刘勇, 李立新, 吴金富, 赵树德, 何宽信*

(1.江西省烟草科学研究所, 南昌 330025; 2.抚州市烟草公司宜黄分公司, 江西 宜黄 344000)

自20世纪60年代以来，堆积式烤房在美国、巴西、加拿大、日本等国烤烟生产中得以大量推广应用[1]，我国自1963年以来也开展了相关研究[2-3]。目前，国内散叶烘烤技术按装烟方式主要分为箱式散叶装烟、散叶烟筐装烟、散叶插签装烟和散叶堆积装烟[4-6]4类，综合比较以散叶插签装烟方式应用面更广，该项技术在西南烟区和北方烟区整体应用效果较好[7-11]。李立新等[12]也开展了相关探索，结果表明，该技术在插签或装烟密度不当时容易造成烟叶严重倒伏而烤糟，且散叶插签烘烤烟叶破损比较严重，人工成本相对偏高。针对此情况，结合江西省推广气流下降式密集烤房的现状和烘烤季节多雨的生态特点，研究组前期在原插签散叶装烤采用竹片分风板和单根固定方杆的基础上，对该装烟方式和设备进行了改造，优化改进制作了金属网状分风板和H形可折叠方杆，进行倚靠式前倾散叶堆积装烟烘烤。基于此，本研究利用气流下降式密集烤房进行散叶改造，开展倚靠式前倾散叶装烟改造，并进行不同烘烤工艺对比研究，旨在研究适合东南多雨烟区气流下降式密集烤房的散叶烘烤技术，提高烟叶集约化生产水平和散叶烘烤质量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在江西省抚州市宜黄县烟草实验站进行，参试品种‘云烟87’，供试面积3.3 hm2。供试烟田管理规范，烘烤前长势均衡一致、无病、正常成熟落黄。供试密集烤房4座，装烟室内长4.0 m、宽2.8 m、高3.5 m。试验烤房装烟室按散叶烘烤需要进行装烟设施改造，配套使用金属网状分风板、H形可折叠方杆及方杆固定条。加热室内部配套设备一致，配套8/4型变极调速电动机、6号轴流风机、烟叶烘烤温湿度自控仪(抚州金叶农资有限责任公司)，主传感器安装在中温层中间位置。

1.2 装烟方法

倚靠式散叶堆积装烟如图1A所示，该装烟方式是在原插签散叶装烤采用竹片分风板和单根固定方杆的基础上，优化改进制作金属网状分风板(图1B)和H形可折叠方杆(图1C)进行倚靠式前倾堆积装烟的散叶装烟方式。该方式装烟3层，装烟前先安装方杆固定条，每隔0.2 m、距分风板由下往上0.4 m平行安装H形可折叠方杆于方杆固定条上。装烟时先将金属网状分风板平放在挂烟梁上，再进行装烟，把烟叶轻轻抖散，对齐叶基部后，再双手握住距叶尖1/3处，叶柄朝下、叶尖朝上向装烟室隔墙方向倾斜约15°均匀堆放于分风板上并倚靠在隔墙上，自然堆紧不过度挤压，再将H形可折叠方杆安装在方杆固定条上，每两根方杆内装满烟叶后，将方杆按烟叶倾斜方向固定在方杆固定条的固定槽内，再进一步整理两个方杆间的烟叶，确保疏密均匀，数量偏少时适量补充烟叶。每层及每两个方杆间装满烟叶、不留空隙。继续装烟，安装H形可折叠方杆。当一块分风板堆满烟叶后，再摆放另一块分风板。如此循环，直到整个烤房装满。

A：倚靠式散叶堆积装烟；B：金属网状分风板；C：H形可折叠方杆A: Lean-type of loose-leaf tobacco loading; B: Metal mesh wind deflector; C: H-shaped folded bar图1 倚靠式散叶堆积装烟设备Fig.1 Relevant equipment of lean-type loose-leaf tobacco loading

