基于KRK26烤烟品种特性的打叶复烤工艺参数优化研究

赵唯琦 王子冲 汤云海 李义鑫 王飞 张再荣

摘要 烟叶在打叶复烤加工过程中需要经历铺叶摆把、润叶筛沙、打叶风分、叶片复烤等一系列工艺环节。不同品种的烟叶具有不同的加工特性，在加工过程中为了进一步提升烟叶外在质量以及内在品质，使烟叶质量充分满足工业公司配方需求，该试验对KRK26烟叶外观指标和力学特性进行分析，旨在为该烤烟打叶复烤加工参数制定、模块化配方技术研究奠定基础，并为提高KRK26烟叶使用价值提供基础数据。

关键词 打叶复烤；品种特性；工艺参数；产品质量

中图分类号 TS 44+3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）23-0162-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.038

Optimization of Threshing and Redrying Process Parameters Based on the Characteristics of KRK26 Flue-cured Tobacco Varieties

ZHAO Wei-qi， WANG Zi-chong，TANG Yun-hai et al

（Baoshan Redrying Factory of Yunnan Tobacco Leaf Redrying Co.， Ltd.，Baoshan， Yunnan 678000）

Abstract In the process of threshing and redrying tobacco leaves， it is necessary to go through a series of process links， such as laying the leaf handle， moistening the leaves and sieving the sand， threshing the leaves， and leaf redrying. Different varieties of tobacco leaves have different processing characteristics. In order to further improve the external and internal quality of tobacco leaves during processing， so that the quality of tobacco leaves can fully meet the formula requirements of industrial companies， this experiment analyzes the appearance and mechanical properties of “KRK26” tobacco leaves. The purpose is to lay a foundation for the formulation of processing parameters for threshing and redrying of “KRK26” tobacco leaves and the research on modular formula technology， and to provide basic data for improving the use value of “KRK26”tobacco leaves.

Key words Threshing and redrying;Variety characteristics;Process parameters;Product quality

作者简介 赵唯琦（1994—），女，云南保山人，助理工程师，硕士，主要从事打叶复烤产品质量管理研究。

收稿日期 2022-10-24

KRK26烤烟是从津巴布韦引进的烤烟新品种，为生产高档卷烟的重要原料。KRK26烟叶烤后具有油分足、香气浓郁、吃味好等特点，因此其已成为“南京”“黄山”等品牌的重要烟叶原料。在打叶复烤加工过程中，由于其叶片的特殊结构，叶片较脆，造碎率高，原烟存在大中片率尤其大片率较高、烤后片烟颜色变深较为明显等问题，严重影响了KRK26烟叶的使用价值。

衡量烟叶的使用价值可从外观质量、物理特性、感官质量和化学成分 4 个方面综合来看［1］。外观质量是烟叶分级的重要依据，化学成分和感官质量主要反映烟叶的内在质量［2-3］。烟叶物理特性是其自身组织结构的一种直接反映，烟叶力学特性是烟叶的物理特性之一，主要反映烟叶的耐加工性，不同产地和不同品种的烟叶在力学特性方面存在较大差异［4］。目前，借助质构仪已经建立了烟叶黏附力、剪切力、穿透力、拉力等主要力学特性指标的测定方法。因此，该研究在掌握原烟特性的基础上，不断改进原料与设备及工艺参数的匹配性，优化KRK26品种打叶复烤技术，充分利用烟叶的耐加工性，减少烟叶造碎，提高烟叶的使用价值。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

1.1.1 试验材料。2020年云南德宏产地KRK26品种C3F烟叶。

1.1.2 试验仪器。

称量精度为 0.001 g 的电子天平（MS304S，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）、烘箱（625，赛默飞世尔科技（中国）有限公司）、干燥皿、粉碎机 （YMS-96，云南派龙机械设备制造有限责任公司）、分样器、样品盒、质量控制振动筛（Mactavish QCST-CORESTA-1，Evans Mactavish Agricraft Inc）、叶中含梗测定仪（Mactavish QCST-CORESTA-1，Evans Mactavish Agricraft Inc）、多层振动筛分器（罗泰普 RX-29，W.S.TYLER）、保山复烤厂12 000 kg/h打叶复烤生产线。

