煙葉低氧環(huán)境醇化效果分析

陳少鵬，鄒 毅，曾憲立，熊 偉*，傅泰露，楊 超，王偉寧，劉志明，陳祖林，李小波

(1.中國煙草總公司重慶市公司煙葉公司，重慶 400000；2.中國煙草總公司重慶市公司萬州分公司，重慶 404100)

煙葉作為一種農(nóng)產(chǎn)品，是卷煙工業(yè)企業(yè)的主要原料。烤煙從打葉復(fù)烤后到卷煙使用，一般需經(jīng)1.5～2.0年的倉儲(chǔ)自然醇化。近年來，受卷煙計(jì)劃總量的控制，國內(nèi)大多工業(yè)企業(yè)煙葉庫存偏高，降庫存成為煙葉工作的階段性任務(wù)，而如何將庫存中已過適宜醇化期的陳煙延續(xù)儲(chǔ)存，且能達(dá)到提質(zhì)安全具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。前人研究表明，新煙儲(chǔ)存能改善其外觀和內(nèi)在質(zhì)量，顏克亮等采用“三段式”分切醇化的方法研究煙葉醇化品質(zhì)的差異，結(jié)果表明，葉中部糖含量最高，同時(shí)總氮及葉綠素含量最低，而葉基部致香成分相對較高，總體評價(jià)結(jié)果為葉中>葉尖>葉基。鄧羽翔等通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的方法對烤煙醇化過程中的感官質(zhì)量進(jìn)行模擬，所建立的模型應(yīng)用于預(yù)測煙葉醇化感官質(zhì)量性能較好，均方誤差最大值較小；夏炳樂等通過使用生物酶制劑加速了烤煙總糖、總氮、煙堿和總揮發(fā)堿含量的降解，同時(shí)香味物質(zhì)總量增加，感官質(zhì)量明顯提高，醇化時(shí)間縮短。由于人工醇化對煙葉品質(zhì)提升效果更好，可以根據(jù)原料庫存情況和品質(zhì)需求采用合適的醇化方式和醇化時(shí)間，有利于卷煙企業(yè)提高煙葉質(zhì)量，節(jié)約企業(yè)成本，也因此越來越受到各卷煙工業(yè)的青睞。人工醇化的主要方式是通過控制醇化環(huán)境而實(shí)現(xiàn)，然而目前有關(guān)烤煙低氧醇化技術(shù)的研究尚鮮見報(bào)道。筆者以醇化2.5年以上的煙葉為研究對象，采用不同密封降氧措施，研究醇化過程中醇化環(huán)境的差異，以及醇化結(jié)束后烤煙高光譜特征、化學(xué)成分、中性致香物質(zhì)以及感官品質(zhì)差異，探究其對醇化末期煙葉的延續(xù)存放及提質(zhì)效果，以期為后期工業(yè)儲(chǔ)存養(yǎng)護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2016年6月至2019年10月在山東復(fù)烤有限公司諸城復(fù)烤廠成品倉庫進(jìn)行，當(dāng)?shù)貙倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)區(qū)半濕潤氣候，倉庫內(nèi)年均溫度16.84 ℃，相對濕度57.13%。供試材料為2013年河南三門峽煙云87C3F等級烤煙。試驗(yàn)設(shè)以下倉儲(chǔ)處理：即T，氧氣濃度1.5%～2.0%；T，氧氣濃度7.5%～8.0%；CK，常規(guī)方法倉儲(chǔ)處理。各處理垛位煙葉均為215箱，長×寬×高=16.0 m×3.0 m×2.9 m，各處理設(shè)3次重復(fù)。醇化750 d后，按照同位置分別取樣，用于高光譜特征、常規(guī)化學(xué)成分、致香物質(zhì)和感官品質(zhì)的測定。

