煙葉低氧環境醇化效果分析

陳少鵬，鄒 毅，曾憲立，熊 偉*，傅泰露，楊 超，王偉寧，劉志明，陳祖林，李小波

(1.中國煙草總公司重慶市公司煙葉公司，重慶 400000；2.中國煙草總公司重慶市公司萬州分公司，重慶 404100)

煙葉作為一種農產品，是卷煙工業企業的主要原料。烤煙從打葉復烤后到卷煙使用，一般需經1.5～2.0年的倉儲自然醇化。近年來，受卷煙計劃總量的控制，國內大多工業企業煙葉庫存偏高，降庫存成為煙葉工作的階段性任務，而如何將庫存中已過適宜醇化期的陳煙延續儲存，且能達到提質安全具有較強的現實意義。前人研究表明，新煙儲存能改善其外觀和內在質量，顏克亮等采用“三段式”分切醇化的方法研究煙葉醇化品質的差異，結果表明，葉中部糖含量最高，同時總氮及葉綠素含量最低，而葉基部致香成分相對較高，總體評價結果為葉中>葉尖>葉基。鄧羽翔等通過建立神經網絡模型的方法對烤煙醇化過程中的感官質量進行模擬，所建立的模型應用于預測煙葉醇化感官質量性能較好，均方誤差最大值較小；夏炳樂等通過使用生物酶制劑加速了烤煙總糖、總氮、煙堿和總揮發堿含量的降解，同時香味物質總量增加，感官質量明顯提高，醇化時間縮短。由于人工醇化對煙葉品質提升效果更好，可以根據原料庫存情況和品質需求采用合適的醇化方式和醇化時間，有利于卷煙企業提高煙葉質量，節約企業成本，也因此越來越受到各卷煙工業的青睞。人工醇化的主要方式是通過控制醇化環境而實現，然而目前有關烤煙低氧醇化技術的研究尚鮮見報道。筆者以醇化2.5年以上的煙葉為研究對象，采用不同密封降氧措施，研究醇化過程中醇化環境的差異，以及醇化結束后烤煙高光譜特征、化學成分、中性致香物質以及感官品質差異，探究其對醇化末期煙葉的延續存放及提質效果，以期為后期工業儲存養護提供理論依據。

1 材料與方法

試驗于2016年6月至2019年10月在山東復烤有限公司諸城復烤廠成品倉庫進行，當地屬暖溫帶大陸性季風區半濕潤氣候，倉庫內年均溫度16.84 ℃，相對濕度57.13%。供試材料為2013年河南三門峽煙云87C3F等級烤煙。試驗設以下倉儲處理：即T，氧氣濃度1.5%～2.0%；T，氧氣濃度7.5%～8.0%；CK，常規方法倉儲處理。各處理垛位煙葉均為215箱，長×寬×高=16.0 m×3.0 m×2.9 m，各處理設3次重復。醇化750 d后，按照同位置分別取樣，用于高光譜特征、常規化學成分、致香物質和感官品質的測定。

溫、濕度采用T20互聯網溫濕度記錄儀進行每日記錄；氧氣含量采用手持式泵吸氧氣檢測儀(型號：uSafe 3000-O2)進行周期檢測。烤煙的高光特征采用GaiaField型便攜式高光譜系統(四川雙利合譜科技有限公司)進行測定；烤煙化學成分中淀粉含量采用酸水解法測定，煙堿含量采用紫外分光光度法測定，總糖含量采用恩酮比色法測定，還原糖含量采用DNS顯色法測定，總氮含量采用過氧化氫-硫酸消化法測定，鉀含量采用火焰光度法測定，氯含量采用流動分析儀法測定；中性香味物質提取及定性定量分析采用HP5890-5972氣質連用儀進行測定；感官質量由上煙集團技術中心北京工作站評吸專業人員進行評價。評吸質量打分采用100分制：香氣質(15分)、香氣量(15分)、雜氣(10分)、濃度(10分)、刺激性(10分)、余味(15分)、濃勁協調(15分)、燃燒性(10分)。

數據采用Orgin 2018和SPSS 21.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

溫度差異。由圖1可知，隨著醇化時間的延長，不同處理煙葉溫度呈波浪形變化，且各處理間基本無差異。峰值均出現在每年8月初，谷值出現在每年1月初，由此可知儲煙倉庫的溫度受外界大氣溫度的影響較大。

圖1 不同處理煙葉溫度變化比較Fig.1 Comparison of temperature changes of tobacco leaves of different treatments

相對濕度差異。由圖2可知，不同醇化方式煙葉的相對濕度大體呈現波浪形變化，不同醇化方式煙葉的相對濕度有不同程度的差異，其中T、T處理間差異較小，但二者與CK之間有較大差異。CK處理的相對濕度峰值出現在每年7月，谷值出現在每年3月；T與T處理的相對濕度峰值出現在每年12月，谷值出現在每年5月；且醇化過程中T與T處理的相對濕度的峰值與谷值的差值小于CK，可知通過低氧醇化可以保障煙葉相對濕度的穩定性，且能推遲相對濕度谷值與峰值出現的時間。

圖2 不同處理煙葉相對濕度比較Fig.2 Comparison of relative humidity changes of tobacco leaves of different treatments