1.3 试验设计

按烟叶着生部位不同设置3个对比试验，分别为下部(X)、中部(C)和上部(B)。每次试验散叶烘烤处理按下部、中部和上部烟叶主要变黄期的湿球温度和中温层烟叶变黄程度各设3个处理，3个处理的干球温度设置一致，最高干筋干球温度相比挂竿烘烤降低2～3 ℃，各处理干球温度、湿球温度及主要变黄阶段装烟室中温层烟叶变黄程度设置见表1。以常规挂竿烘烤为对照(CK)，下部叶、中部叶、和上部叶的对照分别标为X4、C4和B4。

表1 试验设计Table 1 Designation of experiment

试验处理下部叶(X)干筋期最高干球温度64 ℃、中部叶(C)和上部叶(B)65 ℃。对照处理(CK)按照当地密集烤房云烟87下部、中部和上部烟叶挂竿烘烤工艺操作要点执行，干筋期最高干球温度下部叶67 ℃，中部和上部叶68 ℃。试验处理下部叶总装烟约2 250 kg，平均装烟密度约67 kg·m-2；中部和上部叶总装烟约3 000 kg，平均装烟密度约89 kg·m-2。挂竿烘烤处理下部叶每竿编烟130～140片，总装烟160竿左右；中部叶和上部叶每竿编鲜烟140～150片，总装烟180竿左右。

1.4 测定项目及方法

以中部叶为代表，统计烟叶装烤和下烤过程用工数量和时间等，并在下烤时统计烟叶倒伏情况和烤透比例。烘烤结束后，分别在上、中、下3层各随机选取烤后烟叶2 kg作为各处理试验样品，供化学成分分析，水溶性糖、总氮、钾、淀粉、总植物碱含量的分析方法采用荷兰SKALAR San++连续流动分析仪分别按行业标准YC/T 159-2002[13]、YC/T 161-2002[14]、YC/T 173-2003[15]、YC/T 216-2013[16]、YC/T 468-2013[17]进行。对样品按烤烟国标GB 2635-92[18]进行分级，按2018年二价区烤烟收购价统计经济效益，对样品外观质量评价按照王彦亭等[19]进行，其中颜色、成熟度、结构、身份、油分和色度的权重分别为30%、25%、15%、12%、10%和8%。烟叶样品感官评吸参照YC/T 415-2011[20]由江西中烟工业有限责任公司技术研发中心进行，其中香气质、香气量、浓度、杂气、刺激性、余味、劲头、燃烧性和灰色的权重分别为20%、20%、10%、10%、10%、15%、5%、5%和5%。

1.5 数据统计与分析

使用SPSS 16.0软件对试验数据进行单因素方差分析，并通过Duncan检验分析各组间差异。

2 结果与分析

2.1 不同散叶烘烤工艺对烟叶倒伏的影响

以中部叶为代表，调查不同处理烤后烟叶倒伏情况发现，采用H形可折叠方杆前倾约15°倚靠式散叶堆积装烟方式，散叶装烟处理中部烤后烟叶均向装烟室隔墙方向有序倾斜倒伏，但存在少量因过度倒伏而未烤干的烟叶。由表2可知，C1、C2、C3处理的烟叶过度倒伏比例均显著高于C4处理，但4个处理的干烟率没有显著差异。在装烟量和密度一致的情况下，散叶烘烤处理倒伏比例虽有差异，但差异没有统计学意义。在此方式和装烟条件下，倒伏烟叶基本能烤干，烤后干烟率与挂烤方式没有显著差异。少量未烤干烟叶主要分布在下层和中层靠近装烟室门附近，可能与此位置在最后装烤时较难架设倚靠方杆有关。

表2 不同散叶烘烤工艺中部烟叶的烘烤倒伏情况Table 2 Lodging of middle leaves under different flue-curing processes

