打葉復烤不同工藝強度對煙葉自然醇化品質(zhì)的影響

包秀萍，王 超，劉煜宇，李河霖，樸永革，李 鋒

(1.云南瑞升煙草技術(shù)(集團)有限公司，昆明 650106；2. 吉林煙草工業(yè)有限責任公司，長春 130000)

【研究意義】近年來，卷煙企業(yè)的發(fā)展朝著高品質(zhì)、結(jié)構(gòu)化、精細化、差異化等方向有效推進，使得“卷煙上水平”的特色化工藝對煙葉品質(zhì)有了更高的要求。打葉復烤是煙葉種植和卷煙生產(chǎn)的重要銜接橋梁，打葉復烤的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平直接影響卷煙原料的品質(zhì)[1-2]。因此，為了滿足卷煙企業(yè)的特色工藝發(fā)展要求，打葉復烤的生產(chǎn)加工要轉(zhuǎn)變原有的工藝模式。國家煙草專賣局2016 頒布的《卷煙工藝規(guī)范》中提出打葉復烤 “三化一?！? 即模塊化、均質(zhì)化、純凈化與保香) 的工藝要求[3]。初烤煙葉經(jīng)過打葉復烤、自然醇化后進入卷煙企業(yè)進行卷煙加工。煙葉品質(zhì)由煙葉的化學成分決定，煙葉自然醇化過程是煙葉化學成分發(fā)生降解、轉(zhuǎn)化、合成的動態(tài)平衡過程，而打葉復烤又是決定煙葉醇化品質(zhì)的關(guān)鍵[4]。初烤煙葉在打葉復烤中進行真空回潮、潤葉、打葉和復烤等加工環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)對煙葉均有一定的影響[5-9]。經(jīng)打葉復烤后的煙葉其煙氣、香氣、口感等特性得到整體提升[10-12]?！厩叭搜芯窟M展】近年來，有關(guān)打葉復烤不同潤葉工序?qū)熑~質(zhì)量和能源消耗的影響[13-15]，以及復烤溫度對片煙化學成分及感官質(zhì)量的影響等均有研究[16]，但對打葉復烤各關(guān)鍵工序不同工藝強度對煙葉品質(zhì)的影響未系統(tǒng)研究。配方打葉是提升打葉復烤片煙模塊品質(zhì)的重要方向之一，是卷煙產(chǎn)品設計的重要基礎，研究不同類型、等級、質(zhì)量風格的煙葉進行合理匹配，以求最佳質(zhì)量效果，是打葉復烤配方設計的主要任務[17-21]?！颈狙芯壳腥朦c】將煙葉模塊配方前移至打葉復烤工序，以高等級上部煙葉配方模塊為對象，系統(tǒng)研究打葉復烤一潤、二潤、復烤三大關(guān)鍵工序的高、中、低加工工藝強度對煙葉模塊自然醇化的品質(zhì)差異性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】驗證打葉復烤不同工藝強度加工的煙葉模塊在卷煙葉組中的可用性，為打葉復烤 “三化一?！钡於ㄖ?。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

材料：2017年上部初烤把煙模塊B(某煙廠調(diào)撥煙葉)，卷煙葉組(某煙廠某牌號)。

試劑：正己烷(天津市博迪化工有限公司)、二氯甲烷(天津市博迪化工有限公司)、無水硫酸鈉(廣東汕頭市西隴化工廠)。

儀器：打葉復烤生產(chǎn)線(某煙葉復烤有限責任公司，處理量為12 000 kg)；QS-5切絲機(開封市眾杰機械科技有限公司)；KBF240恒溫恒濕箱(德國Binder公司)；中試制絲線(某煙廠，處理量300 kg)；6890N/ 5975氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫公司)；AA3連續(xù)流動化學分析儀(德國BRAN+LUBBE)。

1.2 方法

1.2.1 打葉復烤煙葉模塊配方 以高等級上部煙葉打葉復烤模塊配方為對象，考察不同打葉復烤工藝參數(shù)對上部煙葉模塊的品質(zhì)影響，其模塊配方B見表1。

