國產(chǎn)雪茄茄套產(chǎn)品性能分析

王小升，張文軍，吳建霖，陳宇超，周 俊，李忠任

（中煙施偉策（云南）再造煙葉有限公司，云南玉溪 653100）

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，新興消費群體快速成長，雪茄煙消費在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和旅游城市逐漸興起。在國家煙草專賣局大力支持和積極引導(dǎo)下，國內(nèi)雪茄煙蓬勃發(fā)展，中式雪茄進(jìn)入了快速升溫期。中國卷煙銷售公司統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2013—2017 年，國產(chǎn)雪茄煙批發(fā)銷量從4.32 億支增至15.13 億支，批發(fā)銷售額從5.08 億元增至13.37 億元。2019 年1—4 月，國產(chǎn)雪茄煙銷量16.59 億支，同比增長96.17%。對比北美、西歐雪茄煙人均年消費近20支，2018 年中國雪茄煙人均年消費約2 支，進(jìn)一步說明中國雪茄市場潛力較大。盡管相對于西歐和北美的雪茄銷售基數(shù)很小，但中國的雪茄潛在消費群體越來越大，發(fā)展態(tài)勢良好。國內(nèi)雪茄企業(yè)競爭日趨激烈，國產(chǎn)雪茄10 余個品牌中，較具競爭力的主要有四川什邡雪茄廠的長城、獅牌雪茄，武漢煙草集團(tuán)的茂大、順百利品牌雪茄，將軍煙草集團(tuán)的將軍牌雪茄、黃山卷煙總廠的王冠牌雪茄等。隨著國內(nèi)雪茄市場的不斷擴(kuò)大，雪茄品牌及式樣層出不窮。根據(jù)制作方式和結(jié)構(gòu)，國產(chǎn)雪茄分為手制雪茄、半手制雪茄、機(jī)制雪茄和卷煙型雪茄四大類，除卷煙型雪茄外層不分茄衣茄套外，其他類型的雪茄均由茄芯、茄套（內(nèi)包皮）、茄衣（外包皮）三部分組成，而茄套是包裹茄芯、固定茄芯結(jié)構(gòu)、形成雪茄形狀的主要部分，茄套分為煙葉或非煙葉原料（含煙草成分的材料或再造煙葉），機(jī)制雪茄和半機(jī)制雪茄多采用非煙葉原料作為茄衣茄套［1-3］。再造煙葉茄衣茄套的生產(chǎn)技術(shù)被國外供應(yīng)商所掌握，且不對中國輸出，使得國內(nèi)再造煙葉茄衣茄套生產(chǎn)技術(shù)存在空白，國內(nèi)市場多采用含有20%以上煙草成分的材料作為茄衣茄套，通常使用涂布卷煙紙。胡少東等［4］公開了一種雪茄風(fēng)味卷煙紙的涂布制備方法，其雪茄風(fēng)味卷煙紙的涂布制備方法可有效增強卷煙的雪茄風(fēng)味，并增加煙氣的濃度和厚實感。國內(nèi)對再造煙葉茄衣茄套的相關(guān)研究較少，基本沒有產(chǎn)品使用再造煙葉作為茄衣茄套［5-8］。本研究以國內(nèi)雪茄廠使用的4 個茄套產(chǎn)品為研究對象，對產(chǎn)品的物理性能、化學(xué)成分和致香成分等方面進(jìn)行對比分析，為再造煙葉茄套產(chǎn)品研究開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)再造煙葉多元化應(yīng)用的同時，為國內(nèi)再造煙葉茄套的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料 樣品A（咖啡色涂布卷煙紙）、樣品B（瓦青色涂布卷煙紙）、樣品C（咖啡色涂布卷煙紙）和樣品D（紅褐色涂布卷煙紙），樣品均采用編碼表示。

