跨地域調(diào)運對烤煙含水率與外觀質(zhì)量的影響

黃 磊，張雨薇，李 敏，戰(zhàn) 磊，高晉軍，趙 莉，李穎之

（1廣東中煙工業(yè)有限責任公司，廣州 510145；2華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510640）

0 引言

隨著煙葉原料庫存量逐年增加，國內(nèi)煙葉貯存品質(zhì)與效益越來越受到煙草行業(yè)的廣泛關(guān)注[1]。煙葉含水率是片煙倉儲醇化過程中一個關(guān)鍵性的控制指標，倉儲醇化過程中復(fù)烤片煙的含水率通常以11%～13%為宜[2]。較高的含水率會加速煙葉的醇化速度，使醇化后煙葉顏色過深，香氣損失較大，品質(zhì)下降快，甚至易出現(xiàn)霉變。較低的含水率則會導(dǎo)致醇化的速率減慢而直接影響煙葉的可用性[3]。不同區(qū)域調(diào)制技術(shù)的差異，使煙葉的顏色、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度等外觀質(zhì)量指標存在較大差異[4]。外觀質(zhì)量特性是衡量煙葉質(zhì)量的另一常見指標，是其生理結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分在人體視覺和觸覺上的反映，通常以煙葉顏色的感官測定等作為主要評價手段[5]。初曉鵬等[6]比較了廣西賀州傳統(tǒng)夾曬方式與棚內(nèi)夾曬方式下的黃煙外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)棚內(nèi)夾曬后的中上等級煙葉比例遠高于常規(guī)曬制方式，上等煙比例與調(diào)制方式對應(yīng)的濕度存在一定關(guān)系。沈利臣等[7]研究表明，西南地區(qū)煙葉油分是評吸質(zhì)量的最大影響因素，長江中下游地區(qū)、東北地區(qū)的主要影響因素分別是成熟度和柔韌度。趙文平等[8]以同等級的煙葉進行不同地方存放進行對比試驗，以數(shù)據(jù)大小反映顏色的變化大小進而評價醇化反應(yīng)的程度。Guru等[9]基于機器視覺的煙葉分類法，采用顏色空間分類模型，提高了質(zhì)量評價的分類精度。封俊等[10]通過建立煙葉質(zhì)量綜合評價體系，將米易縣和仁和區(qū)的煙葉進行分類并從外觀質(zhì)量、化學(xué)質(zhì)量及感官質(zhì)量上進行分析評價。

目前關(guān)于不同貯藏環(huán)境溫濕度對片煙物理特性、化學(xué)成分等研究較為集中[11-12]，但關(guān)于箱裝片煙復(fù)烤后到回調(diào)環(huán)節(jié)的研究較少，尤其是一定溫度、濕度條件下片煙存儲的質(zhì)量相關(guān)研究更少。為探究烤后片煙自復(fù)烤加工到調(diào)運入庫環(huán)節(jié)的外觀質(zhì)量變化及其含水率上升的原因，本研究跟蹤箱裝片煙在云南文山、黑龍江勃利不同地域的復(fù)烤廠加工晾包、出庫調(diào)運，最后到廣州倉庫后倉儲養(yǎng)護環(huán)節(jié)的含水率等變化情況以及煙葉外觀質(zhì)量的變化，并分析兩者之間的協(xié)調(diào)性與相關(guān)性，旨在為跨地域調(diào)運控制煙葉含水率，實現(xiàn)煙葉質(zhì)量的定時、定向控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料 云南文山復(fù)烤廠加工的2019/云南文山/上桔二B2F/混打片煙、2019/云南保山/中桔二 C2F/單打片煙；黑龍江勃利復(fù)烤廠加工的2019/黑龍江/中檸二C2L/單打片煙、2019/遼寧/中桔三C3F/單打片煙

