烟草调制学

广义的烟叶调制是指烟叶从田间采收到直接作为卷烟原料的全过程，包括农业调制和工业调制。采收、调制（初加工）属农业调制范畴，复烤、发酵、陈化属工业调制范畴。复烤（redry）对初烤烟叶的再调制过程(第二次干燥)。其作用和目的是：⑴调整水分，控制烟叶水分在12%；⑵排除尘土、净化香气；⑶杀虫灭菌，防止霉变虫蛀：⑷有利于陈化，改进色泽品质。经复烤后的烟叶称为“复烤烟”。复烤一般只对上、中等烟进行下等烟无复烤价值。发酵(fermentation)是烟叶经过，初次调制之后已失去活动的剩余活动,以及或多或少的氧化作用和微生物作用。陈化(aging)是发酵之后，不改变温度和水分，将烟叶置于室内自然堆放，经过较长时间使烟叶进行微弱的化学成分和物理性质和变化。发酵和陈化在一定的时间内都会向着品质改善和提高色香味的方向发展。已经断绝了叶片养分和水分的供给，其生命活动只能靠贮藏的有机物质来完成，通常把这种代谢活动称为饥饿代谢。棕色化反应是指烟叶在烘烤过程中，由于酶的活动和物质转化，烟叶颜色由黄逐渐变深，最终呈棕色或褐色这一复杂过程，包括酶促棕色化反应和非酶促棕色化反应。烘烤的目的有二个：一是要排除鲜烟叶体内的大量水分，使其干燥；二是要促使烟叶体内对品质起不良作用的成分，部分的分解、转化为品质有利的物质并固定下来，以符合卷烟工业对原料的要求。烘烤的实质是烟叶脱水干燥的物理过程与烟叶内部生理生化变化的酶促过程的协调和统一。烤烟烘烤的意义烘烤是决定烟叶最终质量和可用性的一个重要环节，与其它农作物相比，烟叶的质量具有特别重要的意义。其一，烟叶的质量与烟农的经济收入紧密相关。其原因是烟叶质量优劣之间价格悬殊极大，中部桔黄一级与末级之间价格相差近二十倍；其二，烤烟用途较为单一，主要作卷烟工业的原料，其质量的好坏直接关系到卷烟制品的品质高低和经济效益。烘烤方法的发展：晒制→→→→明火熏制→→→火管烘烤。我国的烤烟烘烤：70年代前：传统烘烤工艺，分为变黄、定色和干筋三个时期。采用高温变黄和急火刹筋的高温快烤路线（边变黄、边升温、边排湿、边干燥、边定色），烤后烟叶色淡、片薄、香吃味差70年代-80年代中期：将干筋最高温度由以前的75℃调整到70-75℃，以后又严格限制到67-68℃。80年代中后期：烘烤工艺出现了多元化，形成了以低温充分变黄为内核的多种烘烤工艺模式并存的形式90年代后：以低温慢变黄、慢升温定色、54-55℃延长烘烤时间增香为内容为三段式烘烤工艺烘烤设备的发展：明火烤房→火管烤房→堆积烤房→大箱式堆积烤房三段式烘烤工艺主要问题：①大部分烤房容量偏小。近几年推广良种和平衡施肥技术，烟叶成熟时间相对集中，一次采收叶片数量较多，导致烤房装烟拥挤超载，烤房升温排湿困难；②烤房性能较差。一些烤房存在升温不灵、保温保湿差、排湿不畅等；③烘烤能源消耗多，烤烟成本过高。从理论上讲，1kg干烟叶耗煤量为1.2-1.5kg左右，但多数普通烤房烤烟耗煤量普遍在2-3kg／kg干烟；④烤房设备分散，不利于烤烟规模化生产的需要。为什么说烤烟“田间生长是基础，烘烤工艺是关键”？烟叶的质量形成受多种因素的影响和制约，烟叶在田间生长成熟时就已经形成了其潜在的质量，即烟叶本身的好坏不是出自烤房，而是来自于田间，要获得高质量的烟叶，首先必须具备高素质的鲜烟叶作为基础。但其最终商品质量和内在香吃味只有通过烘烤才能表现出来，才具有使用价值和经济效益。“田间生长是基础，烘烤工艺是关键”。•“烟叶烘烤是一门科学，又是一门艺术”指烟叶在烘烤过程中有其自身的变化规律，只有遵循其在烘烤中变化的基本规律，同时根据鲜烟叶的实际情况，采取相应的措施，才能保证烟叶的烘烤质量。常规烘烤技术一、变黄阶段目标、任务：以较低的温度和较高的相对湿度促使烟叶体内发生激烈的生理生化反应，使烟叶变黄，适量脱水实现变软；要防止出现硬黄、青烟或烤黑。二、定色阶段.目标、任务：逐渐升高温度、逐步开大天窗、地洞，加大排湿量使叶片干燥，将黄色固定下来；防止蒸片、挂灰、倒汗。