1.1.2 儀器和設(shè)備 GC7890B-MS 5977 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；Agilent 6890B 型氣相色譜儀（美國Agilent 公司），F(xiàn)utura2 型連續(xù)流動自動化學(xué)分析儀（法國Alliance 公司）；F81.83800 型抗張強度測試儀（FRANK-PTI），ZH-4 型厚度測定儀（TMI），3-1750A 型馬弗爐（VULCAN），BSA2202S-CW 型分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；VEGA SB 型掃描電鏡（捷克TES-CAN 公司）；TQY500 型透氣度測定儀（眾沃儀器技術(shù)有限公司）；切片器［中煙施偉策（云南）再造煙葉有限公司自制］；GLY-A2 型咖啡機(jī)（昆明咖博貿(mào)易有限公司）；MorFi Compact 型纖維形態(tài)分析儀（TECHPAP France）；ZBJ-1 型紙漿標(biāo)準(zhǔn)解離機(jī)（長春市紙張試驗機(jī)廠）；CR-410 型色彩色差儀（日本柯尼卡美能達(dá)公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 物理指標(biāo)檢測 樣品在溫度（20±2）℃、濕度60%±2% 條件下平衡48 h，抗張強度按照GB/T 12914—2008《紙和紙板 抗張強度的測定》進(jìn)行測量，厚度按照GB/T 451.3—2002《紙和紙板厚度的測定》進(jìn)行測量，透氣度按照GB/T 458—2008《紙和紙板透氣度的測定》進(jìn)行測量，定量按照GB/T 451.2—2002《紙和紙板定量的測定》進(jìn)行測量，松厚度由片基厚度和定量計算得到，具體計算式如下。

式中，B為松厚度，單位為g/cm3；G為定量，單位為g/cm2；t為厚度，單位為mm。

1.2.2 灰分的檢測 灰分按照GB/T 742—2008《造紙原料、紙漿、紙和紙板灰分的測定》進(jìn)行測量。

1.2.3 熱水可溶物（HWS）的檢測 HWS 按照YC/T 571—2018《再造煙葉熱水可溶物含量的測定索氏提取法》進(jìn)行測量。

1.2.4 常規(guī)化學(xué)成分檢測 分別按照煙草行業(yè)YC/T 159—2002、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 34—1996、YC/T 173—2003、YC/T 162—2011 的標(biāo)準(zhǔn)分析方法測定再造煙葉中的總糖/還原糖、煙堿、總氮、鉀、氯含量。

1.2.5 致香成分檢測 采用同時蒸餾萃取法（SDE）測定樣品中致香成分，稱取樣品20.00 g 置于500 mL兩口圓底燒瓶中，加入20 g 氯化鈉和250 mL 蒸餾水；另取50 mL 二氯甲烷置于250 mL 圓底燒瓶中，加入0.10 mL 濃度為1 mg/mL 的乙酸苯乙酯內(nèi)標(biāo)溶液。同時蒸餾萃取3 h，向二氯甲烷溶液中加無水硫酸鈉干燥至少2 h，40 ℃常壓濃縮至1 mL，進(jìn)行GCMS 分析。

GC 條 件：HP-5MS［30.00 m×0.25 mm（id）×0.25 μm］毛細(xì)管色譜柱為載氣He，流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣量1 μL，分流比為10∶1；程序升溫，初溫50 ℃，保持2 min，以3 ℃/min 升到200 ℃，保持2 min，再以6 ℃/min 升到260 ℃，保持5 min。

MS 條件：質(zhì)譜檢測器傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；電磁源EI；電離能70 eV；質(zhì)量數(shù)33～550 amu；質(zhì)譜掃描方式為全掃描（SCAN）；溶劑延遲3.5 min。MS 譜庫，NIST11.0.假定相對校正因子為1，內(nèi)標(biāo)法定量。

1.2.6 保潤劑含量檢測 將樣品切絲，稱取樣品1.000 0 g（精確到0.000 1 g），加入50 mL 內(nèi)標(biāo)萃取液后，取上層清液有機(jī)濾膜過濾，用Agilent 6890B 型氣相色譜儀進(jìn)行GC-FID 定量；準(zhǔn)確稱取煙絲樣品0.150 0 g（精確到0.000 1 g），利用卡爾費休水分測定儀檢測水分。

樣品中目標(biāo)物百分含量（X）按照以下公式計算，以每克試樣中含有目標(biāo)物的質(zhì)量數(shù)表示。

式中，X為加熱不燃燒試樣中目標(biāo)物百分含量，單位為%；c為稀釋液中目標(biāo)物的濃度，單位為mg/mL；c0為空白試驗中目標(biāo)物的濃度，單位為mg/mL；m為加熱不燃燒試樣重量，單位為g；w為試樣樣品水分。結(jié)果以2 次平行測定結(jié)果的平均值表示，精確到0.01%，平行測定結(jié)果的相對平均偏差應(yīng)小于2%。

