打葉復烤不同工藝強度對煙葉自然醇化品質的影響

包秀萍，王 超，劉煜宇，李河霖，樸永革，李 鋒

(1.云南瑞升煙草技術(集團)有限公司，昆明 650106；2. 吉林煙草工業有限責任公司，長春 130000)

【研究意義】近年來，卷煙企業的發展朝著高品質、結構化、精細化、差異化等方向有效推進，使得“卷煙上水平”的特色化工藝對煙葉品質有了更高的要求。打葉復烤是煙葉種植和卷煙生產的重要銜接橋梁，打葉復烤的生產工藝和技術水平直接影響卷煙原料的品質[1-2]。因此，為了滿足卷煙企業的特色工藝發展要求，打葉復烤的生產加工要轉變原有的工藝模式。國家煙草專賣局2016 頒布的《卷煙工藝規范》中提出打葉復烤 “三化一保”( 即模塊化、均質化、純凈化與保香) 的工藝要求[3]。初烤煙葉經過打葉復烤、自然醇化后進入卷煙企業進行卷煙加工。煙葉品質由煙葉的化學成分決定，煙葉自然醇化過程是煙葉化學成分發生降解、轉化、合成的動態平衡過程，而打葉復烤又是決定煙葉醇化品質的關鍵[4]。初烤煙葉在打葉復烤中進行真空回潮、潤葉、打葉和復烤等加工環節，各環節的工藝參數對煙葉均有一定的影響[5-9]。經打葉復烤后的煙葉其煙氣、香氣、口感等特性得到整體提升[10-12]。【前人研究進展】近年來，有關打葉復烤不同潤葉工序對煙葉質量和能源消耗的影響[13-15]，以及復烤溫度對片煙化學成分及感官質量的影響等均有研究[16]，但對打葉復烤各關鍵工序不同工藝強度對煙葉品質的影響未系統研究。配方打葉是提升打葉復烤片煙模塊品質的重要方向之一，是卷煙產品設計的重要基礎，研究不同類型、等級、質量風格的煙葉進行合理匹配，以求最佳質量效果，是打葉復烤配方設計的主要任務[17-21]。【本研究切入點】將煙葉模塊配方前移至打葉復烤工序，以高等級上部煙葉配方模塊為對象，系統研究打葉復烤一潤、二潤、復烤三大關鍵工序的高、中、低加工工藝強度對煙葉模塊自然醇化的品質差異性。【擬解決的關鍵問題】驗證打葉復烤不同工藝強度加工的煙葉模塊在卷煙葉組中的可用性，為打葉復烤 “三化一保”奠定支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑和儀器

材料：2017年上部初烤把煙模塊B(某煙廠調撥煙葉)，卷煙葉組(某煙廠某牌號)。

試劑：正己烷(天津市博迪化工有限公司)、二氯甲烷(天津市博迪化工有限公司)、無水硫酸鈉(廣東汕頭市西隴化工廠)。

儀器：打葉復烤生產線(某煙葉復烤有限責任公司，處理量為12 000 kg)；QS-5切絲機(開封市眾杰機械科技有限公司)；KBF240恒溫恒濕箱(德國Binder公司)；中試制絲線(某煙廠，處理量300 kg)；6890N/ 5975氣相色譜—質譜聯用儀(美國安捷倫公司)；AA3連續流動化學分析儀(德國BRAN+LUBBE)。

1.2 方法

1.2.1 打葉復烤煙葉模塊配方 以高等級上部煙葉打葉復烤模塊配方為對象，考察不同打葉復烤工藝參數對上部煙葉模塊的品質影響，其模塊配方B見表1。

表1 煙葉模塊配方

1.2.2 打葉復烤工藝試驗方法 以打葉復烤生產線現行上部煙葉打葉復烤加工工藝為對照，設計低強度、高強度打葉復烤加工工藝參數，分別在一潤、二潤、烤機四區溫度等關鍵點考察不同加工強度對煙葉品質的影響。打葉復烤工序為備料、鋪把、解把、切斷、篩沙、精選、風分除雜、打葉風分、貯葉、片煙裝箱。打葉復烤關鍵工藝參數設計見表2所示。每個工藝試驗按照3000 kg(15箱)煙葉進行，待設備及參數穩定后，取10箱作為試驗跟蹤樣，標簽標識清楚，放入倉庫進行自然醇化。

表2 打葉復烤關鍵工藝參數設計

1.2.3 打葉復烤自然醇化跟蹤 針對不同關鍵工藝強度打葉復烤在線試驗煙葉，進行18個月的自然醇化跟蹤，每2個月取樣1次(隨機選3箱煙葉進行取樣，每箱對角線處往下約15 cm處取樣8個點，所取樣品混合均勻)，對其常規化學成分、有機酸、致香成分、感官評價進行長期檢測和跟蹤研究。

