臭氧對過度醇化片煙原料質(zhì)量的影響

摘要：為研究臭氧對過度醇化片煙原料質(zhì)量的影響并解決過度醇化片煙霉變問題，分別設置了2組不同臭氧濃度水平（0、50、100、150 μmol/mol；0、100、200、300 μmol/mol）和3個臭氧處理時間（30、60、90 d），研究臭氧對已醇化3年和7年煙葉的祛霉效果及顏色和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，200 μmol/mol臭氧處理煙葉60 d后即可殺滅霉菌并祛除大部分霉味，50～150 μmol/mol臭氧處理煙葉90 d后可明顯抑制顏色向棕黑色方向轉(zhuǎn)變。對于已醇化3年煙葉，臭氧處理會產(chǎn)生較大的負面作用，使品質(zhì)變差，對于已醇化7年煙葉，臭氧處理會產(chǎn)生較大的正面作用，且100 μmol/mol臭氧對煙葉品質(zhì)的改善效果最優(yōu)。因此，臭氧可以改善過度醇化片煙原料質(zhì)量，提高其利用價值，并有效祛除煙葉霉變，解決片煙原料霉變問題。但是，對于剛過最佳醇化期的煙葉，不宜采用臭氧處理。

關鍵詞：臭氧；霉變煙葉；過度醇化煙葉；常規(guī)化學成分；感官質(zhì)量

中圖分類號：TS411" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）12-0139-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.12.026 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of ozone on the quality of over aged tobacco raw materials

YE Wei-min1， LIU Yong2， HUANG Lei1， YIN Peng2

（1.China Tobacco Guangdong Industria， Co.， Ltd.， Guangzhou" 510385，China；

2.Wuhan Dongchang Storage Technology Co.， Ltd.， Wuhan" 430074，China）

Abstract： In order to study the effect of ozone on the quality of over aged tobacco raw materials and solve the problem of over aged tobacco mold， two sets of different ozone concentration levels （0、50、100、150 μmol/mol； 0、100、200、300 μmol/mol） and three ozone treatment times （30、60、90 days） were set up to study the effects of ozone on the anti mold effect， color and quality of aged tobacco leaves for 3 and 7 years. The results showed that treating tobacco leaves with 200 μmol/mol ozone for 60 days could kill mold and remove most of the moldy odor. After 90 days of treating tobacco leaves with 50～150 μmol/mol ozone， the color transition to brownish black was significantly inhibited. For tobacco leaves that had been aged for 3 years， ozone treatment would have a significant negative effect， resulting in poor quality. For tobacco leaves that had been aged for 7 years， ozone treatment would have a significant positive effect， and 100 μmol/mol ozone had the best effect on improving the quality of tobacco leaves. Therefore， ozone could improve the quality of excessively aged tobacco raw materials， increase their utilization value， and effectively eliminate tobacco leaf mold， solving the problem of tobacco raw material mold. However， for tobacco leaves that had just passed the optimal aging period， ozone treatment should not be used.

Key words： ozone； mouldy tobacco leaves； over aged tobacco leaves； conventional chemical composition； sensory quality

收稿日期：2024-01-02

基金項目：廣東中煙工業(yè)有限責任公司科技項目（粵煙工［2019］科字第86號）

作者簡介：葉為民（1976-），男，廣東廣州人，高級農(nóng)藝師，主要從事煙草品質(zhì)研究，（電話）13602221511（電子信箱）yewm@gdzygy.com；通信作者，劉 勇（1990-），男，湖北武漢人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事煙葉原料倉儲養(yǎng)護及煙草害蟲防治技術研究，（電話）15997417670（電子信箱）843984340@qq.com。

自然醇化是改善煙葉內(nèi)在質(zhì)量和外觀品質(zhì)，使其滿足卷煙生產(chǎn)需要的必經(jīng)環(huán)節(jié)［1］。片煙適宜的儲存時間為15～30個月，最佳的醇化時間為20～25個月［2，3］。隨著儲存時間延長，片葉出現(xiàn)霉變的風險增大，霉變煙葉產(chǎn)生霉酸臭氣，吃味變劣，刺激性增大，吸食苦澀燥舌，基本失去使用價值［4-6］。當片煙的儲存時間超過最佳醇化時間就會出現(xiàn)過度醇化現(xiàn)象。過度醇化會使片煙的顏色轉(zhuǎn)變成棕褐色，甚至轉(zhuǎn)變成棕黑色［7］，影響卷煙煙絲色澤，這也是煙葉內(nèi)在質(zhì)量下降的表現(xiàn)［8，9］。

