李生棟，王 濤，高婭北，解 燕，張保全，馬留軍，宋朝鵬，婁曉平

(1.云南省煙草公司 曲靖市公司，云南 曲靖 655000； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，河南 鄭州 450002；3.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310004)

煙葉水分變化模型(Wang and singh模型)是包含煙葉水分散失和烘烤時(shí)長(zhǎng)的水分動(dòng)力學(xué)模型，該模型目前可為密集烘烤過(guò)程中煙葉水分變化提供精準(zhǔn)的描述和預(yù)測(cè)[1-2]。此外，模型的應(yīng)用研究是煙葉烘烤精益化發(fā)展理論與實(shí)踐相結(jié)合的組成部分之一，因此其實(shí)際應(yīng)用效果對(duì)模型的改進(jìn)、完善及烘烤工藝的精益化發(fā)展具有重要意義。目前，煙葉烘烤過(guò)程中模型的研究多集中在系統(tǒng)分析模型、色度和光譜學(xué)模型、水分變化模型等方面。在系統(tǒng)分析模型方面，王梅等[3]運(yùn)用灰色統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)模型對(duì)5個(gè)煙區(qū)中部葉烘烤工藝進(jìn)行研究表明，5個(gè)煙區(qū)烘烤工藝均達(dá)到中等以上水平，且安徽、湖南、貴州煙區(qū)的烘烤工藝處于第1灰類(lèi)；汪健等[4]運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)烘烤過(guò)程中煙葉葉溫進(jìn)行研究表明，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)煙葉烘烤過(guò)程中葉溫變化的預(yù)測(cè)效果良好。在色度和光譜學(xué)模型方面，賀帆等[5]對(duì)煙葉烘烤過(guò)程中色度學(xué)參數(shù)和煙葉主要化學(xué)成分進(jìn)行建模分析表明，通過(guò)儀器量化烘烤過(guò)程中的煙葉外觀顏色參數(shù)，可以快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)煙葉主要化學(xué)成分的變化。魏曉楠等[6]對(duì)不同烘烤條件下烤煙纖維素含量近紅外光譜檢測(cè)模型研究表明，偏最小二乘法模型對(duì)不同烘烤條件下烤煙纖維素含量的預(yù)測(cè)效果良好。在煙葉水分變化模型方面，李生棟等[1]、魏碩等[2,7]分別對(duì)不同品種、不同部位煙葉密集烘烤過(guò)程中水分變化情況進(jìn)行研究，模型篩選結(jié)果顯示，Wang and singh模型擬合度最優(yōu)；此外還發(fā)現(xiàn)，該模型常數(shù)參數(shù)與煙葉保水力有關(guān)，進(jìn)一步提高了水分變化模型的系統(tǒng)性和可用性。沈燕金等[8]以太陽(yáng)能為熱源對(duì)煙葉水分含量變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明，3次多項(xiàng)式模型比Logistic模型和Page模型更適合模擬太陽(yáng)能輔助熱源密集烤房烘烤過(guò)程中的煙葉含水率變化過(guò)程。煙葉烘烤過(guò)程的模型研究目前多集中于理論方面，且研究?jī)?nèi)容體系不夠完善，模型的實(shí)際運(yùn)用效果方面報(bào)道較少。鑒于此，以云煙87為試驗(yàn)材料，以Wang and singh模型為依據(jù)，結(jié)合烘烤煙葉干燥程度7個(gè)階段的經(jīng)驗(yàn)失水量，在限定階段失水量和烘烤時(shí)間的條件下給定理論烘烤工藝，強(qiáng)調(diào)階段烘烤過(guò)程中以煙葉為核心的工藝靈活調(diào)整，并對(duì)比分析烤后煙葉綜合效益和品質(zhì)，為烤煙密集烘烤精益化發(fā)展提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)于2017年在江西省吉安市安福縣寮塘鄉(xiāng)烘烤工廠進(jìn)行。試驗(yàn)材料為烤煙品種云煙87(下部葉取第4～6 葉位，中部葉取第9～11 葉位，上部葉取第14～16 葉位，按部位適熟采收)。植煙土壤為紅壤，土壤有機(jī)質(zhì)含量22.3 g/kg，土壤pH 值5.3 左右，土壤氯離子含量14.6 mg/kg，土壤速效磷、速效鉀含量分別為19.7、95.0 mg/kg。煙田種植行距120 cm，株距50 cm，打頂后株高110～120 cm，按照當(dāng)?shù)責(zé)熑~生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