常規化學成分檢測方法：采用連續流動分析儀檢測，總糖、還原糖含量測定依據煙草行業標準YC/T159—2002進行，總植物堿、總氮、鉀、氯含量測定分別依據煙草行業標準YC/T160—2002、YC/T161—2002、YC/T173—2003、YC/T162—2002進行。

有機酸(揮/非揮)檢測方法：稱取樣品0.50 g于錐形瓶內，加入混合內標溶液1.0 mL、酯化溶液5.0 mL，在55 ℃下酯化反應1 h，冷至室溫，加入正己烷20 mL，振蕩15 min，靜置分層后，取上層正己烷清液1 mL，進行GC/MS分析。采用質譜定性、雙內標法定量測定方法。

揮發性和非揮發性有機酸采用的分析條件為：色譜柱DB-5MS(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)；進樣口溫度260 ℃；載氣He，1.0 mL/min；程序升溫過程：50 ℃保持1 min，以5 ℃/min升至275 ℃，保持3 min；進樣量1.0 μL，分流比10∶1，恒流模式；接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；電離能：70 eV，質量掃描范圍35～350 amu。

煙葉致香成分測定方法：采用同時蒸餾萃取法萃取煙葉中的致香成分，先將煙葉粉碎為40目粉末，稱取25 g置于同時蒸餾萃取裝置的500 mL圓底燒瓶內，在圓底燒瓶中加入250 g水，裝置的另一端為100 mL圓底燒瓶，內盛二氯甲烷25 mL，用電熱套加熱至60 ℃水浴，同時蒸餾萃取2 h。用無水硫酸鈉除去二氯甲烷萃取液中的水，于4 ℃條件放置，用微濾膜過濾后于濃縮瓶中用Vigreux柱濃縮至約1 mL，備用于GC/MS分析。

GC/MS條件：毛細管柱HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.00025 mm)；進樣口溫度240 ℃；載氣He，1 mL/min；程序升溫過程：50 ℃保持1 min，以8 ℃/min升溫至160 ℃保持2 min，再以8 ℃/min升溫至260 ℃保持15 min；進樣量1 μL，分流比20∶1；傳輸線溫度280 ℃；電離方式EI，電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度160 ℃；質量范圍35～455 aum，溶劑延遲時間2 min。

1.2.4 感官評吸方法 感官評價由卷煙評吸專家小組7人組成，采用9分制分別對煙葉模塊的香氣質、香氣量、濃度、勁頭、雜氣、刺激性、余味共7個單項指標進行感官評吸。

1.2.5 試驗煙葉在卷煙葉組中的應用 以某卷煙葉組為應用對象，驗證低溫慢烤和高溫復烤后同等級煙葉替換原級煙葉進行中試，在中試制絲線(300 kg/h)進行，驗證葉組感官質量變化情況，試驗設計見表3。

表3 煙葉的可用性試驗設計

2 結果與分析

2.1 常規化學成分周期檢測結果

由表4可知，煙葉經過自然醇化，常規化學成分總糖、還原糖含量呈降低趨勢，因為煙葉在醇化過程中，受微生物代謝影響，糖類成分分解或轉化成其他物質，或者消耗糖類成分進行棕色化反應。總植物堿含量也呈降低趨勢，這與煙葉干物質的減少、微生物代謝消耗氮源、棕色化反應消耗氮源有關。不同工藝強度處理后的煙葉經過長期醇化，低強度工藝糖類含量比對照略高，其他物質變化較小。

表4 常規化學成分檢測結果

2.2 揮發性有機酸檢測結果

煙葉中的揮發性有機酸多為低級脂肪酸和部分芳香族酸，其在卷煙抽吸過程中可以直接進入煙氣，對煙香有良好作用。煙葉醇化過程中還有一些揮發酸變為氣體釋放出來，主要是蟻酸與醋酸。由表5可知，煙葉經過長期醇化，揮發性有機酸含量呈升高趨勢，醇化后期煙葉揮發性有機酸含量增加幅度達40%以上。低強度工藝的樣品其揮發性有機酸總量較現行工藝和高溫復烤工藝高。從醇化周期來看，2-甲基丁酸、戊酸、苯乙酸隨著醇化周期進程明顯增加。

2.3 非揮發性有機酸周期跟蹤檢測結果

非揮發性有機酸主要是平衡煙氣的pH，調節煙氣的酸堿度，使吸味醇和，起到平衡煙氣勁頭和強度的作用，間接影響煙氣的香吃味。由表6可知，煙葉模塊經自然醇化過程，非揮發性有機酸含量呈降低趨勢，這是受煙葉干物質減少、微生物代謝消耗的影響。