煙葉霉變后，若人工剔除霉變煙葉，處理后整箱煙葉仍存有霉味等異味，霉菌仍可能廣泛分布在整箱煙葉中。除人工方式外，通過控制煙葉入庫水分、控制倉間相對溫濕度、定期翻垛、充氮氣調(diào)、改善煙葉包裝條件等可減少煙葉霉變［10］。但實際生產(chǎn)中，尤其是在高溫濕氣候地區(qū)，倉儲環(huán)境很難達到理想的條件。臭氧的強氧化性質(zhì)表現(xiàn)出殺菌、除異味效能，臭氧在干燥空氣中不穩(wěn)定可較快分解為氧氣，無污染、無殘留、安全高效，已廣泛應用于糧食儲藏與加工行業(yè)［11，12］。

前人的研究表明，適宜的臭氧濃度和處理時間可以抑制草菇的外觀發(fā)生褐變［13］、保持藍莓的色澤［14］，因此臭氧的強氧化性可能會改善過度醇化煙葉的顏色。對于臭氧改善烤煙品質(zhì)的相關報道較多［15，16］，但沒有臭氧對過度醇化煙葉品質(zhì)改善作用的相關研究。因此，本試驗于2021—2022年在廣州石馬煙葉自然醇化庫對已自然醇化3年和7年的片煙（霉變和未霉變）進行不同濃度水平和處理時長的臭氧處理，探討臭氧是否具有改善過度醇化煙葉外觀及品質(zhì)的作用，為提高過度醇化煙葉的利用率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

試驗原料：2018/云南/上桔二B2F/單打片煙；2014/重慶/中桔三C3F/單打片煙。

試驗設備和物資：GCSJ-15-2-5型電暈式臭氧發(fā)生器，武漢威蒙環(huán)?？萍加邢薰荆籇C-4型溫濕度自動采集設備，武漢頤達生物工程有限公司；CENTER-310型溫濕度檢測儀，臺灣群特股份有限公司；手持式臭氧濃度檢測儀，深圳科爾諾電子科技有限公司；FR1500型熱合機，鑫凱馳包裝機械有限公司；Φ40～50通風接口，武漢頤達生物工程有限公司；0.12 mm尼龍復合膜，安徽恒昌新材料有限公司；8 mm×11 mm密封膠槽，上海正保儀表廠臺州分廠；6 mm×10 mm密封膠條，北京市房山區(qū)黎明橡膠制品廠；TG-03型箱溫探桿，武漢頤達生物工程有限公司；YS3010型全自動測色色差計，深圳市三恩時科技有限公司。

1.2 試驗設計

試驗共設置4個臭氧濃度水平，帶霉斑和帶霉味的煙葉各有8箱，每2箱堆碼在同一個垛內(nèi)并對應一個試驗處理；已醇化3年和已醇化7年的煙葉各有8箱，每2箱堆碼在同一個垛內(nèi)并對應一個試驗處理。分別在第0天（處理前）、第30天、第60天、第90天取樣，每次取樣500 g。試驗處理設置見表1和表2。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 煙草霉菌計數(shù)方法 依據(jù)行業(yè)標準YC/T 472—2013《煙草及煙草制品 微生物學檢驗 霉菌計數(shù)》，根據(jù)霉菌生理特性，選擇適宜霉菌生長而不適宜細菌生長的培養(yǎng)基，采用平板菌落計數(shù)法測定樣品中霉菌數(shù)。

1.3.2 顏色色差檢測方法 采用全自動測色色差計提取煙草樣品的L*（明度值）、a*（紅度值）、b*（黃度值），色差?E=[（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2]。