2.2 不同散叶烘烤工艺对烟叶外观质量的影响

不同部位不同散叶烘烤工艺处理的烟叶外观质量结果(表3)可知，X1、X2处理烟叶的颜色、身份、总分均显著低于X3、X4处理，X1和X2处理间仅油分、总分有显著差异，X3和X4处理无显著差异；C1、C2处理颜色与C3、C4差异显著，C2处理总分显著低于C1、C3、C4处理，其余指标处理间无显著差异；B1处理颜色与B2、B3、B4处理差异显著，B1、B3、B4处理间总分差异显著，以B3处理最大，其余外观质量指标各处理间无显著差异。表明下部、中部和上部散叶烘烤处理随着装烟室中层烟叶变黄期变黄程度的降低，外观质量有改善的趋势，且总分与对照处理无显著差异，并随着烟叶部位的提高，外观质量逐渐接近并高于挂竿烘烤。试验过程中发现倚靠式散叶烘烤烟叶失水干燥过程中同步收缩卷筒，皱缩感明显、组织结构疏松，色度和油性反应明显增强。综上可知，各部位烟叶在现有密集烤房烟叶采收成熟度的基础上，采用倚靠式散叶装烟烘烤，在变黄期适当降低烟叶变黄程度10%～20%进行烘烤以及适当降低干筋期干球温度2～3 ℃，即各部位第3个处理的烘烤工艺有利于提高散叶烤后烟叶外观质量。

2.3 不同散叶烘烤工艺对烟叶化学成分的影响

不同部位不同烘烤工艺的烟叶主要化学成分结果(表4)可知，不同部位不同处理烟叶总氮含量和烟碱含量差异不显著，烘烤调制对烟叶中糖及淀粉含量的影响比较明显。X3处理的总糖含量显著高于对照(X4)，C1和C3处理总糖含量显著高于对照(C4)处理，B2处理总糖含量显著高于对照(B4)处理，X1、X2、C2、B1、B3处理的总糖含量也高于其相应对照，但是差异不显著。上部叶不同处理间的还原糖含量没有显著差异；中部叶的C1、C2、C3处理还原糖含量均显著高于对照(C4)处理；B3处理的还原糖含量显著高于对照(B4)处理。表明不同部位散叶烘烤大部分处理烟叶总糖和还原糖含量不同程度高于挂竿烘烤烟叶。X1、X2处理的烟叶淀粉含量显著低于对照(X4)；C1、C2和C3的淀粉含量低于对照(C4)，但C2和C3处理与C4差异不显著；B2、B3处理的淀粉含量显著高于对照(B4)。表明中部和下部烟叶的淀粉含量整体表现出略低于挂竿处理，但散叶烘烤上部烟叶的淀粉含量则表现为高于或略高于挂竿烘烤的特点。

烟叶化学成分协调性指标结果显示，下部烟叶氮碱比、糖碱比处理间差异不显著，X3处理的两糖差显著高于X1、X2、X4处理。C2处理氮碱比显著高于对照(C4)，C3、C4处理两糖差显著高于C1、C2处理，C3和C4处理间两糖差无差异，对照处理(C4)糖碱比显著低于散叶烘烤处理。上部烟叶处理间氮碱比无显著差异，B1处理两糖差显著高于其余处理，B1处理糖碱比显著低于其余处理，但B2、B3和B4处理间两糖差和糖碱比均无显著差异。表明散叶烘烤烟叶化学成分协调性略逊于挂竿烟叶，但随着关键温度点烘烤操作的调整，其协调性有改善并有超过挂竿烘烤的趋势。

