烟叶烘烤是利用不同温湿度促进烟叶的生理生化变化，使烟叶变黄、失水、增香的过程^[1]。烟叶烘烤工艺与鲜烟叶素质协调匹配，才能使烟叶达到最佳的烤后状态^[2-3]。不同烟区的生态环境和品种等因素影响鲜烟叶素质，导致各烤烟产区的烟叶烘烤工艺难以统一标准，因而制定烤烟烘烤工艺要因地制宜、具体分析^[3-4]。任汝周等^[5]研究认为，玉溪烟区K326中部叶干筋期的干湿球温度参数分别为63~66 ℃和39~40 ℃时，即可获得最佳的烤后烟叶质量；崔国民等^[6]研究认为，云南烟区利用多阶梯中温中湿烘烤工艺可提高烟叶评吸质量和致香成分含量；侯建林等^[7]研究认为，南方稻茬烤烟烟叶较厚，且含水率高，采用4步式烘烤工艺可显著降低其烟叶厚度、促进水分排出等，提高烟叶品质；李晓辉等^[8]研究认为，NC71品种采用高温变黄烘烤工艺可提高烤后烟多酚类物质含量，促进化学成分协调，降低青烟、杂色烟和黑糟烟比例。湖南稻作烟区采收期常遇高温多雨，烟叶含水率高，烘烤难度较大^[9]。传统的中部叶采收方式为熟一片采一片，每次采收1~3片，分2~3次采收完毕，采收用工多^[10-11]。为减少烟叶采收用工和劳动强度，尝试将中部6片烟叶一次性采收。如何针对这种一次性采收中部6片烟叶的鲜烟叶素质制定适宜的烘烤工艺，目前相关的研究报道较少。鉴于此，以南方稻作烟区主栽品种云烟87的中部烟叶为材料，研究中部叶一次性采收的烘烤工艺，旨在为完善稻茬烤烟降本提质增香技术提供参考。

于2021年在湖南省桂阳县仁义镇圳头村烟稻轮作田进行试验。烤烟品种云烟87，优化烟叶数后有效叶片数为16片。下部4片烟叶采收完毕后，选留具有代表性的烟株，当第7~8叶位具有叶面变黄1/5~1/2、主脉变白2/3至全白、支脉变白1/3以上、叶缘卷曲、茸毛大部分脱落、无或少量熟斑块、叶面褶皱的成熟采收特征时，将中部6片烟叶一次性采收，叶片从下至上分别标记为D5~D10，Mean为中部6片烟叶质量指标的平均值。试验烟叶采收时，每个叶位选择720片烟叶，按叶位分别上杆编烟，每杆编烟叶120片，重复3次。烤房类型为气流上升式生物质能密集烤房。

试验设四步式控青提质烘烤工艺（简称四步式烘烤工艺，T1）和中温中湿烘烤工艺（T2）2种密集烤房烘烤工艺处理，其中中温中湿烘烤工艺为对照。

四步式控青提质烘烤工艺：黄片前期处理50~ 66 h，干球39~40 ℃，湿球38~39 ℃，烟叶8~9成黄，进行高温保湿变黄；黄片后期，干球40 ℃，湿球34~37 ℃，叶片发软充分塌架；黄筋前期处理55 h，干球43 ℃，湿球34~37 ℃，失水达到主脉发软；黄筋后期，干球45 ℃，湿球34~37 ℃，黄片黄筋；干片期处理16 h，干球54~55 ℃，湿球38~39 ℃，叶片全干；干筋期处理24 h，干球65 ℃，湿球40~41 ℃，主筋全干。

中温中湿烘烤工艺：变黄期，装烟后将干球温度以1 ℃/h的速度升至38 ℃，保持干球温度38 ℃，湿球温度36~37 ℃，直到底层烟叶基本全黄；凋萎期，将干球温度升至40 ℃，保持干球温度40~ 43 ℃，湿球温度36~37 ℃，直到整房烟叶完全变黄，主脉充分发软；定色期，将干球温度以每1~2 h升1 ℃的速度升至55 ℃，保持干球温度55 ℃，湿球温度38~40 ℃，直到整房烟叶叶片完全干燥；干筋期，将干球温度以1 ℃/h的速度升至68 ℃，保持干球温度68 ℃，湿球温度41~42 ℃，直到整房烟叶叶脉完全干燥。