表1 煙葉模塊配方

1.2.2 打葉復烤工藝試驗方法 以打葉復烤生產(chǎn)線現(xiàn)行上部煙葉打葉復烤加工工藝為對照，設計低強度、高強度打葉復烤加工工藝參數(shù)，分別在一潤、二潤、烤機四區(qū)溫度等關(guān)鍵點考察不同加工強度對煙葉品質(zhì)的影響。打葉復烤工序為備料、鋪把、解把、切斷、篩沙、精選、風分除雜、打葉風分、貯葉、片煙裝箱。打葉復烤關(guān)鍵工藝參數(shù)設計見表2所示。每個工藝試驗按照3000 kg(15箱)煙葉進行，待設備及參數(shù)穩(wěn)定后，取10箱作為試驗跟蹤樣，標簽標識清楚，放入倉庫進行自然醇化。

表2 打葉復烤關(guān)鍵工藝參數(shù)設計

1.2.3 打葉復烤自然醇化跟蹤 針對不同關(guān)鍵工藝強度打葉復烤在線試驗煙葉，進行18個月的自然醇化跟蹤，每2個月取樣1次(隨機選3箱煙葉進行取樣，每箱對角線處往下約15 cm處取樣8個點，所取樣品混合均勻)，對其常規(guī)化學成分、有機酸、致香成分、感官評價進行長期檢測和跟蹤研究。

常規(guī)化學成分檢測方法：采用連續(xù)流動分析儀檢測，總糖、還原糖含量測定依據(jù)煙草行業(yè)標準YC/T159—2002進行，總植物堿、總氮、鉀、氯含量測定分別依據(jù)煙草行業(yè)標準YC/T160—2002、YC/T161—2002、YC/T173—2003、YC/T162—2002進行。

有機酸(揮/非揮)檢測方法：稱取樣品0.50 g于錐形瓶內(nèi)，加入混合內(nèi)標溶液1.0 mL、酯化溶液5.0 mL，在55 ℃下酯化反應1 h，冷至室溫，加入正己烷20 mL，振蕩15 min，靜置分層后，取上層正己烷清液1 mL，進行GC/MS分析。采用質(zhì)譜定性、雙內(nèi)標法定量測定方法。

揮發(fā)性和非揮發(fā)性有機酸采用的分析條件為：色譜柱DB-5MS(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)；進樣口溫度260 ℃；載氣He，1.0 mL/min；程序升溫過程：50 ℃保持1 min，以5 ℃/min升至275 ℃，保持3 min；進樣量1.0 μL，分流比10∶1，恒流模式；接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；電離能：70 eV，質(zhì)量掃描范圍35～350 amu。

煙葉致香成分測定方法：采用同時蒸餾萃取法萃取煙葉中的致香成分，先將煙葉粉碎為40目粉末，稱取25 g置于同時蒸餾萃取裝置的500 mL圓底燒瓶內(nèi)，在圓底燒瓶中加入250 g水，裝置的另一端為100 mL圓底燒瓶，內(nèi)盛二氯甲烷25 mL，用電熱套加熱至60 ℃水浴，同時蒸餾萃取2 h。用無水硫酸鈉除去二氯甲烷萃取液中的水，于4 ℃條件放置，用微濾膜過濾后于濃縮瓶中用Vigreux柱濃縮至約1 mL，備用于GC/MS分析。

GC/MS條件：毛細管柱HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.00025 mm)；進樣口溫度240 ℃；載氣He，1 mL/min；程序升溫過程：50 ℃保持1 min，以8 ℃/min升溫至160 ℃保持2 min，再以8 ℃/min升溫至260 ℃保持15 min；進樣量1 μL，分流比20∶1；傳輸線溫度280 ℃；電離方式EI，電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度160 ℃；質(zhì)量范圍35～455 aum，溶劑延遲時間2 min。