1.3.3 煙草制品pH檢測方法 依據(jù)行業(yè)標準YC/T 222—2007《煙草及煙草制品 pH的測定》。

1.3.4 常規(guī)化學成分檢測方法 煙葉常規(guī)化學成分檢測分別依據(jù)行業(yè)標準YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續(xù)流動法》、YC/T 160—2002《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續(xù)流動法》、YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續(xù)流動法》、YC/T 162—2011《煙草及煙草制品" 氯的測定 連續(xù)流動法》、YC/T 217—2007《煙草及煙草制品 鉀的測定 連續(xù)流動法》。

1.3.5 感官評吸 試驗處理前及每次取樣后由廣東中煙技術中心低溫保存，留樣評吸。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧祛除煙葉霉菌的效果

由圖1可知，CK1的霉菌計數(shù)隨著時間的推移逐漸增多。不同濃度臭氧處理的霉菌計數(shù)逐漸減少。T-100在30 d后，霉菌計數(shù)大幅度降低，但之后呈反彈趨勢；T-200在60 d和90 d后，霉菌計數(shù)已降至幾乎為0的狀態(tài)；T-300在60 d和90 d后，霉菌計數(shù)已降至0。說明臭氧濃度越大，祛除霉菌的效果越優(yōu)。較高濃度（200～300 μmol/mol）臭氧經(jīng)充足的處理時間（60～90 d）后可顯著降低霉變煙葉中的霉菌活力，起到殺滅霉菌的作用。

2.2 臭氧祛除煙葉霉味的效果

由表3和表4可知，CK1有嚴重霉變，有強烈的嗆人的霉味，隨著時間推移，霉味依舊強烈。不同臭氧濃度處理的霉味逐漸減輕，T-100在30、60 d后，有較大的霉味，在90 d后，有輕微霉味；T-200在30 d后，有較大的霉味，在60、90 d后，有輕微霉味；T-300在30、60、90 d后，有輕微霉味。說明臭氧濃度越大，祛除霉味的效果越優(yōu)，100～200 μmol/mol臭氧處理90 d后，可祛除大部分霉味；300 μmol/mol臭氧處理30 d后即可祛除大部分霉味。

2.3 臭氧對過度醇化煙葉顏色的影響

由表5可知，兩種煙葉在無臭氧處理下L*、a*和b*均逐漸降低，即煙葉顏色變深、少黃、少紅，向黑棕色方向轉(zhuǎn)變。相同處理時長下，2018云南B2F各濃度臭氧處理的L*幾乎均大于CK2、a*和b*與CK2無明顯差異；2014重慶C3F各濃度臭氧處理的L*只有在90 d才均大于CK2、a*與CK2無明顯差異、b*均小于CK2且在90 d的差異更明顯。說明臭氧處理30～90 d可使醇化3年煙葉的顏色變淺，臭氧處理30～90 d可使醇化7年煙葉的顏色變淺、黃色減少。

經(jīng)計算，兩種煙葉的CK2在30 d和60 d的ΔE均小于2，在90 d的ΔE分別為2.85和2.43，即醇化" 3年的煙葉再儲存30～60 d，可輕微察覺顏色向棕黑色方向轉(zhuǎn)變或無法分辨顏色差異；儲存90 d后即可較明顯察覺顏色向棕黑色方向轉(zhuǎn)變（表6）。2種煙葉經(jīng)不同臭氧濃度處理90 d后，?E均小于CK2。煙葉顏色變化程度降低了1～2個等級，但不同臭氧處理之間的ΔE差異不大。說明臭氧處理陳煙可降低煙葉顏色變深程度。

2.4 臭氧對過度醇化煙葉常規(guī)化學成分的影響

pH稍低的煙葉，煙氣柔和度較高。自然醇化前，烤煙型卷煙主流煙氣的pH為6.0～6.2［17］?？偺呛恳?0%左右為宜。還原糖含量在18%左右為宜［18］。最適含氮量為2.5%左右［19］。煙堿含量在1%以下，香氣不足，但其含量過高，則刺激性增強，以2.0%～2.5%為宜［20］。氯含量在0.3%～0.8%為宜。

