不同組合原煙配方模塊替代C3F質(zhì)量分析

陳強(qiáng)華，李 崢，張曉兵，鐘永健，趙程虹，朱宏福，徐志強(qiáng)

(浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，浙江杭州 310024)

配方打葉是國際上通行的原料供給模式，國外煙草企業(yè)在卷煙原料生產(chǎn)中已普遍使用，且技術(shù)已相對成熟穩(wěn)定[1-4]。原煙配方模塊就是打破原有國標(biāo)等級界限，按照卷煙品牌配方的需求，將不同等級、相同或相近風(fēng)格特征的原煙按一定比例摻配在一起，在打葉復(fù)烤過程中經(jīng)均質(zhì)化加工后形成一個質(zhì)量穩(wěn)定的片煙等級，供卷煙產(chǎn)品配方使用[5-7]。形成的片煙等級具有較大的數(shù)量，同時具有穩(wěn)定的內(nèi)在品質(zhì)和外觀質(zhì)量[8-10]，為卷煙工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品風(fēng)格和品質(zhì)的穩(wěn)定發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

隨著我國“卷煙上水平”基本方針的不斷貫徹落實(shí)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)快速提升，對優(yōu)質(zhì)煙葉原料供給提出了更高的要求[11]。目前，全國煙葉供需總量大致平衡，但結(jié)構(gòu)性矛盾日漸突出，各工業(yè)企業(yè)對中部上等煙的需求量逐年攀升[12-13]?？緹烠3F等級在收購的中部上等煙中占比較高，且卷煙企業(yè)對該等級的需求量也較大。配方人員在設(shè)計配方模塊時，主要以參配原料的化學(xué)成分和感官質(zhì)量作為配方調(diào)整的方向和最終質(zhì)量判斷的依據(jù)[14-17]，同時還需要考慮等級數(shù)目、數(shù)量和采購成本等因素。因此，采用科學(xué)合理的方法將不同部位、多個等級煙葉轉(zhuǎn)換成C3F的感官質(zhì)量，可在一定程度上緩解工業(yè)需求的結(jié)構(gòu)性矛盾。該研究以湖南永州產(chǎn)區(qū)C3F感官質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，將不同等級煙葉按一定比例均勻摻配后，形成適合卷煙需求的替代配方模塊，以期提高不同等級煙葉的可用性，為卷煙配方的改進(jìn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料2021年湖南永州產(chǎn)區(qū)的B2F、B3F、C2F、C2L、C3F、C3L、C4L、X2F、X2L共9個等級的烤煙原煙。

1.2 試驗方法

1.2.1取樣方法。每個原煙等級的煙葉樣品分為3份，分別用于外觀質(zhì)量評價、感官質(zhì)量評價和常規(guī)化學(xué)成分檢測。

1.2.2外觀質(zhì)量評價。將各等級原煙樣品平衡含水率至16%～18%，根據(jù)烤煙分級標(biāo)準(zhǔn)[18]對各等級樣品的外觀質(zhì)量進(jìn)行評價，評價內(nèi)容包含成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度5個品質(zhì)因素，并判斷樣品外觀是否青雜。

1.2.3感官質(zhì)量評價。對樣品進(jìn)行回潮、去梗、切絲、烘干，將煙絲含水量控制在12.5%±0.5%，根據(jù)國標(biāo)GB 5606.4—2005《卷煙 第4部分：感官技術(shù)要求》，組織7名評吸人員采用暗評的方式進(jìn)行評吸，按9分制進(jìn)行打分，感官質(zhì)量評價包含香氣質(zhì)、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激、余味、燃燒性、灰色9項指標(biāo)，并將香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味5項評價指標(biāo)的得分進(jìn)行求和，計算出總分以區(qū)分不同等級煙葉的感官評吸質(zhì)量。

1.2.4常規(guī)化學(xué)成分檢測。按照5點(diǎn)隨機(jī)取樣法，將各等級的原煙樣品分別混勻后隨機(jī)取樣，取樣后剔除煙葉主脈，粉碎過篩，采用流動分析法[19]檢測各等級樣品的總糖、還原糖、煙堿、總氮。具體參照標(biāo)準(zhǔn)如下：總糖參考YC/T 159—2002，還原糖參考YC/T 216—2007，總氮參考YC/T 161—2002，煙堿參考YC/T 161—2002。并計算出糖堿比、氮堿比和兩糖比以分析化學(xué)成分協(xié)調(diào)性。