1.2.7 纖維形態(tài)分析 稱取一定量的樣品用ZBJ-1紙漿標(biāo)準(zhǔn)解離機(jī)解離，再用MorFi Compact 型纖維形態(tài)分析儀對樣品纖維寬度、長度和卷曲度等指標(biāo)進(jìn)行檢測。

1.2.8 電鏡掃描分析 采用VEGA3 SB 型掃描電鏡觀察樣品表面形態(tài)和片基結(jié)構(gòu)。

1.2.9 色度檢測 采用CR-410 型色彩色差儀D65光源，進(jìn)行L*、a*和b* 的測定，每次測試前用白板（CR-A43，日本柯尼卡美能達(dá)公司）進(jìn)行校準(zhǔn)，正面統(tǒng)一為涂布面，每片樣品檢測3 個點并取平均值。

1.2.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 采用Excel 2016 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 物理指標(biāo)檢測結(jié)果

對比表1 中各樣品檢測值，樣品間縱向抗張強度差異不大；其中樣品A 的定量最高，為50.00 g/m2，高于其他3 個樣品，常規(guī)卷煙紙定量為28～35 g/m2，造紙法再造煙葉定量為105～115 g/m2，4 個樣品定量均高于常規(guī)卷煙紙，低于造紙法再造煙葉，涂布前基材的定量和涂布率決定了最終成品的定量；厚度、密度及松厚度檢測值中，樣品D 的厚度最小，在定量與B、C 接近的條件下，樣品D 的密度最大，松厚度最低；4 個樣品透氣度在31～112 CU，樣品間透氣度存在差異，透氣度直接影響抽吸品質(zhì)，一般根據(jù)與芯材的配伍性確定透氣度。

表1 物理指標(biāo)檢測結(jié)果

2.2 灰分及碳酸鈣含量檢測結(jié)果

由表2 可以看出，4 個樣品的灰分含量均較高，平均值為23.7%，樣品B 的灰分含量最低，為19.4%，4 個樣品均為涂布卷煙紙，其中添加了大量填料，致使灰分含量偏高。碳酸鈣為較常見填料，添加至卷煙紙中有改善燃燒灰色和燃燒速度的作用，再造煙葉中通常也添加碳酸鈣來增加填充值同時調(diào)節(jié)燃燒速度［9］，改善燃燒灰色，但添加量遠(yuǎn)不及卷煙紙，再造煙葉作為茄衣茄套使用，相對其作為芯材來說燃燒速度和燃燒灰色較重要，再造煙葉茄衣茄套燃燒速度在達(dá)到卷煙紙燃燒速度的同時需與芯材燃燒速度相匹配，故需調(diào)整再造煙葉茄套產(chǎn)品中碳酸鈣含量來改善其燃燒速度和灰色。表2 中碳酸鈣含量的檢測結(jié)果也充分說明了上述推斷。

表2 灰分檢測結(jié)果（單位：%）

2.3 熱水可溶物（HWS）檢測結(jié)果

熱水可溶物（HWS）是指再造煙葉成品經(jīng)過熱水完全萃取后，熱水可溶物占再造煙葉干重的百分含量，是衡量再造煙葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，HWS 主要來源于涂布液，HWS 與涂布率呈正相關(guān)［10-12］，而涂布液和涂布率是決定再造煙葉產(chǎn)品感官品質(zhì)的重要因素，因此HWS 間接反映了產(chǎn)品的感官質(zhì)量。由表3 可知，各樣品間HWS 存在較大差異，樣品A 的HWS 最高，而樣品B、C、D 的HWS 均低于20%，可推斷該樣品涂布率均低于20%，所含煙草成分未達(dá)到20%。造紙法再造煙葉HWS 一般控制在35%～50%，高于樣品HWS 含量，作為茄套使用對產(chǎn)品感官質(zhì)量提升有一定貢獻(xiàn)。