2.4 不同散叶烘烤工艺对烟叶感官质量的影响

对不同部位不同处理初烤烟叶感官质量进行评价，结果(表5)可知，下部烟叶香气质、刺激性、劲头、燃烧性和灰色处理间均无显著差异，总分以对照(X4)处理最佳，显著高于其他3个处理(X1、X2和X3)，3个处理间没有显著差异，X1处理香气量、杂气显著低于其他处理，X4处理余味显著高于其他处理。中部烟叶香气量、浓度、杂气、刺激性、劲头、燃烧性和灰色处理间无显著差异，C1和C2处理总分差异不显著，C1、C2处理香气质和余味略好，C3和C4处理总分差异不显著，C3处理香气质和余味稍好，但浓度不如C4(CK)处理，评吸总分散叶烘烤处理(C1、C2和C3)相比对照(C4)处理高0.7～3.9分。上部烟叶香气质、香气量、浓度、刺激性、余味、劲头、燃烧性和灰色处理间无显著差异，散叶处理(B1、B2和B3)杂气得分呈线性下降特点，B1和B2处理总分相比对照(B4)高1.6和0.2分。表明下部烟叶对照处理香气质和香气量更高，浓度相对较大、杂气更少、余味更干净舒适，中部和上部烟叶各处理感官评吸总分排名在4个处理中，呈逐步下降趋势，但降幅较小，此特点与外观质量表现稍有差异。

表5 不同散叶烘烤工艺的烟叶感官质量Table 5 Smoking quality of tobacco leaves under different flue-curing processes

散叶烘烤中部和上部烟叶感官质量均高于挂竿烘烤，但下部烟叶与挂竿烘烤相当或略低。其中散叶烘烤中部和上部烟叶相比挂竿烘烤在香气质和余味稍好，但浓度略差。挂竿烘烤下部烟叶香气质和量优势较大，浓度相对较大，杂气更少，余味更为干净舒适。适当降低变黄期烟叶变黄程度，有利于提高下部烟叶的烤后烟叶感官质量，但对上部烟叶则不利，说明散叶烘烤时要求部位越低越好，装烤烟叶成熟度以及变黄程度要求相应要降低，此举可避免变黄阶段烟叶干物质的消耗，同时对于干物质含量较高的上部烟叶则要求更高的变黄程度，有利于高部位烟叶的烤熟。

2.5 不同散叶烘烤工艺对烟叶烘烤成本的影响

以中部叶为代表，统计装烟和下烤成本，结果(表6)可知，倚靠式散叶装烟烘烤处理(C1、C2、C3)装烟容量更高，相对于挂竿烘烤(C4)容量增幅达50.99%～62.88%。折合装烟下烤成本，挂竿烘烤达1.138元·kg-1干烟，散叶倚靠装烟烘烤较低，为0.605～0.647元·kg-1干烟，每千克干烟装烟下烤成本可节省0.491～0.533元。倚靠式散叶装烟烘烤采用H形可折叠方杆进行散叶倚靠式装烟在能够保证烟叶烘烤质量的前提下，装烟下烤成本的降幅可达43.15%～46.84%。

表6 不同散叶烘烤工艺中部烟叶装烟的下烤成本Table 6 Costs of flue-curing of middle leaves under different flue-curing processes

2.6 不同散叶烘烤工艺对烟叶经济性状的影响

不同部位不同散叶烘烤工艺初烤烟叶经济性状结果见表7，可知，X4处理单叶重显著高于散叶烘烤处理(X1、X2、X3)，X2和X3处理单叶重存在显著差异，但鲜干比处理间差异均不显著，X4处理上等烟叶比例显著高于X1、X2、X3处理，但散叶处理间无显著差异，中等烟比例则相反，下等烟比例不同处理间差异不显著；X2处理均价显著高于X1处理，其他散叶装烟处理间无显著差异，对照(X4)处理均价显著高于X1和X3处理，与X2差异不显著。C4处理单叶重显著高于散叶烘烤处理(C1、C2、C3)，C1、C2处理间差异不显著、但显著高于C3处理，C4处理鲜干比显著小于散叶处理，且散叶各处理间差异显著，C4处理上等烟比例显著高于C1处理，中等烟比例处理间特点与上等烟比例相反，下等烟比例、均价处理间均差异不显著，C2和C3处理均价比C4处理分别高1.93和2.46元·kg-1，表明均价随散叶烘烤处理变黄程度的降低而逐渐升高。B2、B4处理单叶重、鲜干比显著高于B1、B3处理，B2、B3处理上等烟比例显著高于B4处理，中等烟比例相反，下等烟比例处理间差异不显著，B3、B4处理均价显著低于B1、B2处理，且B1、B2处理间差异显著，B3、B4处理间差异不显著，散叶烘烤处理(B1、B2、B3)上等烟比例相比对照(B4)处理提高6.68%～17.01%、均价提高0.18～4.92元·kg-1。表明，散叶烘烤适当降低中层烟叶变黄期烟叶的变黄程度，有利于降低烟叶鲜干比，一定程度上提高上等烟叶和中上等烟叶比例，对提高烟叶均价也有较明显的效果。不同部位散叶烘烤对经济效益的影响不同，整体表现为部位越低，其变黄程度可以适当降低。