1.2 方法

1.2.1 含水率对KRK26烟叶打叶质量的影响。

在不改变其他打叶参数的条件下，分别设置3个二润出口水分：

T1，（16.0±0.2）%；T2，（17.0±0.2）%;T3，（18.0±0.2）%。参数设定保持2 h。

待设备参数稳定后，按标准检测二润出口、打叶前烟叶水分、温度及力学特征；检测烤机前、后烟叶水分和温度；检测打叶后、烤后烟叶叶片结构。叶片结构的检测每个处理取样检测1次，共取样检测3次；水分、温度、力学特征每个处理取样检测3次，共取样检测9次。

1.2.2 复烤温度对KRK26复烤质量的影响。

在不改变其他打叶参数的条件下，干燥四区分别设置3个温度：Y1，（58±1）℃；Y2，（63±1）℃；Y3，（68±1）℃。并按照弧线定温法调整各区温度，使各个区温度梯度保持2～3 ℃，参数设定保持1 h。

待设备参数稳定后，按标准分别检测烤机前、后烟叶水分、温度、香气物质鉴定及感官评吸质量，每个处理取样检测3次，共取样检测9次。

1.3 数据分析

试验数据采用Excel 2010进行分析处理并绘图制表，用SPSS 21.0统计分析软件对数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA），用新复极差法（Duncan）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 含水率对KRK26烟叶打叶复烤质量的影响

2.1.1 含水率对打叶复烤过程中烟叶温度的影响。由表1可知，从二润出口至烤前，烟叶温度一直逐渐降低，经过复烤后，烟叶温度显著升高。随着二润出口烟叶含水率的升高，烟叶在二润出口的温度也随之升高，且T3处理的温度极显著高于T2与T1处理，T1处理的烟叶含水率最低，因此烟叶温度也显著低于其他处理。烟叶经输送带至打叶前，T3处理烟叶温度急剧降低，与T1处理温度差异不显著，但显著高于T2处理。当烟叶到达烤机入口时，各个处理的烟叶温度差异不显著。相同复烤方式下，T1处理的烟叶温度最高，且极显著高于T2、T3处理，同时，T2处理温度最低，极显著低于T3处理。

2.1.2 含水率对打叶复烤过程中烟叶水分的影响。

由表2可知，烟叶从预处理阶段到复烤阶段，烟叶水分在整个加工过程中呈现逐渐降低的趋势，其中，从二润出口至烤机前，T3处理烟叶水分含量始终高于T1和T2处理，二润出口各个处理的烟叶水分间有差异，但差异不显著。而当烟叶输送至打叶前和烤机入口时，T3处理的烟叶水分极显著高于其余2个处理，且T2处理极显著高于T1处理，烟叶水分最高的处理和最低的处理间相差1.55百分点。当烟叶经过复烤机后，3个处理的烟叶水分含量有差异，但差异不显著。

2.1.3 含水率对打叶复烤过程中烟叶拉力及撕裂度的影响。

当烟叶含水率处于适宜范围内时，由于梗片结合部位强度较其他部位低，叶梗分离容易，打叶后烟叶叶片结构分布较好，梗中含叶率低；当烟叶含水率和温度都偏高时，烟叶韧性高、柔软性好，打叶时叶片不易从烟梗上撕裂分离，容易出现堵塞现象，而且由于烟叶含水率较高，也不易被风分；烟叶含水率较低时，在叶梗分离过程中梗片结合部位难以整齐分离，梗上留下大量锯齿状小叶片，打后梗中含叶率较高。

由表3可知，对于烟叶叶片拉力来说，不同处理润叶后烟叶拉力差异不显著，且烟叶拉力大小随着润叶水分的增加逐渐增大。从二润出口至打叶前，因外部环境温湿度的影响，T1和T2处理烟叶的拉力逐渐增大，而T3处理烟叶拉力则逐渐减小，这可能是润叶后烟叶温湿度不同，烟叶吸湿性具有差异，由于外界环境温湿度变化所导致的现象。对于叶片撕裂度来说，T3处理的叶片撕裂度显著高于T1处理，T2和T3处理间、T1与T2处理间差异不显著。当烟叶经输送带输送至打叶机前，烟叶由于外界环境变化，T1处理的叶片撕裂度有所增加，其余2个处理的叶片撕裂度则有所减少，但各个处理间差异不显著。

2.1.4 含水率对打叶复烤过程中叶片结构的影响。

叶片结构是指打叶后不同大小叶片所占的比例，是衡量片烟均匀性加工水平的重要指标［5］。通常根据叶片的尺寸，采用大片率（＞25.4 mm）、中片率（12.7～25.4 mm）、小片率（6.35～12.7 mm）、碎片率（＜6.35 mm）以及叶中含梗率等指标来衡量烟叶结构，其中，大中片率直接影响烟叶制品中＞3.2 mm 和≤ 1.4 mm 叶丝的比例［6-7］。