由表7可知，2018云南B2F經(jīng)臭氧處理后，pH均小于等于CK2，60 d T-150的降低幅度最大（1.2%）。總糖和還原糖含量均小于CK2（30 d和60 d T-150的還原糖含量除外），總糖和還原糖含量的降低幅度范圍分別為2.3%～12.2%、2.1%～12.3%?？偟烤笥贑K2（60 d T-100和T-150除外），總氮的升高幅度范圍為1.9%～6.9%。煙堿含量與CK2的大小關系無明顯規(guī)律。鉀含量只有60 d和90 d T-150小于CK2，降低幅度分別為1.9%、14.7%。氯含量均大于CK2（30 d T-100除外），升高幅度范圍為2.9%～79.0%，其中T-50的升高幅度最大。說明對于已醇化3年煙葉，50～150 μmol/mol臭氧處理會促進pH、總糖和還原糖降低，促進總氮、鉀和氯含量升高，但隨著處理時間延長，150 μmol/mol臭氧會促進鉀含量降低。

由表8可知，2014重慶C3F經(jīng)臭氧處理后，pH均小于等于CK2（30 d T-50除外），90 d T-100的降低幅度最大（2.5%）。總糖和還原糖含量均大于CK2（30 d和90 d T-150的總糖含量和90 d T-150的還原糖含量除外），總糖和還原糖含量的升高幅度范圍分別為0.6%～19.1%、1.3%～20.0%?？偟蜔焿A含量均小于等于CK2（60 d和90 d T-150的總氮含量及60 d T-50和T-150的煙堿含量除外），總氮的降低幅度范圍為0.9%～13.1%，煙堿的降低幅度范圍為8%～19%。鉀含量大于等于CK2（60 d T-150除外），升高幅度分別為4.9%～12.9%。氯含量與CK2的大小關系無明顯規(guī)律。說明對于已醇化7年煙葉，50～150 μmol/mol臭氧處理會促進pH、總氮和煙堿含量降低，促進總糖、還原糖和鉀含量升高。

2.5 臭氧對過度醇化煙葉常規(guī)化學成分派生指標的影響

糖氮比在10～17，表示煙葉品質(zhì)相對較好；糖氮比lt;10（主要集中5～10）表示煙葉品質(zhì)相對較差。糖堿比lt;5，表示煙葉刺激性過大；糖堿比在8～12最佳。氮堿比=1或略lt;1時最佳。鉀氯比在6～15較適宜，在8～12最優(yōu)［21］。

由表9可知，2018云南B2F經(jīng)臭氧處理后，糖氮比均小于CK2（60 d T-100和T-150除外），降低幅度范圍為7.8%～14.2%。糖堿比均小于CK2（30 d和60 d的T-150除外），降低幅度范圍為2.5%～10.3%。氮堿比在30 d和90 d均大于CK2，在60 d均小于CK2，升高幅度范圍為3.2%～15.8%，降低幅度范圍為1.1%～11.6%。鉀氯比均小于CK2（30 d T-100和T-150及60 d T-100除外），降低幅度范圍為2.7%～39.9%。說明對于已醇化3年煙葉，50～150 μmol/mol臭氧處理會促進糖氮比、糖堿比、鉀氯比降低。

由表10可知，2014重慶C3F經(jīng)臭氧處理后，糖氮比均大于CK2（90 d T-150除外），升高幅度范圍為1.3%～21.1%。糖堿比均大于CK2（30 d和60 d的T-150除外），升高幅度范圍為7.9%～29.8%。氮堿比均大于CK2（30 d T-150和60 d T50和T-150除外），升高幅度范圍為0.4%～28.6%，其中90 d的升高幅度較大。鉀氯比均小于CK2（30 d T-100和T-150外），降低幅度范圍為3.0%～25.5%。說明對于已醇化7年煙葉，50～150 μmol/mol臭氧處理會促進糖氮比、糖堿比升高，促進鉀氯比降低。

2.6 臭氧對過度醇化煙葉感官質(zhì)量的影響

由表11可知，2018云南B2F經(jīng)臭氧處理后，各主要感官質(zhì)量評價指標分值均降低且臭氧濃度越大分值越低，即香氣質(zhì)感與量都下滑、余味變差，甚至煙氣風格特征減弱，與本研究得出的臭氧處理促進各化學成分派生指標降低的結(jié)論相符合。因此對于已自然醇化3年煙葉不宜采用臭氧處理。

