气调技术在我国烟叶仓储养护上的研究与应用进展

气调技术是一种安全有效、绿色环保的仓储养护技术。近20年来,气调技术在烟叶仓储养护领域飞速发展,在烟叶杀虫防霉、保质等方面均取得了很多研究和应用成果。本文回顾了气调技术在烟叶仓储养护领域的发展历程,归纳了气调技术在烟叶杀虫防霉方面的研究和应用进展,综述了气调技术对烟叶醇化过程中质量变化的影响,认为应加强气调技术在原烟上的应用研究,构建“原烟-片烟”一体化养护体系;针对目前存在的气调杀虫周期过长、气调参数与烟叶醇化进程对应关系尚不明确等问题,指出应加强气调技术与其他手段联用快速杀虫技术研究,并进一步系统研究气调参数对烟叶醇化进程的影响规律及相关机理,从而实现烟叶醇化进程精准调控,使烟叶醇化质量高点和烟叶实际使用时间精准结合。

基于感官组学的烤烟烟叶中糯米香特征成分的鉴定

【目的】准确鉴定烤烟烟叶中糯米香关键特征成分。【方法】以典型糯米香香韵特征烤烟烟叶为研究对象,利用现代分子感官科学技术,借助气相色谱嗅觉检测/稀释嗅闻技术(GC-O/AEDA)以及多维气相色谱-高分辨质谱联用技术(GC×GC-QTOF/MS),对其糯米香关键特征成分进行了筛选和精确鉴定。【结果】利用该技术方法,从糯米香特征烤烟样品中筛选定位到一种具有气味强度高、检测频率高、稀释因子高的糯米香特征成分,结合双色谱柱保留指数、气味属性、一维和二维保留时间(1D Rt和2D Rt)、高分辨质谱信息,成功将该糯米香特征成分鉴定为2-乙酰基-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline,2AP),并通过香味物质添加实验对2AP的糯米香香韵贡献进行了验证。【结论】明确了烤烟烟叶中糯米香特征贡献组分为2AP,该物质在空气中阈值低至0.02×10^(-9),是典型的痕量高效香气化合物。研究结果为进一步开展糯米香烤烟精准评价和基于分子育种的烟叶糯米香特征的调控改良提供了物质基础。

制丝关键工序工艺参数优化研究

为提升制丝线关键工序加工水平,本文围绕松散回潮工序料积比、蒸汽施加方式、回风温度和筒内风速4组参数进行单工序试验,确立松散回潮工序适宜的加工参数,并在此基础上结合薄板烘丝工序,开展组合试验,优化控制策略。结果表明:(1)松散回潮工序工艺流量为6500 kg/h、热风风机频率为21 Hz、回风温度51℃;薄板烘丝工序工艺流量为3600 kg/h、筒壁温度136℃时,产品实物质量和感官质量最佳。(2)与优化前相比,烟片舒展性提高,造碎减少,烟丝结构也有一定提升,烟支感官质量呈现较好趋势,主要表现在香气量增加、细腻程度和甜度有所改善。

基于VIGS技术的烤烟烟碱调控及对烟碱含量的影响

在对烤烟原料要求烟碱含量低的中烟工业企业中,烟碱含量过高的烟叶难以在原料配方中适配,导致工业可用性较低。为了降低烟叶中烟碱的含量,通过病毒诱导基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)构建烟碱合成过程中4个关键基因(NtA622、NtPMT、NtBBL、NtMYB305a)的靶向沉默体系,探究瞬时沉默对基因相对表达量及烟碱含量的影响,并对不同载体的沉默效率与烟碱降低率进行贡献度分析。结果表明,通过目标序列靶片段成功构建了基于VIGS技术的沉默载体;T2处理沉默NtPMT基因后,最大沉默效率为55.23%,T3处理沉默NtBBL基因后,沉默效率为50.78%,两者差异不显著;各处理沉默相应基因后,不仅表现出对应基因表达量的下调,同时对本研究中其他基因的表达量也有影响;烟碱降低最多的是T3处理,降低率达到39.34%,同时T3处理沉默NtBBL基因的沉默效率对烟碱降低的贡献度最大,为0.775。本研究建立的VIGS技术体系有效沉默目的基因的表达,沉默NtBBL基因的T3处理沉默效率较高,烟碱含量较低,为调控烟碱含量提供了一种新思路与方法。