1.2.4 感官評吸方法 感官評價由卷煙評吸專家小組7人組成，采用9分制分別對煙葉模塊的香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性、余味共7個單項指標進行感官評吸。

1.2.5 試驗煙葉在卷煙葉組中的應用 以某卷煙葉組為應用對象，驗證低溫慢烤和高溫復烤后同等級煙葉替換原級煙葉進行中試，在中試制絲線(300 kg/h)進行，驗證葉組感官質(zhì)量變化情況，試驗設計見表3。

表3 煙葉的可用性試驗設計

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)化學成分周期檢測結(jié)果

由表4可知，煙葉經(jīng)過自然醇化，常規(guī)化學成分總糖、還原糖含量呈降低趨勢，因為煙葉在醇化過程中，受微生物代謝影響，糖類成分分解或轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)，或者消耗糖類成分進行棕色化反應。總植物堿含量也呈降低趨勢，這與煙葉干物質(zhì)的減少、微生物代謝消耗氮源、棕色化反應消耗氮源有關(guān)。不同工藝強度處理后的煙葉經(jīng)過長期醇化，低強度工藝糖類含量比對照略高，其他物質(zhì)變化較小。

表4 常規(guī)化學成分檢測結(jié)果

2.2 揮發(fā)性有機酸檢測結(jié)果

煙葉中的揮發(fā)性有機酸多為低級脂肪酸和部分芳香族酸，其在卷煙抽吸過程中可以直接進入煙氣，對煙香有良好作用。煙葉醇化過程中還有一些揮發(fā)酸變?yōu)闅怏w釋放出來，主要是蟻酸與醋酸。由表5可知，煙葉經(jīng)過長期醇化，揮發(fā)性有機酸含量呈升高趨勢，醇化后期煙葉揮發(fā)性有機酸含量增加幅度達40%以上。低強度工藝的樣品其揮發(fā)性有機酸總量較現(xiàn)行工藝和高溫復烤工藝高。從醇化周期來看，2-甲基丁酸、戊酸、苯乙酸隨著醇化周期進程明顯增加。

2.3 非揮發(fā)性有機酸周期跟蹤檢測結(jié)果

非揮發(fā)性有機酸主要是平衡煙氣的pH，調(diào)節(jié)煙氣的酸堿度，使吸味醇和，起到平衡煙氣勁頭和強度的作用，間接影響煙氣的香吃味。由表6可知，煙葉模塊經(jīng)自然醇化過程，非揮發(fā)性有機酸含量呈降低趨勢，這是受煙葉干物質(zhì)減少、微生物代謝消耗的影響。

表6 非揮發(fā)性有機酸檢測結(jié)果

續(xù)表6 Continued table 6

2.4 致香成分總量檢測結(jié)果

致香成分中新植二烯含量占85%以上，是煙葉中含量最高的一類致香成分，由于該物質(zhì)含量較大，在檢測分析致香成分總量時，將單獨進行。

由表7可知，煙葉經(jīng)過自然醇化，致香成分總量(除新植二烯外)呈明顯升高趨勢，重要致香成分酮類、醛類、醇類、酯類含量均呈升高趨勢。酮類物質(zhì)是煙葉中重要的一類致香成分，具有較好的香氣，其含量的高低直接影響著煙葉的抽吸甜感。醛類與酮類一樣都是羰基化合物，具有增香增甜作用，賦予卷煙特殊的香氣。酯類化合物對煙草的香氣和吃味有重要影響，低級脂肪酯類的香氣主要是果香、酒香和花香，與煙香協(xié)調(diào)較好。低強度工藝處理的煙葉其致香成分含量比對照和高強度工藝高，說明低強度工藝對煙葉香氣物質(zhì)保留較好，對煙葉抽吸品質(zhì)有較好的正面效應。

