基于口含煙原料的國內(nèi)晾曬煙分析

劉佩佩,竇玉青*,汪 旭,趙文濤,劉仕民,李玉輝,張忠鋒

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所,山東青島 266101;2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司,上海 200082;3.山東中煙有限責(zé)任公司,山東濟(jì)南 250014)

在世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約(WHOFCTC)要求的時代背景下,傳統(tǒng)煙草產(chǎn)品的生產(chǎn)及銷售受到限制,新型煙草制品的研究逐漸發(fā)展[1-3]。國際上,口含煙生產(chǎn)和煙銷售的歷史悠久,市場大多分布于北歐、北美區(qū)域[4]?？诤瑹熥鳛橐环N新型煙草制品,相比于傳統(tǒng)煙草,口含煙不需要點燃,不產(chǎn)生焦油和有害煙氣[5-6],對于有吸食煙草習(xí)慣的人群來說,既能在一定程度上滿足個人需要,又減少了對他人及環(huán)境的危害,有潛在的發(fā)展空間。一般認(rèn)為無煙氣煙草制品相比于傳統(tǒng)卷煙的致癌影響小[7]。Arimilli 等[8]研究也認(rèn)為無煙氣煙草制品對細(xì)胞的毒害作用小于傳統(tǒng)卷煙。相較于傳統(tǒng)卷煙,消費者認(rèn)為口含煙危害較小,有很大市場,紐約市調(diào)查顯示無煙煙草在2001—2013年增加400%[9]。楊雄等[10]對國內(nèi)外新型煙草制品的特點以及市場趨勢進(jìn)行闡述,認(rèn)為口含煙等新型煙草在我國有很好的發(fā)展前景。但國內(nèi)口含煙研究集中于煙氣釋放及工藝研究,有關(guān)口含煙原料的相關(guān)研究較少。國內(nèi)晾曬煙現(xiàn)有資源豐富,種植歷史悠久,有良好的發(fā)展基礎(chǔ),因其獨特性質(zhì),常被用于烤煙加工中降低焦油含量且提升產(chǎn)品的香氣[11-12]。當(dāng)今市場口含煙原料主要是明火烤煙和晾曬煙,在國內(nèi)發(fā)展口含煙,由于木材資源受限,主要依靠晾曬煙,同時選擇的煙葉原料應(yīng)當(dāng)符合質(zhì)量要求。該研究對我國不同產(chǎn)地晾曬煙的常規(guī)化學(xué)成分、pH可調(diào)度、磨粉得率、感官評價質(zhì)量進(jìn)行綜合分析,旨在明確國內(nèi)晾曬煙煙葉作為口含煙煙葉原料的可行性,為未來推廣口含煙市場時原料選擇提供一定的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、江西、山東、四川、云南、浙江、海南10個省(自治區(qū))采集曬紅煙煙葉樣品131份;廣西、湖南、吉林、遼寧、云南5省(自治區(qū))采集曬黃煙煙葉樣品7份;海南省采集黃花煙煙葉樣品3份,雪茄煙煙葉樣品32份。云南省、海南省采集香料煙煙葉樣品3份。具體試驗材料如表1所示。

表1 煙葉樣品信息

1.2 煙葉樣品常規(guī)化學(xué)成分檢測方法檢測煙葉樣品的常規(guī)化學(xué)成分,指標(biāo)包括煙堿、總氮、還原糖。煙堿的檢測方法參照YC/T 468—2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續(xù)流動(硫氰酸鉀)法》[13];還原糖的檢測方法參照YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續(xù)流動法》[14]。總氮的檢測方法參照YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續(xù)流動法》[15]。

1.3 pH及pH可調(diào)度取不同煙草原料粉末20 g添加碳酸鈉、碳酸氫鈉水溶液,以溶質(zhì)計每100 g分別添加2.65和2.10 g,調(diào)節(jié)水分至含水率40%,攪拌煙粉混勻、靜置過夜。分別按照YC/T 222—2007[16]測量煙草pH,調(diào)節(jié)后pH與調(diào)節(jié)前pH之比計為pH可調(diào)度。

