氣流干燥工序山東烤煙的原料加工特性研究

盧彥華　張廣喜　孟杰　董培志　王迅　王一恒

摘要：該文以山東烤煙為試驗(yàn)材料，對(duì)單等級(jí)原料在氣流干燥工序進(jìn)行加工特性研究，以物理指標(biāo)、化學(xué)成分和感官質(zhì)量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果表明：隨著加工強(qiáng)度的增加，煙絲的填充值呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，整絲率、碎絲率沒有明顯的規(guī)律；總煙堿、總氮、氯、鉀含量以及施木克值和糖堿比變化不顯著，而總糖、還原糖、蛋白質(zhì)含量變化達(dá)到顯著。感官質(zhì)量方面，大部分山東烤煙感官質(zhì)量最佳點(diǎn)出現(xiàn)在Q3，在高溫強(qiáng)度下，部分煙葉香氣風(fēng)格發(fā)生了變化。

關(guān)鍵詞：氣流干燥；物理特性；化學(xué)成分；感官質(zhì)量

以“分組加工”為核心的特色工藝加工技術(shù)作為特色工藝研究與精細(xì)化加工工藝的有機(jī)結(jié)合，目前已成為全行業(yè)研究的重點(diǎn)，成為新時(shí)期卷煙加工企業(yè)提高卷煙產(chǎn)品質(zhì)量、提升卷煙企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。而原料加工特性研究是特色工藝加工技術(shù)的重要組成部分，主要研究單等級(jí)原料在不同的加工強(qiáng)度下，其化學(xué)成分、感官質(zhì)量等的變化規(guī)律，一方面最大限度地發(fā)揮原料特有的香氣風(fēng)格和香韻特征，另一方面可以有效地掩蓋原料本身的雜氣和不良?xì)庀?，充分體現(xiàn)出煙香飽滿、口感舒適、回味純凈舒適的特征。葉絲干燥工序作為制絲生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，在分組加工過程中占據(jù)至關(guān)重要的地位，也一直是卷煙企業(yè)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

青島卷煙廠是以山東煙葉作為基礎(chǔ)原料的卷煙生產(chǎn)廠家，只有對(duì)山東煙葉的原料特性完全掌控的情況下，才能做到運(yùn)用自如的調(diào)配和使用，從而為提高卷煙產(chǎn)品質(zhì)量打好基礎(chǔ)。本文主要以氣流干燥設(shè)備使用條件為基礎(chǔ)，找出煙葉感官質(zhì)量、物理質(zhì)量以及化學(xué)成分等的變化趨勢(shì)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，充分利用煙葉價(jià)值，拓寬原料使用范圍提供決策指導(dǎo)。

1.材料與方法

1.1材料與設(shè)備儀器

1.1.1材料 選取2013年山東省臨沂市和濰坊市兩個(gè)主要產(chǎn)區(qū)具有代表性的煙葉。試驗(yàn)樣品包括臨沂市中部葉（c3F、C3L）、下部葉（X2F）、濰坊市中部葉（c3F、C3L）、下部葉（x3F、X2L）、山東C1F、B2F、山東B2L各2 Oookg。

1.1.2試驗(yàn)儀器 電子天平，精度為0.1mg；SM400型吸煙機(jī)，英國(guó)菲爾創(chuàng)納；AA3型化學(xué)分析儀，德國(guó)布朗盧比；滾筒式熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)（WF3J），昆明船舶設(shè)備集團(tuán)公司；曲刃水平滾刀式切絲機(jī)（SQ34），昆明市第二機(jī)器廠；松散回潮筒（WQ30），江蘇智思機(jī)械制造有限公司；葉絲高速膨脹干燥機(jī)（sH90），江蘇智思機(jī)械制造有限公司；YJl4/23型卷、接機(jī)組。