溫、濕度采用T20互聯(lián)網(wǎng)溫濕度記錄儀進(jìn)行每日記錄；氧氣含量采用手持式泵吸氧氣檢測儀(型號(hào)：uSafe 3000-O2)進(jìn)行周期檢測。烤煙的高光特征采用GaiaField型便攜式高光譜系統(tǒng)(四川雙利合譜科技有限公司)進(jìn)行測定；烤煙化學(xué)成分中淀粉含量采用酸水解法測定，煙堿含量采用紫外分光光度法測定，總糖含量采用恩酮比色法測定，還原糖含量采用DNS顯色法測定，總氮含量采用過氧化氫-硫酸消化法測定，鉀含量采用火焰光度法測定，氯含量采用流動(dòng)分析儀法測定；中性香味物質(zhì)提取及定性定量分析采用HP5890-5972氣質(zhì)連用儀進(jìn)行測定；感官質(zhì)量由上煙集團(tuán)技術(shù)中心北京工作站評吸專業(yè)人員進(jìn)行評價(jià)。評吸質(zhì)量打分采用100分制：香氣質(zhì)(15分)、香氣量(15分)、雜氣(10分)、濃度(10分)、刺激性(10分)、余味(15分)、濃勁協(xié)調(diào)(15分)、燃燒性(10分)。

數(shù)據(jù)采用Orgin 2018和SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

溫度差異。由圖1可知，隨著醇化時(shí)間的延長，不同處理煙葉溫度呈波浪形變化，且各處理間基本無差異。峰值均出現(xiàn)在每年8月初，谷值出現(xiàn)在每年1月初，由此可知儲(chǔ)煙倉庫的溫度受外界大氣溫度的影響較大。

圖1 不同處理煙葉溫度變化比較Fig.1 Comparison of temperature changes of tobacco leaves of different treatments

相對濕度差異。由圖2可知，不同醇化方式煙葉的相對濕度大體呈現(xiàn)波浪形變化，不同醇化方式煙葉的相對濕度有不同程度的差異，其中T、T處理間差異較小，但二者與CK之間有較大差異。CK處理的相對濕度峰值出現(xiàn)在每年7月，谷值出現(xiàn)在每年3月；T與T處理的相對濕度峰值出現(xiàn)在每年12月，谷值出現(xiàn)在每年5月；且醇化過程中T與T處理的相對濕度的峰值與谷值的差值小于CK，可知通過低氧醇化可以保障煙葉相對濕度的穩(wěn)定性，且能推遲相對濕度谷值與峰值出現(xiàn)的時(shí)間。

圖2 不同處理煙葉相對濕度比較Fig.2 Comparison of relative humidity changes of tobacco leaves of different treatments

氧氣濃度差異。由圖3可知，各處理的氧氣濃度基本保持在一定范圍內(nèi)，但與2個(gè)低氧處理相比CK在不同月份的波動(dòng)頻率較高；T在整個(gè)醇化過程基本保持在2.0%左右的含氧量水平，T在一定時(shí)間有較高頻率的波動(dòng)，其余月份基本保持在8.4%以下。由此可知，T處理能夠有效保持煙葉間氧氣濃度的穩(wěn)定性，為煙葉醇化過程提供恒定的氧環(huán)境。

圖3 不同處理片煙氧氣濃度比較Fig.3 Comparison of oxygen concentration changes of tobacco leaves of different treatments

由圖4可知，經(jīng)過不同低氧醇化處理后，煙葉的高光譜反射率在可見光(400～750 nm)范圍內(nèi)具有較大差異，尤其是CK的高光譜反射率明顯高于2個(gè)處理；由高光譜反射率一階導(dǎo)數(shù)可知，CK的藍(lán)邊位置(波長490～530 nm一階導(dǎo)數(shù)光譜最大值)出現(xiàn)在505 nm，T與T處理的藍(lán)邊位置出現(xiàn)在510 nm；CK的黃邊位置(波長560～640 nm一階導(dǎo)數(shù)光譜最大值)出現(xiàn)在562 nm，T與T處理的黃邊位置出現(xiàn)在567 nm；3個(gè)處理的紅邊位置(波長680～760 nm內(nèi)一階導(dǎo)數(shù)光譜最大值)均出現(xiàn)在683 nm，可知低氧處理可以在一定程度上改變煙葉的高光譜特征。