因此，为提高卷烟质量均匀性，需尽可能控制大片率，提高大中片率和中片率，减少碎片率和叶中含梗率。烟草行业标准也明确指出叶中含梗率和梗中含叶率应分别≤2.0%和≤1.2%［8］。

由表4可知，不同二润含水率处理后，烤前叶片结构各项指标均在标准范围内，且烤前烟叶大片率差异不大，但T2处理烟叶大中片率较其他2个处理显著增加，且该处理烤前烟叶小片率、碎片率以及烟叶含梗率最低，分别为97.24%、99.76%、1.12%。T3处理烟叶大中片率处于中间水平，但烟叶含梗率却最高，为1.24%。对于烤后叶片结构来说，烤后烟叶大片收缩率约为43%，T2处理烟叶大片率和大中片率均高于T1和T3处理，烟叶叶中含梗率最低，为1.02%。T3处理烟叶大片率最低、烟叶小片率和叶中含梗率最高，分别为24.66%、93.94%、1.14%。

2.2 復烤温度对KRK26复烤质量的影响

2.2.1 复烤温度对烟叶化学成分的影响。

由表5可知，经过不同复烤温度加工后，烤前和烤后烟叶内在化学成分呈现不同的变化趋势，其中烤后Y1处理烟叶总糖含量较烤前有所增加，但增幅较小，为0.38百分点，其余处理烤后烟叶总糖、还原糖含量均较烤前降低；Y2处理烤后烟叶烟碱、总氮及氯含量均较烤前有所增加，其余处理烤后烟叶烟碱、总氮及氯含量均较烤前减少，且各处理增减幅度均在0.1百分点范围内；经复烤后，烟叶钾离子含量较烤前有所增加，增幅在0.1百分点范围内。

对于烟叶总糖含量来说，随着复烤温度的升高，烤后烟叶总糖含量先降低后升高，Y3处理烟叶总糖含量极显著高于Y2处理，Y1与Y3处理间差异不显著。对于烟叶还原糖含量来说，烟叶还原糖含量随着复烤温度的升高而逐渐增加，具体体现为：Y1

2.2.2 复烤温度对烟叶致香成分的影响。

由表6可知，Y1处理的叶片经复烤加工后，烟叶内在致香物质总量较烤前有所增加，其中3-甲基-2-丁烯醛、己醛、面包酮、1-（2-呋喃基）-乙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-戊基呋喃、2，4-庚二烯醛A、2，4-庚二烯醛B、吲哚、西柏三烯二醇以及新植二烯11种物质含量较烤前有所增加，且新植二烯含量较烤前增加量显著，其余致香物质呈减少趋势，且除苯甲醇、苯乙醇、β-大马酮、肉豆蔻酸、棕榈酸、寸拜醇、亚麻酸甲酯及植醇外，表中所检测出的烤后烟叶内在致香物质较烤前减少量均在1 μg/g以内。Y2处理的叶片经过复烤加工后，烟叶内在致香物质总量较烤前有所减少，在该处理复烤温度加工下，烟叶内在物质中的面包酮、1-（2-呋喃基）-乙酮、苯甲醛、2-戊基呋喃、2，4-庚二烯醛A、2，4-庚二烯醛B、2，3-二氢苯并呋喃、吲哚、3-（1-甲基乙基）（1H）吡唑［3，4-b］吡嗪、2，3′-联吡啶、二氢猕猴桃内酯、新植二烯、金合欢基丙酮 A、棕榈酸甲酯以及西柏三烯二醇15种致香物质含量较烤前增加，且西柏三烯二醇和新植二烯增加量大于5.1 μg/g，显著高于其他物质。Y3处理烟叶内在致香物质总量较烤前有所增加，其中3-羟基-2-丁酮、糠酸、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-戊基呋喃、2，4-庚二烯醛A、4-吡啶甲醛、2，4-庚二烯醛B、吲哚、丁基化羟基甲苯、2，3′-联吡啶、二氢猕猴桃内酯、降茄二酮、茄那士酮、新植二烯、金合欢基丙酮 A、棕榈酸甲酯、西柏三烯二醇以及金合欢基丙酮 B含量较烤前有所增加，其中新植二烯增加了44.155 μg/g，增加量最大，其次为西柏三烯二醇和棕榈酸甲酯，其余致香物质含量增加量均不超过0.40 μg/g。同时，Y1处理和Y3处理烤后烟叶内在致香物质总量均较烤前有所增加，而在Y2处理复烤温度下，烟叶内在致香物质较烤前却有所减少，但Y2处理烤后烟叶内在致香物质含量仍高于Y3处理，这可能与Y2处理在烤前烟叶致香物质含量高于其他处理有关，且烤后烟叶致香物质总量最高的为Y1处理。