1.3 數(shù)據(jù)處理采用SPSS 25和Excel 2013軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 原煙質(zhì)量分析

2.1.1外觀質(zhì)量和調(diào)撥價格分析。從外觀質(zhì)量評價結(jié)果和各等級原煙調(diào)撥價格(表1)可以看出，各等級成熟度均表現(xiàn)為成熟；中、下部煙結(jié)構(gòu)為疏松，上部煙葉為尚疏松，身份評價表現(xiàn)出明顯的部位特征，下部葉為薄至稍薄，中部葉為稍薄至中等，且中部葉隨等級提升，葉片厚度呈增長趨勢，上部葉為稍厚；油分指標(biāo)僅X2L、X2F和C4L等級煙葉表現(xiàn)為稍有，其余等級煙葉均為有；C3F、C2F、C2L、B2F等級煙葉的色度為強(qiáng)，其余等級煙葉均為中；且各等級樣品外觀均無明顯青雜現(xiàn)象。綜合各項指標(biāo)來看，所取各等級原煙樣品等級層次明顯，不同等級煙葉外觀質(zhì)量存在差異，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 各等級煙葉外觀質(zhì)量和調(diào)撥價格

2.1.2化學(xué)成分分析。由表2可知，上部煙葉的總糖、還原糖含量較低，但煙堿、總氮含量明顯高于中、下部煙葉，糖堿比和氮堿比較低，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較差。中、下部煙葉呈現(xiàn)出“高糖低堿”的特點(diǎn)，整體來看化學(xué)成分協(xié)調(diào)性表現(xiàn)較好。各等級煙葉的兩糖比均高于0.80，表明煙葉成熟度較好。

表2 各等級煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量

2.1.3感官質(zhì)量評價。從表3可以看出，不同等級煙葉感官質(zhì)量評價指標(biāo)以香氣質(zhì)、香氣量波動較大，濃度、勁頭、雜氣、刺激性、余味、灰色、燃燒性等指標(biāo)得分差異均在0.9以下。從總分得分情況來看，中部煙最高，均不低于31.0分，且C2F等級總分最高，為32.4分；下部葉次之，X2F、X2L分別為29.6和29.2分；上部葉得分最低，B2F、B3F分別為27.0和27.5分。表明部位間感官質(zhì)量差異明顯，等級質(zhì)量較高的煙葉感官質(zhì)量也較好。

表3 各等級煙葉感官評吸質(zhì)量得分

為彌補(bǔ)定量評價數(shù)值較為抽象的缺點(diǎn)，評吸人員經(jīng)過分析、歸納對湖南永州產(chǎn)區(qū)不同等級煙葉感官評吸質(zhì)量進(jìn)行定性描述，具體描述內(nèi)容如表4所示。

表4 各等級煙葉感官評吸質(zhì)量定性描述

2.2 原煙配方模塊設(shè)計以2020年湖南永州產(chǎn)區(qū)C3F等級煙葉感官質(zhì)量為設(shè)計目標(biāo)，通過其他等級煙葉原料的配伍組合達(dá)到或接近永州C3F感官質(zhì)量。以煙堿控制在1.70%～2.35%為核心，糖堿比值控制在13～17，配方等級數(shù)目大于5個，成本較C3F明顯降低為設(shè)計原則，結(jié)合各等級煙葉化學(xué)成分、內(nèi)在質(zhì)量和樣品數(shù)量等因素設(shè)計3個供選的原煙配方，如表5所示。

表5 原煙配方設(shè)計

2.3 原煙配方模塊感官質(zhì)量評價組織評吸人員對設(shè)計的3個配方進(jìn)行感官質(zhì)量評價，同時進(jìn)行感官缺陷的定性評價，各配方模塊感官評價情況如圖1所示。由圖1可知，3個配方比較，2#配方各項感官質(zhì)量評價指標(biāo)中香氣質(zhì)、香氣量、勁頭、雜氣、余味的得分最高。1#配方總分為31.1，主要感官缺陷為焦甜香韻偏弱，香氣不足；2#配方總分為31.8，主要感官缺陷為香氣較透發(fā)，尚柔和，略刺；3#配方總分為30.9，主要感官缺陷為濃度偏大，稍顯枯焦氣。

