密集烘烤过程远程控制对烟叶质量的影响_白涛.pdf

密集烘烤过程远程控制对烟叶质量的影响白 涛，张 钊，李紫燃，毛 岚，赵 雪，马 迪，彭小祠，朱思昱，吴 彪，黄 英，刘 舜，夏龙江，吴 剑（云南省烟草公司曲靖市公司，云南曲靖）摘要 为探讨密集烘烤精准工艺远程调控对烟叶烘烤质量的影响，通过试验对比的方法就常规控制烤房与远程控制烤房对烟叶质量的影响进行了探讨。结果表明：与常规控制烤房相比，远程控制烤房 个部位烟叶上中等烟比例明显增加，烘烤损失率降低 百分点；烤后烟叶颜色橘黄，成熟度好，结构疏松，油分足，色度强，烟叶化学成分协调，香气质、香气量好，烘烤后熟充分，清香型风格特色突出。关键词 烟叶；烘烤；远程控制；密集烤房；烟叶质量中图分类号 文献标识码 文章编号（）：开放科学（资源服务）标识码（）：，（，），：，；基金项目 中国烟草总公司云南省公司项目（）。作者简介 白涛（），男，云南曲靖人，助理农艺师，从事烟叶生产技术推广工作。通信作者，农艺师，硕士，从事烟叶生产技术管理工作。收稿日期 随着我国烤烟烘烤设备的升级，密集烤房因其节能、省工、提升烟叶质量等优点已经成为我国烟叶烘烤的重要设备。但是，传统密集烤房烤后烟叶容易出现组织结构紧密、颜色淡等问题，影响烟叶的工业可用性。如何改善和解决以上问题就成为烘烤工艺的关键，近些年密集烘烤精准工艺远程调控逐渐成为传统密集烤房一个重要的改造方向。笔者通过对密集烘烤精准工艺远程控制烤房与常规烘烤烤房烤烟经济性状、外观质量、主要化学成分、多酚类物质、物理特性、致香物质以及感官质量评价的差异进行分析，探究密集烘烤精准工艺远程控制对烟叶烘烤质量的影响。材料与方法 试验材料 试验于 年在曲靖市烟草公司烟叶烘烤培训基地（麒麟三宝兴龙烘烤工场）进行。供试烟草品种为云烟，选取大田管理规范、个体与群体生长发育协调一致、落黄均匀的优质烟叶下部（叶位）、中部（叶位）和上部叶（叶位）进行试验。供热类型均为生物质，生物质燃烧机为辽宁海帝升机械有限公司生产的外置式燃烧机，生物质颗粒为兴龙烟农专业合作社生产的同一批生物质颗粒燃料。试验设计 选取 座标准规格的云烟 型气流上升式卧式密集烤房进行试验，共设置 个处理：烤房控制器为自主研发的远程智能控制器（），烘烤过程全程采用物联网管理系统远程烘烤；烤房控制器为常规控制器（），烘烤过程由当地烘烤技师现场烘烤。测定项目与方法 待烟叶烤干后，按照烤坏烟叶等级鉴定方案，统计各处理烤后烟叶的挂灰烟程度和比例。选取 竿具有代表性的烤后烟叶，用于经济性状、外观质量、物理特性、主要化学成分、多酚类物质、致香物质和感官质量的检测以及评价。经济性状测定。由云南省烟草公司曲靖市公司组织分级专家按照 标准对烤后原竿烟叶进行分级，统计各处理烤后烟叶的上中等烟比例、烘烤损失率和均价等。外观质量评价。由云南三标农林科技有限公司组织分级专家按照 标准对烤后烟叶进行烟叶外观质量评价。主要化学成分测定。由云南三标农林科技有限公司采用流动分析法测定烟叶中的总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾（）、氯离子（）、淀粉、蛋白质的含量，参照烟草及烟草制品 石油醚提取物的测定（）测定石油醚提取物含量，参照食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定（）测定果糖、葡萄糖、蔗糖的含量，参照食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定（）测定纤维素含量。多酚类物质测定。由云南三标农林科技有限公司参照烟草及烟草制品 多酚类化合物绿原酸、莨菪亭和芸香苷的测定（）测定多酚类物质含量。物理特性测定。由云南三标农林科技有限公司参照中国烟草总公司郑州烟草研究院的方法进行烟叶物理特性的测定。致香物质测定。由云南三标农林科技有限公司使用二氯甲烷萃取烟叶中的致香物质，并使用旋蒸漏斗将溶液浓 安徽农业科学，（）：缩至 ，采用气相色谱质谱法（）进行致香物质含量的测定。感官质量评价。