CO2膨脹工藝參數對煙絲物理和感官質量的影響

趙敏 王宗英 張鳳俠 周獻禮 趙漢文 宋祖國 張二強

摘 要：該試驗探究了切絲寬度對膨脹后煙絲結構和填充值的影響，并進行了膨脹前物料含水率、浸漬時間和升華溫度對感官質量的影響評價。結果表明，切絲寬度由0.85mm增加至0.90mm，膨脹后煙絲整絲率增加3.7%，碎絲率減少1.2%，填充值一致，切絲寬度0.85mm的膨脹煙絲卷曲度更好，外觀更接近正常煙絲;適當降低膨脹前物料含水率、降低升華溫度、縮短浸漬時間，有利于膨脹煙絲的感官質量。

關鍵詞：CO2膨脹煙絲;膨脹工藝參數;煙絲物理特性;感官質量

中圖分類號 TS452文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）07-0126-03

Abstract： This paper studied the influence of the cutting width on the cut tobacco physical characteristics after dry-ice expansion， and evaluated the effects of material moisture content before expansion， impregnation time and sublimation temperature on the sensory quality of the cut tobacco. The results showed that when the cutting width increased from 0.85mm to 0.90mm， the expanded cut tobacco whole cut rate was increased by 3.7% and the broken cut rate is decreased by 1.2%， the filling power is closed. And when the cutting width is 0.85mm， the cut tobacco crispation state is better， and the visual appearance is closer to the normal cut tobacco. Properly reducing the material moisture content before expanded， lowering the sublimation temperature， and shortening the immersion time are beneficial to the sensory quality of the expanded cut tobacco.

Key words： CO2 expanded cut tobacco; Expansion process parameters; Cut tobacco physical characteristics; Sense evaluation.

CO2膨脹工藝是煙絲處理加工的重要工藝之一，有助于協調葉絲的物理質量和感官質量[1]，提高煙葉尤其是低等級煙葉的適用性。對膨脹煙絲的加工和應用開展了一系列研究發現：膨脹后煙絲填充性能明顯改善，但煙絲整絲率有所降低[2-3]，顯微結構檢測發現膨脹后煙絲內部空隙明顯變大，細胞壁破裂[4];膨脹后煙絲煙氣焦油、煙堿量降低[5-6]，處理前后煙絲內部致香成分不同程度的升降，不同產地不同等級煙絲致香成分變化趨勢不同[7]。本文結合陜西中煙工業有限責任公司自有品牌卷煙現狀，探究了CO2膨脹工藝對煙絲物理指標和感官質量的影響，以期為改善煙支和感官質量提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料 煙葉原料采用陜西中煙工業有限責任公司某二類卷煙配方，使用陜西中煙工業有限責任公司寶雞卷煙廠CO2膨脹煙絲生產線，膨脹煙絲生產工藝路徑為：備料→開箱脫箱→切片→松散回潮→貯葉→切絲→貯絲→葉絲回潮→貯絲→浸漬→升華→冷卻→葉絲加料回潮→柔性風選→膨脹絲貯絲。YQ-2型煙絲振動分選篩（鄭州嘉德機電科技有限公司）;DD60AS煙絲填充值測定儀（德國Borgwaldt KC公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 切絲寬度試驗 試驗切絲寬度分別設置0.85mm和0.9mm，其他工序工藝參數和質量指標保持一致，檢測膨脹后煙絲物理指標。

1.2.2 膨脹工藝參數試驗 切絲寬度為0.85mm，其他工序工藝參數和質量指標保持一致，探究膨脹前物料含水率、浸漬時間、升華溫度3個參數變化對膨脹后煙絲感官質量的影響。每個參數設置3個水平，膨脹前含水率18.0%，20.0%，22.0%;浸漬時間50s，100s，150s;升華熱風溫度240℃，280℃，320℃。實驗參數設置如表1所示。

表1 試驗參數

[試驗編號 膨脹前物料含水率（%） 升華溫度（℃） 浸漬時間（s） 1 18 240 50 2 18 280 100 3 18 320 150 4 20 240 50 5 20 280 100 6 20 320 150 7 22 240 50 8 22 280 100 9 22 320 150 ]

1.2.3 煙絲物理指示 按照YC/T178—2003標準[13]規定的方法檢測煙絲整絲率、碎絲率等物理指標。

1.2.4 手工卷煙感觀評估 按照YC/T152—2001標準[14]規定的方法檢測煙絲填充值。膨脹后的煙絲手工卷煙，邀請5位具有感官評吸資格的專家進行香氣、雜氣、刺激性、余味4部分共12項指標進行感官質量評價，計算平均值進行分析。

2 結果與分析

2.1 切絲寬度對膨脹煙絲質量的影響

2.1.1 膨脹煙絲形狀 2種切絲寬度的膨脹煙絲如圖1所示，從圖1可以看出，切絲寬度為0.9mm的膨脹煙絲較寬，且卷曲度較差，而切絲寬度為0.85mm的膨脹煙絲與常規煙絲配伍性更好，外觀特性更接近。