片煙均按《煙葉儲存保管方法》(GB/T 23220—2008)[13]和《烤煙》(GB 2635—92)[14]進行養(yǎng)護管理與選取。試驗于2019年10月—2020年5月進行，選擇文山復(fù)烤廠、勃利復(fù)烤廠加工的2種等級箱裝片煙，每個等級選定4箱作為試驗材料，裝箱密度為200 kg/箱。整批物料按一定間隔選取試驗箱號，箱裝片煙套無孔內(nèi)襯袋。

1.1.2 儀器 FD240烘箱（德國BINDER公司）、JM-96磨碎機（昆明派龍工程技術(shù)有限公司）、電子稱XK3190-A12E（上海耀華稱重系統(tǒng)有限公司）、液壓管狀取樣器(CD 63/36*500/EK)、熱風(fēng)干燥烘箱(25015)。

1.2 試驗方法

1.2.1 含水率的測定 試驗箱片煙在復(fù)烤在線時、裝箱晾包7天左右、發(fā)運出復(fù)烤廠庫、入廣州倉庫平衡溫濕度后分別測定含水率。復(fù)烤裝箱時在線液壓管狀取樣器測定的片煙含水率作為整箱初始含水率數(shù)據(jù)。其他環(huán)節(jié)測量含水率數(shù)據(jù)時，每個試驗箱片煙選擇4個角表面、液壓管狀取樣器取中間區(qū)域測定5個位置取樣。其中4個角采用人工取樣，編號為1～4號，以液壓管狀取樣器取樣編號為5號。在編號的1～4號處，迅速抓取樣品80～120 g，裝入已編號1～4號的密封袋內(nèi)密封。另用液壓管狀取樣器取樣，樣品袋編為5號。所有樣品均用粉碎機粉碎后，用分樣器縮分，再分別裝入10 g樣品盒，放入(100±2)℃烘箱內(nèi)，自溫度升至100℃算起，烘2 h后，放入干燥器中冷卻至室溫稱重，計算含水率[12]。

1.2.2 片煙外觀質(zhì)量評價 由廣東中煙工業(yè)有限責任公司5名煙葉評級技師按照表1打分。按五點法抽取試驗箱片煙1000 g，通過眼觀、手摸、鼻聞的方式，判定各指標的檔次及分值。片煙外觀評價參考張明乾等[15]的方法，并進行了改進。顏色的權(quán)重為15%，聞香的權(quán)重為25%，均勻度的權(quán)重為10%，身份的權(quán)重為10%，油分的權(quán)重為20%，色度的權(quán)重為20%。煙葉外觀質(zhì)量最終分值按指標和權(quán)重計算，如式(1)。分值越高，片煙質(zhì)量越好。

表1 片煙外觀各評價指標檔次及分值

式中，F(xiàn)為片煙外觀質(zhì)量評價最終分值，Di為第i個外觀質(zhì)量指標的量化分值，Ei為第i個外觀質(zhì)量指標的權(quán)重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

水分含量的測定值表示為平均值±標準差，采用Excel軟件和SPSS 18.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行顯著性、相關(guān)性、協(xié)調(diào)性分析，方差分析采用Duncan法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 文山復(fù)烤廠加工的成品片煙含水率和外觀質(zhì)量變化

C2F、B2F片煙從復(fù)烤下線到跨地域入庫時的平均含水率變化如表2～3所示。自文山復(fù)烤廠復(fù)烤后到入庫環(huán)節(jié)，片煙整箱的含水率緩慢上升，C2F與B2F分別上升了0.15%、0.32%。此處含水率上升可能是相對濕度高于片煙平衡水分所需的相對濕度，造成煙葉緩慢吸濕。與整箱片煙含水率相比，表面四角含水率變化明顯，C2F與B2F分別上升了0.55%、0.68%；同時晾包入庫、跨地域調(diào)運出入庫環(huán)節(jié)的四角含水率高于復(fù)烤下線環(huán)節(jié)的四角含水率。由文山復(fù)烤廠跨地域調(diào)運出庫至廣州入庫環(huán)節(jié)，B2F片煙四角含水率增加，由11.34%增加到11.90%。