2.2.3 复烤温度对烟叶多酚类物质含量的影响。

一般认为酚类化合物对烟草香气和吃味有好的影响，多酚类化合物通过蒸发等途径直接进入烟气，对烟气香味产生直接影响。特别是绿原酸、芸香苷挥发性低，虽然在烟支燃吸时直接进入烟气的很少，但能在燃吸时产生酸性反应，中和部分碱性，使吃味更加醇和。由表7可知，经过不同复烤温度加工后，煙叶多酚物质含量较烤前均呈现不同程度的增加，特别是绿原酸和芸香苷含量增加显著。其中，Y1处理烤后烟叶的新绿原酸、绿原酸、莨菪亭及山奈酚苷较烤前增加量最大，分别增加了0.50、2.68、0.03、0.02 mg/g；Y2处理烤后烟叶咖啡酸增加量为0.04 mg/g，高于其他处理；Y3处理烤后烟叶中芸香苷增加量最大，为2.59 mg/g，其余5种多酚类物质均处于中间水平。

2.2.4 复烤温度对烟叶质体色素含量的影响。胡萝卜素具有较强的抗氧化物和清除自由基能力，是烟叶中重要的香气前体物质。由表8可知，Y2处理的烟叶经过复烤后，叶片内质体色素（叶黄素和β-胡萝卜素）较烤前有所减少，Y1和Y3处理则较烤前增加，且随着复烤温度的升高，复烤叶片中叶黄素和β-胡萝卜素含量先增加后降低，且烟叶质体色素总量也随之呈现相应变化规律。质体色素作为烟叶中最重要的萜烯类化合物之一，烟叶中的香味成分很大一部分是类胡萝卜素的降解产物，因此在复烤最高温度为58℃时，烤后烟叶质体色素增加量最高，最有利于烟叶香气物质的增加与保留。

2.2.5 复烤温度对烤后烟叶感官质量的影响。

烟叶的感官评吸质量与烟叶内在化学成分及内在质量密切相关，感官评吸质量能直接反映烟叶的质量及使用价值。由表9可知，经过不同温度复烤加工后，Y1处理烤后烟叶感官评吸质量最好，其次为Y2处理，Y3处理烤后烟叶感官评吸质量最差。在Y1处理的复烤温度下，虽然烟叶香气质较其他处理略低，但烟叶燃吸后香气量足，烟草本香保持较好，此时复烤后烟叶烟气浓度较高，杂气较少，余味干净舒适。Y2处理烟叶香气量足，香气质优，烟叶燃吸后烟草本香保持能力及口味干净度不如Y1处理。Y3处理的香气质较好，但烟支燃吸后香气量、烟草本香保持能力以及余味舒适度均不如前2个处理。

3 讨论

烟叶经打叶复烤加工后的物理特性、片型结构、化学成分和感官质量对烟叶的工业可用性影响显著［9］。因此，复烤后片烟具有的质量特征与工业公司要求的质量特征越接近，烟叶的工业可用性也就越高。

3.1 含水率对烟叶打叶复烤质量的影响

一般来说，烟叶韧性与含水率间的关系呈正态分布曲线规律，当含水率超过一定值时，烟叶韧性随着含水率的增加而降低。

在该试验中，烟叶二润出口温度随着叶片含水率的升高而升高。其中，T1处理二润出口温度和烤后片烟温度均低于质量控制管理要求［10-11］，T2和T3处理二润出口温度达到要求。T3处理烟叶含水率较高，烟叶耐加工性最好，烤后烟叶温度高于55 ℃，温度过高，打包后成品烟叶温度散热效果不佳，烟箱温度较高，不利于烟叶贮存保管，进而影响复烤加工后烟叶产品质量。T2处理各工序烟叶含水率均处于中间水平，烟叶耐加工性仅次于T3，而T1处理烟叶含水率和耐加工性均为3个处理中最低，烟叶在加工过程中容易造碎，因此，加工造碎率相对较其他处理高，烟叶工业利用率低。