三、干筋阶段.目标、任务：以更高的温度和更低的相对湿度将烟叶烤干；防止涸片、烤红和活筋实施三段式烘烤技术，要把握几个重要温度段烟叶变黄与干燥的协调。1.35—38℃左右，烟叶大量变黄同时，叶片要失水凋萎，表现为发软（失水量20%左右）。2.41—42℃，叶片完成变黄，叶片充分发软塌架，主脉发软（失水量30—40%）。3.46—48℃，烟筋变黄，勾尖卷边，部分烟叶小卷筒（失水量50%左右）。4.54—55℃，烟叶大卷筒，叶背面灰白色消失变为黄色（失水70%—80%）。排湿操作的原则：1.以干湿球温度差和湿球温度高低为标准2.先开天窗，后开地洞3.地洞开完，控温排湿4.先关地洞，后关天窗青烟有两种，即“死青”和“活青”。“死青”即是叶片完全呈青色而色泽发暗；“活青”即是叶片青中带黄或黄中带青，光泽较鲜明。产生的原因是在变黄过程中，叶片尚变黄就过早地转入定色期，升温排湿，造成房内高温低湿，烤成青烟。烟叶未成熟或是黑暴烟烤后易出青烟，另外烤房底棚太低或是天窗地洞没有关严亦易烤出青烟。烤后烟叶有点状、斑块状或模糊不清的灰褐色，称为“挂灰”。挂灰严重的烟叶全叶成为点状或块状的灰褐色“大花脸”。这种烟叶含糖量少，香气和吃味差，刺激性增加，品质下降。产生原因是定色期烤房内温度下降，烟叶周围的水汽凝结在烟叶上，从而产生“挂灰”。活筋：指烟叶主脉没有完全烤干。有“活筋”烟叶存在时，堆放或打包以后会引起烟叶霉变，甚至腐烂。产生原因主要是干筋期烟筋未干就停火，或是装烟过密等。洇片：烤干的烟叶沿主脉两侧有一条褐色斑，称为洇片。其原因是干筋期温度突然下降，主脉中的水分渗透到已烤干的叶片上而形成的。洇片有“阴筋”和“阴片”之分。烤红烟：烤后烟叶的叶面上出现红色斑块。烟叶油分弹性差，加工过程中易破碎。其原因是干筋后期的温度过高或过早关闭天窗地洞烟叶烤成黑褐色，叶片薄品质差。其原因是旧烤房天窗地洞小，定色期天窗地洞开放太小；或是绑烟装炕过密，烤房内的湿气特别是在烘烤含水量大的烟叶时在定色期不能顺畅排出而造成“闷炕”。另外，过熟烟叶变黄快，定色时因温度低而定不住色，或变黄后期没有及时升温排湿，致使叶片变黄过头而出现核桃叶。蒸片：烤后烟叶出现褐色或黑褐色斑块，严重的遍及全叶，未烤干时的叶片看起来好像很厚，有胶粘状，但烤干后油分缺乏，弹性差，易破碎，回潮也不易变软。产生原因主要是定色前期排湿不良，而温度上升过猛，叶片在高温中蒸熟；或是装炕时烟竿太密，烟叶中湿气不易排出而造成。一、烤房的分类（类型）（一）两类按烤房内气流运动形式：可分为自然通风烤房、强制通风烤房（堆积或密集）两类（基础分类）；（二）按烤房内烟层中热气流运动方向：可分为气流上升式烤房、气流下降式烤房；（三）按装烟量的大小：可分为密集烤房、普通烤房两类；（四）按生产上习惯分类：可分为大型密集烤房、小型密集烤房（普改密）、普通小烤房三类。自然通风气流上升式烤房基本结构：（1）供热系统：火炉、火管、烟囱；（2）通风排湿系统：天窗、地洞(冷、热风)；（3）保温、保湿系统：烤房墙体、门；（4）观察系统：安全观察窗、干湿球温度计观察窗；自然通风气流上升式烤房主要特征：（1）烤房房基多为正方形或长方形；（2）装烟容量：大、中、小型（100－1000竿）；（3）绑烟竿：竹竿、绳索；（4）墙体：砖、土坯、水泥砖、麦秸泥垛；（5）火管的排列：三、四、五、七、明三暗五路等；（6）天窗：一字形长天窗、梅花形天窗等。自然通风气流上升式烤房的特点：（1）热源下置，升温排湿快（2）排湿期间烤房内易形成一个冷气团。（3）由于烤房的墙壁和房顶保温性能差，或热源装置不合理，会出现烤房平面温湿度不够均匀的问题。（4）火管下置，易出现烟叶烤干掉落着火等安全方面的问题。烤房是烤烟生产必备的固定设施，其质量性能优劣直接关系到烟叶烘烤的成败，设计和建造的根本要求是要满足烟叶烘烤工艺需要。总体要求是：一、规格适宜，结构合理，设备齐全，坚固耐用。二、烘烤性能好三、建造技术简单，投资较小。