由云南三标农林科技有限公司组织评吸专家对烤后烟叶感官质量进行评价。结果与分析 不同处理对烤后烟叶经济性状的影响 为探讨不同处理对烤后烟叶经济性状的影响，对烤后烟叶原竿样进行分级统计，结果见表。由表 可知，与 相比，处理的 个部位烟叶烘烤损失率降低了 百分点；处理下部烟叶上等烟比例和均价有所下降，中等烟比例增加了 百分点，但均价降低了 元；处理中部烟叶上等烟比例增加 百分点，中等烟比例降低了 百分点，均价增加了 元；处理上部烟叶上中等烟比例增加了 百分点，均价增加了 元。以上试验结果表明，与 相比，处理烤后烟叶经济性状有所提升。表 不同处理对烤后烟叶经济性状的影响 处理部位上等烟比例 中等烟比例 均价元 烘烤损失率 下部中部上部下部中部上部 不同处理对烟叶烘烤能耗成本的影响 统计不同处理中部和上部烟叶烘烤能耗成本，结果见表。由表 可知，在装烟密度基本一致的情况下中部和上部烟叶 个处理的能耗成本无明显差异；中部和上部烟叶 干烟生物质颗粒燃料用量（燃料用量 装烟量）处理略高于，而 处理耗电量略低于常规烘烤（）。表 不同处理对烟叶烘烤能耗成本的影响 部位处理装烟量 燃料用量 耗电量能耗成本 元 中部 上部 注：生物质颗粒燃料价格 元，电价 元（）。：，（）不同处理对烤后烟叶外观质量的影响 对不同处理烤后烟叶进行外观质量评价，结果见表。由表 可知，与 相比，下部和中部烟叶 处理烤后烟叶外观质量略有下降，上部烟叶 处理烤后烟叶外观质量明显提升。下部叶 处理叶片结构和色度评分较 略有降低；中部烟叶 处理油分和身份评分较 略有下降；上部烟叶 处理颜色、油分、成熟度、色度和身份均较常规烘烤（）明显提升。不同处理对烤后烟叶主要化学成分含量的影响 由表 可知，不同处理烤后烟叶化学成分含量差异明显。处理个部位烟叶的总糖、还原糖以及淀粉含量均明显低于常规烘烤（）。这可能是由于远程控制烤房（处理）升温速度慢、定色后期时间略长于常规烘烤，糖类物质发生棕色化反应更多所致。下部叶 处理蔗糖、葡萄糖和果糖含量明显低于常规烘烤（），而中部叶和上部叶 处理葡萄糖和果糖含量明显高于常规烘烤（）。个部位烟叶 处理纤维素含量均明显高于常规烘烤（）。下部叶和中部叶 处理蛋白质含量明显高于常规烘烤（），而上部叶 处理蛋白质含量低于常规烘烤（）。与 相比，处理 个部位烟叶石油醚提取物含量较高。通过对 个处理烟叶化学成分协调性对比发现，个处理烟叶化学成分协调性均较好，但 处理表现更佳。表 不同处理对烤后烟叶外观质量的影响 部位处理颜色描述评分油分 描述评分叶片结构 描述评分成熟度描述评分色度描述评分身份描述评分下部 橘黄稍有疏松成熟中稍薄橘黄稍有疏松成熟中稍薄中部 橘黄稍有疏松成熟中中等橘黄稍有疏松成熟中中等上部 橘黄稍有尚疏松成熟中稍厚橘黄稍有尚疏松成熟中稍厚 不同处理对烤后烟叶多酚类物质含量的影响 由表 可知，不同处理烤后烟叶多酚类物质含量具有明显差异，个部位烟叶新绿原酸和山奈酚含量 处理均较高；绿原酸含量下部和中部烟叶 处理较高，而上部烟叶 处理较高；个 卷 期 白 涛等 密集烘烤过程远程控制对烟叶质量的影响部位烟叶咖啡酸含量 处理较高；莨菪亭含量下部和中部烟叶 处理较高，上部烟叶 处理较高。芸香苷含量下部和上部烟叶 处理较高，中部烟叶 处理略高。表 不同处理对烤后烟叶主要化学成分含量的影响 单位：部位 处理总糖含量还原糖含量蔗糖含量葡萄糖含量果糖含量纤维素含量总氮含量烟碱含量氧化钾含量氯离子含量淀粉含量蛋白质含量石油醚提取物含量下部 中部 上部 表 不同处理对烤后烟叶多酚类物质含量的影响 单位：部位处理新绿原酸含量 绿原酸含量 咖啡酸含量 莨菪亭含量芸香苷含量山奈酚含量下部 中部 上部 不同处理对烤后烟叶物理特性的影响 对不同处理烤后烟叶物理特性进行检测，结果见表。由表 可知，单叶重为 ，下部叶 处理单叶重低于 处理，中部叶 个处理无明显差异，上部叶 处理单叶重高于 处理。个处理下部和中部烟叶含梗率均高于，上部烟叶含梗率在左右；下部和上部烟叶 处理含梗率略高于 处理，中部烟叶 处理含梗率较低。