圖1 不同配方模塊感官質(zhì)量評價指標(biāo)得分

2.4 原煙配方模塊質(zhì)量符合性評價根據(jù)配方模塊設(shè)計原則，從化學(xué)成分、感官質(zhì)量、配方等級使用比例、成本控制等方面對3個配方模塊進(jìn)行符合性評價，結(jié)果如表6所示，其中2#配方模塊的缺陷最小、符合性較高。

2.5 配方模塊質(zhì)量改進(jìn)根據(jù)與C3F符合性較高的2#配方存在的質(zhì)量缺陷，調(diào)整相應(yīng)等級的使用比例進(jìn)行配方優(yōu)化設(shè)計。從表7可以看出，改進(jìn)設(shè)計的4#配方降低了B3F等級使用比例，增加了X2F等級使用比例，以降低煙堿含量，實(shí)現(xiàn)減少刺激性的目的，且最終均價與2#配方基本保持一致。

表7 配方模塊改進(jìn)設(shè)計

2.6 改進(jìn)后配方模塊質(zhì)量評價組織評吸人員對4#配方進(jìn)行感官質(zhì)量的定量評價和定性評價。由圖2可知，4#配方與C3F等級各項評價指標(biāo)得分差異均在0.3以內(nèi)，且總分(32.5分)與C3F等級(32.1分)接近，表明總體質(zhì)量特征符合目標(biāo)要求。定性評價描述：濃香型，焦甜香韻較明顯，濃度和勁頭中等偏小，香氣質(zhì)較好，香氣量尚充足，較透發(fā)，煙氣尚柔和，尚細(xì)膩，圓潤感中等，略有浮刺，略顯干燥，余味略澀口，微有殘留，稍有生青氣，燃燒性尚好，灰色灰白。綜合來看，定性評價和定量評價均反映出4#配方模塊的風(fēng)格特征和品質(zhì)與C3F的感官質(zhì)量十分接近。

圖2 改進(jìn)后配方模塊感官質(zhì)量評價

3 結(jié)論與討論

該研究以C3F整體質(zhì)量為目標(biāo)，按照原煙配方模塊設(shè)計原則設(shè)計了3個配方模塊，從化學(xué)成分、感官質(zhì)量、配方等級使用比例、成本控制等方面對3個配方模塊進(jìn)行符合性評價，綜合發(fā)現(xiàn)最優(yōu)配方模塊雖然缺陷最小、符合度最高，但仍存在刺激性偏大問題。進(jìn)而以降低刺激性為改進(jìn)目標(biāo)，通過調(diào)整相應(yīng)等級的使用比例來進(jìn)行配方優(yōu)化，設(shè)計出4#配方模塊，其感官質(zhì)量定量評價中各單項指標(biāo)分?jǐn)?shù)和總分與C3F接近，感官質(zhì)量定性評價表明其風(fēng)格特征和品質(zhì)特征符合C3F感官質(zhì)量，說明總體質(zhì)量特征符合目標(biāo)等級要求。

該研究最終設(shè)計的替代C3F的配方模塊，在化學(xué)成分、內(nèi)在質(zhì)量表現(xiàn)等方面與目標(biāo)等級質(zhì)量要求接近，在達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的同時，較好地實(shí)現(xiàn)了原煙等級范圍的拓展和潛在資源的挖潛利用，而且也節(jié)約了采購成本、降低了優(yōu)勢等級的采購難度，這不僅拓展了烤煙等級的使用范圍，同時也明顯降低了原料成本。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，替代配方模塊雖達(dá)到了C3F的質(zhì)量要求，但是仍存在成本節(jié)省不高、上部煙使用比重偏低等問題，這主要與目標(biāo)等級C3F的化學(xué)成分和內(nèi)在質(zhì)量特殊性以及其他等級的質(zhì)量情況有一定關(guān)系。目前設(shè)計原煙配方模塊時主要以感官質(zhì)量為主要依據(jù)，而感官質(zhì)量評價存在較強(qiáng)的主觀性[20]，同時還需要考慮主要化學(xué)成分的相近性，其次是等級使用比例、庫存數(shù)量和采購成本等因素，進(jìn)一步達(dá)到原煙配方的設(shè)計要求，以形成匹配度更高、質(zhì)量更為穩(wěn)定的替代配方模塊[21-22]。對于配方模塊復(fù)烤加工后的質(zhì)量變化和多等級配方打葉的工藝參數(shù)的相關(guān)研究有待進(jìn)一步完善。