表3 熱水可溶物檢測結(jié)果

2.4 常規(guī)化學(xué)成分檢測結(jié)果

煙草及煙草制品常規(guī)化學(xué)成分主要包括糖類、含氮化合物和有機(jī)酸等，從表4 可以看出，樣品各化學(xué)成分含量均較低，部分成分未檢出，說明各樣品涂布的基礎(chǔ)物質(zhì)不含煙草成分?；瘜W(xué)成分是表征煙草及煙草制品品質(zhì)的主要指標(biāo)，總糖、還原糖過低會影響產(chǎn)品吸食品質(zhì)，表現(xiàn)在煙味淡薄，雜氣、木質(zhì)氣重，煙氣粗糙，刺激性大，余味不舒適［12］。樣品總糖含量最高僅1.6%；總植物堿主要表征煙堿含量，煙堿含量的高低對卷煙煙氣的勁頭、刺激性、余味等評吸指標(biāo)有很大影響，勁頭方面需滿足抽吸者的生理需求，但不能過大而引起不適，一定含量的煙堿有利于產(chǎn)品的抽吸品質(zhì)。常規(guī)再造煙葉總糖和還原糖含量在10%以上，總植物堿約為1%，樣品中總糖、還原糖和總植物堿含量較低，遠(yuǎn)不及再造煙葉。氯離子含量過高會有熄火的現(xiàn)象［12］，4 個樣品氯含量均較低，樣品D 的氯含量檢測值為0。降焦減害是行業(yè)內(nèi)研究的重要課題，硝酸鹽是煙草及其制品的一個安全性指標(biāo)。由表4 可知，樣品A 和C中硝酸鹽含量較高，其中樣品A 硝酸鹽含量為1.2%，明顯高于常規(guī)再造煙葉。

表4 常規(guī)化學(xué)成分檢測結(jié)果（單位：%）

2.5 致香成分檢測結(jié)果

煙草香味是評定煙草及其制品的重要因素，而煙草香味主要來源于煙草中的致香成分［13，14］。再造煙葉的香味主要來源于煙草原料中的致香成分，致香成分檢測結(jié)果（表5）中，樣品A 的致香成分種類及含量最多，且由圖1 可知，樣品A 中致香成分種類覆蓋面較廣，而樣品B 和D 醇類致香成分分別占總致香成分的78%和68%。4 個樣品均以卷煙紙為基材進(jìn)行涂布，而卷煙紙采用木漿抄造而成，本身不含有致香物質(zhì)，樣品的致香物質(zhì)均來源于涂布液，由此可推斷涂布液中未添加煙草成分，使用的是與煙草顏色相近的染色劑。

圖1 不同類別致香成分含量對比

表5 致香成分檢測結(jié)果

2.6 保潤劑含量檢測結(jié)果

由表6 可知，樣品A 中檢測出少量丙二醇，樣品C 中檢測出少量甘油，檢出量均較少，排除檢測誤差可推測樣品中未外加丙二醇和甘油。

表6 保潤劑含量檢測結(jié)果（單位：%）

2.7 纖維形態(tài)分析結(jié)果

從纖維呈像的檢測結(jié)果（圖2）可以看出，各樣品均由大量的細(xì)小及中長纖維構(gòu)成，無塊狀纖維，說明其使用了大量的木漿纖維。由圖3 可知，木漿纖維長度集中在0.50～1.25 mm，最高占比為70.8%，主要與制漿過程中打漿度、平均纖維長度的控制有關(guān)。由表7 可知，樣品纖維寬度分布主要集中在5.00～21.00 μm，最高占比達(dá)67.8%，但樣品間還存在差異，該指標(biāo)與打漿度之間沒有較大的對應(yīng)關(guān)系。木漿種類直接決定了纖維寬度的分布情況，由此可推斷不同樣品使用了不同種類的纖維混合制漿而成；在一定范圍內(nèi)，纖維卷曲度的增大，可提高纖維間的結(jié)合力，從而提高紙張強度及拉伸率，但卷曲度過大，纖維間摩擦系數(shù)過高，則不易成型。表8 數(shù)據(jù)顯示，不同樣品的纖維卷曲度分布頻率較接近。