一定范围内，烟丝的填充能力随着烟丝的长度而增加［12-14］。在该试验中，预处理阶段适当提高烟叶水分后，叶片耐加工性增强，经过打叶后，烟叶中片率得到了显著提升，二润含水率较高的处理烟叶叶中含梗率较含水率低的处理高，烟叶利用率相对较高。但当含水率超过一定值时，烟叶柔软性变大，梗叶不易分离，烟叶大中片率、叶含梗率反而有所降低。因此，在T2处理下，烟叶叶片结构较其他2个处理好，烟叶整体片型质量高，工业使用价值高。

3.2 复烤温度对烟叶复烤质量的影响

烟叶化学成分及其协调性是决定评吸质量和烟气特性等质量特性的内在因素［15］。烟草的可用性最终由烟叶的内在质量决定，而感官评吸是判断内在质量的主要手段［16］。从化学成分及其协调性来看， Y3处理烟叶总糖和还原糖含量最高，烤后烟叶烟碱、总氮含量较其他处理低，燃吸后，烟叶燃烧性较好，但烟叶吃味较淡，劲头略有不足。Y2处理烟叶含氮化合物（总氮）含量较Y1略高，但Y2处理烟叶总糖含量较Y1处理低，Y1处理烟叶烟碱、还原糖含量与Y2处理基本相同，但Y2处理烟叶总糖含量显著低于Y1处理，烟叶含碳化合物过多，容易导致烟叶香气、吃味平淡。

新植二烯是烟草挥发性致香物质中含量最高的成分，在烟草燃烧时，可直接进入烟气，可减轻刺激性、醇和烟气，还可进一步降解为具有清香气息的呋喃［17-18］。有研究者认为，其对烤烟清香型风格有重要作用，有利于提升烟叶抽吸的口感［19-21］。烟草多酚类物质对烟叶香吃味具有良好的影响，在燃吸时能产生多种芳香成分，可以有效中和部分烟叶碱性，达到醇和烟气的目的［22］。在该试验中，3个处理的烤后新植二烯及多酚类物质含量均呈不同程度的升高，Y1处理烤后成品片烟中有机酸、类脂、多酚类、甾醇类、萜类化合物以及杂环类化合物等致香成分含量高于其他处理，致香物质总含量最高，烟叶香气质好，香气浓郁，整体香吃味好。

类胡萝卜素是烤烟重要的致香前体物，与烟草的香气量和香气品质呈正相关关系，同时，胡萝卜素降解产物是烤烟中除新植二烯以外含量较高的挥发性致香物质，其香味阈值较低、刺激性小，对烤烟的香气量和香气质具有较高的贡献率，是形成烤烟香气风格的主要成分。近年来，人们利用各种措施提高鲜烟叶中的类胡萝卜素含量，为提高烟叶的香气量奠定基础［20，22，23-24］。该试验中，Y2处理烤后成品烟叶质体色素含量最高，但较烤前有所减少，不利于打叶复烤阶段提质保香，而Y1处理烟叶烤后质体色素含量较烤前有所增加，烟叶香气物质含量较高，有利于提高烟支燃吸品质。

从感官评吸质量上看，Y1处理烟叶经卷制燃吸后，香气量足，香气质好，香气浓度适宜，且杂气少，余味干净舒适，感官评吸得分最高，为78.5分。因此，在Y1处理下，烤后成品片烟各项内在化学成分适宜，燃吸后吃味较好，香气浓度和劲头适宜，感官评吸质量最佳。

4 结论

通过对保山复烤厂加工KRK26烤烟前期工艺参数和片烟质量进行分析，选定 2个关键工艺参数进行优化。试验结果表明，采用二润出口水分和复烤温度最高温度区温度分别控制在（17.0%±0.2）%、（58±1）℃范围内，能提高打叶复烤质量，提升KRK26烟叶工业可用性。但该试验仍存在不足：一是研究对象仅对KRK26烟叶打叶复烤加工工艺作了部分关键参数优化研究，对于其他烤烟品种和工艺参数的研究并未深入，有待在今后的研究中能考虑更加全面。二是该研究打叶复烤片烟质量评分参照卷烟烟支评分标准对复烤后成品片烟（单料烟）进行，评价结果相较于单料烟评吸标准不够准确。

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