主要儀器：普通氣流下降式密集烤房(3層，國(guó)煙辦[2009]418號(hào))；DHG-9030A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)；FA 2004電子天平(精度為1 mg，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)等。

1.2 試驗(yàn)方法

烘烤試驗(yàn)以云煙87下部葉、中部葉、上部葉為材料，采用掛桿裝煙。以常規(guī)烘烤工藝烤房為對(duì)照組(簡(jiǎn)稱常規(guī)烘烤)，采用常規(guī)烘烤工藝進(jìn)行烘烤試驗(yàn)[1,9]。以Wang and singh模型烘烤烤房為試驗(yàn)組(簡(jiǎn)稱模型烘烤)，采用水分變化模型理論指導(dǎo)工藝進(jìn)行烘烤試驗(yàn)(表1)。模型烘烤與常規(guī)烘烤除烘烤工藝不同外，其余均保持一致。不同部位煙葉依照產(chǎn)區(qū)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度依次進(jìn)行烘烤試驗(yàn)，各處理重復(fù)3次，取平均值。2種烘烤方式烤后煙葉均進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益、等級(jí)結(jié)構(gòu)分析，不同部位烤后煙葉各重復(fù)均分別選取下部橘色2 級(jí)(X2F)、中部橘色3 級(jí)(C3F)、上部橘色2 級(jí)(B2F)樣品3 kg，進(jìn)行煙葉化學(xué)成分和感官質(zhì)量等指標(biāo)的測(cè)定。

表1 Wang and singh模型應(yīng)用烘烤工藝Tab.1 Wang and singh model applied curing process

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 模型烘烤工藝推導(dǎo)運(yùn)算 以Wang and singh模型為理論基礎(chǔ)[1-2]，結(jié)合宮長(zhǎng)榮[9]不同干燥狀態(tài)下的煙葉累計(jì)失水量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表2)，進(jìn)行模型烘烤工藝的推導(dǎo)運(yùn)算。綜合公式(1)—(8)及表2數(shù)據(jù)可得模型烘烤工藝。

表2 不同干燥狀態(tài)下的煙葉累計(jì)失水量 Tab.2 Cumulative water loss amount at different drying stages of tobacco leaves %

Wang and singh模型：

MRi=1+at+bt2

(1)

式中：a、b為模型常數(shù)參數(shù)；t為烘烤時(shí)間。

wt=w0(1-pi)

(2)

式中：w0為鮮煙含水率，可通過(guò)烘烤前期試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定(云煙87下部葉、中部葉、上部葉w0值分別為87.73%、84.16%、79.68%);wt為烘烤至t時(shí)刻時(shí)煙葉濕基含水率；pi為完成階段i時(shí)煙葉累計(jì)失水量。

(3)

(4)

式(3)、(4)中：x0為鮮煙干基含水率；xt為烘烤至t時(shí)刻時(shí)煙葉干基含水率；xe為煙葉平衡干基含水率；we為煙葉平衡含水率(以6%計(jì))。

Wang and singh模型烘烤累積烘烤時(shí)長(zhǎng)(ti)：

(5)

a=(CaWHC+Da)/10

(6)

b=(CbWHC+Db)/104

(7)

(8)

式(6)、(7)中：WHC為煙葉保水力(Water holding capacity)；Ca、Da、Cb、Db取值分別為0.028 2、-0.032 0、-1.865 0E-04、1.695 0E-04[7]。

式(8)中：m24為鮮煙葉24 h失水后葉片質(zhì)量；m0為鮮煙葉初始質(zhì)量；mG為鮮煙葉烘干后質(zhì)量。

1.3.2 煙葉經(jīng)濟(jì)效益 以當(dāng)?shù)責(zé)熑~工作站為依托，采用稱質(zhì)量法對(duì)2種烘烤模式下烤后煙葉產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以2017年江西省烤煙收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)對(duì)2種烘烤模式下烤后煙葉產(chǎn)值、均價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.3 煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu) 烤后煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)家烤煙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB 2635—1992進(jìn)行。