表7 不同散叶烘烤工艺烟叶的经济性状Table 7 Economic characteristics of tobacco leaves under different flue-curing processes

3 讨论

本研究通过将云烟87在气流下降式密集烤房中采用H形可折叠方杆装烟，合理控制装烟密度，倚靠式散叶装烟不同烘烤工艺烟叶均能有序向隔墙方向倾斜倒伏，烟叶能顺利出烤，烤后烟叶外观质量较挂竿烘烤烟叶有所改善，特别是中、上部烟叶在油分、色度等方面体现出优势，且烤后烟叶能够明显皱缩，基本没有出现明显的烤薄、青筋、微带青和光滑僵硬烟叶，这与前期研究以及前人关于散叶烘烤的研究结果相一致[11-13]。倚靠式散叶烘烤烟叶化学成分协调性略逊于挂竿烟叶，但随着关键温度点烘烤操作的调整，其协调性有改善并有超过挂竿烘烤的趋势，中部和上部烟叶感官质量均高于挂竿烘烤，但下部烟叶与挂竿烘烤相当或略低。采用H形可折叠方杆装烟，干烟下烤量相比挂竿烘烤可提高50.99%～62.88%，相对挂竿烘烤降低装烟下烤人工成本0.491～0.533元·kg-1干烟，装烟下烤成本的降幅达43.15%～46.84%。

采用H形可折叠方杆倚靠式散叶装烟烘烤，降低变黄期中温层烟叶变黄程度10%～20%，缩短低温变黄时间，有利于提高中层和下层烟叶身份，减轻烟叶由于低温变黄时间过长导致烤薄的情况，同时调整变黄期关键温湿度点操作，可有效解决以往在散叶插签或散叶堆积烘烤中存在的主脉和主脉两侧颜色较深的情况。在挂竿烘烤工艺的基础上，降低倚靠式散叶装烟烘烤干筋期最高干筋温度2～3 ℃，可减轻干筋期高温热风由于上层烟叶倒伏难穿透上层烟叶造成的烟叶枯焦气的情况，改善高温层烟叶感官评吸质量。

2014—2017年预备试验及本研究表明，在江西省烤烟烘烤季节雨水偏多的生态条件下，倚靠式前倾散叶装烟方式装烟容量比挂竿高，金属网状分风板承重更大，装烟后叶柄不露出，不掉烟叶，叶片折断破损大幅减少；配合H形可折叠方杆装烟下烤操作简单、速度更快，能实现均匀装烟，烟叶向隔墙有序倒伏，烤干烤透率明显提高，鲜干比与挂竿相当甚至略低。随着部位的提高，烤后烟叶感官评吸质量也逐渐提高，甚至比挂竿烘烤更高。本研究在装烟室长4 m的气流下降式密集烤房中进行，通过控制烘烤变黄期变黄程度和温湿度，调整干筋温湿度操作，中部和上部烟叶外观、感官质量与挂竿烘烤烟叶相比有所提高，下部烟叶虽在外观质量方面相比挂竿烘烤有所改善，但其评吸质量与挂竿烘烤仍存在差距，且结合江西省普遍推广装烟室长8 m的大型气流下降式密集烤房的实际，本研究效果还有待进一步验证。