量的5%～10%。與CK相比，T1的這幾種香氣物質(zhì)含量總和較高，差異達(dá)1%顯著水平，T2差異不顯著。對比16種酮類香氣物質(zhì)總量，T1和T2都高于CK，其中T1達(dá)到1%顯著差異水平，T2達(dá)到5%顯著差異水平。因此可知，采用T1和T2均可以顯著提升烤后煙葉香氣質(zhì)量。

圖4 CK垂直方向的垂直風(fēng)速

3 討論與結(jié)論

3.1 不同裝煙方式對密集烤房烘烤環(huán)境的影響

據(jù)王勇軍[10]試驗報道，在采用同一功率循環(huán)風(fēng)機的條件下，傳統(tǒng)掛竿烤房內(nèi)溫濕度差異隨著裝煙密度增大而增大。王學(xué)龍等[11]通過測試散葉烤房和傳統(tǒng)掛竿烤房裝煙室的平面溫差、垂直溫差和葉間隙風(fēng)速風(fēng)壓來探索各自的烘烤性能。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)掛竿密集烤房比較，只要散葉烤房內(nèi)裝煙板裝煙室地坪和風(fēng)機風(fēng)壓均滿足規(guī)范設(shè)計制作，其裝煙室平面溫差和垂直溫差均較小，且將平面溫差控制在1 ℃以內(nèi)。在本試驗中，CK、T1、T2的裝煙密度是逐漸增大的，而且它們的烘烤溫度場和風(fēng)速場的差異隨著裝煙密度的增大而減小，烘烤環(huán)境的均勻性是逐漸改善的，這與王勇軍的試驗結(jié)論貌似不一致，但與王學(xué)龍的卻一致。經(jīng)分析認(rèn)為，前者是只以傳統(tǒng)掛竿一種裝煙方式來逐級加大裝煙密度，而本試驗的裝煙密度的加大是建立在不同的裝煙方式的條件下，正是由于T1和T2裝煙設(shè)備結(jié)構(gòu)布局導(dǎo)致煙葉夾裝的均勻性比傳統(tǒng)掛竿編煙更容易控制，更能導(dǎo)致煙葉均勻分布，促進(jìn)烤房環(huán)境場更加均勻一致。

綜上，筆者認(rèn)為密集烤房環(huán)境均勻性是由裝煙密度和裝煙方式兩個方面相互協(xié)作的影響，因此，日后可以從優(yōu)化裝煙設(shè)備結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)裝煙密度這兩個因素點切入進(jìn)行試驗研究，進(jìn)一步改善密集烤房的烘烤性能。

表2 各處理烤后煙葉香氣物質(zhì)含量比較 μg/g

3.2 不同裝煙方式對密集烤房烤后煙葉香氣質(zhì)量的影響

謝已書等[12]研究了掛竿、煙夾與散葉插扦3種烘烤方式對煙葉中性和酸性香氣物質(zhì)含量影響的。結(jié)果顯示，中性香氣成分總量以散葉插扦最多，煙夾居中，掛竿最少；酸性香氣成分總量則以煙夾最多，掛竿最少，散葉插扦居中。盧賢仁等[13]以掛竿為對照，研究了散葉堆積、散葉插扦和煙夾烘烤對煙葉中性致香物質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明，中性致香物質(zhì)總量從大到小依次為散葉堆積、散葉插扦、煙夾和掛竿，比掛竿分別增加了10.94%、8.48%、6.35%。散葉堆積主要在類苯丙氨酸降解產(chǎn)物類、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類、胡蘿卜素降解產(chǎn)物類、新植二烯等香氣成分上增加顯著。散葉插扦則在新植二烯和類胡蘿卜素降解產(chǎn)物類上增加顯著；煙夾則只在苯丙氨酸類致香物質(zhì)上有所增加，幅度不大[14]。因此，采取不同的裝煙方式進(jìn)行烘烤對煙葉香氣含量的影響還是比較顯著的，散葉堆積和散葉插扦在煙葉中性致香成分的形成中所起的作用較大。

本研究結(jié)果表明，籠式煙夾和散葉插扦兩種裝煙方式可以明顯提升致香物質(zhì)成分的含量，提高香氣質(zhì)量，這與上述研究結(jié)果基本一致。筆者分析，因為隨著籠式煙夾和散葉插扦裝煙密度的加大，延長了烘烤時間，特別是變黃期和定色前期的拉長，對于煙葉香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累起到了較為明顯的作用。

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(責(zé)任編輯：許晶晶)

Effects of Tobacco-loading Methods in Bulk Curing Barn on Curing Environment and Aroma Quality of Flue-cured Tobacco Leaves

YANG Yan-ming

(Eryuan Branch, Dali State Tobacco Company of Yunnan Province, Eryuan 671200, China)

In order to find out the effects of different tobacco-loading methods in bulk curing barn on the curing environment and aroma quality of flue-cured tobacco leaves, we conducted a comparative experiments with three tobacco-loading methods, namely traditionally loading tobacco leaves with pole (CK), loading tobacco leaves with cage-type clamp (treatment A), and loading scattered tobacco leaves with needle (treatment B). The results showed that: as for the curing environment in bulk curing barn, the temperature difference and vertical wind speed difference among seven sites in treatment A and treatment B were all lower than those in CK; the temperature difference was significant at yellowing stage, but it was not significant at leaf-drying stage and stem-drying stage; the vertical wind speed in both treatment A and treatment B kept within 0.4 m/s with little difference between each other; while the vertical wind speed at upper leaf layer and lower leaf layer in CK was all more than 0.4 m/s with big difference between each other. As for the aroma quality of flue-cured tobacco leaves, the total content of aroma substances in treatment A and treatment B was respectively very significantly and significantly higher than that in CK. Therefore, loading tobacco leaves with cage-type clamp or loading scattered tobacco leaves with needle could form more uniform curing environment, and could improve the content of aroma substances in flue-cured tobacco leaves.

Bulk curing barn; Cage-type tobacco clamp; Inserting scattered leaves; Curing environment; Aroma quality

2017-02-12

國家煙草專賣局重大科技項目(TS-01-2011006)。

楊彥明(1985—)，男，云南洱源人，碩士，主要從事煙草調(diào)制工作。

S572

A

1001-8581(2017)06-0070-05