由表12可知，2014重慶C3F經(jīng)臭氧處理后，勁頭和濃度分值降低，香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味分值和總分升高且T-100的分值最高，即相比正常密封常氧狀態(tài)下的煙葉，臭氧處理后感官品質(zhì)有改善，刺激性、余味等舒適性相對較好、雜氣有所降低、透發(fā)性提高。相比臭氧處理前的感官質(zhì)量評價結(jié)果，3種濃度臭氧處理沒有明顯優(yōu)勢。說明中部上等煙超過最佳醇化期后，隨著時間推移，吸食品質(zhì)下滑趨勢是明確的。因此，臭氧處理一定程度延緩此階段的煙葉品質(zhì)劣變。

3 小結(jié)與討論

本試驗表明需較高臭氧濃度（200～300 μmol/mol）經(jīng)充足的時間（60～90 d）處理過度醇化煙葉后才能有效殺滅霉菌、祛除霉味。處理后的霉變煙葉的品質(zhì)可能受高濃度臭氧的影響而降低，應降級使用，因此在片煙的實際養(yǎng)護過程中，對于過度醇化的霉變煙葉是否采用臭氧處理，要綜合考慮煙葉的外觀、品質(zhì)要求與處理成本。

本試驗發(fā)現(xiàn)不同濃度臭氧處理90 d后均可明顯抑制過度醇化煙葉顏色向棕黑色方向轉(zhuǎn)變的結(jié)論，肉眼可輕微察覺到煙葉的黑色和黃色變少。煙葉的顏色變化，實質(zhì)上就是葉組織內(nèi)總?cè)~綠體色素、類胡蘿卜素、類黑素含量比例變化的外觀反映［22］。由于色素的分子結(jié)構(gòu)中含有一種發(fā)色團——共軛雙鍵，且這種發(fā)色團（不飽和雙鍵）的結(jié)構(gòu)極易被氧化而失色［23］。因此，臭氧的強氧化性破壞了褐變煙葉的類黑素和葉黃素的結(jié)構(gòu)，降低了類黑素和類胡蘿卜素的比例，但臭氧的“漂白”作用只是對褐變煙葉起到了減色的效果，并不能使煙葉顏色恢復到褐變之前檸檬黃或橘黃的狀態(tài)。

對于已醇化3年煙葉，50～150 μmol/mol臭氧處理會促進pH、總糖和還原糖降低，促進總氮、鉀和氯含量升高，但隨著處理時間延長，150 μmol/mol臭氧會促進鉀含量降低，進而促進糖氮比、糖堿比、鉀氯比降低，最終表現(xiàn)為感官質(zhì)量變差，因此不宜采用臭氧處理。這是因為已醇化3年煙葉剛過最佳醇化期，臭氧對新煙的促醇化作用會使得常規(guī)化學成分及其派生指標變差，最終表現(xiàn)為各感官質(zhì)量評價指標均變差。對于已醇化7年煙葉，50～150 μmol/mol臭氧處理會促進pH、總氮和煙堿含量降低，促進總糖、還原糖和鉀含量升高，進而促進糖氮比、糖堿比升高，促進鉀氯比降低，最終表現(xiàn)為部分感官質(zhì)量評價指標變差，但整體品質(zhì)有所提升，且100 μmol/mol臭氧對煙葉品質(zhì)的改善效果最優(yōu)，因此，可以用100 μmol/mol臭氧延緩此階段的煙葉品質(zhì)劣變。

綜上所述，適宜濃度的臭氧可用來處理霉變片煙，達到殺滅霉菌、祛除霉味。此外，本試驗的研究結(jié)果也可應用于已醇化較久的煙葉，使其在100 μmol/mol臭氧環(huán)境下儲存，兼具了防霉和保質(zhì)的功能。對于剛過最佳醇化期的煙葉，不建議采用臭氧處理，可考慮低氧保質(zhì)處理。

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