1.4 磨粉得率檢測將收集煙葉原料去梗的煙草葉片烘干水分至含水率10%左右,上粉碎機(jī)粉碎,將粉碎后的煙草碎片及碎末加入振動篩分機(jī),依次過500、250 μm篩,振動15 min,分別稱量所得煙草粉末的重量,粒徑>500 μm為大粒徑粉末,粒徑≤500 μm且>250 μm為中粒徑粉末,粒徑≤250 μm為小粒徑粉末,中粒徑和大粒徑粉末合并質(zhì)量占總投料質(zhì)量的比例為磨粉得率[17]。

1.5 煙葉感官質(zhì)量評價煙葉樣品在60 ℃烘箱中至干燥,旋風(fēng)磨粉碎后過60目篩,得到煙葉樣品粉末,制成口含煙,組織評價小組對口含煙樣品進(jìn)行定量打分。在符合GB/T 13868—2009要求的實驗室進(jìn)行。感官評價指標(biāo)包括色澤、嗅香、嗅覺刺激、煙草本香、刺激性、余味、雜味、酸味、苦味、咸味、澀味、勁頭以及感官綜合得分。按照煙草行業(yè)口含煙通用評價方法[17],對不同煙葉樣品統(tǒng)一制作的口含煙樣品進(jìn)行評價。取待評價樣品,按10 mL/袋,取適量溫水制備口含煙浸出液,浸泡后取出樣品,分裝于一次性品嘗杯。感受其味覺特征,填寫口含煙原料感官質(zhì)量評價表。

1.6 數(shù)據(jù)處理利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理,SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 國內(nèi)地方晾曬煙煙堿含量分析煙堿是口含煙中的重要成分,而煙堿含量主要由口含煙的原料成分所決定。一般情況下,煙堿含量高,有利于口含煙的配方設(shè)計。通過對國內(nèi)晾曬煙煙葉樣品煙堿含量的分析(圖1),發(fā)現(xiàn)國內(nèi)地方晾曬煙煙葉煙堿含量差異很大,處于0.64%～8.33%,平均值為4.70%,變異系數(shù)153.65%。其中,煙堿超過4.0%的樣品占68.51%。

圖1 國內(nèi)晾曬煙煙葉煙堿含量特征Fig.1 Characteristics of nicotine content in domestic air and sun cured tobacco leaves

把收集到的國內(nèi)晾曬煙分為曬紅煙、曬黃煙、雪茄煙、黃花煙、香料煙5種類型,分別統(tǒng)計其煙堿含量狀況,結(jié)果見表2。結(jié)果顯示,國內(nèi)晾曬煙中煙堿含量從高到低依次為黃花煙、曬紅煙、雪茄煙、香料煙、曬黃煙;其中黃花煙、曬紅煙的煙堿含量顯著高于曬黃煙。

以曬紅煙為例分析不同產(chǎn)地?zé)焿A含量,選取不同省份曬紅煙樣品的煙堿含量進(jìn)行統(tǒng)計分析,結(jié)果見表3。由表3可知,各地曬紅煙樣品的煙堿含量存在一定差異,江西省的煙堿含量最高,其次是山東省、浙江省、四川省、海南省、東三省(黑龍江省、吉林省)、云南省;各省份間曬紅煙樣品的煙堿含量差異未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。

表3 國內(nèi)不同省份曬紅煙樣品煙堿含量情況

2.2 國內(nèi)晾曬煙還原糖含量分析通過對國內(nèi)晾曬煙煙葉部分樣品還原糖含量進(jìn)行統(tǒng)計分析,結(jié)果顯示(圖2),國內(nèi)晾曬煙還原糖含量差異很大,分布于0.03%～37.00%,平均值為2.58%;96%的晾曬煙樣品中還原糖含量小于2.00%。

圖2 國內(nèi)晾曬煙樣品還原糖含量特征Fig.2 Characteristics of reducing sugar content in domestic air and sun cured tobacco samples

分別統(tǒng)計分析國內(nèi)5種類型晾曬煙還原糖含量,結(jié)果顯示(表4),還原糖含量從高到低依次為曬黃煙、香料煙、曬紅煙、黃花煙、雪茄煙,曬黃煙還原糖含量顯著高于其他晾曬煙類型。

表4 國內(nèi)晾曬煙樣品還原糖含量情況

對國內(nèi)不同省份晾曬煙樣品的還原糖含量進(jìn)行分析,結(jié)果顯示(表5),云南省、山東省、東三省的晾曬煙樣品中還原糖含量較高,江西省、浙江省、海南省的晾曬煙樣品中還原糖含量較低。