表2 文山復(fù)烤廠加工的C2F片煙調(diào)運前后的含水率

表3 文山復(fù)烤廠加工的B2F片煙調(diào)運前后的含水率

C2F、B2F片煙從復(fù)烤下線到跨地域入庫時的外觀質(zhì)量評價結(jié)果如表4～5所示。從綜合得分看，C2F片煙外觀評分更高，入庫前評分為7.05，入庫后為7.45；B2F入庫前后評分分別為6.95、7.13；另外，C2F片煙外觀評分變化更明顯，其加工后到跨地域入庫的時間比B2F片煙的出入庫時間長，整體含水率更高，醇化速度更快。

表4 文山復(fù)烤廠加工的C2F片煙調(diào)運前后外觀質(zhì)量評價

表5 文山復(fù)烤廠加工的B2F片煙調(diào)運前后外觀質(zhì)量評價

2.2 黑龍江勃利復(fù)烤廠加工的成品片煙含水率和外觀質(zhì)量變化

C3F、C2L片煙從勃利復(fù)烤廠復(fù)烤下線到跨地域入庫時的平均含水率變化如表6～7所示。片煙表面四角和整箱的平均含水率在跨地域調(diào)運前無明顯差異，含水率保持穩(wěn)定。從黑龍江調(diào)運至廣州后，C3F表面四角的含水率有上升了0.52%，C2L上升了0.45%，體現(xiàn)出片煙在出庫、入庫環(huán)節(jié)黑龍江與廣東2個地區(qū)明顯的氣溫差異因素，溫差使水分在片煙表面聚集冷凝，造成含水率上升。

表6 勃利復(fù)烤廠加工的C3F片煙調(diào)運前后的含水率

表7 勃利復(fù)烤廠加工的C2L片煙調(diào)運前后的含水率

C3F、C2L片煙從勃利復(fù)烤廠復(fù)烤下線到跨地域入庫時的外觀質(zhì)量評價結(jié)果如表8～9所示。從綜合得分看，C2L片煙外觀評分均高于7，主要在顏色、聞香、油分方面高于C3F，但兩者在復(fù)烤下線、跨地域調(diào)運入庫2個環(huán)節(jié)評分差異性較小。此外，2個等級的片煙含水率差異性很小，差值不超過0.1%，且東北氣溫低，煙葉醇化速度十分緩慢，其外觀質(zhì)量評價差異較小。

表8 勃利復(fù)烤廠加工的C3F片煙調(diào)運前后外觀質(zhì)量評價

表9 勃利復(fù)烤廠加工的C2L片煙調(diào)運前后外觀質(zhì)量評價

2.3 成品片煙含水率與外觀質(zhì)量指標的相關(guān)性分析

4種加工后成品片煙在復(fù)烤下線、廣州入庫環(huán)節(jié)的含水率及各外觀質(zhì)量指標間的相關(guān)性分析如表10所示。片煙含水率對外觀質(zhì)量指標的相關(guān)關(guān)系主要體現(xiàn)在聞香、身份和色度方面，但沒有呈現(xiàn)顯著相關(guān)的特點。就外觀評價指標而言，油分與顏色呈極顯著正相關(guān)，均勻度與色度呈極顯著負相關(guān)(P<0.01)；均勻度與身份呈顯著正相關(guān)、色度與身份呈顯著負相關(guān)(P<0.05)。

表10 外觀質(zhì)量指標與含水率的相關(guān)系數(shù)

2.4 成品片煙外觀質(zhì)量指標協(xié)調(diào)性分析

由表11和圖1A知，在復(fù)烤階段，C2L片煙外觀質(zhì)量中的顏色、聞香、均勻度、身份、油分指標處于最大值，在雷達圖中的相對位置呈多邊形向外擴張。其外觀質(zhì)量綜合評價函數(shù)f(S,L)得分最大，為9.296。說明復(fù)烤階段中C2L片煙外觀質(zhì)量的協(xié)調(diào)性最好。綜合評價函數(shù)得分由高到低依次為C2L>C2F>B2F>C3F。由表11和圖1B知，在跨地域調(diào)運至廣州入庫后，C2F片煙外觀質(zhì)量綜合評價函數(shù)f(S,L)得分最大，為9.145，其外觀質(zhì)量的協(xié)調(diào)性最好。綜合評價函數(shù)得分由高到低依次為C2F>C2L>B2F>C3F。