基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别

烟叶烘烤设备操作复杂、技术含量高、熟练掌握烟叶烘烤技术人员不足等问题,影响了烟叶的烘烤质量。针对上述问题,本文提出了基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别方法。实验中对三段式烘烤过程中的叶片变软、主脉变软、勾尖卷边、小打筒、大打筒和干筋6个烘烤阶段分别提取了颜色、纹理和温湿度特征,组建了9维特征向量进入小波核极限学习机,通过增量型算法自适应地选择神经元个数,快速准确地识别了6个阶段,得到了98.33%的识别率。实验结果表明本文提出的基于小波核极限学习机的烟叶烘烤过程的智能识别方法具有一定的可行性,为研发烟叶烘烤智能调控系统奠定了理论基础。

箱式烘烤烟叶化学成分变化与温湿度耦合分析

为研究箱式烘烤过程中烤烟质量形成和温湿度场的时空耦合关系,采用传感器实时监测烤房不同位点的温湿度,构建温、湿度场云图,分析主要化学成分变化,并基于层次分析法对烤后烟叶质量进行综合评价,揭示箱式烘烤过程中温、湿度场与箱体内烤烟质量形成的关系。结果表明,箱体内不同层面的温度分布呈现下层温度最高,中层次之,上层最低。随着烘烤进程的推进,箱体内部各层面高温区的分布模式呈现从四周向中心聚集的趋势;箱体内不同层面湿空气由箱体中层向箱体上层移动,从定色前期至干筋期,在箱体内上层面逐渐形成相对高湿环境,箱体内同一层面湿空气的分布遵循中心高四周低的规律。箱式烘烤过程中,箱体下层较中、上层温度高且湿度偏低,淀粉降解量大,烘烤结束时烟叶淀粉含量降为3.88%;总糖和还原糖含量显著低于其他层面;蛋白质降解速率快;总氮含量总体变化平缓;香气物质积累量大,为1 308μg/g。箱式烘烤箱体内不同层面烟叶烤后质量评价结果显示,下层烤烟综合评分为0.817,中层烤烟为0.765,上层烤烟为0.721,箱体下层的烤后烟叶质量最优。以上结果表明,位于箱体下层烟叶环境温度高、相对湿度低,其淀粉降解量大,香气物质及总糖和还原糖转化积累量高,烤后烟品质优。

改良热泵密集烤房烘烤工艺及其效果分析

为进一步利用热泵密集烤房优势,解决热泵密集烤房与现有工艺不匹配、初烤烟叶化学成分提升不明显等问题,对传统三段式烘烤工艺进行改良,对初烤烟叶的主要化学成分、石油醚提取物、多酚类物质、香气代谢产物及评吸质量进行分析。结果表明:与传统三段式烘烤工艺相比,可变频密集烤房采用改良三段式烘烤工艺后效果较好,其初烤烟叶化学成分赋值提高8.9%,淀粉含量下降20.0%,中性致香物质含量提高0.7%,多酚类物质含量提高49.4%,评吸得分提高6.2%。说明改良三段式烘烤工艺可促进烟叶香气代谢产物的积累和化学质量、评吸质量的提高。综合分析,改良后的三段式烘烤工艺能够有效提升热泵密集烤房初烤烟叶质量,有较好的实用价值。

