徐晓敏， 吴学军， 文安元

(上海电机学院 商学院, 上海 201306)

中国是烟草税大国，烤烟是我国重要的经济产物之一。云贵高原地区气温适中，降水适量，分布着广阔的黄壤和红壤，适合烤烟的生长特性，因此，烤烟的种植也成为云贵高原特色经济产物。烤烟质量不仅与青叶质量相关，还与烘烤的工艺流程息息相关。在贵州许多农村地区，烟农仍在使用传统的黄土烤房烘烤烟叶，对于烘烤温度仍是凭师傅的经验来判定，这样很容易造成烟叶质量不稳定，高等级烟叶少甚至出现坏房，给烟农造成了重大的经济损失。

1 烤烟质量改进相关研究

为了提升烤烟的质量，曾昭松等[1]从烟草种植的标准化出发探究烟叶采收集成化，对烟草行业的可持续发展提供了思路，从烤烟工艺流程所涉及到的各个环节和材料，探索改良的方法和工艺；石雨晨等[2]发现烟叶在烘烤过程中，在烟叶变黄阶段不同的稳温时间对烤后烟叶质量有重要影响。研究发现，下部叶T1(38 ℃稳温24 h、42 ℃稳温12 h)，中、上部叶T2(38 ℃稳温24 h、42 ℃稳温16 h)烤后烟叶质量表现最好；李沁怡[3]从烤烟外观质量、化学成分、物理特性、感官质量4个方面出发，发现密集烤房烘烤烟叶时，中部烟叶，上部烟叶和下部脚叶在干筋期阶段最适宜的组织温度和相对湿度，并经过分析得到在此条件下烟叶物理特性较好，橘黄率高，香度浓郁，含筋率低；王怀珠等[4]通过对比不同材料在建筑成本，人工成本和能源消耗上的优劣性试验，得出了不同的墙体材料对烘烤鲜干比、初烤叶中苯含量影响不显著，初烤叶中甲醛和氟含量与板材之间有一定的相关性，但未达显著水平，秸秆材料和彩钢板材料在这三方面的性能能够满足烟叶烘烤需要；彭玖华[5]将烟叶烘烤过程中叶片组织分为3阶段，以巫山烟叶为研究对象，探究烘烤工艺对烟叶水分散失的影响，以优化烘烤工艺，得出优化烘烤工艺能够在一定程度上促进烟叶叶片与主脉失水的协调性，能够提高烟叶质量。赵金辉等[6]提出了新型的热泵节能型烤烟技术，以热泵提供热空气使烟叶叶片失水，从而达到青叶烘烤目的，该技术使用热泵提供的热空气中不含传统烘烤方式煤炭燃烧产生的硫，使烤后烟的质量显著提高，在烟叶叶片质量上和香度及化学成分上区别于传统的煤炭烤烟。张玉琴等[7-12]探索了不同的烤烟方式和工艺,选取去梗叶片和整叶片为对象，从烟叶物理特质、外观质量、化学成分和经济效益出发，采用电热式温湿度自控密集烤烟箱进行烘烤。结果表明：去梗处理后的叶片在品质上有显著提升，装烟方式的差异和装烟量的改进有效提高了烘烤效率和经济效益。

还有学者将研究所得数据选取合适的方法[13-18]用于烤烟的质量特性参数分析，如运用假设检验、六西格玛公差设计、方差分析、过程能力分析、回归分析等方法在分析实验数据方面进行了有益的尝试。

2 烟叶烘烤工序

通常认为烤烟的烘烤不过是将青叶里的水分烘烤出来，使青叶由青色变为黄色。其实不然，2008年杨树勋博士提出了以烟叶组织含水量，水分动态性为基础的烟叶烘烤技术，正式确定烟叶烘烤进入科学烘烤时代。他认为，烟叶烘烤过程其实是在烤房内将田间采收的烟叶通过人为调控环境因素，从而控制烟叶中的蛋白质、糖类以及香酯类物质的含量下加速烟叶衰老死亡的过程。随着叶片的衰老，叶内大分子有机物(叶绿素、淀粉、蛋白质等)降解、消耗、转化，产生对品质有用的糖、氨基酸、芳香类物质，当接近最佳品质要求时迅速使烟叶脱水干燥，抑制其衰老以致终止生理生化反应，停止叶片衰老死亡的进程，将生产和烘烤过程中形成的优良品质固定下来。一张青叶成为橘黄色的烤后烟，经过了许多复杂的工序。

烟农从烟草站购买烟苗，经过大盘营养土的培育后下地，敷保险膜并扎洞。在烟苗成长期间施肥，针对天气选择入水或加深排水沟渠，长出叶片后对病毒预防，打农药直到烟苗开花。当青叶开花后会将烟芯折掉，便于叶片的成长，使组织营养不至于流失。一棵烟分上、中、下三部分叶片，中部叶片最大，成色组织和化学成分最为丰富，上部和下部脚叶略次。青叶采摘后迅速编烟，将两片烟叶背靠背扎绑在竹竿上；然后上烘房，经过不同时期温度的控制，叶片开始失水变干变黄有香气；最后下杆对斑点和“筋”进行处理，压制后由烟草站评级,然后由烟草站对其进行过秤收购。整个过程中各环节的把控决定了烤烟的质量。