1.3.4 煙葉化學(xué)成分 烤后煙葉經(jīng)烘干、粉碎、過(guò)篩，采用連續(xù)流動(dòng)分析法對(duì)其總糖、還原糖、總氮、煙堿等含量進(jìn)行測(cè)定[10]；烤后煙葉化學(xué)成分派生值計(jì)算參照劉國(guó)順[11]、王允白等[12]的方法進(jìn)行；還原糖、煙堿、總氮含量及糖堿比、氮堿比分別按照0.14、0.17、0.09及0.25、0.11的權(quán)重進(jìn)行烤煙化學(xué)成分協(xié)調(diào)性賦權(quán)評(píng)價(jià)，分值越高其化學(xué)成分協(xié)調(diào)性越好[13]。

1.3.5 煙葉感官質(zhì)量 煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)工作由江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心評(píng)吸人員組成專(zhuān)家委員會(huì)，參照表3進(jìn)行評(píng)價(jià)，以0.1 分為單位記分；感官質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣分別按照0.30、0.30、0.08、0.15、0.17的權(quán)重進(jìn)行感官質(zhì)量協(xié)調(diào)性賦權(quán)評(píng)價(jià)[13]。

表3 煙葉感官評(píng)價(jià)指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn) Tab.3 Score standard of tabacco leaves sensory evaluation index

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用SPSS 22.0、Origin 8.0分別對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析、圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種烘烤方式烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益

2種烘烤方式烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益分析如表4所示。2 種烘烤方式下，烤后煙葉整體產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)方面均以模型烘烤相對(duì)略高，但均未達(dá)到顯著差異。與常規(guī)烘烤相比，模型烘烤烤后煙葉產(chǎn)量增加60 kg/hm2，產(chǎn)值增加2 500 元/hm2，均價(jià)增加0.48 元/kg。

2.2 2種烘烤方式烤后煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)

2種烘烤方式烤后煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)比如圖1所示。由圖1A可知，模型烘烤烤后煙葉橘黃煙比例顯著大于常規(guī)烘烤，與常規(guī)烘烤相比，橘黃煙比例增加5.55個(gè)百分點(diǎn)。2 種烘烤方式烤后煙葉含青煙和雜色煙比例相差不大。其中，含青煙比例以常規(guī)烘烤稍高，與模型烘烤相比增加0.20個(gè)百分點(diǎn)。雜色煙比例則以模型烘烤略高，較常規(guī)烘烤相比增加0.08個(gè)百分點(diǎn)。2種烘烤方式常規(guī)烘烤廢棄煙比例顯著大于模型烘烤，與模型烘烤相比，常規(guī)烘烤廢棄煙比例增加5.43個(gè)百分點(diǎn)。由圖1B可知，2 種烘烤方式之間上等煙比例、低次煙比例達(dá)到顯著差異。其中，上等煙比例以模型烘烤較高，與常規(guī)烘烤相比增加了4.52個(gè)百分點(diǎn)；與常規(guī)烘烤相比，模型烘烤低次煙比例降低0.41個(gè)百分點(diǎn)。2 種烘烤方式之間中等煙、下等煙比例差別不大，但均以常規(guī)烘烤略高，與模型烘烤相比，中等煙、下等煙比例分別增加2.78、1.38個(gè)百分點(diǎn)。綜合分析2 種烘烤方式烤后煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)可知，模型烘烤在增加上等煙、減少低次煙比例方面效果較好。

表4 烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益分析Tab.4 Economic benefit analysis of flue-cured tobacco leaves

2.3 2種烘烤方式烤后煙葉化學(xué)成分及派生值

2種烘烤方式烤后煙葉化學(xué)成分及其派生值如表5所示。模型烘烤不同部位煙葉總糖、還原糖含量均顯著高于常規(guī)烘烤，與常規(guī)烘烤相比，模型烘烤X2F、C3F、B2F的總糖含量分別增加6.06、2.63、2.48個(gè)百分點(diǎn)，還原糖含量分別增加3.01、2.82、2.55個(gè)百分點(diǎn)。2 種烘烤方式X2F、B2F的總氮、煙堿含量相差不大，常規(guī)烘烤C3F的煙堿含量顯著大于模型烘烤，模型烘烤C3F的總氮含量則顯著大于常規(guī)烘烤。與常規(guī)烘烤相比較，模型烘烤C3F的煙堿含量降低 0.45個(gè)百分點(diǎn)，總氮含量增加0.35個(gè)百分點(diǎn)。