1.2方法 以干燥氣流溫度為試驗(yàn)條件，調(diào)整5個(gè)加工強(qiáng)度：175℃、200℃、225℃、250℃、275℃，在不同的加工強(qiáng)度下對(duì)原料進(jìn)行處理，比較處理前、后，以及各個(gè)處理強(qiáng)度之間煙草物理特性、化學(xué)成分及感官質(zhì)量的變化規(guī)律，確定各等級(jí)最佳的加工強(qiáng)度。氣流干燥前化學(xué)成分編號(hào)為Q0，取樣品煙絲60kg，氣流干燥后化學(xué)成分編號(hào)分別為Q1-Q5，每個(gè)樣品取煙絲50kg。數(shù)字代表處理強(qiáng)度的大小，數(shù)字增大處理強(qiáng)度越大，試驗(yàn)參數(shù)見表1。

1.3操作步驟 （1）樣品處理：測(cè)試完水分、整絲率、碎絲率后，平衡至12.0%左右的水分，備用。（2）常規(guī)化學(xué)成分：各取樣品500g，放入烘箱內(nèi)，在不高于40℃的條件下干燥4h，然后研磨至粉狀煙末，采用煙草常規(guī)檢測(cè)分析行標(biāo)檢測(cè)化學(xué)成分，每組對(duì)比樣同時(shí)進(jìn)行處理。（3）感官質(zhì)量：將樣品卷制成成品煙支，平衡水分后進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括香氣質(zhì)、香氣量、煙氣濃度、勁頭、細(xì)膩程度、雜氣種類及程度、刺激部位及程度、甜度、余味等，評(píng)吸時(shí)每組樣品以0號(hào)樣品為對(duì)照樣，其余樣品均與其進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。

2.結(jié)果與分析

2.1不同處理強(qiáng)度對(duì)各等級(jí)葉絲物理指標(biāo)的影響 從煙葉物理特性來看，山東煙區(qū)煙葉經(jīng)過氣流干燥工序，隨著加工強(qiáng)度的增加，煙絲的填充值呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，該結(jié)果與林平等高溫氣流溫度的升高和干燥后煙絲的填充值成正比相符，煙絲的整絲率、碎絲率變化規(guī)律不明顯，分析原因應(yīng)該是煙絲在處理過程中時(shí)間和路線未發(fā)生變化，所以整絲率、碎絲率無明顯規(guī)律（表2）。

2.2不同加工強(qiáng)度對(duì)各等級(jí)煙葉化學(xué)成分的影響分析以干燥氣流溫度為調(diào)整參數(shù)，調(diào)整5個(gè)加工強(qiáng)度作為實(shí)驗(yàn)條件，在不同的加工強(qiáng)度下對(duì)原料進(jìn)行處理，比較處理前、后，以及各個(gè)處理強(qiáng)度之間煙草化學(xué)成分變化。對(duì)煙草化學(xué)成分進(jìn)行分析，氣流干燥不同加工強(qiáng)度各等級(jí)煙葉化學(xué)成分變化如圖1-10所示。

由圖1可知，山東臨沂X2F在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、氯、鉀含量和施木克值變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Qo到Q2加工強(qiáng)度之間變化不顯著，在Q4達(dá)到最大值。

由圖2可知，山東濰坊X3F在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、氯、鉀含量和施木克值變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Qo到Q1增加，Q2較Q1小但至Q5遞增，在Q5達(dá)到最大值；蛋白質(zhì)含量在加工強(qiáng)度Q2有最大值；糖堿比在加工強(qiáng)度Qo大于Q1，Q1至Q5遞增，在Q5有最大值。

由圖3可知，山東濰坊X2L在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯、鉀含量和施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Qo到Q1增加，Q2較Q1小但至Q5遞增，在Q5達(dá)到最大值。

由圖4可知，山東C1F在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、氯、鉀含量和施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Q2、Q4較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著；蛋白質(zhì)含量在加工強(qiáng)度Q2有最大值。

由圖5可知，山東濰坊C3F在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯、鉀含量和施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Q1較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著。

由圖6可知，山東濰坊C3L在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯、鉀含量和施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Q1、Q3、Q4較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著。

由圖7可知，山東臨沂C3L在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯、鉀含量和施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖含量在加工強(qiáng)度Q0、Q1較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著；還原糖含量在加工強(qiáng)度Q1、Q2、Q3較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著。