化學(xué)成分。由表1可知，與CK相比，經(jīng)過低氧醇化可以顯著降低淀粉含量，可以顯著提高還原糖與總糖的含量，尤其是T處理有大幅度提升，可在一定程度上提高煙葉的柔韌性，增加出絲率與吃味；經(jīng)過低氧醇化，煙葉的煙堿含量顯著降低，可知經(jīng)過低氧醇化可以降低煙葉的勁頭，使得煙葉的吃味更加醇和；與CK相比，T處理的總氮與K含量顯著升高；不同醇化處理間煙葉的Cl含量差異顯著，但含量均低于0.50%，因此經(jīng)過醇化煙葉的燃燒性均較好。經(jīng)過不同方式的醇化，煙葉的化學(xué)成分有不同程度的差異，尤其是T處理能夠顯著降低煙葉的淀粉含量，說明在一定程度上能夠降低煙葉的刺激性，提高煙葉的吃味。

中性致香物質(zhì)。由表2可知，經(jīng)過低氧醇化，煙葉的棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類、苯丙氨酸類及新植二烯的含量顯著高于CK，但不同處理間類西柏烷類含量差異不顯著，T處理的類胡蘿卜素類含量顯著高于CK，但T處理與CK無顯著差異；除類西柏烷類低于CK和T處理的類胡蘿卜素含量與CK差異不顯著外，低氧處理煙葉的中性致香物質(zhì)含量顯著高于CK?？芍脱醮蓟梢栽谝欢ǔ潭壬咸岣邿熑~的中性致香物質(zhì)，進(jìn)而改善煙制品的香氣質(zhì)，提高香氣量。

圖4 不同處理煙葉醇化后高光譜特征Fig.4 Hyperspectral characteristics of tobacco leaves of different treatments

表1 不同處理煙葉化學(xué)成分

表2 不同處理煙葉中性致香物質(zhì)含量Table 2 Content of neutral aroma substances of tobacco leaves of different treatments μg/g

感官質(zhì)量。 由表3可知，不同醇化處理煙葉的香氣質(zhì)得分以T最高，且各處理間差異顯著；T處理的香氣量得分顯著高于T處理與CK，但T處理與CK間無顯著差異；雜氣得分以T處理最高，且各處理間差異顯著，表明經(jīng)過一定濃度的低氧處理可以降低煙葉的雜氣；煙氣濃度得分方面，T與T處理顯著高于CK；T處理的刺激性得分顯著高于T處理，T處理與CK無顯著性差異；余味得分以T處理最高，CK最低，且各處理間差異顯著；濃勁協(xié)調(diào)與燃燒性得分各處理間差異不顯著。煙葉經(jīng)過不同處理其感官質(zhì)量總分具有不同程度的差異，其中以T處理得分最高，T次之，CK最低，且T與T處理的總分顯著高于CK，可知采用低氧醇化可以在一定程度上提高煙葉的感官質(zhì)量，進(jìn)而提高煙葉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

表3 不同處理煙葉感官質(zhì)量差異Table 3 Difference of sensory quality of tobacco leaves of different treatments

3 結(jié)論

該研究對煙葉的醇化工作中設(shè)置了不同的氧氣濃度環(huán)境，分析不同氧濃度環(huán)境下，醇化煙葉的溫度與相對濕度差異，研究不同醇化條件下煙葉高光譜反射差異，化學(xué)成分、中性致香物質(zhì)以及感官質(zhì)量差異結(jié)果表明，與常規(guī)醇化(CK)相比，低氧處理醇化環(huán)境中溫度差異不明顯，但相對濕度在整個(gè)醇化過程中差異較大，且不同的低氧環(huán)境同樣存在差異；不同醇化條件下，煙葉的高光譜在可見光區(qū)域具有較大差異，且CK的反射率高于T與T處理，再者藍(lán)邊位置與黃邊位置出現(xiàn)的波長具有一定的差異；低氧醇化可以降低淀粉含量，提高總糖與還原糖的含量，進(jìn)而使得煙葉的刺激性降低，煙氣濃度飽滿；低氧醇化可以降低煙堿含量，提高總氮含量，使得煙葉余味更加舒適；不同醇化環(huán)境可使K與Cl的含量有一定的差異，但煙葉燃燒性無顯著性差異；不同醇化條件下中性致香物質(zhì)含量有一定差異，尤其是類胡蘿卜素類、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物類、苯丙氨酸類以及新植二烯都有不同程度差異，進(jìn)而使得香氣質(zhì)與香氣量有不同程度的差異；就感官質(zhì)量而言，T處理的感官質(zhì)量評價(jià)得分最高，可知通過低氧醇化可以提升煙葉的感官質(zhì)量，從而提高煙葉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。