圖2 纖維呈像

圖3 不同樣品纖維長度分布檢測結(jié)果

表7 不同樣品纖維寬度分布檢測結(jié)果

表8 不同樣品纖維卷曲度檢測結(jié)果

2.8 電鏡掃描檢測結(jié)果

由電鏡對比（圖4）可以看出，樣品均由寬度不同的纖維交織結(jié)合而成，結(jié)構(gòu)緊密，該結(jié)果與纖維寬度分布頻率檢測結(jié)果較一致，同時樣品纖維間附著有白色顆粒狀或塊狀物質(zhì)，該部分物質(zhì)主要為填料輕質(zhì)碳酸鈣。

圖4 樣品微觀結(jié)構(gòu)電鏡對比

2.9 色度檢測結(jié)果

由表9 可知，各樣品間顏色存在較大差異，對顏色貢獻(xiàn)較大的紅值（a）和黃值（b）尤其明顯。此外，各樣品的正反面色澤差異較明顯，可能是由于采用單面涂布的方式所致。

表9 樣品色度檢測結(jié)果

3 小結(jié)與討論

本研究收集了4 個國內(nèi)具有代表性的茄套樣品，并對其進(jìn)行了物理性能、化學(xué)成分、致香成分和微觀結(jié)構(gòu)等方面指標(biāo)檢測。結(jié)果表明，樣品主要為染色卷煙紙，結(jié)合電鏡呈像及纖維形態(tài)分析檢測結(jié)果，不同樣品由不同木漿纖維混合抄造而成，木漿經(jīng)制漿后纖維長度集中在0.50～1.25 mm，纖維寬度主要集中在5.00～21.00 μm，然后采用染色材料經(jīng)單面涂布得到染色卷煙紙，定量在45.00 g/m2左右，最高可達(dá)50.00 g/m2，抗張強度大于0.92 kN/m，透氣度為31～112 CU，樣品間透氣度的差異說明需根據(jù)樣品與芯材的配伍性確定其透氣度；為保證產(chǎn)品的燃燒性及包灰性需添加大量填料，填料添加量在20.0%以上；樣品HWS 檢測值最高達(dá)21%，涂布率較低；化學(xué)檢測結(jié)果中，樣品總糖含量最高僅1.6%，總植物堿含量基本為0，而樣品A 和C 的硝酸鹽含量偏高；致香成分檢測結(jié)果與化學(xué)值檢測結(jié)果較一致，樣品中致香成分含量較少，最高僅含有24.47 μg/g，樣品所使用的涂布液中沒有煙草成分，而是含有與煙草顏色相近染色劑的涂布液。

雪茄煙的生產(chǎn)中，中國雪茄煙外包皮存在燃燒性差、質(zhì)量不高（顏色暗淡、光澤度差）和標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問題［5］，優(yōu)質(zhì)曬煙和白肋煙多用于高檔雪茄煙，部分茄衣已采用含煙草成分的材料替代，而茄套作為內(nèi)包皮其要求遠(yuǎn)不及茄衣，在機(jī)制及半機(jī)制雪茄中已采用涂布卷煙紙進(jìn)行替代。而雪茄煙紙即涂布卷煙紙普遍采用有機(jī)顏料著色，存在耐光性、耐熱性、色澤穩(wěn)定和環(huán)保性差等缺點，并且缺乏煙草天然香味，抽吸品質(zhì)差［8］。再造煙葉茄套采用天然煙草原料加工而成，含有大于20%的煙草成分，涂布所用的涂布液為煙草原料提取濃縮液，能有效避免涂布卷煙紙中存在的問題，具有天然煙草香，其中煙草成分可高達(dá)70%，是優(yōu)質(zhì)的茄衣茄套產(chǎn)品。

再造煙葉茄套相對染色卷煙紙具有以下優(yōu)勢。一是富含煙草成分，木漿使用量少；二是有較好的抽吸品質(zhì)；三是帶有天然煙草色澤，色澤穩(wěn)定，不存在使用有機(jī)著色劑帶來的缺陷。但局限于國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)，對再造煙葉生產(chǎn)過程中定量控制、透氣度控制、產(chǎn)品均勻性控制帶來較大的挑戰(zhàn)，也是國內(nèi)茄套生產(chǎn)亟需克服的技術(shù)難題。本研究中對收集的代表性染色卷煙紙樣品的檢測結(jié)果，可為再造煙葉茄套生產(chǎn)、技術(shù)難關(guān)的突破提供一定的數(shù)據(jù)支持。