表11 復(fù)烤下線環(huán)節(jié)片煙非線性變換結(jié)構(gòu)矩陣及外觀綜合評價函數(shù)值

圖1 片煙外觀質(zhì)量評價雷達圖

表12 廣州入庫環(huán)節(jié)片煙非線性變換結(jié)構(gòu)矩陣及外觀綜合評價函數(shù)值

3 結(jié)論

跨地域從黑龍江調(diào)運至廣州后，C3F和C2L片煙表面四角含水率變化較明顯，分別上升了0.5%和0.45%；采用套內(nèi)襯袋的箱裝片煙跨地域從云南調(diào)運至廣州后，表面四角含水率和整箱平均含水率與調(diào)運前相比無明顯差異；跨地域從黑龍江調(diào)運至廣州后，片煙表面四角含水率上升，但整箱平均含水率無明顯變化。云南文山復(fù)烤廠加工的C2F片煙在跨地域調(diào)運至廣州的外觀質(zhì)量評價中得分最高，為9.145，黑龍江勃利烤廠加工的C2L片煙外觀質(zhì)量評價得分次之。C2L及C2F片煙分別在復(fù)烤下線和廣州入庫環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出最好的外觀質(zhì)量協(xié)調(diào)性。11%～13%片煙含水率范圍內(nèi)，外觀質(zhì)量與含水率呈正相關(guān)。

4 討論

片煙醇化過程中，總糖和還原糖含量會降低[16]，但跨地域調(diào)運出庫后到入庫過程時間較短，可忽略片煙醇化質(zhì)量減輕的影響，將片煙凈重的變化視為水分變化影響。此外，煙葉的平衡含水量受到環(huán)境溫度、相對濕度及煙葉類型和等級等因素的影響[17]。本試驗中4種片煙入庫后四角含水率顯著升高，是由于晾包環(huán)節(jié)中，有一個攤涼散熱的過程，套內(nèi)襯袋的箱裝片煙易在表面水分聚集冷凝，造成水分上升[18]。從文山復(fù)烤廠、勃利復(fù)烤廠分別調(diào)運至廣州入庫，4種片煙表面四角含水率明顯上升，這可能是由于出庫、入庫2個地區(qū)存在明顯的氣溫差異，使水分易在片煙表面聚集冷凝[19-20]。占俊文等[21]通過對烤煙柔軟度與外觀質(zhì)量的相關(guān)性分析，得到油分與顏色呈極顯著正相關(guān)，色度與身份呈顯著負相關(guān)的結(jié)論，這與筆者的結(jié)果一致。另外，張永安等[22]發(fā)現(xiàn)烤煙外觀質(zhì)量數(shù)字化方法在身份、油分、色度和外觀質(zhì)量總分方面可與感官評吸質(zhì)量的相關(guān)性達到顯著水平。采用雷達圖能直觀綜合反映出各指標間的整體關(guān)系，從而使各指標間的協(xié)調(diào)性得以體現(xiàn)[23]。劉魁等[24]應(yīng)用雷達圖分析法，對7個參試品種在煙堿、還原糖、鉀含量等指標方面進行綜合評價，結(jié)果表明，‘CF212’表現(xiàn)最好，與品種實際表現(xiàn)吻合，證明用雷達圖分析法對試驗品種進行綜合評價是可行的。

出庫、入庫兩地在長距離跨地域調(diào)運過程中，存在氣候差異，可對片煙的含水率及外觀質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。低氣溫下，煙葉醇化速度十分緩慢，使片煙外觀質(zhì)量的協(xié)調(diào)性良好，外觀質(zhì)量評價差異較小[25]。基于以上分析，本次研究有助于高質(zhì)量煙葉的篩選與醇化效果的提升，對無內(nèi)襯袋的箱裝片煙含水率及外觀質(zhì)量的變化情況相對有限，有待于進一步綜合研究。