箱式烘烤对烤后烟叶品质的影响

[目的]深入探讨箱式烘烤方式下烤烟综合品质特征,加快箱式烘烤技术在烤烟生产中的推广应用。[方法]以潍坊烟区NC55烟叶为试验材料,开展了箱式烘烤与传统挂竿烘烤对比试验,从外观质量、物理特性、常规成分、感官质量和化学成分多个维度系统分析了箱式烘烤下烟叶品质特性。[结果]与挂竿烘烤相比,箱式烘烤烟叶外观质量、物理特性和感官质量接近或高于挂竿烘烤;箱式烘烤中部烟叶总糖、还原糖、淀粉、糖碱比显著高于挂竿烘烤,总氮和氮碱比显著低于挂竿烘烤,上部烟叶中仅淀粉箱式烘烤显著高于挂杆烘烤;箱式烘烤糖醇类香气前体物含量显著高于挂竿烘烤,中部烟叶大部分香气前体物和香气物质含量箱式烘烤低于挂竿烘烤,上部烟叶中差异相对较小。[结论]箱式烘烤2个部位烟叶品质大都较挂竿烘烤有不同程度的提升,可在实际生产中推广应用。

国内外典型茄衣烟叶常规化学成分和中性致香物质关键性差异指标研究

为了解国内外典型茄衣烟叶关键品质指标差异,测定了中国、巴西、多米尼加、印度尼西亚这4个国家共40份茄衣烟叶样品中的常规化学成分和中性致香物质,通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析法进行关键性差异指标筛选及相关性分析。结果表明:国内茄衣烟叶总糖和还原糖质量分数显著高于国外茄衣烟叶,烟碱质量分数显著高于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,氮碱比显著低于巴西和印度尼西亚茄衣烟叶,钾质量分数显著低于巴西和多米尼加茄衣烟叶;国内茄衣烟叶中性致香物质总含量和新植二烯含量高于国外茄衣烟叶,苯丙氨酸类降解产物含量与巴西、多米尼加和印度尼西亚茄衣烟叶均较为接近,棕色化反应产物含量显著高于国外茄衣烟叶;国内外茄衣烟叶关键性差异指标共有16种,其中β-大马酮含量、愈创木酚含量等11种指标表现为国内茄衣烟叶中数值相对较高,苯甲醛含量、总氮质量分数、氮碱比等5种指标表现为国外茄衣烟叶中数值相对较高;16种指标中总氮质量分数和氮碱比与二氢猕猴桃内酯含量、2-乙酰基吡咯含量和苯甲醛含量均呈极显著正相关,与巨豆三烯酮2含量、β-大马酮含量均呈显著或极显著负相关,而总糖、还原糖和烟碱质量分数与上述中性致香物质含量之间的关系则均相反。

纳米纤维素在造纸法再造烟叶基片中的应用

为提高再造烟叶的物理性能,使用2种纳米纤维素(纤维素纳米晶须CNC和纤维素纳米纤丝CNF)替代部分木桨纤维,比较其对再造烟叶松厚度、抗张强度的影响,选择添加效果较好的纤维素纤丝,然后考察其不同添加量对再造烟叶松厚度、抗张强度、热解性能的影响,最后研究纳米纤维素的添加对再造烟叶主流烟气粒相物成分的影响。结果表明,在同一木浆纤维添加量下,添加CNF对再造烟叶抗张强度的提升效果强于CNC,且两者的添加对再造烟叶松厚度均无显著影响;在烟草浆料中添加CNF可以有效提高再造烟叶基片的抗张强度,随着CNF添加量的增加,造纸法再造烟叶基片的抗张强度随之增大;再造烟叶的热稳定性随CNF添加量的增加而增强,质量损失达到5%时温度(T-5%)、质量损失达到50%的温度(T-50%)和最终残渣量逐渐增加,而质量损失最大时温度(Tmax)未发生明显变化;添加少量CNF对再造烟叶主流烟气粒相物成分没有显著影响。CNF的添加可有效替代部分木浆纤维,从而降低木浆纤维的添加量,在提升再造烟叶抗张强度的同时,还提高了烟草薄片的热稳定性,为开发一种满足加工工艺需求的新型再造烟叶提供新思路。