表5 國內(nèi)不同省份晾曬煙樣品還原糖含量情況

2.3 國內(nèi)晾曬煙pH及可調(diào)性分析統(tǒng)計國內(nèi)煙葉樣品的酸堿度,結(jié)果顯示(圖3),國內(nèi)晾曬煙煙葉pH呈現(xiàn)酸性,樣品pH變幅為4.70～6.18,均值5.33,變異系數(shù)9.55%;pH 6.3以上的樣品占62.5%?？诤瑹熒唐返乃釅A度一般為中偏堿性,而煙草原料的pH一般為酸性,因此煙葉原料的酸堿度可調(diào)節(jié)性就成為口含煙煙葉原料的一個重要指標(biāo)。隨機(jī)選取21份煙葉樣品,檢測其酸堿度可調(diào)節(jié)性,結(jié)果見圖4。從pH可調(diào)度來看,變異系數(shù)較小,pH平均增加1.69,調(diào)節(jié)后pH可升高至原pH的1.14～1.49倍,以調(diào)至原pH的1.2～1.5倍最為普遍,在1.3～1.4倍最多。

圖3 國內(nèi)晾曬煙樣品酸堿度情況Fig.3 Overview of pH of domestic air and sun cured tobacco samples

圖4 國內(nèi)晾曬煙樣品pH可調(diào)度Fig.4 pH adjustable for domestic air and sun cured tobacco samples

2.4 國內(nèi)晾曬煙粉末粒徑及得率分析選取65份國內(nèi)晾曬煙樣品,磨粉過篩,測定其煙粉顆粒的粒徑分布。圖5顯示,總體中大粒徑粉末得率較高,變幅為68.00%～87.00%,均值78.38%,變異系數(shù)5.65%,整體水平較為一致;35.38%的樣品中大粒徑粉末得率超過80.00%。

圖5 國內(nèi)晾曬煙樣品中、大粒徑顆粒占比Fig.5 Proportion of large and medium size particles in domestic air and sun cured tobacco samples

2.5 國內(nèi)晾曬煙常規(guī)化學(xué)成分與口含煙感官評價質(zhì)量關(guān)系選取部分晾曬煙樣品統(tǒng)計分析煙葉樣品的煙堿、總氮、還原糖、糖堿比、氮堿比5項指標(biāo)與感官評價指標(biāo)得分的相關(guān)系數(shù),結(jié)果見表6。從表6可以看出,口含煙感官評價總分與5項化學(xué)成分協(xié)調(diào)性指標(biāo)的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。從感官評價單項指標(biāo)看,煙堿含量與口含煙嗅香、嗅覺刺激、酸味得分均達(dá)到極顯著正相關(guān)(P<0.01),與口含煙本香得分呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);晾曬煙總氮含量與口含煙勁頭得分之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01);氮堿比與嗅香得分呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與嗅覺刺激、酸味得分呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與口含煙本香得分呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。因此,口含煙煙葉原料的煙堿含量、總氮含量和氮堿比與口含煙感官質(zhì)量有較為緊密的相關(guān)關(guān)系。

表6 國內(nèi)晾曬煙常規(guī)化學(xué)成分協(xié)調(diào)性指標(biāo)與口含煙感官評價質(zhì)量的相關(guān)關(guān)系

3 討論

煙堿含量是口含煙的重要指征,作為口含煙的功能成分,滿足消費者的生理需求。一般來說,口含煙煙葉原料選擇需要滿足產(chǎn)品勁頭足的特點,宜選擇煙堿含量高的原料。瑞典口含煙的煙堿含量在不同產(chǎn)品之前差異較大,為5.85～16.28 mg/g,美國口含煙產(chǎn)品煙堿含量相對差異較小,為8.04～13.37 mg/g,但瑞典與美國的口含煙產(chǎn)品煙堿含量均值非常接近,分別為11.10和10.63 mg/g[17]。國內(nèi)晾曬煙煙堿含量超過4.0%的煙葉樣品占比68.51%,因此該研究初步認(rèn)為國內(nèi)晾曬煙煙堿含量能滿足口含煙的產(chǎn)品設(shè)計需要。