氧氣濃度差異。由圖3可知，各處理的氧氣濃度基本保持在一定范圍內，但與2個低氧處理相比CK在不同月份的波動頻率較高；T在整個醇化過程基本保持在2.0%左右的含氧量水平，T在一定時間有較高頻率的波動，其余月份基本保持在8.4%以下。由此可知，T處理能夠有效保持煙葉間氧氣濃度的穩定性，為煙葉醇化過程提供恒定的氧環境。

圖3 不同處理片煙氧氣濃度比較Fig.3 Comparison of oxygen concentration changes of tobacco leaves of different treatments

由圖4可知，經過不同低氧醇化處理后，煙葉的高光譜反射率在可見光(400～750 nm)范圍內具有較大差異，尤其是CK的高光譜反射率明顯高于2個處理；由高光譜反射率一階導數可知，CK的藍邊位置(波長490～530 nm一階導數光譜最大值)出現在505 nm，T與T處理的藍邊位置出現在510 nm；CK的黃邊位置(波長560～640 nm一階導數光譜最大值)出現在562 nm，T與T處理的黃邊位置出現在567 nm；3個處理的紅邊位置(波長680～760 nm內一階導數光譜最大值)均出現在683 nm，可知低氧處理可以在一定程度上改變煙葉的高光譜特征。

化學成分。由表1可知，與CK相比，經過低氧醇化可以顯著降低淀粉含量，可以顯著提高還原糖與總糖的含量，尤其是T處理有大幅度提升，可在一定程度上提高煙葉的柔韌性，增加出絲率與吃味；經過低氧醇化，煙葉的煙堿含量顯著降低，可知經過低氧醇化可以降低煙葉的勁頭，使得煙葉的吃味更加醇和；與CK相比，T處理的總氮與K含量顯著升高；不同醇化處理間煙葉的Cl含量差異顯著，但含量均低于0.50%，因此經過醇化煙葉的燃燒性均較好。經過不同方式的醇化，煙葉的化學成分有不同程度的差異，尤其是T處理能夠顯著降低煙葉的淀粉含量，說明在一定程度上能夠降低煙葉的刺激性，提高煙葉的吃味。

中性致香物質。由表2可知，經過低氧醇化，煙葉的棕色化反應產物類、苯丙氨酸類及新植二烯的含量顯著高于CK，但不同處理間類西柏烷類含量差異不顯著，T處理的類胡蘿卜素類含量顯著高于CK，但T處理與CK無顯著差異；除類西柏烷類低于CK和T處理的類胡蘿卜素含量與CK差異不顯著外，低氧處理煙葉的中性致香物質含量顯著高于CK。可知低氧醇化可以在一定程度上提高煙葉的中性致香物質，進而改善煙制品的香氣質，提高香氣量。

圖4 不同處理煙葉醇化后高光譜特征Fig.4 Hyperspectral characteristics of tobacco leaves of different treatments

表1 不同處理煙葉化學成分

表2 不同處理煙葉中性致香物質含量Table 2 Content of neutral aroma substances of tobacco leaves of different treatments μg/g

感官質量。 由表3可知，不同醇化處理煙葉的香氣質得分以T最高，且各處理間差異顯著；T處理的香氣量得分顯著高于T處理與CK，但T處理與CK間無顯著差異；雜氣得分以T處理最高，且各處理間差異顯著，表明經過一定濃度的低氧處理可以降低煙葉的雜氣；煙氣濃度得分方面，T與T處理顯著高于CK；T處理的刺激性得分顯著高于T處理，T處理與CK無顯著性差異；余味得分以T處理最高，CK最低，且各處理間差異顯著；濃勁協調與燃燒性得分各處理間差異不顯著。煙葉經過不同處理其感官質量總分具有不同程度的差異，其中以T處理得分最高，T次之，CK最低，且T與T處理的總分顯著高于CK，可知采用低氧醇化可以在一定程度上提高煙葉的感官質量，進而提高煙葉的經濟價值。

表3 不同處理煙葉感官質量差異Table 3 Difference of sensory quality of tobacco leaves of different treatments

3 結論

該研究對煙葉的醇化工作中設置了不同的氧氣濃度環境，分析不同氧濃度環境下，醇化煙葉的溫度與相對濕度差異，研究不同醇化條件下煙葉高光譜反射差異，化學成分、中性致香物質以及感官質量差異結果表明，與常規醇化(CK)相比，低氧處理醇化環境中溫度差異不明顯，但相對濕度在整個醇化過程中差異較大，且不同的低氧環境同樣存在差異；不同醇化條件下，煙葉的高光譜在可見光區域具有較大差異，且CK的反射率高于T與T處理，再者藍邊位置與黃邊位置出現的波長具有一定的差異；低氧醇化可以降低淀粉含量，提高總糖與還原糖的含量，進而使得煙葉的刺激性降低，煙氣濃度飽滿；低氧醇化可以降低煙堿含量，提高總氮含量，使得煙葉余味更加舒適；不同醇化環境可使K與Cl的含量有一定的差異，但煙葉燃燒性無顯著性差異；不同醇化條件下中性致香物質含量有一定差異，尤其是類胡蘿卜素類、棕色化反應產物類、苯丙氨酸類以及新植二烯都有不同程度差異，進而使得香氣質與香氣量有不同程度的差異；就感官質量而言，T處理的感官質量評價得分最高，可知通過低氧醇化可以提升煙葉的感官質量，從而提高煙葉的經濟價值。