智能烟叶采摘机机架结构静动态特性分析及优化

【目的】获得具有良好静动态特性的智能烟叶采摘机机架结构,确保烟叶采摘机械在定位和摘取过程中的精确性和稳定性。【方法】课题组应用CAE技术对机架进行了静力学分析和模态分析,并根据变形量、模态振型、模态频率以及应变能密度等数据结果对机架薄弱环节进行了优化设计。【结果】优化后的机架相比优化前的机架最大变形量由0.30 mm降低到0.13mm,优化百分比达到了56.7%;一阶模态频率从15.55 Hz提高到了33.47 Hz,优化百分比为115.2%;二阶模态频率也有较大提升,从26.05 Hz提高到39.22 Hz,优化百分比为50.6%;其余低阶模态也均有不同程度的提升。【结论】该研究结果有助于保障自动化、智能化控制的烟叶采摘机械的实施效果,并为烟草种植业带来更好的效益和发展。

不同温湿度条件下蒸汽回潮对烟叶品质的影响

为研究不同温湿度条件下蒸汽回潮对烟叶品质的影响,本文对回潮后烟叶的含水率、化学成分以及协调性进行了分析。结果表明:增温增湿均可有效提高叶片的含水率,改善烟叶品质。温度越高、相对湿度越大,烟叶含水率增速越快。相同温湿度条件和处理时间下,同部位随着等级质量提高,烟叶含水率相应增高。不同等级烟叶混合进行回潮时,最佳的回潮温度为35℃,相对湿度为80%。不同温湿度条件对同等级烟叶化学成分的影响未达到显著性水平,不同等级烟叶回潮处理后化学成分的含量存在一定差距,表现为糖碱比C3F>C2F>B2F>B3F,钾氯比C2F>C3F>B3F>B2F。

鲜烟叶主脉力学特性试验研究

为研究鲜烟叶在机械手有序抓取过程中的破碎机理,以寸三皮黄烟品种为研究对象,利用万能试验机对新鲜烟叶主脉进行径向、侧向的压缩和剪切力学试验,得到不同作用位置的载荷-位移曲线,并利用Origin软件拟合烟叶主脉最大破碎力和剪切力的离散点变化规律曲线。结果表明,烟叶主脉径向和侧向压缩的最大破碎力均值为75.25 N,抗压强度均值为1.175 MPa,压缩弹性模量均值为5.79 MPa;径向和侧向最大剪切力均值为23.04 N,剪切强度均值为0.295 MPa,剪切模量均值为0.56 MPa。对烟株中部叶和下部叶的压缩和剪切力学特性进行比较,发现中部叶破碎和剪切需要施加更大的力。为机械手有序抓取烟叶提供理论基础和设计依据。

烤烟上部叶成熟度对烟叶品质的影响

为探究四川省广元产区上部烟叶适宜的采收成熟度,以云烟87为试验材料,设置4个成熟度处理,测定不同处理烤后烟外观质量、化学成分、感官质量及经济效益。结果表明:2021年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量最好,化学成分较为协调,但还原糖和总糖含量稍低于优质烟叶目标;2022年较常规采收时间推迟3 d采收,上部烟叶烤后外观质量、感官质量及经济效益均最好。综合来看,建议较常规采收时间推迟3 d,此时可达到广元烟区上部烟叶采收的最佳成熟度。

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。

烟叶原料、加工工艺与掺配品对卷烟主流烟气气溶胶释放的影响

为综合评价卷烟产品设计开发中的重要参数对烟气气溶胶释放影响,本文使用快速粒径谱仪(DMS500)研究不同烟叶原料的产地部位、加工工艺参数及配方烟丝掺配比例下卷烟主流烟气气溶胶特性。结果显示:质量中值粒径(MMD)和颗粒数量浓度(CN)稳定性较好且相对独立,可用于表征不同品类卷烟的气溶胶释放特征;烟叶原料差异和配方差异对主流烟气气溶胶粒径和浓度的影响较大,加工工艺影响较小;烟叶的部位影响气溶胶的中值粒径(上部>中部>下部)和逐口浓度变化率(上部<中部<下部叶),烟叶产地主要影响气溶胶中值粒径(湖南>贵州>云南);增加配方中的薄片和掺配品比例可降低气溶胶中值粒径且显著增加气溶胶的数量浓度。研究结果可以为卷烟配方设计和产品开发提供新的分析依据。

