鄭州輕工業學院 食品工程學院 鄧寶安
陜西中煙工業有限責任公司
鄭州輕工業學院 食品工程學院 王建民
陜西中煙工業有限責任公司 牟含軍
煙葉(絲)水分研究進展綜述
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煙葉(絲)水分習慣上稱為水分,以百分比表示,分為濕基水分和干基水分兩種表示形式,生產中習慣上多以濕基水分表示煙葉(絲)的含水率。水分在煙草中的存在形態分為結合水和自由水兩種形式,而結合水又分為化學結合水和物理結合水兩種?;瘜W結合水以化學鍵力作為結合力,結合能與化學鍵能相近,主要存在于較高溫度、較低濕度條件下;物理結合水通常條件下是煙草中水的主要存在形態,以分子間作用力或氫鍵力作為結合力,結合能與水的汽化熱相近,主要存在于較高的相對濕度和較低的溫度條件下;自由水存在于外界水蒸氣壓高、溫度低的條件下。
煙葉(絲)水分是卷煙加工過程中重要質量指標,在不同工序存在著不同的工藝目的和作用。卷煙加工過程中煙葉(絲)要經過反復地回潮、干燥和冷卻,反復地進行著吸濕和解濕,水分不斷地在發生著變化,同時伴隨著各種生物、化學變化,從而導致感官質量變化。目前,煙葉水分對卷煙加工的影響研究主要集中在以下幾個方面:
阿斯馬耶夫和謝里果夫的研究結果表明:各種煙葉經過充分的平衡之后,在17%左右的水分時機械加工性能最佳。煙草水分對卷煙加工過程中煙絲及煙支物理指標方面研究主要集中在對端部落絲量、煙絲結構、煙絲填充值等方面,結論歸納起來主要是:在一定范圍內適當提高烘后葉絲水分,利于煙絲抗碎性的提高,利于煙絲結構的提高,適當提高煙絲水分,利于煙絲結構轉換率的提高,同時煙支重量、端部落絲量和空頭率均較低。另外,煙草的水分與其填充能力有著極其密切的關系,它對填充值的影響具有可逆性。同一類型、等級和年份的煙葉,在一定范圍內填充能力與水分具有負相關性,隨水分的升高而降低。丁乃紅對煙絲揉合度(指煙絲中各組份相互之間的親和程度)研究表明,煙絲水分與揉和度呈正相關,在滿足卷煙水分條件下,適當增加梗絲水分,可改善煙絲揉和度。
煙葉(絲)的導熱系數在卷煙機械設計和在卷煙工藝控制中是一項重要熱物性指標,針對導熱系數的研究目前已具有了相應測試數據和定性規律描述。陳則韶通過一系列深入研究,在參考液體、固體和粉末顆粒類混合物的導熱系數,結合三相多組分混合物的導熱系數推算研究成果,推導出了煙葉(絲)導熱系數與堆積密度和水分的綜合關系,同時,通過利用平面熱源過渡態平板法,通過測定安徽產地不同等級煙葉導熱系數對所推導的綜合關系進行了驗證,結果表明,隨著水分的增加,導熱系數也隨之增加。
研究表明,經過烘烤后煙葉中的淀粉會對煙葉色、香、味會產生不利影響,對煙葉的外觀和內在質量產生著重要影響,煙葉水分本身是酶的活化劑,烘烤環境中相對濕度和煙葉本身所含水分可以淀粉酶保持一定活性,因此烘烤過程中煙葉的水分含量和環境濕度對淀粉酶活性起著關鍵作用,進而影響淀粉的降解程度。宮長榮通過對烘烤過程中環境溫濕度對淀粉代謝的影響進行研究,指出低濕變黃處理的前期,由于煙葉中水分含量大,淀粉降解速度與煙葉水分散失速度最快,且降解量最大,隨著煙葉水分的降低,淀粉的降解速度和降解量也隨之降低,當煙葉水分降至 50 %左右時淀粉降解變緩,含量趨于穩定。另外在葉片貯存工序,煙葉水分也是影響淀粉含量的顯著因素。張峻松在超高壓條件下研究了煙葉水分對香味物質的影響,結果表明,在400 MPa條件下,香味物質的總量隨著煙葉水分的增大而逐漸增大,當水分為24%時達到最大值,隨后逐漸下降;酮、醛類物質具有與香味物質總量相似的變化趨勢;醇類物質含量隨水分的增加一直呈增加趨勢,但當水分為24%時其含量增加的幅度減小。文獻查閱發現,卷煙加工過程中水分對煙草化學成分的影響研究較少。
對感官質量研究主要集中在葉絲干燥工序,一方面葉絲干燥前含水率明顯的波動導致葉絲干燥后煙絲含水率偏離最佳范圍,含水率偏低抽吸時刺激增大,偏高時燃燒不全,煙香未有充分顯露,均對感官質量得分有影響,另一方面,葉絲干燥前含水率過高或過低,葉絲干燥時煙絲內部化學成分轉化如煙香的改善、雜氣去除等,均受到不利影響,直接影響感官質量。合理控制來料含水率在19.0% ~ 19.7%內,對提高煙絲感官質量有重要作用。
在卷煙整個加工過程發生著物理變化(形變)、化學變化、感官質量變化和溫濕度的變化(回潮、干燥)等。煙草科技工作者對煙葉(絲)含水率的研究越來越深入,涉及的領域也越來越廣泛??梢灶A見,今后在研究水分變化時不僅局限于研究水分對某個工序質量指標的影響,還應重視水分組合形式、水分狀態對質量的影響;同時卷煙加工過程含水率對危害性的影響也成為卷煙工藝關注的重點。