由圖8可知，山東臨沂C3F在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯、鉀含量合施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖含量在加工強(qiáng)度Q1、Q2較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著；還原糖含量在加工強(qiáng)度Q1、Q3較大，其他強(qiáng)度下變化不顯著。

由圖9可知，山東B2F在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、蛋白質(zhì)、氯、鉀含量和施木克值、糖堿比變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Q2、Q3較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著。

由圖10可知，山東B2L在各個(gè)加工強(qiáng)度下，總煙堿、總氮、氯、鉀含量和施木克值變化不顯著；總糖、還原糖含量在加工強(qiáng)度Q0、Q1較小，其他強(qiáng)度下變化不顯著；蛋白質(zhì)含量在加工強(qiáng)度Q2較大，兩邊漸??；糖堿比在加工強(qiáng)度QO、Q5較大，其他強(qiáng)度下變化不顯著。

用方差分析對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果見表3，由表3中P值可知，各組氣流干燥參數(shù)對(duì)山東烤煙的總煙堿、總氮、氯、鉀含量，施木克值和糖堿比影響都不顯著，但是對(duì)總糖、還原糖、蛋白質(zhì)的影響達(dá)到顯著。

2.3不同加工強(qiáng)度感官質(zhì)量的聚類分析 在氣流干燥加工工序下，采用系統(tǒng)聚類法對(duì)對(duì)感官質(zhì)量進(jìn)行聚類分析。以山東臨沂X2F為例，結(jié)果如圖11所示，圖中1、2、

3、4、5分別代表加工強(qiáng)度Q1、Q2、Q3、Q4、Q5。通過以系統(tǒng)聚類，歐氏距離法，以最短距離進(jìn)行聚類，可分為三類，1、2為一類，3為一類，4、5為一類。由實(shí)驗(yàn)可知，第二類的感官質(zhì)量最好，第一類基本與實(shí)驗(yàn)前的相同，第三類變差。

用相同的方法得到各地區(qū)煙葉品種滾筒烘絲各加工強(qiáng)度的聚類分析結(jié)果，如表4。

對(duì)煙葉感官質(zhì)量進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分品種煙葉感官質(zhì)量最佳點(diǎn)出現(xiàn)在Q3、Q2。其中：除臨沂X2F、濰坊X3F、臨沂C3F外，山東省內(nèi)各等級(jí)煙葉最適的處理強(qiáng)度都為Q3，而濰坊X3F的最適處理強(qiáng)度為Q1，在其他試驗(yàn)條件下感官質(zhì)量均變差，臨沂X2F和C3F的最適處理強(qiáng)度為Q2。山東臨沂C3L、山東B2F、B2L在05試驗(yàn)條件下感官質(zhì)量和烘絲前相近，其余山東省內(nèi)煙葉在Q4或Q5條件經(jīng)下感官質(zhì)量已經(jīng)低于烘絲前。

在所有的10個(gè)品種的煙葉中，香氣風(fēng)格發(fā)生變化的有5個(gè)，分別為：山東臨沂X2F、山東濰坊C3F在Q5條件下，山東濰坊X3F、山東C1F、山東B2F在Q4和Q5條件下。

3.結(jié)論

（1）山東省煙葉在高溫氣流干燥條件下，煙絲的填充值隨著加工強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，煙絲的整絲率、碎絲率變化不明顯。

（2）山東省煙葉在高溫氣流干燥烘絲條件變化后總糖、還原糖、蛋白質(zhì)含量變化較大，總煙堿、總氮、氯、鉀含量，施木克值和糖堿比變化不顯著。

（3）就感官質(zhì)量而言，大部分山東煙葉感官質(zhì)量最佳點(diǎn)出現(xiàn)在Q3；多數(shù)等級(jí)的煙葉在較高的加工強(qiáng)度下感官質(zhì)量下降，這種現(xiàn)象在下部煙葉上更加明顯；部分煙葉在Q4和Q5強(qiáng)度下香氣風(fēng)格發(fā)生了變化，在選擇煙葉的氣流干燥加工強(qiáng)度時(shí)盡量選擇中、低溫進(jìn)行處理。