个处理 个部位烟叶叶面密度差异较大，下部和上部烟叶 处理叶面密度明显低于 处理，中部烟叶 处理叶面密度明显高于 处理。个部位烟叶平衡含水率 个处理间差异较小，下部烟叶 处理平衡含水率略低于 处理，中部和上部烟叶 处理平衡含水率较高。烤后 个部位烟叶厚度 个处理间均无明显差异。表 不同处理对烤后烟叶物理特性的影响 部位处理单叶重 含梗率 叶面密度 平衡含水率 厚度下部 中部 上部 不同处理对烤后烟叶致香物质含量的影响 取各处理烤后烟叶并检测致香物质的含量，结果见表。由表 可知，共检测出 种致香物质。个部位烟叶 处理香气物质总量和新植二烯含量均明显高于 处理。按照类胡萝卜素降解产物、苯丙氨酸类物质、棕色化反应产物、类西柏烷类物质进行划分，处理 个部位烤后烟叶类胡萝卜素降解产物含量高于 处理，下部和中部烟叶 处理高于 处理，上部烟叶 处理高于 处理；苯丙氨酸类物质含量下部烟叶 处理高于 处理，而中部和上部烟叶 处理低于 处理；苯甲醇、苯乙醇和苯乙醛含量与苯丙氨酸类物质含量表现出相似的规律。棕色化反应产物都是美拉德反应的产物。下部和上部烟叶 处理棕色化反应产物含量高于 处理，中部烟叶 处理略低于 处理。类西柏烷物质含量下部和中部烟叶 处理明显高于 处理，而上部烟叶 处理明显低于 处理。根据烟叶香型风格的特征化学成分研究可知，清香型烟叶二氢猕猴桃内酯和巨豆三烯酮含量较 安徽农业科学 年高。该试验中 个部位烟叶 处理的二氢猕猴桃内酯含量均高于 处理。表 不同处理对烤后烟叶致香物质含量的影响 单位：部位处理类胡萝卜素降解产物 芳樟醇紫罗兰酮二氢猕猴桃内酯大马酮大马士酮大马酮羟基二氢大马酮巨豆三烯酮巨豆三烯酮巨豆三烯酮巨豆三烯酮甲基庚酮小计下部 中部 上部 部位处理苯丙氨酸类物质 苯甲醇苯乙醇苯乙醛小计棕色化反应产物 甲基呋喃醛乙酰基吡啶乙烯呋喃乙酰基吡咯，二氢苯并呋喃，联吡啶小计下部 中部 上部 部位处理类西柏烷类物质 西柏三烯醇西柏三烯醇西柏三烯醇西柏三烯醇西柏三烯醇茄酮小计新植二烯含量其他香气物质总量 香气物质总量 下部 中部 上部 不同处理对烤后烟叶感官质量的影响 对不同处理烤后烟叶感官质量进行评价，结果见表。由表 可知，处理 个部位烟叶感官质量总评分均明显优于 处理，处理下部、中部和上部烟叶感官质量总评分比 处理分别高、和 分。通过对比各项指标发现，处理下部烟叶杂气评分高于 处理；处理中部烟叶香气质、香气量评分均明显优于 处理，处理上部烟叶香气质和杂气评分均高于 处理。由此可见，采用远程智能烘烤精准控制可以明显改善烤后烟叶香气质，增加香气量，降低烟叶杂气。表 不同处理对烤后烟叶感官质量的影响 单位：分部位处理香型感官质量评分 劲头浓度香气质 香气量 余味杂气 刺激性燃烧性灰色总评分下部 清香清香中部 清香清香上部 清香清香 讨论与结论该试验通过对比密集烘烤精准工艺远程调控与常规操作烤后烟叶化学成分、外观质量、内在质量和经济性状，探讨远程调控技术的适用性。该研究结果表明，采用自主研发的远程智能控制器烤后烟叶的经济性状明显优于常规烘烤模式。这主要是因为烟叶烘烤过程中生物质颗粒燃烧时有滞后性。当烤房需要升温时，新添加的生物质颗粒在短时间内燃烧慢，升温慢；稳温时，正在燃烧的生物质颗粒所释放的热量难以迅速控制。智能烤房可以控制投料量及功率，温度较容易控制且精度高，升温平稳，使得烤后烟叶油分足、色泽 卷 期 白 涛等 密集烘烤过程远程控制对烟叶质量的影响鲜亮、正反面均匀、烤坏烟数量少。在烤后烟叶外观质量方面，下部和中部烟叶采用自主研发的远程智能控制器和管理系统智能远程烘烤烤后烟叶外观质量略有下降；下部烟叶结构和色度评分略有下降；中部烟叶油分和身份评分略有下降。这可能是因为远程智能烘烤升温速度慢于常规烘烤（），变黄前期和定色后期时间明显长于常规烘烤（）。在烤后烟叶主要化学成分方面，采用自主研发的密集烘烤精准工艺远程调控处理（）与常规烘烤（）处理有明显差异。根据烟叶香型风格的特征化学成分研究可知，清香型烟叶糖类物质含量较高。多酚是烟草重要的次生代谢产物和香气前体，对烟草的生长、发育