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。

不同叶长·叶宽和单叶重对广元烤后烟叶质量的影响

为明确广元优质烤后烟叶适宜的叶长、叶宽和单叶重范围,为广元地区生产优质烤烟提供数据支撑,2021年在四川省广元市剑阁县5个收购线分别挑选10户种植水平具有代表性的烟农,取X2F、C2F、C3F和B2F等级烟叶样品各2 kg,按等级划分不同叶长、叶宽和单叶重进行烟叶质量评价。结果表明:随着叶长的增加,X2F、B2F等级烟叶总糖、还原糖含量呈减少趋势。随着叶长的增加,C3F烟叶烟碱、钾含量升高;随着叶宽的增加,C3F烟叶总糖、还原糖含量逐渐增加。X2F和C3F等级烟叶随着单叶重的增加,总糖含量逐渐增加,钾含量减少。随着烟叶叶宽和单叶重的增加,X2F烟叶外观质量总分均表现为先增加后降低。随着叶长的增加,C2F和C3F烟叶外观质量总分均表现为逐渐增加,外观质量总分从高到低依次为>75 cm、>65~75 cm、>55~65 cm、≤55 cm。随着叶长、叶宽和单叶重的增加,C2F、C3F、B2F烟叶感官质量得分大多表现为先上升后下降。随着叶长、叶宽的增加,C2F、B2F烟叶感官质量得分表现为先上升后下降。当X2F烟叶叶长控制在>50~60 cm、叶宽控制在>15~19 cm、单叶重控制在>7~11 g时,X2F烟叶综合品质较好;当C2F烟叶叶长控制在>55~65 cm、叶宽控制在>15~23 cm、单叶重控制在>9~13 g时,C2F烟叶综合品质较好;当C3F烟叶叶长控制在>65~75 cm、叶宽控制在>15~23 cm、单叶重控制在>8~12 g时,C3F烟叶综合品质较好;当B2F叶长控制在>55~65 cm、叶宽控制在>15~23 cm、单叶重控制在>9~15 g时,B2F烟叶综合品质较好。

废弃烟叶可溶性蛋白的提取工艺

集合超声波、超滤、弱碱性等电点沉淀技术,开发了一种从废弃烟叶中提取可溶性蛋白的新工艺,并构建了一套物理、化学、生物参数评价体系.经优化后的工艺路线如下:在0.085 mol/L磷酸缓冲液(pH=7.85)条件下,以1∶8料液比进行超声波提取,经分级离心、过滤/超滤,并通过0.11 mol/L[H^(+)]溶液调节等电点pH=5.5,成功提取了分子量约为55 kDa及大于200 kDa的混合蛋白,其氨基酸组成分析能满足成人必需氨基酸需求.红外光谱分析未见明显果胶、多糖特征.采用温和弱碱-等电点提取技术结合物理提取方法,有效解决了传统提取方法存在的问题,展现了良好的通用性,为废弃烟叶的资源化利用及工业化生产提供了新的思路.

保水剂施用量对西南紫色土水分和养分特征及烟叶品质的影响

[目的]揭示保水剂聚丙烯酸钾不同施用量对西南烟区紫色土水分、土壤孔隙状况、土壤养分特征及烟叶品质的影响,为缓解季节性干旱区植烟土壤水分缺乏及高产优质的烟草生产提供重要参考。[方法]采用随机区组设计,定量研究了不同保水剂施用量条件下的紫色土水分、养分及烟叶品质特征。[结果]保水剂添加后,土壤pH值变化范围为7.4~7.7,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、毛管含水量均呈先增大后减小变化规律,当保水剂施用量为150 kg/hm^(2)时,土壤容重达到最低值,土壤总孔隙度和毛管孔隙度、土壤饱和含水量、毛管含水量均达到最大值。土壤的阳离子交换量(CEC值)呈现出波动式变化。土壤有机碳、全钾和速效钾含量随着保水剂施用量的增加呈先增加后降低的趋势,土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量呈逐渐增加趋势。土壤容重呈现出先减小后增大的趋势。烟叶氯含量、总氮含量变化为上部叶<中部叶<下部叶。随着保水剂施用浓度的增加,烟叶氯含量呈波动变化。中上部烟叶含钾量高于下部烟叶含钾量且随保水剂施用浓度的增加略有增加。烟碱含量变化为上部叶>中部叶>下部叶,且烟碱含量与保水剂施用浓度相关性较弱。烟叶还原糖和总糖的变化趋势较为一致。不同部位的烟叶钾氯比表现为上部叶>中部叶>下部叶,且最随着保水剂施用浓度的增加,烟叶钾氯比呈波动态变化。不同叶位烟碱/总氮比和糖碱比均表现为上部叶<中部叶<下部叶,且随着保水剂浓度的增大,均表现为递增趋势。植烟土壤全氮含量与不同叶位的烟叶氯含量、上部叶含钾量、还原糖含量之间均呈显著正相关关系(p<0.05)。不同叶位烟叶氯含量、还原糖含量、上部烟叶钾含量、下部烟叶烟碱含量均与土壤有机碳间存在显著正相关关系(p<0.05)。[结论]保水剂为150 kg/hm^(2)对于西南紫色土的改良效果最佳,研究可为植烟土壤抗旱性能增强及烟叶品质的提升提供科学依据。