*表示不同烘烤方式之間差異顯著(P<0.05)，下同*indicates a significant difference between different curing methods (P<0.05),the same below圖1 烤后煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu) Fig.1 Grade structure of flue-cured tobacco leaves

部位Position處理Treatment總糖含量/%Totalsugarcontent還原糖含量/%Reducingsugarcontent煙堿含量/%Nicotinecontent總氮含量/%Totalnitrogencontent派生值Derivedvalue糖堿比Reduingsugar/Nicotine氮堿比TotalN/Nicotine兩糖比Reducingsugar/Totalsugar兩糖差/%Totalsugar-Reducingsugar協(xié)調(diào)性/分Coordi-nationX2F模型烘烤Modelcuring29.14b?22.68b?2.15c2.42c10.55a?1.12a0.78b6.46a?63.82a常規(guī)烘烤Conventionalcuring23.08B19.67B2.71C2.44B7.25A0.90A?0.85A?3.41B64.18AC3F模型烘烤Modelcuring31.39a?24.57a?2.63b2.98b?9.36b?1.13a?0.78b?6.81a59.78b常規(guī)烘烤Conventionalcuring28.76A21.75A3.08B?2.63B7.06A0.85B0.76B7.01A57.75BB2F模型烘烤Modelcuring20.27c?17.94c?4.03a3.31a4.45c?0.82b?0.89a2.33b45.54c?常規(guī)烘烤Conventionalcuring17.79C15.39C4.37A3.24A3.52B0.74C0.87A2.39C40.88C

注：不同小寫(xiě)字母表示模型烘烤不同部位煙葉之間差異顯著(P<0.05)，不同大寫(xiě)字母表示常規(guī)烘烤不同部位煙葉之間差異顯著(P<0.05)，*表示不同烘烤方式之間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note：Different lowercase letters indicate a significant difference between different position of flue-cured tobacco leaves by model curing (P<0.05),different capital letters indicate a significant difference between different position of flue-cured tobacco leaves by conventional curing (P<0.05),*indicates a significant difference between different curing methods (P<0.05),the same below.

煙葉化學(xué)成分派生值分析結(jié)果表明，2 種烘烤方式糖堿比和氮堿比之間均呈顯著差異。其中，模型烘烤X2F、C3F、B2F的糖堿比分別比常規(guī)烘烤增加3.30、2.30、0.93，且隨著煙葉部位的升高，糖堿比均呈下降趨勢(shì)。在氮堿比方面，模型烘烤X2F、C3F、B2F較常規(guī)烘烤增加0.22、0.28、0.08，模型烘烤C3F、X2F的兩糖比與常規(guī)烘烤差異顯著，模型烘烤C3F的兩糖比比常規(guī)烘烤增加0.02，模型烘烤X2F的兩糖比比常規(guī)烘烤減少0.07。2 種烘烤方式B2F的兩糖比未達(dá)到顯著差異。模型烘烤X2F的兩糖差顯著高于常規(guī)烘烤，與常規(guī)烘烤相比增加3.05個(gè)百分點(diǎn)；常規(guī)烘烤C3F、B2F兩糖差略高于模型烘烤，但未達(dá)到顯著差異?；瘜W(xué)成分協(xié)調(diào)性分析結(jié)果表明，2 種烘烤方式化學(xué)成分協(xié)調(diào)性均隨煙葉部位的升高而降低，模型烘烤X2F的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性小于常規(guī)烘烤，小0.36分；模型烘烤B2F的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性則顯著大于常規(guī)烘烤，大4.66分；模型烘烤C3F的化學(xué)成分協(xié)調(diào)性略高于常規(guī)烘烤但差異不顯著，比常規(guī)烘烤高2.03分。

2種烘烤方式烤后不同部位煙葉總糖、還原糖含量均表現(xiàn)為C3F最高，X2F次之，B2F最小，且不同部位之間均呈現(xiàn)顯著差異；煙堿、總氮含量則均表現(xiàn)為隨煙葉部位的升高而升高；糖堿比均隨煙葉部位的升高而降低，常規(guī)烘烤氮堿比同樣隨煙葉部位的升高而降低，模型烘烤C3F氮堿比最高，與X2F、B2F相比分別增加0.01、0.31。2 種烘烤方式烤后不同部位煙葉兩糖比均以B2F最大，其中，模型烘烤C3F和X2F兩糖比基本一致；常規(guī)烘烤B2F和X2F兩糖比相差不大但均顯著大于C3F。2 種烘烤方式烤后不同部位煙葉兩糖差均以C3F最大，其中，模型烘烤X2F和C3F兩糖差相差不大且均顯著大于B2F；常規(guī)烘烤兩糖差則以X2F次之，B2F最小。