密集烤房变温调控对烤烟上部叶氮代谢生理的影响

以云烟87为试验材料,采用烘烤比较试验,设置3个处理,即CK,云南当地常规烘烤工艺;T1,变温幅度±1.0℃、变温频率3 h;T2,变温幅度±1.5℃、变温频率5 h,探索密集烤房变温调控对烤烟上部叶氮代谢生理的影响。利用曲线估算、通径分析对烟叶可溶性蛋白质、游离氨基酸含量及氮代谢相关酶活性进行系统分析,研究烘烤过程中变黄期变温处理对烟叶蛋白质降解机理的影响。结果表明,2个变温工艺处理下,烟叶中性蛋白酶、内肽酶活性呈“M”形曲线变化,转氨酶活性呈先升后降再升的变化趋势,与常规工艺处理有所差异;烘烤变黄结束时,T1变温处理烟叶的中性蛋白酶、内肽酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性分别为0.0586、0.0816、31.1139、36.7148 U/g,高于或显著高于CK、T2处理。在变温幅度1℃和变温频率3 h处理条件(T1)下,对烟叶可溶性蛋白质、游离氨基酸含量影响的主要因素是谷草转氨酶、内肽酶活性;烘烤变黄结束时,T1变温处理下的可溶性蛋白质含量最低,游离氨基酸含量为380.6679μmol/g,显著高于CK、T2处理。对密集烤房烘烤变黄期变温幅度和变温频率进行合理调控,有利于氮代谢相关酶活性维持较高水平,促进蛋白质的充分降解和游离氨基酸的有效积累,可明显影响烟叶品质。

烤烟初烤阶段喷施不同物料比复合生物制剂对陕南烟叶品质的影响

【目的】分析烤烟初烤过程中喷施复合生物制剂对陕南烟叶品质的影响,为复合生物制剂物料比的选择及烤后烟叶质量的调控提供参考。【方法】以陕西省商洛市主栽烤烟品种云烟99上部叶(B2F)为试验材料,设计5%物料比(T1)、4%物料比(T2)、3%物料比(T3)3种复合生物制剂(SXC-4)处理,在初烤阶段变黄期末期(42℃)进行喷施,测定烤后烟叶的化学成分和致香物质含量,并进行感官评价分析。【结果】与CK相比,T1处理下果胶和木质素的降解效果最好,分别降低了58.00%和5.90%;T2处理下游离氨基酸含量和致香物质含量的增加效果最好,分别增加了6.50%和51.80%;T3处理下还原性糖、总糖、莨菪亭、质体色素降解产物、苯丙氨酸类致香物质、Amadori化合物含量提升最高,分别为21.00%、17.00%、51.00%、54.80%、2.70%、11.20%,且感官质量得分最高,为60.95;且T3处理果胶和木质素分别降低43.49%、4.50%,游离氨基酸含量提高2.90%,处理效果与T1、T2处理相比较差。【结论】烤烟初烤阶段喷施复合生物制剂可改善烟叶化学成分的协调性、烟叶的香气质和香气量、提升透发性、降低杂气和刺激性、改善浓度和劲头,感官质量明显提升,其中喷施3%物料比的复合生物制剂可明显提升陕南烟叶品质。

晒黄烟不同棚内调制方式对烟叶品质的影响

[目的]提高晒黄烟调制大棚的整体调制效率,以实现更高质量的晒黄烟生产。[方法]通过系统的试验设置探索不同的调制方式。通过监测调制过程中的光照强度和SPAD值,比较不同调制方式晒黄烟的外观品质和化学成分,筛选出优越的调制方式。[结果]晒黄烟调制大棚适宜的调制方式是烟折纵向挂放,晾晒间距为20 cm。该处理接收的光照强度最强,且SPAD值的降解趋势与CK一致。通过这种调制方式,晒黄烟的外观质量表现出叶片结构疏松,表面油润度好,弹性较好,身份适中;烟叶颜色主要分布在正黄到金黄色域,色度均匀,光泽丰满,叶面含青较少。化学成分也呈现出较为理想的状态,总糖(18.8%)、还原糖(14.9%)和钾(1.85%)含量相对较高,而氯离子及氮碱比含量适宜。[结论]该研究结果为晒黄烟调制提供了有力的指导,为实现高效且高质量的晒黄烟生产提供了科学依据。

响应面法优化烤后烟叶回潮技术

为优化装烟回潮工艺,以湘烟7号为试验材料,回潮协调度为评价指标,通过对照试验分别对装烟密度、回潮时间、回潮湿度进行优化筛选,随后以回潮协调度以及回潮均匀性为评价指标,通过响应面法优化参数。结果表明,在装烟密度为50 kg·m-3、回潮时间为14 h、回潮湿度为77%的工艺参数条件下,回潮效果最优,此时烟叶的回潮协调度为98.95%,回潮均匀性为97.24%。本研究基于响应面法通过多次回潮试验,得出最优工艺参数,为烤烟回潮工艺的制定提供理论依据。