聘请分级专家对烟叶颜色、成熟度、叶片结构、油分、色度、身份等指标逐项进行鉴定，并按10分制进行打分^[12-13]，分别按0.20、0.30、0.16、0.12、0.10、0.12的权重计算外观质量指数（appearance quality index，AQI）。外观质量指数计算公式如下：AQI=∑j=16Aj×Wj，式中，A_j表示第j个指标的外观质量分值，W_j为第j个指标的权重。AQI分值越高，外观质量越好。

选取各处理具有代表性的烟叶，随机抽取20片平衡水分后的烤烟，参照文献[14]的方法测定长度、宽度、单叶质量、含梗率、叶片厚度、平衡含水率、叶质重等物理性状指标。开片度（%）=叶宽/叶长×100。参照文献[15-16]，采用效果测度模型对上部烟叶物理性状指标进行无量纲化转换为0~1数值，并按开片度、叶片厚度、单叶质量、含梗率、叶质重、平衡含水率等物理特性评价指标的权重分别为0.16、0.19、0.11、0.22、0.19、0.13计算烟叶物理特性指数（physical properties index，PPI）。含梗率应用下限效果测度模型（r_ij=minu_ij/u_ij），开片度应用上限效果测度模型（r_ij=u_ij/maxu_ij），叶质重、平衡含水率、单叶质量、叶片厚度应用适中效果测度模型[r_ij=u_{i0 j0}/(u_{i0 j0}+|u_ij-u_{i0 j0}|)]，以上公式中u_ij为局势的实际效果，maxu_ij为最大值，minu_ij为最小值，u_{i0 j0}为适中值（单叶质量10 g、叶片厚度120 μm、叶质重100 g/m²、平衡含水率15%）。物理特性指数计算公式为PPI=∑j=16Pj×Wj，式中，P_j表示第j个物理特性指标的无量纲化值，W_j为第j个指标的权重。PPI分值越高，表明物理特性越好。

选取烤后具有代表性烟叶，采用SKALAR间隔流动分析仪测定烟叶中总糖、还原糖、烟碱、总氮、氯、淀粉含量；采用火焰光度法测定钾含量；采用高效液相色谱法测定绿原酸含量（YC-T 202-2006）。参照文献[17-18]，采用隶属函数法将总糖、还原糖、总氮、烟碱、钾、氯等评价指标无量纲化转换为0~1数值（其中钾含量采用S型函数，其他指标采用抛物线型函数），并分别按0.14、0.16、0.10、0.28、0.25、0.07的权重计算化学成分可用性指数（chemical components usability index，CCUI）。化学成分可用性指数计算公式如下：CCUI=∑j=16Uj×Wj，式中，U_j表示第j个化学成分指标的无量纲化值，W_j为第j个指标的权重）。CCUI分值越高，化学成分协调性越好。

选取烤后具有代表性烟叶，将各处理烘烤后烟叶经过回潮、切丝，卷制成每支900±15 mg、长85 mm的单料烟支。由浙江中烟技术中心组织专业评吸人员按YC/T 138-1998 烟草及烟草制品^[19]进行感官质量评价，对刺激性（10分）、干燥感（8分）、余味（10分）、香气质（20分）、细腻程度（6分）、柔和程度（6分）、圆润感（8分）、香气量（18分）、透发性（6分）、杂气（8分）等10个评价指标打分，10个指标分值和就是感官评吸质量总分（smoking quality index，SQI），公式如下：SQI=∑j=16Sj，式中，S_j表示第j个指标的感官评吸分值。本研究只统计分析评吸总分，SQI值越大，烟叶评吸质量越优。

参考文献[20]将外观质量指数、物理特性指数、化学成分指数、感官评吸总分分别赋予0.1、0.1、0.2、0.6的权重，计算不同处理的4个指数和为烟叶质量指数（leaf quality index，LQI）。计算公式如下：LQI=0.1AQI+0.1PPI+ 0.2CCUI+0.6SQI。LQI值越大，烟叶质量越优。