美國市售含化型煙草制品pH在6.85～8.12,產(chǎn)品呈現(xiàn)弱堿性,pH上升,含氮化合物尤其是煙堿釋放量增加[18]。章平泉等[19]研究認(rèn)為pH間接作用于游離煙堿,提高pH可提高口含煙游離煙堿的釋放量。艾明歡等[20]研究表明口含煙中煙堿濃度與pH有一定協(xié)同作用,隨著pH升高,煙堿更容易轉(zhuǎn)化為游離煙堿,更易為黏膜所吸收,而且pH較高時口含煙游離態(tài)煙堿含量下降速率降低,但過高的堿性條件對黏膜產(chǎn)生損傷。該研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)晾曬煙pH為4.70～6.18,而口含煙商品的酸堿度一般為中偏堿性[21],因此煙葉原料的酸堿度可調(diào)節(jié)性就成為口含煙煙葉原料的一個重要指標(biāo)。該研究結(jié)果顯示,國內(nèi)晾曬煙經(jīng)加入碳酸氫鈉等調(diào)節(jié)后pH可升高至原pH的1.14～1.49倍,以調(diào)至原pH的1.2～1.5倍最為普遍,在1.3～1.4倍最多。國內(nèi)晾曬煙pH 6.3以上的樣品占62.5%,通過調(diào)節(jié)后pH可達(dá)到中偏堿性。因此,國內(nèi)口含煙產(chǎn)品可以較為容易地得到所需煙葉原料。

煙葉原料的粉末粒徑也作為口含煙煙葉原料的一個重要指標(biāo)加以考量,為符合口含煙商品的加工,一般選擇中大粒徑的粉末[18]。煙草粒徑過小容易導(dǎo)致煙草產(chǎn)品的透氣性不夠,但過大會導(dǎo)致煙草外觀不均一,所采集樣品的粒徑分布比例相對合理。曹蕓等[22]提出減小粒徑均有利于縮短煙草顆粒起始釋煙時間,提高釋煙速率,且釋放總量整體呈上升趨勢。林珊珊[23]研究粒徑對口含煙煙堿釋放量的影響得出二者關(guān)系總體成正比。該研究數(shù)據(jù)顯示,總體中大粒徑粉末得率較高,變幅為68.00%～87.00%。因此,國內(nèi)晾曬煙煙葉粉碎后的煙末粒徑符合口含煙原料粒徑預(yù)期。

口含煙產(chǎn)品原料優(yōu)劣主要通過感官評價反映出來,煙草的化學(xué)成分與感官質(zhì)量之間的相關(guān)關(guān)系前人研究較多,大多基于烤煙與傳統(tǒng)卷煙方面,薛琳等[24-25]研究認(rèn)為,煙葉常規(guī)化學(xué)成分與卷煙感官評價質(zhì)量關(guān)系密切。該研究顯示,晾曬煙煙葉的常規(guī)化學(xué)成分也與其感官質(zhì)量存在較為密切的關(guān)系,煙葉的煙堿含量、氮堿比與口含煙嗅香、嗅覺刺激、煙草本香、酸味4項指標(biāo)的得分密切相關(guān),勁頭得分與晾曬煙煙葉總氮含量關(guān)系密切。但其他指標(biāo)無顯著相關(guān),說明口含煙的感官評價與某些理化性質(zhì)無必然相關(guān)性,一方面口含煙評吸過程中可能對于感官判定有一定主觀性,另一方面口含煙制作過程還添加了其他輔助材料,也會對其感官評定產(chǎn)生影響,這需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

通過分析樣品的常規(guī)化學(xué)成分、物理特性及常規(guī)化學(xué)成分與感官質(zhì)量的相關(guān)性,得到以下結(jié)論:

(1)國內(nèi)晾曬煙樣品煙堿含量差異很大,黃花煙、曬紅煙的煙堿含量顯著高于曬黃煙。國內(nèi)晾曬還原糖含量差異很大,還原糖含量從高到低依次為曬黃煙、香料煙、曬紅煙、黃花煙、雪茄煙;曬黃煙還原糖含量顯著高于其他晾曬煙類型。

(2)國內(nèi)晾曬煙煙葉pH均值為5.33,偏酸性;以pH可調(diào)度來看,調(diào)節(jié)后pH可升高至原pH的1.14～1.49倍。國內(nèi)晾曬煙煙葉中大粒徑粉末得率較高,變幅為68.00%～87.00%,均值78.38%;35.38%的樣品中大粒徑粉末得率超過80.00%。

(3)國內(nèi)晾曬煙煙葉的煙堿、總氮、氮堿比與口含煙感官質(zhì)量有較為緊密的相關(guān)關(guān)系。