烤烟模块化烘烤工艺特征分析

为建立基于模块化的烘烤工艺关键参数提取与工艺分析方法,通过传统记录与物联网设备,提取分析重庆市酉阳县不同部位、不同地区烟叶烘烤过程中各模块的干球温度、湿球温度及烘烤时间,并拟合出烘烤工艺曲线,对比分析其烘烤工艺特点。结果表明:酉阳县烘烤总时间中位值集中在215~235 h之间,板溪镇上部叶变黄时间比中部叶长10 h左右,板溪镇上部叶烘烤时间比两罾乡长20 h左右;板溪镇变黄阶段、定色阶段和干筋阶段烘烤时间占比分别为40%、30%、30%,而两罾乡分别为45%、30%、25%;两地干球温度调控相近,湿球温度调控存在差异,中部叶湿球温度随干球温度上升呈阶梯式上升,上部叶呈上升—下降—上升的变化趋势,在变黄后期和定色前期存在0.5℃左右的下降。基于模块化的烘烤工艺关键参数提取方法可较为准确地获取烟叶烘烤过程中各模块的烘烤时间、干球温度及湿球温度等关键参数,为后续智能化烘烤数据库构建与烘烤工艺的优化提供依据。

不同醇化方式对烤烟品种翠碧一号片烟醇化效果的影响

为研究不同醇化方式对烤烟品种翠碧一号(CB-1)片烟醇化效果的影响,对CB-1烤烟在自然、标准和洞库醇化期间的含水率、pH、化学成分含量、碘值和感官质量的变化进行对比分析。结果表明,醇化6~21个月,烟叶含水率和碘值随醇化时间的延长呈增加趋势,pH、淀粉、氮、蛋白质和烟碱含量呈下降趋势,水溶性总糖、还原糖含量和感官质量得分先升后降。洞库醇化的烟叶含水率最低,pH最高,氮、蛋白质、烟碱含量和感官质量总分均高于标准库和自然库醇化,标准库醇化的烟叶碘值高于自然库和洞库醇化。自然库醇化的烟叶适宜醇化期为15~18个月,标准库醇化的为12~15个月,洞库醇化的为18~21个月。标准库醇化的烟叶醇化速度最快,洞库醇化的烟叶保质性最好。

风速变化对热泵密集烤房烟叶烘烤质量的影响

为了探索可变频热泵密集烤房在烟叶烘烤各阶段的适宜风速参数,以云烟116为材料,研究了不同烘烤阶段不同风速条件下烟叶主要化学成分的变化。结果表明:调整变频风机参数后,烟叶内部化学成分含量更加合理,化学成分评分达到90.7,淀粉含量降低至1.3%,感官质量提高。具体参数:38℃(干球温度)前,风机转速保持750~800 r/min;38~42℃阶段,风机转速保持800~850 r/min;42~48℃阶段,风机转速保持1300~1350 r/min;48℃后风机转速保持800 r/min。综上所述,改良风速参数能够提高烟叶品质,降低烟叶淀粉含量。

烟叶烘烤工艺知识图谱构建与应用研究

为解决烟叶烘烤工艺知识多源、异构等问题,有效利用和管理烘烤工艺知识,可借助知识图谱的知识互联组织功能对烘烤工艺知识进行整合及可视化。本文通过结合烘烤工艺的知识特点以及需求,经过本体构建、数据收集、知识抽取、知识融合和知识存储等环节,初步构建了烟叶烘烤工艺知识图谱,并在此基础上进行应用研究,包括烟叶烘烤实体识别和智能问答,从而形成了一个面向烟叶烘烤工艺领域的知识平台。本文研究验证了烟叶烘烤工艺知识图谱构建和应用的可行性,可为相关人员提高烟叶烘烤工艺水平提供参考。

不同木桶养护对雪茄茄衣化学成分和香气品质的影响

为提升雪茄茄衣的品质及风格特征,探究不同材质木桶养护处理对雪茄茄衣理化和感官品质的影响,将雪茄茄衣装入雪松木桶、1916橡木桶和威士忌橡木桶进行养护,并对养护后雪茄茄衣的感官品质、化学成分及挥发性物质进行鉴定。结果表明,雪松木桶对雪茄的感官品质有较好的提升效果,增加总糖含量、烯烃类和醇类含量、挥发性成分数量和含量有助于提升雪茄的品质。