2.4 2種烘烤方式烤后煙葉感官質(zhì)量

烤后煙葉感官質(zhì)量分析如表6所示。2 種烘烤方式烤后煙葉香氣質(zhì)和香氣量均以C3F最高，B2F次之，X2F最??；模型烘烤X2F的香氣質(zhì)和香氣量顯著高于常規(guī)烘烤，相比常規(guī)烘烤分別增加0.77、0.59分；模型烘烤B2F香氣量顯著高于常規(guī)烘烤0.54分。2 種烘烤方式的濃度和勁頭均隨煙葉部位的升高而增加，其中，模型烘烤X2F、C3F濃度顯著大于常規(guī)烘烤，相對(duì)常規(guī)烘烤分別增加0.35、0.38分；模型烘烤X2F勁頭顯著大于常規(guī)烘烤，相對(duì)常規(guī)烘烤增加0.25分。此外，常規(guī)烘烤不同部位間的香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭均呈顯著差異；模型烘烤X2F與B2F的香氣質(zhì)之間無(wú)顯著差異，模型烘烤C3F與B2F的香氣量、濃度之間無(wú)顯著差異，2 種烘烤方式不同部位間的勁頭均呈顯著差異。2種烘烤方式雜氣和刺激性方面，常規(guī)烘烤均以X2F評(píng)分最高，模型烘烤均以C3F評(píng)分最高。其中，模型烘烤C3F、B2F雜氣評(píng)分顯著大于常規(guī)烘烤，相比常規(guī)烘烤分別增加0.56、0.33分。模型烘烤C3F刺激性部分顯著大于常規(guī)烘烤，相對(duì)常規(guī)烘烤增加0.67分，模型烘烤B2F刺激性顯著小于常規(guī)烘烤，相對(duì)常規(guī)烘烤小0.40分。常規(guī)烘烤X2F與B2F雜氣間呈顯著差異，模型烘烤X2F與B2F雜氣間則無(wú)顯著差異。常規(guī)烘烤X2F與C3F間刺激性呈顯著差異，模型烘烤不同部位間刺激性均呈顯著差異。2 種烘烤方式余味均以C3F最高，B2F次之，X2F最小，且模型烘烤C3F余味顯著高于常規(guī)烘烤，相對(duì)常規(guī)烘烤高0.50分。其中，常規(guī)烘烤不同部位間余味無(wú)顯著差異，模型烘烤X2F與B2F余味之間無(wú)顯著差異。2 種烘烤方式不同部位間燃燒性、灰色基本相差不大，且均無(wú)顯著差異。2 種烘烤方式總分和協(xié)調(diào)性均以C3F最高，B2F次之，X2F最??；模型烘烤X2F、C3F、B2F總分均顯著大于常規(guī)烘烤，相對(duì)常規(guī)烘烤分別增加1.63、2.25、0.59分；模型烘烤X2F協(xié)調(diào)性顯著高于常規(guī)烘烤，比常規(guī)烘烤高0.40分。常規(guī)烘烤C3F與B2F總分之間無(wú)顯著差異，模型烘烤X2F、C3F與B2F總分之間無(wú)顯著差異；常規(guī)烘烤不同部位之間協(xié)調(diào)性均呈顯著差異，模型烘烤X2F、C3F與B2F協(xié)調(diào)性之間無(wú)顯著差異。

表6 烤后不同部位煙葉感官質(zhì)量分析Tab.6 Sensory quality analysis of different position of flue-cured tobacco leaves 分