表6 非揮發性有機酸檢測結果

續表6 Continued table 6

2.4 致香成分總量檢測結果

致香成分中新植二烯含量占85%以上，是煙葉中含量最高的一類致香成分，由于該物質含量較大，在檢測分析致香成分總量時，將單獨進行。

由表7可知，煙葉經過自然醇化，致香成分總量(除新植二烯外)呈明顯升高趨勢，重要致香成分酮類、醛類、醇類、酯類含量均呈升高趨勢。酮類物質是煙葉中重要的一類致香成分，具有較好的香氣，其含量的高低直接影響著煙葉的抽吸甜感。醛類與酮類一樣都是羰基化合物，具有增香增甜作用，賦予卷煙特殊的香氣。酯類化合物對煙草的香氣和吃味有重要影響，低級脂肪酯類的香氣主要是果香、酒香和花香，與煙香協調較好。低強度工藝處理的煙葉其致香成分含量比對照和高強度工藝高，說明低強度工藝對煙葉香氣物質保留較好，對煙葉抽吸品質有較好的正面效應。

表7 致香成分分析

續表7 Continued table 7

新植二烯是煙葉中的重要致香成分且含量最高，具有清香氣息的物質，其含量的高低直接影響煙葉清香特征，該物質是由煙葉中的葉綠素降解成葉醇，而后又降解得到新植二烯，煙葉經長期醇化后青雜氣降低，是因葉綠素不斷降解和轉化，以及新物質不斷形成，新植二烯含量在醇化后期增加較明顯，即煙葉中的葉綠素降解較徹底，形成了較多的新植二烯，減輕了煙葉的青雜氣，減弱煙氣刺激性，提升煙氣的醇和性。低強度工藝處理的煙葉新植二烯含量較高，該工藝對致香成分新植二烯的保留較顯著。

2.5 煙葉自然醇化感官評價

經不同工藝強度處理的煙葉在不同醇化周期，進行感官評價，為打葉復烤在線處理工藝強度的摸索和研究提供前期數據和考證。由表8可知，煙葉經過復烤工序后，與對照相比，低強度工藝的煙草本香保持較好，但生青雜氣稍重；高強度工藝枯焦氣重。煙葉經自然醇化，與對照相比，低強度工藝成團性好，煙香豐富，質感提升，生青雜氣消失；高強度工藝處理的煙葉枯焦氣重且質感粗糙。即低強度打葉復烤工藝對于高等級上部煙葉模塊，可以有效保持煙葉香氣成分，提升煙葉品質。

表8 自然醇化感官評吸結果

2.6 葉組應用研究

由表9可知，以2.5%低溫慢烤的B模塊替換原級模塊，成品卷煙香氣有一定提升，余味有改善，評價總分高于對照。以2.5%高溫復烤的B替換原級模塊，成品卷煙香氣與對照相當，枯焦雜氣增加，余味欠。由此呈現高等級的上部煙葉模塊，在打葉復烤工序采用低強度工藝能夠有效保持煙草本香，利于煙葉質感和豐富性提升；而高強度加工工藝會導致煙草本香損失，枯焦雜氣增加，不利于煙葉品質的提升。

表9 煙葉在葉組中的應用結果

3 討 論

不同強度打葉復烤工藝對煙葉品質有顯著影響。煙葉經過長期的自然醇化，低強度打葉復烤工藝(一潤水分17.0%、二潤水分17.5%、復烤二區溫度78 ℃)醇化前期和中期的生青雜氣是由于色素的存在產生的，而色素是致香成分的前體物質，可以在自然醇化過程中緩慢轉化和降解成煙草的香味物質，到醇化后期煙葉的生青雜氣減弱，從而獲得煙草本香保持較好的上部煙葉。因此，低強度打葉復烤工藝更適合于高等級煙葉的加工，能夠有效提升煙葉抽吸品質。而高強度打葉復烤工藝(一潤水分18.0%、二潤水分18.5%、復烤二區溫度88 ℃)由于潤葉強度和高溫復烤會加速煙葉內部化學成分的轉化和分解，促進煙葉醇化過程中的微生物代謝過程，導致煙葉部分致香成分揮發損失。高強度打葉復烤工藝對于高等級上部煙葉模塊效果較差，感官評價呈現枯焦氣重，質感粗，香氣豐富性欠佳，煙葉抽吸品質降低。

4 結 論

針對高等級上部煙葉，不同打葉復烤工藝強度差異顯著，低強度打葉復烤工藝能夠有效彰顯煙葉香氣的豐富性，提高品質；高強度打葉復烤加工工藝會導致煙葉致香成分損失較多，品質降低，高強度打葉復烤工藝不適于高等級煙葉的加工。因此高品質煙葉，選擇低強度打葉復烤工藝較優，能有效提升煙葉在葉組配方中的使用價值。