烟叶烘烤后，不同处理分开统计不同级别的烟叶重量。统计上等烟等级重量占总重量的百分比为上等烟率；按收购价分别统计不同等级烟叶产值，所有等级产值之和除以总重量为烟叶均价。

烤房单独安装电表和单独使用生物质燃料。统计每房烘烤用电量成本除以总干烟量，为电耗成本；统计每房烘烤用生物质燃料成本除以总干烟量，为燃料成本；能耗成本为电耗成本和燃料成本之和。

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0进行数据处理和统计分析。多重比较采用Duncan多重比较法。

不同烘烤工艺的烤后烟叶外观质量差异主要在油分和身份2个单项指标及AQI（表1）。在D8和D9叶位，T2处理油分分值显著高于T1处理；在D5叶位，T2处理身份分值显著高于T1处理。除D8叶位外，其他AQI差异显著；其中，D5~D6叶位的T2处理AQI显著高于T1处理，而D7、D9~D10叶位的T1处理AQI显著高于T2处理。T1处理AQI平均值较T2处理高0.81%，没有达到显著水平。说明，四步式烘烤工艺的外观质量略优于中温中湿烘烤工艺。

不同烘烤工艺的烤后烟叶物理特性差异主要在开片度、叶片厚度、含梗率、叶质重和平衡含水率5个单项指标，以及物理特性指数（表2）。在D5~D6叶位和平均值，T1处理开片度显著高于T2处理，这可能与取样误差有关；除D5处理叶位外，其他处理的叶片厚度为T2处理显著高于T1处理；在D5~D10叶位和平均值，T2处理含梗率显著高于T1处理；除D5叶位外，其他处理的叶质重为T1处理显著高于T2处理；在D7、D9~D10叶位和平均值，T1处理平衡含水率显著高于T2处理。从PPI看，除D8叶位外，其他处理的PPI为T1处理显著高于T2处理；T1处理PPI平均值较T2处理高3.89%，达到显著水平。说明，四步式烘烤工艺的烟叶物理特性要优于中温中湿烘烤工艺。

不同烘烤工艺的烤后烟叶常规化学成分显著性差异主要在总糖、还原糖、总氮和CCUI（表3）。除D8叶位外，其他处理的烟叶总糖含量为T1处理显著高于T2处理；T1处理的还原糖含量高于T2处理，但只有D6、D7和6个叶位平均值存在显著差异；T1处理的烟碱、总氮含量低于T2处理，但只有D5~D7和D9叶位的总氮含量存在显著差异。T1处理的CCUI低于T2处理，其中，D5和D9~D10叶位CCUI是T2处理显著低于T1处理；6片烟叶CCUI平均值为T1较T2处理低4.29%，达到显著水平。说明，四步式烘烤工艺虽可提高烟叶糖含量，但其CCUI低于中温中湿烘烤工艺。

由图1可知，T1处理的淀粉含量高于T2处理，其中D6、D8、D9叶位的淀粉含量达到显著性差异；从D5~D10叶位淀粉含量均值看，T1较T2处理高20.63%，达到显著水平。可见，四步式烘烤工艺的烤后烟叶淀粉含量要高于中温中湿烘烤工艺，但四步式烘烤工艺的淀粉含量在2%~6%，平均值低于5%，在正常值范围内^[1]。

由图2可知，T1处理的绿原酸含量高于T2处理，其中D5~D7和D10叶位的绿原酸含量达到显著差异；从D5~D10叶位绿原酸含量均值看，T1较T2处理高14.18%，达到显著水平。可见，四步式烘烤工艺的烤后烟叶绿原酸含量要高于中温中湿烘烤工艺。

由图3可知，T1处理的SQI高于T2处理；其中，D5~D7和D9~D10叶位的SQI达到显著差异。从SQI均值看，T1较T2处理高7.99%，达到显著水平。可见，四步式烘烤工艺可提高烟叶评吸质量。

由图4可知，T1处理的LQI高于T2处理；其中，D6~D7和D9~D10叶位的LQI达到显著差异。从LQI均值看，T1较T2处理高4.57%，达到显著水平，差异显著。可见，四步式烘烤工艺可提高烟叶质量。