微波预处理对加热卷烟用烤烟烟叶常规化学成分及挥发性香气成分的影响

以河南产区的下部烤烟样品为原料,采用微波干燥和微波水热两种方法预处理原料,利用连续流动分析、高效液相色谱、气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)等技术对不同微波预处理烤烟烟叶中的常规化学成分及挥发性香气成分进行分析。结果表明:微波水热处理可降低烤烟烟叶中水溶性糖、还原糖、植物碱及酚类物质含量,提高总氮、石油醚提取物含量,并显著增加烤烟原叶的氮碱比(P≤0.05),其中微波水热700 W-6 min处理组氮碱比高达1.65;而经微波干燥处理后,烤烟烟叶中常规化学成分整体仍处于优质烟叶指标范畴,且挥发碱含量显著增加(P≤0.05),部分预处理组中绿原酸和芸香苷含量增加;此外,GC-IMS共鉴定出56种挥发性香气成分,微波水热处理可增加烤烟的新鲜清香,微波干燥处理则可增加其甜香味。

芽孢杆菌属在烟叶发酵和醇化中的应用研究进展

芽孢杆菌属在烟叶发酵和醇化的过程中起到了十分重要的作用。综述了烟叶发酵和醇化过程中细菌群落的研究进展,对芽孢杆菌属在协调烟叶化学成分、增加烟叶香气物质含量、改善烟叶感官质量、缩短发酵醇化时间和抑制烟叶霉变等方面的应用研究现状进行了总结,并对芽孢杆菌属在雪茄烟叶发酵过程中的研究方向及应用进行了展望,以期为应用芽孢杆菌菌剂提升国产雪茄烟叶品质提供参考。

生物刺激素对烤烟根际微生态及烟叶品质的影响

【目的】探究生物刺激素在烤烟栽培上的应用效果,为植烟土壤改良及烟叶品质改善提供新的思路。【方法】采用大田试验,以常规施肥为对照(CK),在CK基础上设施用海藻酸(BS1)、古生物源生物刺激素(BS2)和矿源黄腐酸(BS3)3个生物刺激素处理,于烤烟盛花期取烟株根围土壤测定土壤理化性质(pH、阳离子交换量及有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量)、酶(蔗糖酶、硝酸还原酶、过氧化氢酶、脲酶)活性及微生物群落多样性;于烤烟成熟时调查农艺性状(株高、茎围、有效叶片数、最大腰叶长、最大腰叶宽、顶叶长、顶叶宽、叶面积),并对上部叶(倒数第5~6片烟叶)进行标识,调制后进行化学成分(总糖、还原糖、烟碱、总氮、钾、氯、淀粉含量,糖碱比、氮碱比、钾氯比)测算,分析3种生物刺激素对植烟土壤微生态环境及烟叶品质的影响。【结果】与CK相比,BS1和BS3处理不同程度提高了植烟土壤氮、磷、钾速效养分含量及阳离子交换量,极显著提高了土壤蔗糖酶和脲酶活性;明显提高土壤优势菌门奇古菌门(Thaumarchaeota)和根肿黑粉菌门(Entorrhizomycota)的相对丰度,以及优势菌属根肿黑粉菌属(Entorrhiza)的相对丰度,而降低子囊菌门(Ascomycota)和镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度;BS3处理土壤细菌、真菌群落的丰富度和多样性及其功能代谢途径丰度均高于CK、BS1和BS2处理;施用生物刺激素可促进烤烟生长发育和烟叶开片,其中BS3处理有利于提高烟叶化学成分适宜性和协调性。【结论】矿源黄腐酸处理改良土壤、促进烤烟生长及提升烟叶品质的综合效应较优,是适合烤烟施用的生物刺激素。

基于高光谱成像及机器学习的烟叶糖料液施加量判别模型

针对目前烟叶加料工序中糖料液加料效果无法进行无损检测的问题,基于高光谱成像及机器学习构建了烟叶糖料液施加量判别模型。首先,利用可见光-短波红外高光谱成像系统获取不同糖料液施加量烟叶样品的高光谱数据,采用标准正态变换(SNV)进行预处理;然后,分别使用全频域数据和主成分分析(PCA)降维数据,结合支持向量机(SVM)、逻辑回归(LR)、多层感知机(MLP)、随机森林(RF)构建4种判别模型并进行验证。结果表明:SNV预处理显著增强了高光谱数据的特征集中度;在使用全频域波段数据建模时,短波红外波段内模型的预测准确率均显著高于可见光波段,短红外波段的LR模型准确率最高(为98.23%);相较于全频域数据建模,使用PCA降维后的前10个主成分数据建模时,短红外波段的模型预测准确率无显著变化,而可见光波段的RF模型预测准确率提升较为明显(达71.43%);在可见光波段内,PCA降维后4种判别模型的最高准确率对应的主成分数量分别为217个、55个、47个、59个,在短波红外波段内,则分别为13个、11个、117个、46个。整体上,LR和RF模型表现出较优异的预测性能,在短波红外波段内,基于PCA降维数据的LR模型在使用较少主成分时仍能获得高准确率,具有快速、无损、精准地判别烟叶糖料液施加量的能力。