3 結(jié)論與討論

本研究表明，采用模型烘烤可提高烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益，并且提高橘黃煙和上等煙比例、減少低次煙比例，改善烤后煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)。其原因可能是：第一，模型烘烤工藝與常規(guī)烘烤工藝相比，變黃期和定色期時(shí)間有所延長(zhǎng)，且強(qiáng)調(diào)以煙葉適時(shí)變化為核心，其理論烘烤工藝溫濕度范圍相對(duì)寬泛，可依據(jù)實(shí)際烘烤情況增加穩(wěn)溫點(diǎn)，并靈活調(diào)整穩(wěn)溫點(diǎn)烘烤時(shí)長(zhǎng)；第二，限定階段失水量和烘烤時(shí)間后，煙葉內(nèi)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化較為充分，物質(zhì)組成更趨于協(xié)調(diào)，從而提高烤后煙葉經(jīng)濟(jì)收益和等級(jí)結(jié)構(gòu)。許威等[14]對(duì)烤煙品種K326變黃期不同烘烤時(shí)間的研究表明，適當(dāng)拉長(zhǎng)烘烤時(shí)間，可提高煙葉質(zhì)量和等級(jí)結(jié)構(gòu)；劉騰江等[15]對(duì)云煙97上部葉變黃期時(shí)間與煙葉質(zhì)量進(jìn)行研究表明，適當(dāng)延長(zhǎng)變黃期烘烤時(shí)間可增加烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益，改善煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)，提高煙葉可用性。本研究與前人研究結(jié)果基本一致。

煙葉化學(xué)成分是衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，但單一物質(zhì)含量的高低并不能起決定性作用，因而，烤煙化學(xué)成分派生值也常作為衡量煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)[16]。此外，煙葉烘烤是內(nèi)在物質(zhì)降解、轉(zhuǎn)化的復(fù)雜生理生化過(guò)程，期間烘烤工藝等操作可促使煙葉內(nèi)在物質(zhì)含量及其協(xié)調(diào)性向更有利于卷煙工業(yè)可用性方面發(fā)展，因而，化學(xué)成分及其派生值對(duì)烘烤工藝的調(diào)整同樣具有重要意義[9,17]。前人研究認(rèn)為，烤煙總糖含量以18%～22%為宜，還原糖含量以16%～18%為宜，煙堿含量以2.2%～2.8%為宜，總氮含量以2.0%～2.5%為宜[11,13]；糖堿比以6～10為宜[18-19]，氮堿比以0.8～1.1為宜[20-21]，兩糖比以0.80～0.85為宜[22]，兩糖差以2.4%～3.4%為宜，且多認(rèn)為兩糖差越小越好[12,23-24]。本研究表明，烤后煙葉化學(xué)成分及其派生值方面，模型烘烤主要在總糖含量、還原糖含量、糖堿比方面顯著高于常規(guī)烘烤。其原因可能是：第一，模型烘烤在煙葉物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化的變黃期和定色期，烘烤時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，有利于淀粉、纖維素等大分子碳水化合物分解[25]；第二，模型烘烤理論給定烘烤工藝溫濕度范圍相對(duì)寬泛，可促進(jìn)烘烤溫濕度的靈活調(diào)整，此外，可依據(jù)煙葉實(shí)際情況對(duì)穩(wěn)溫點(diǎn)及其時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)增減，進(jìn)一步促進(jìn)大分子物質(zhì)的降解[26]。這也可能是模型烘烤X2F和C3F總糖、還原糖含量相對(duì)常規(guī)烘烤偏高的原因。模型烘烤煙堿含量與常規(guī)烘烤相比均略有下降，這可能與烘烤過(guò)程中煙葉溫度、烘烤時(shí)間有關(guān)[27-28]。2種烘烤方式B2F煙堿含量均有所偏高，這可能與煙葉著生部位和試驗(yàn)中只有1個(gè)產(chǎn)區(qū)煙葉生育后期高溫強(qiáng)光的生態(tài)環(huán)境有關(guān)[11,29-30]。模型烘烤C3F的總氮含量大于常規(guī)烘烤，這可能是模型烘烤變黃期穩(wěn)溫點(diǎn)增加，或烘烤時(shí)間延長(zhǎng)促進(jìn)蛋白質(zhì)的分解所引起的[9,31]。糖堿比隨煙葉部位的升高而降低，其原因可能是：第一，隨煙葉部位的升高，煙堿含量增加，但煙堿含量在烘烤過(guò)程中相對(duì)變化較小[28]；第二，由于煙葉部位特點(diǎn)，隨煙葉部位的上升，煙葉淀粉、煙堿含量增加，可溶性糖含量相對(duì)減少，在烘烤過(guò)程中大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗和轉(zhuǎn)化難度有所增加，從而導(dǎo)致糖堿比升高[9,32]。2種烘烤方式B2F糖堿比均偏低可能是部位特征及生態(tài)條件等造成煙葉煙堿含量偏高所導(dǎo)致的。模型烘烤X2F、C3F、B2F氮堿比顯著高于常規(guī)烘烤，這可能是模型烘烤烤后煙葉煙堿含量均低于常規(guī)烘烤所引起的。模型烘烤X2F兩糖比顯著小于常規(guī)烘烤，這可能是模型烘烤工藝特點(diǎn)使X2F總糖含量偏高所導(dǎo)致的；2種烘烤方式B2F兩糖比基本持平。2種烘烤方式X2F、C3F兩糖差相對(duì)偏高，且模型烘烤X2F兩糖差顯著高于常規(guī)烘烤，這可能是煙葉部位特點(diǎn)、模型烘烤工藝和生態(tài)環(huán)境等原因綜合所致。