表7 致香成分分析

續(xù)表7 Continued table 7

新植二烯是煙葉中的重要致香成分且含量最高，具有清香氣息的物質(zhì)，其含量的高低直接影響煙葉清香特征，該物質(zhì)是由煙葉中的葉綠素降解成葉醇，而后又降解得到新植二烯，煙葉經(jīng)長期醇化后青雜氣降低，是因葉綠素不斷降解和轉(zhuǎn)化，以及新物質(zhì)不斷形成，新植二烯含量在醇化后期增加較明顯，即煙葉中的葉綠素降解較徹底，形成了較多的新植二烯，減輕了煙葉的青雜氣，減弱煙氣刺激性，提升煙氣的醇和性。低強度工藝處理的煙葉新植二烯含量較高，該工藝對致香成分新植二烯的保留較顯著。

2.5 煙葉自然醇化感官評價

經(jīng)不同工藝強度處理的煙葉在不同醇化周期，進行感官評價，為打葉復烤在線處理工藝強度的摸索和研究提供前期數(shù)據(jù)和考證。由表8可知，煙葉經(jīng)過復烤工序后，與對照相比，低強度工藝的煙草本香保持較好，但生青雜氣稍重；高強度工藝枯焦氣重。煙葉經(jīng)自然醇化，與對照相比，低強度工藝成團性好，煙香豐富，質(zhì)感提升，生青雜氣消失；高強度工藝處理的煙葉枯焦氣重且質(zhì)感粗糙。即低強度打葉復烤工藝對于高等級上部煙葉模塊，可以有效保持煙葉香氣成分，提升煙葉品質(zhì)。

表8 自然醇化感官評吸結(jié)果

2.6 葉組應用研究

由表9可知，以2.5%低溫慢烤的B模塊替換原級模塊，成品卷煙香氣有一定提升，余味有改善，評價總分高于對照。以2.5%高溫復烤的B替換原級模塊，成品卷煙香氣與對照相當，枯焦雜氣增加，余味欠。由此呈現(xiàn)高等級的上部煙葉模塊，在打葉復烤工序采用低強度工藝能夠有效保持煙草本香，利于煙葉質(zhì)感和豐富性提升；而高強度加工工藝會導致煙草本香損失，枯焦雜氣增加，不利于煙葉品質(zhì)的提升。

表9 煙葉在葉組中的應用結(jié)果

3 討 論

不同強度打葉復烤工藝對煙葉品質(zhì)有顯著影響。煙葉經(jīng)過長期的自然醇化，低強度打葉復烤工藝(一潤水分17.0%、二潤水分17.5%、復烤二區(qū)溫度78 ℃)醇化前期和中期的生青雜氣是由于色素的存在產(chǎn)生的，而色素是致香成分的前體物質(zhì)，可以在自然醇化過程中緩慢轉(zhuǎn)化和降解成煙草的香味物質(zhì)，到醇化后期煙葉的生青雜氣減弱，從而獲得煙草本香保持較好的上部煙葉。因此，低強度打葉復烤工藝更適合于高等級煙葉的加工，能夠有效提升煙葉抽吸品質(zhì)。而高強度打葉復烤工藝(一潤水分18.0%、二潤水分18.5%、復烤二區(qū)溫度88 ℃)由于潤葉強度和高溫復烤會加速煙葉內(nèi)部化學成分的轉(zhuǎn)化和分解，促進煙葉醇化過程中的微生物代謝過程，導致煙葉部分致香成分揮發(fā)損失。高強度打葉復烤工藝對于高等級上部煙葉模塊效果較差，感官評價呈現(xiàn)枯焦氣重，質(zhì)感粗，香氣豐富性欠佳，煙葉抽吸品質(zhì)降低。

4 結(jié) 論

針對高等級上部煙葉，不同打葉復烤工藝強度差異顯著，低強度打葉復烤工藝能夠有效彰顯煙葉香氣的豐富性，提高品質(zhì)；高強度打葉復烤加工工藝會導致煙葉致香成分損失較多，品質(zhì)降低，高強度打葉復烤工藝不適于高等級煙葉的加工。因此高品質(zhì)煙葉，選擇低強度打葉復烤工藝較優(yōu)，能有效提升煙葉在葉組配方中的使用價值。