由图5可知，T1处理的烟叶上等烟率高于T2处理；其中，D5~D7和D10叶位的烟叶上等烟率达到显著差异；T1处理的烟叶上等烟率均值较T2处理高4.62个百分点，且达显著水平。T1处理的烟叶均价高于T2处理，但差异不显著；T1处理的烟叶均价均值较T2处理高4.66%，但没有达显著水平。可见，四步式烘烤工艺可提高烟叶上等烟率。

由图6可知，T1处理采用高温保湿促变黄，加快了烟叶变黄速度，整个烟叶烘烤时间可缩短20h左右，其用电成本略高于T2处理，但差异不显著；燃料成本较T2处理低11.17%，且达显著水平；能耗总成本较T2处理低9.35%，且达显著水平。可见，四步式烘烤工艺可降低燃料成本和能耗成本。

湖南烟区稻茬烤烟采收期常遇高温多雨气候，烟叶厚实且含水率高，主脉粗，在烘烤过程中，烤烟硬变黄、烤青烟、烟叶挂灰等现象常有出现^[21]。传统中温中湿烘烤工艺仍难以解决这一问题。本研究根据稻茬烤烟中部6片烟叶一次性采收的鲜烟叶素质制定四步式烘烤工艺，将传统三段式烘烤工艺的变黄期、定色期进一步细分为了黄片期、黄筋期、干片期^[7]。黄片前期高温高湿促进变黄，黄片后期降低湿球温度，促进烟叶水分排出，防止烟叶挂灰或烤糟；黄筋期及时排湿，在促进烟叶主脉变黄的同时，降低烟叶棕色化反应程度，防止叶片变褐；干片期及时排出叶片多余水分，终止其变黄，在54~55 ℃时延长稳温时间，促进叶片增香。在干筋期，四步式烘烤工艺的干球温度稳定在65~66 ℃，相较传统中温中湿烘烤工艺低2 ℃左右，在确保烟叶烤干的同时，可有效防止干球温度过高或烤房温控不准、温度起伏过大而导致的烟叶烤红、杂色烟叶较多的现象出现。四步式烘烤工艺的这些改进可有效减少青烟、杂色烟比例，减少烟叶烘烤损失，促进烟农增收。

烟叶评吸质量是烟叶品质的最终判定，能够较大程度地影响烟叶的经济价值和使用价值。在烟叶感官评吸中，香气质与香气量对烤烟评吸质量影响相对较大。烟叶香气物质的主要来源是多酚类物质，其对烤后烟叶的色泽、香气、吃味具有重要影响^[22]。绿原酸属于烟叶中多酚类物质的一种，其在调制与醇化的过程中降解生成的一系列物质能赋予卷烟优雅的香气，增加香气量^[23]。烟叶在600 ℃以上燃吸时，绿原酸热裂解会产生一些挥发性较强、对烟气香味有直接影响的物质^[24]。宗浩等^[25]研究发现，在NC82、云烟87、云烟85、K326、红花大金元5个品种中，以红花大金元品种的多酚类物质含量最高，尤其是绿原酸及其同分异构体等含量明显高于其他品种，香型风格更显著。本研究中，采用四步式烘烤工艺的烤烟D5~D10叶位绿原酸含量均显著高于中温中湿工艺，表明四步式烘烤工艺可显著提高烟叶香气物质含量，有利于将烟叶烤香。

烟叶质量指数可代表烟叶的综合质量，烟叶质量指数将外观质量指数、物理特性指数、化学成分指数、感官评吸总分赋予不同权重，其中感官评吸总分权重最高，对烟叶质量影响最大^[20]。本研究中，采用四步式烘烤工艺的烤后烟叶平均烟叶质量指数显著高于中温中湿烘烤工艺，结合工艺能耗对比分析，四步式烘烤工艺能够有效提升烤烟质量，促进烤烟降本、提质、增香。

稻茬烤烟一次性采收中部6片烟叶，采用四步式烘烤工艺可改善烟叶外观质量和物理特性，提高烟叶化学成分协调性和评吸质量，提高烟叶上等烟比例，降低烟叶烘烤燃料成本和能耗成本，具有提升烤烟质量和促进烤烟降本、提质、增香，在湖南稻作烟区具有一定推广价值。