感官質(zhì)量分析表明，除模型烘烤C3F香氣質(zhì)略低于常規(guī)烘烤外，其他處理香氣質(zhì)、香氣量方面均以模型烘烤較高，其原因可能是：第一，模型烘烤工藝特點(diǎn)所導(dǎo)致的烤后煙葉總糖、還原糖含量及糖堿比與常規(guī)烘烤相比較高，有利于煙葉燃燒過(guò)程中的酸堿平衡；第二，烤煙總氮含量的增加也會(huì)在一定范圍內(nèi)提升煙葉香氣質(zhì)和香氣量[18]。模型烘烤濃度整體高于常規(guī)烘烤，這可能是模型烘烤煙葉具備較高的總糖含量和糖堿比造成的。較高的煙堿含量會(huì)影響煙葉吃味、勁頭等[23]，模型烘烤勁頭偏高可能是煙堿含量略低于常規(guī)烘烤造成的。模型烘烤C3F和B2F雜氣偏高可能是總氮含量偏高、氮堿比偏高造成的[18,21]。模型烘烤C3F刺激性顯著高于常規(guī)烘烤，可能是模型烘烤C3F總氮含量偏高所引起的。模型烘烤C3F余味顯著高于常規(guī)烘烤，可能是良好的內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性所引起的。2種烘烤方式不同部位間燃燒性和灰色均無(wú)顯著差異，可能是部位間鉀、氯含量相差不大的表現(xiàn)。

本研究屬于煙草精益化發(fā)展內(nèi)容之一，與煙草工業(yè)自動(dòng)化、信息化、智能化技術(shù)應(yīng)用相比[33]，煙葉烘烤的精益化發(fā)展尚處于初級(jí)階段。因此，煙葉智能化烘烤仍具有巨大的發(fā)展空間與應(yīng)用前景，本研究中的Wang and singh模型可較為精準(zhǔn)地描述和預(yù)測(cè)密集烘烤過(guò)程中水分變化[1-2]，但屬于智能化發(fā)展的初級(jí)階段，并且存在較大可完善、發(fā)展的空間。本研究限定階段失水量和烘烤時(shí)間，并強(qiáng)調(diào)以煙葉變化為核心的工藝靈活調(diào)整，這與煙葉烘烤的核心工作相一致[9]；但Wang and singh模型是以常規(guī)烘烤為基礎(chǔ)的，即表明其暫時(shí)無(wú)法對(duì)特殊烘烤工藝的煙葉水分變化進(jìn)行準(zhǔn)確描述、預(yù)測(cè)，如分段控水烘烤工藝、預(yù)凋萎烘烤工藝等[34]。溫度、濕度、風(fēng)速等為煙葉烘烤的主要環(huán)境因素，但在本研究中暫未涉及。本研究在Wang and singh模型應(yīng)用方面奠定了一定理論基礎(chǔ)，并提供了試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)，在后續(xù)煙葉烘烤精益化發(fā)展研究中，會(huì)逐漸加入特殊烘烤工藝、烘烤環(huán)境、產(chǎn)區(qū)生態(tài)、煙葉營(yíng)養(yǎng)素質(zhì)、熱質(zhì)平衡等影響因素的研究。在推動(dòng)煙葉烘烤理論與實(shí)踐相結(jié)合的智能化、精益化發(fā)展的過(guò)程中促進(jìn)多學(xué)科的交叉融合，從而進(jìn)一步促進(jìn)、完善煙葉烘烤精益化發(fā)展。

綜上，采用Wang and singh模型烘烤與常規(guī)烘烤相比可提高烤后煙葉經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)化煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)，提高煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量。