四、烤烟烘烤节省燃料，使用费用较低。五、选址适宜，便于运输和维护。普通烤房的供热系统主要由卧式火炉、火管及烟囱组成。大型密集烤房（卧式）：*基本结构包括装烟室和热风室（加热室）。*主要设备包括供热设备、通风排湿设备、温湿度控制设备不同烤房的烘烤效应：不同类型、结构的烤房烘烤性能、烘烤效果不尽相同。密集烤房实现热气流强制循环、温湿度高度自控，烘烤性能得以较大提升，烘烤效果较好。普通小烤房烘烤效应虽总体较差，但了解其烘烤性能亦是提高烤后烟叶质量的关键。不同类型烤房烘烤性能测试：烘烤性能决定于烤房的主要结构，决定了烤房的烘烤效果。主要测定指标常包括：烤房内风速（空载和装烟）、风压、平面和垂直方向温差、升温与降温速度、稳温性能等。不同类型烤房烘烤效果:通常以烤后烟叶外观质量及均价、烟叶内在质量（化学成分与评吸质量）、烘烤能耗及成本、节本增效效果等方面综合评价烤房的烘烤效果。折算为能耗成本，1kg干烟能耗表现为大型密集烤房＜小型密集烤房＜普通小烤房八大基础设施:基本烟田，开展烟水工程、机耕路、育苗工场、烘烤工场（密集烤房群）、烟用农机具、防灾减灾体系、基层站点的规化“两头工场化、中间专业化”：“育苗工场—专业化服务体系—烘烤工场”烤房群（烘烤工场）要按照“统一规格、统一标准”的要求进行规划建设，山区不低于20座、平原不低于50座原则上一个单元，设一个烟站，建1-2个育苗工场、若干个烘烤工场。第五章烤烟烘烤工艺烟叶烘烤原理•烟叶成熟的自然变化过程：•绿→绿黄→黄→黄腐→褐腐→黑腐→干枯•淀粉糖CO2+H2O，•蛋白质氨基酸；•多酚类醌类→黑色物质•关键词：酶活性；母体•烟叶烘烤过程中的变化：•绿黄→黄→黄、干、香•淀粉糖CO2+H2O，蛋白质氨基酸•关键：酶阶段性活性、饥饿代谢•烟叶烘烤过程中烟叶外观发生的变化•1.绿→黄（酶促反应的结果，生化反应）。•2.鲜烟叶→干烟叶（水分蒸发，物理过程）•烟叶外观的变化反映出内在发生的变化•叶绿素→叶黄素，蛋白质→氨基酸，淀粉→糖•说明：鲜叶中叶绿素:叶黄素=3-4:1，显绿；•蛋白质有两种形态，即游离蛋白质和复合蛋白质，复合蛋白质与叶绿素结合，当蛋白质降解时叶绿素降解；另根据CO2析出过程表明，淀粉分解在蛋白质之前，故可用叶色变黄说明烟叶体内化学成分的变化情况。•烟叶烘烤过程中的两个变化，代表了烟叶体内的两种变化，因而也带来烘烤过程中的两种速度，即：叶色绿→黄，代表着烟叶体内化学成分的变化，出现第一个速度（变黄速度）；•鲜叶→干叶，代表烟叶体内水分的变化，出现第二个速度（干燥速度）。•烟叶的烘烤就在于合理调控这两个速度，即变黄阶段促进变黄速度，控制干燥速度，提高酶的活性，促进化学成分向有利于品质方向转化；定色阶段，此时，逐渐抑制变黄速度，加快干燥速度，排除大量水分（抑制酶活性），将已变黄的颜色和已变好的品质固定下来，最后将烟筋烤干（干筋阶段）。饥饿代谢以呼吸作用为主，通常划分为六个阶段：第一阶段：刚采收的新鲜烟叶，呼吸几乎同它在烟株上一样，主要呼吸基质是碳水化合物(淀粉水解为单糖作为呼吸基质)，产生能量维持生命活动，同时释放出大量的CO2。第二阶段：继续以碳水化合物为呼吸基质进行呼吸作用，呼吸强度减弱，CO2释放能量逐渐减少。第三阶段：呼吸作用又增强，CO2释放显略有回升，此阶段的呼吸基质除碳水化合物外，还有糖甙类物质和蛋白质。第四阶段：蛋白质逐渐成为主要呼吸基质。第五阶段：CO2释放量逐渐减少，碳水化合物和含氮化合物的分解转化过程完成，干物质消耗基本结束，叶片完全变渴，叶组织细胞接近死亡。第六阶段：叶细胞原生质凝聚，原生质膜的选择透性完全丧失，细胞结构逐渐解体，细胞死亡，代谢活动终止。在烘烤过程中存在两个过程，相应的也就存在着两个速度:一是变色速度，它反映了烟叶组织内有机物质的转化程度；二是干燥速度，它反映了烟叶的脱水程度，同时也决定着叶内的生化转化能否继续进行。烟叶烘烤的基本原理就在于合理的调控这两个速度，使其相互配合；同步进行，以适应烟叶烘烤过程的要求烟