上部叶烘烤变黄期关键温度点不同湿度对烟叶质量的影响

为确定烤烟上部叶变黄期关键温度点适宜的湿球温度,提高上部烟叶质量,2022年在贵州省镇远县魏家屯烟草科技园,以云烟87上部叶为材料,在烘烤变黄期关键温度点38℃时,设置不同的湿球温度(35.5、36.0、36.5℃),对烘烤过程中不同处理烟叶主要化学成分的含量及烤后烟叶质量进行比较分析。结果表明:随烘烤过程的不断推进,淀粉含量逐渐降低,总糖、还原糖含量逐渐增加,总氮、烟碱含量也逐渐降低,但下降幅度较小;不同湿度处理烟叶中的淀粉降解为总糖的速率表现为36.5℃>36.0℃>35.5℃,各处理烟叶的烟碱、总氮含量无明显差异。36.5℃处理烤后烟叶的化学成分含量符合上部优质烟叶要求的指标较多,烟叶协调性较好,评吸质量、外观质量、等级质量相对较高,35.5℃处理烟叶的质量指标表现较差。综合分析,烤烟上部叶在38℃变黄关键温度点时以湿球温度36.5℃进行烘烤较为适宜。

不同施硫量和硫素营养水平土壤对烟叶质量的影响

为研究不同硫肥施用量和硫素营养水平土壤对烟叶质量的影响,在含硫量>25、10~20和<10 mg/kg的土壤上分别施用0、30、60和90 kg/hm^(2)的硫肥,分析比较不同处理烟叶质量的差异,包括外观质量、硫酸根离子含量和感官质量等方面。结果表明,施硫量过多不利于烟叶的外观质量和感官质量,且可能导致成品卷烟烟丝的硫酸根离子含量偏高。为了兼顾外观质量、化学成分和感官质量,施硫量不应超过60 kg/hm^(2),如果植烟土壤硫素营养水平超过25 mg/kg,施硫量应不超过30 kg/hm^(2)。研究可为烟叶产区和卷烟工业企业合理施用硫肥、有效控制烟叶含硫量提供参考。

基于OBE理念的烟草调制学教学改革初探

烟草调制是烟叶经初加工成为工业原料的第一道工序,是决定烟叶原料品质的关键步骤,也关系到后续的卷烟质量。目前,烟草行业亟需一大批具备烟叶调制技术的专业人才。本文将成果导向的教育理念(OBE)引入到烟草调制学的教学改革探索中,对教学模式进行优化,包括课程教材和实践教学,为我国烟草行业输送具备专业技能的复合型人才。

采收成熟度对雪茄烟叶晾制过程中颜色变化的影响

为探究雪茄烟叶采收成熟度对晾制过程中颜色变化的影响,以雪茄烟品种QX103中部叶为试验材料,研究了不同烟叶成熟度(M1、M2、M3)对晾制过程中颜色表征指标、质体色素含量、含水率、丙二醛(MDA)含量、多酚氧化酶(PPO)活性、多酚含量等的影响。结果表明,晾制过程中烟叶整体变黄速率表现为M3>M2>M1,变褐速率表现为M2>M3>M1,且M2晾制后烟叶褐色较深;各处理叶绿素a、b大幅度降解,降解幅度均表现为M3>M2>M1,失水幅度表现为M2>M3>M1。各处理叶片MDA含量在晾制10 d内呈上升趋势,第10天的含量表现为M2>M3>M1;各成熟度烟叶PPO活性在晾制0~10 d上升,第10天活性表现为M2>M3>M1,处理间差异显著,在10~15 d下降,M2下降幅度最大。在晾制过程中M1处理绿原酸、芸香苷、莨菪亭被氧化较少,多酚类物质积累较多。综上,在晾制过程中不同采收成熟度雪茄烟叶水分散失速率和膜脂过氧化程度存在差异,使得烟叶色素降解与多酚氧化速率不同,进一步影响雪茄烟叶颜色变化进程及晾制后烟叶颜色深浅。