3 烤烟质量改进措施

3.1 影响烤烟质量的原因分析

寻找影响烤后烟质量等级下降的原因，运用因果图，结合实际情况，集思广益，从人、机、料、法、环5个方面进行分析，结果如图1所示。

图1 烤烟质量下降因果图

最终确认有8个可能因素导致烤后烟的质量等级下降，将此初步分析结果与专家进行讨论并逐步进行排查后，进行要因确认，如表1所示。

表1 要因确认表

最终确定有5个要因对烤烟的质量有影响，进一步采用多元线性回归法寻找对烤烟质量有显著性影响的因素。

3.2 多元线性回归法对烤烟质量的影响因素分析

运用因果图、专家问询和现场考察等方法发现温度、风压、密集度、相对湿度、稳温时间这5个因素对于烤烟的质量等级有很大影响。收集实验数据，运用Minitab软件对这5个影响因素进行分析，试图找出影响烤烟质量变化的关键变量。

建立回归方程为

y=β0+β1x1+β2x2+…+β5x5+ε

建立原假设和备择假设为

H0:β1=β2=β3=β4=β5=0

H1：β1，β2，β3，β4，β5至少有一个不为0；

收集统计铜仁地区25户烟农烘烤烟的烘烤温度、风压、密集度、相对湿度、稳温时间的数据，如表2所示。

表2 25户烟农烤烟数据

表2中，y为含筋率低于0.15上等烟，杆；x1为湿度，%rh；x2为组织温度，℃(只考虑变黄干筋缩水阶段温度)；x3为密集度(相同烤房所烘烤的杆数)；x4为稳温时间，h；x5为风压，Pa。

回归模型中有5个自变量，这些自变量之间可能存在彼此相关。为规避多重共线性采用逐步回归法。由Minitab软件输出的逐步回归结果如表3～表5所示。显著性水平为0.05。

表3 模型汇总

表4 模型的方差分析表

表5 模型参数的估计和检验

由表4可知，模型F检验的显著性水平接近0，小于显著性水平0.05，表明该模型是显著的。

可得估计的回归方程为

各回归系数实际意义为：0.617表示，在其他不变的条件下，温度每上升1 ℃，上等烟杆数平均增加0.617杆；3.889表示，在其他不变的条件下，稳温时间延长1 h，上等烟杆数平均增加3.889杆。

在显著性水平0.05的情况下，温度、稳温时间的P值都小于0.05，所以拒绝原假设，得出烤房内的温度、稳温时间对烤烟上等烟杆数影响显著。

回归系数的假设检验为

H0：βi=0；H1：βi≠0(i=2,4)

在显著性水平α=0.05的情况下，由于Sig.值均小于0.05，可以得出温度、稳温时间对含筋率(低于0.15的上等烟)影响显著。

4 改善前后烤烟质量对比分析

烤烟评级时含筋率是重要指标，烟叶含筋率低于0.15为上等烟。含筋率是整烘烟叶中叶片“筋梗”占整叶片的比值，含筋率越低烤烟的上等烟杆数越多[17]。通过对影响烤烟质量的温度和稳温时间进行改进后，选取铜仁地区25户烟农的烤烟含筋率为样本，如表6所示。运用假设检验方法来推断此地区烟农烤烟的含筋率是否有显著降低，显著性水平为0.05。

表6 25户烟农的烤烟含筋率样本数据

由表6计算可知，改进后样本的烤烟平均含筋率为0.086，对其进行假设检验，以确认改进烤烟温度和稳温时间后烤烟的含筋率是否有显著降低。

原假设和备择假设为

H0：π≥0.15H1：π<0.15

运用Minitab软件对收集的数据进行分析，可得结果如表7所示。

表7 假设检验结果

由表7可知，P=0.027<0.05,拒绝原假设。结果表明：改进后烟叶含筋率与改进前相比有显著降低，烤烟质量得到提升。

5 结 论

本文以贵州铜仁地区烤烟质量为研究对象，针对当地烟农使用传统的黄土烤房烘烤烟叶中出现的烟叶质量不稳定、高等级烟叶少甚至出现坏房的现象，寻找原因，首先运用因果图分析影响烤烟质量的因素；其次运用多元线性回归方法进一步找到影响烤烟质量的自变量，并对其实施改进；最后收集改进后的样本数据，运用假设检验方法将改进后的烤烟含筋率与上等烟含筋率0.15进行比较，在显著性水平为0.05的情况下，证明烤烟质量等级得到改善，达到了改进效果。实践中，可以针对上述影响烤烟质量的自变量进行控制，以达到提高烤烟质量的效果，具有一定的实际意义。

本文只研究了干筋期的温度和稳温时间对上等烟产出率的影响，在烤烟质量评级中除了烤烟含筋率这一指标，还要考虑烤烟的物理和化学成分特性。由于数据收集的难易程度以及所涉及的知识范围的局限未对此进行讨论分析。另外，随着使用的烤烟新设备、新技术的不断改良，现有的加工过程中所涉及的人、机、料、法、环等方面对烤烟质量有影响的因素也在不断发生变化，加之贵州地域广大，各地气候条件不尽相同，以上方法是否能在整个贵州地区适用，还有待进一步研究。