2.1.2 膨脹煙絲物理指標 2種切絲寬度的膨脹煙絲和滾筒烘絲后煙絲物理指標檢測結果如表2所示。由表2可知，切絲寬度由0.85mm增加至0.90mm，膨脹后煙絲整絲率由64.6%增加至68.3%，整絲率增加了3.7%，碎絲率由3.7%減少至2.5%，碎絲率減少了1.2%，2種切絲寬度的膨脹煙絲填充值差異較小;當切絲寬度同為0.85mm時，膨脹煙絲對比滾筒烘絲后煙絲整絲率降低17.65%，碎絲率增加1.4%，填充值增大1.30cm3/g。

煙絲在CO2膨脹加工過程中，由于CO2的快速升華，煙絲內部空隙增大，最終表現為煙絲填充性能的增加，煙絲內部空隙快速增大，會引起煙絲破碎，耐加工性能降低，并且煙絲升華冷卻后含水率較低，會在后續傳送及加料回潮過程中引起進一步造碎，最終導致膨脹煙絲整絲率明顯低于滾筒烘絲，碎絲率高。切絲寬度減小，在升華干燥過程中煙絲內部水分和CO2更容易從煙絲內部通過煙絲內部空隙轉移至外部，干燥升華速率相對快，煙絲干燥升華過程中內部空隙收縮加快[15]，最終表現為圖1中煙絲卷曲程度差異。切絲寬度減小，煙絲的耐加工性能降低，煙絲在后續的浸漬、升華等過程中容易引起更大程度的造碎，這是導致隨著切絲寬度增加，膨脹煙絲整絲率增加，碎絲率減小的主要原因。切絲寬度減小，整絲率降低、碎絲率增大，但膨脹加工后煙絲的卷曲程度增加，共同引起膨脹煙絲的填充值基本無變化。

2.2 膨脹工藝參數對煙絲感官質量的影響 不同膨脹工藝參數加工后的煙絲經人工卷制，進行感官評價，每項指標總分10分，感官評價結果如表3所示。由表3可知，感官質量總分方面，在相同的膨脹前物料含水率條件下，隨著浸漬時間和升華溫度的增加，膨脹后煙絲感官質量總分呈現明顯的下降趨勢;在相同的浸漬時間和升華溫度條件下，隨著膨脹前物料含水率增加，膨脹后煙絲感官質量總分也呈現下降趨勢。

單一指標方面，在相同的膨脹前物料含水率條件下，隨著浸漬時間和升華溫度的增加，香氣質、雜氣、余味舒適性得分均呈下降趨勢;當升華溫度240℃、浸漬時間50s工藝條件下，鼻腔感官刺激性和余味浸潤感明顯好于其他2個試驗條件。在相同的升華溫度和浸漬時間條件下，隨著膨脹前物料含水率的增加，膨脹后煙絲雜氣、口腔刺激性、舒適性和浸潤感得分呈現下降的趨勢。膨脹前物料含水率對煙氣狀態和香氣量影響較大，當膨脹前物料含水率為18%和20%時，不同升華溫度和浸漬時間膨脹后的煙絲感官煙氣狀態和香氣量基本保持一致，當膨脹前物料含水率在較高的22%時，膨脹后的煙絲感官煙氣狀態和香氣量呈現下降的趨勢。

感官質量評價過程中，要求評委對9個膨脹工藝條件下的膨脹煙絲進行整體感官質量排序，結果見表4。由表4可知，隨著膨脹前物料含水率、升華溫度、浸漬時間的增加，感官質量整體上呈下降趨勢。從綜合排序來看，在煙絲CO2膨脹工藝設計過程中適當降低膨脹前物料含水率、升華溫度和浸漬時間，有利于膨脹煙絲的感官質量。

3 結論

（1）切絲寬度為0.85mm的CO2膨脹煙絲比0.95mm的CO2膨脹煙絲卷曲度更好，外觀更接近正常煙絲。切絲寬度由0.85mm增加至0.90mm，膨脹后煙絲整絲率增加了3.7%，碎絲率減少了1.2%，填充值一致。相同切絲寬度，膨脹煙絲對比滾筒烘絲后煙絲整絲率明顯降低，碎絲率增加，填充值明顯增大。

（2）隨著膨脹前煙絲含水率、升華溫度和浸漬時間的增加，膨脹后煙絲感官質量總得分均呈現下降的趨勢。隨著浸漬時間和升華溫度的增加，香氣質、雜氣、余味舒適性得分均呈下降趨勢;隨著膨脹前物料含水率的增加，CO2膨脹煙絲雜氣、口腔刺激性、舒適性和浸潤感得分呈現下降的趨勢。

（3）適當降低膨脹前物料含水率、降低升華溫度、縮短浸漬時間，有利于CO2膨脹煙絲的感官質量。

參考文獻

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[7]牛勇，鄒鵬，舒俊生，等.二氧化碳膨脹處理對煙絲部分香味成分的影響[J].煙草科技，2014，9：57-60，72. （責編：張 麗）