烤后烟叶不同部位高光谱特征分析及判别模型构建

利用高光谱(400~1700 nm)成像技术扫描得到3个部位(上B、中C、下X)烤后烟叶的高光谱图像,并提取其高光谱数据。采用相关性分析、主成分分析及方差分析研究了3个部位烟叶的高光谱特征,并构建5种识别烟叶部位的判别模型(SVM、KNN、RF、LightGBM和XGBoost)。结果表明,3个部位烟叶的光谱反射率为C>X>B(400~750 nm),B>C>X(750~1400 nm),C>B≈X(1400~1700 nm)。3个部位烟叶的高光谱数据存在较强相关性,总体上可见光以及近红外波段在各自区域内相关性较强,而两者之间相关性较弱。共提取得到7个特征值大于1的主成分,方差累计贡献率接近1.00。3个部位烟叶的光谱反射率在450~550 nm和750~1400 nm区域相互之间存在明显差异,中部叶在550~850 nm和1400~1700nm分别与上、下部叶具有明显差异,上部叶在400~450 nm分别与中、下部叶差异明显,下部叶在680 nm附近分别与上、中部叶差异显著。SVM判别不同部位烟叶的表现最好,准确率、精确率、召回率和F1分数均达95%以上,LightGBM表现居中,各项指标在90%~95%,RF、KNN和XGBoost相对较差,各项指标在90%以下。

上部烟叶在热泵密集烤房稳温降湿烘烤工艺下的物质动态变化

为了探析热泵密集烤房稳温降湿烘烤工艺对上部烟叶物质动态变化的影响,以云烟87上部烟叶为试验材料,对稳温降湿和四步式烘烤工艺下烟叶中的水分、色素、淀粉和还原糖含量的动态变化及其相似性进行比较分析。结果表明:与四步式烘烤工艺相比,在黄片前期稳温降湿烘烤工艺处理烟叶的含水率更高,更有利于叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的降解。稳温降湿烘烤工艺处理烟叶的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别较四步式烘烤工艺低7.51%、38.19%、9.53%,但烟叶的淀粉、还原糖含量差异不明显。不同物质在2种烘烤工艺处理下的动态变化相似性表现为水分>叶绿素a>淀粉>叶绿素b>还原糖>类胡萝卜素。烘烤过程中物质动态变化差异可以分为3类,第Ⅰ类包括水分、叶绿素a、叶绿素b、淀粉,2种烘烤工艺的差异主要发生在变黄期;第Ⅱ类为类胡萝卜素,整个烘烤过程,2种烘烤工艺均存在较大差异;第Ⅲ类为还原糖,2种烘烤工艺的差异主要表现在定色期和干筋期。综合分析,采用稳温降湿烘烤工艺有利于上部烟叶色素的降解。

生物有机肥与化肥减量配施对土壤养分及烟叶产质量的影响

为减少化肥的过量施用,提高湖南宜章植烟土壤肥力和烟叶生产效益,以烤烟品种‘K326’为材料,采用田间试验研究了不同比例生物有机肥与化肥减量配施对土壤养分及烟叶产量与品质的影响。结果表明:增施适当比例生物有机肥配合化肥减量能不同程度地改善土壤肥力质量,促进烟株的生长。随着生物有机肥比例的增加与化肥用量的减少,烤烟的各项生长农艺性状、感官评吸质量、产量、产值以及上等烟比例呈先升后降的趋势。其中,以减量20%化学追肥的T2处理对烟株的生长和烟叶的品质表现最好。与常规施肥的对照(CK)相比,烟草株高、有效叶片数和最大叶面积分别增加8.24%~17.00%、13.81%~23.22%和12.63%~16.86%,C3F烟叶中总糖和钾含量分别达到26.51%~30.01%和2.16%~2.86%,C3F和B2F烟叶的感官评吸质量分别提高1.67%~2.98%和3.12%~4.10%,烟叶产量、上等烟比例和产值分别提高3.76%~6.58%、3.38%~3.79%和8.24%~9.58%。研究结果为湘南植烟区应用生物有机肥与化肥减量配施提供了科学参考依据。