氣調保溫技術對煙葉醇化品質的提升效果研究

中圖分類號：S512 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）08-0045-10

Effects of Controlled Atmosphere and Heat Preservation Technology on Improving Aging Quality of Tobacco Leaves

ZHENG Hao’， ZOU Yang'， ZOU Gang’，XU Wanjing，PENG Fang， LI Yawen，FANG Yuqiang，LI Wenming"（1.WuhanLedaoLogistcsCo.，Ld.，Wuhan，Hubei43004O，China;2.InstuteofCash Crop，SichuanAcademyofAgricultural Sciences，Chengdu，Sichuan 6103OO，China；3.BeijingYingfengLitai Trade Co.，Ltd.，Beijing 1ooo，China）

Abstract： To investigate the effcts of controlled atmosphere and heat preservation technology in improving theaging qualityof tobacco leaves，an orthogonal experimental design was employed to optimize the preservation method.The study explored the effects of different insulation materials，theirthicknesses，and the timing of capping onsensory quality，contents of five polyphenolic compounds，and the characteristics of plastid pigments in tobacco leaves. The results indicated that the combination of“aluminum foil + chemically crosslinked polyethylene foam（XPE） + aluminum foil”offered the most effective insulation，with thermal performance positively corelated with material thickness.In terms of sensoryquality，all12 treatments showed significant improvement after one year of aging，with capping timing identified as the most influential factor.Regarding changes in polyphenolic compounds，the levels of chlorogenic acid，neochlorogenic acid，cryptochlorogenic acid，scopoletin， and rutin generally declined across treatments after one year of controlled atmosphere storage.Among the influencing factors，capping timing consistently emerged asthe key determinantof changes in the content of chlorogenic acid，neochlorogenic acid，cryptochlorogenic acid，and rutin.Based oncomprehensive multi -index weighted scoring，the optimal controlled atmosphere and insulation treatment involved using“aluminum foil + XPE + aluminum foil”as the capping material，a thickness of 2cm ，and capping when the core temperature inside the tobacco stack dropped below 25^°C . This study identified the most effective controlled atmosphere and insulation method and clarified its efectson multiple qualityindicators，thereby providing a scientificreference for future tobacco storage management.

Key words： Lamina tobacco； Controlled atmosphere storage; Tobacco aging；Sensory quality； Polyphenols

煙葉醇化，是指通過控制一定的溫濕度條件，使煙葉在人工或自然條件下發生化學變化的過程，主要用于消除煙葉的青雜味和刺激性，改善煙葉的香味品質[1]。而煙葉品質與煙葉中的化學成分關系密切[2～4]，其中化學成分的含量及比例決定了煙葉的工業使用價值[5]。多酚類物質可影響煙葉中色澤、等級以及香味，是衡量煙葉品質的重要指標[6]。研究表明，煙葉中主要多酚類物質包括綠原酸、蕓香苷和茛蓉亭等[]，而綠原酸熱解所產生的兒茶酚是一種輔助致癌物質，嚴重影響了煙葉及其產品的安全性8；茛蓉亭含量越高，則煙葉顏色越趨于紅棕色[9]。目前對于煙草中多酚類物質的研究主要集中在探究生態環境[、煙葉品種[1，12]、田間管理措施[13]的影響等方面。

煙葉醇化技術包括自然醇化和人工醇化，由于自然醇化的煙葉存在醇化過度、易霉變生蟲等風險[14]，近年來，人工醇化技術已成為煙葉醇化的主要技術。氣調儲藏技術作為一種重要人工醇化技術，已被廣泛應用于煙草的醇化，通過降低煙葉貯存環境氧氣來抑制煙葉因氧化引起的變色、褐變、油印、板結等質量降低[15～17]，最終保持片煙的感官質量和抽吸品質[18～21]。另外，氧氣濃度降低有利于提高煙葉醇化速度。煙葉醇化速度受溫度、相對濕度以及氧氣濃度影響且溫度越高，煙葉醇化速度越快[22，23] 。

為適應當前生產發展需要，在保證煙葉醇化質量的條件下有效提高部分煙葉的醇化速度，因此本研究以產2021年份新煙為實驗材料，采用正交實驗設計探究出最佳的氣調保溫方式，通過感官評價與高效液相色譜法對醇化煙葉的氣味以及多酚類物質進行測定，以期達到良好的片煙醇化效果，為煙葉品質的提升以及片煙的儲存保溫技術的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試片煙：樂道物流倉庫貯存的2021年份新煙（等級：210251）共960件。

1.2 實驗方法

1.2.1保溫條件的優化以樂道醇化庫為試驗場所，通過 L₉ 正交試驗設計，考察影響氣調煙垛壓蓋保溫效果的壓蓋材料材質（橡塑、鋁箔 + 化學交聯聚乙烯發泡材料（XPE） + 鋁箔、鋁箔 + 氣泡 + 鋁箔）壓蓋厚度 （0.5cm.1cm.2cm） 以及壓蓋時機（煙垛垛內中心溫度低于 25°C.20°C 以及 15^°C ）對氣調煙葉醇化質量的影響。如表1所示，所有煙葉按要求在同一庫房區域堆碼成12個氣調試驗煙垛，試驗編號為 T1，T2???T12 ，每個煙垛80件煙，所有試驗煙垛按四段式氣調法進行氣調養護，首先進行氣調降氧殺蟲，即氧氣降至 2% 以下后分別保持2個月，后各受試煙垛的氧氣濃度回調至 8% ～12% ，在養護過程中同時根據試驗設計對這12個煙垛進行保溫處理（冬季），其中處理T1～T9為實驗組，處理 T10～T12 為對照組，采用常規氣調養護，不進行保溫處理。

表1片煙不同氣調保溫條件處理的正交試驗設計

1.2.2 樣品評價分為3個部分。

（1）取樣方法。每個煙垛封垛前隨機標記3件煙箱，試驗開始前分別從上述3件煙箱中取一份不少500g 的煙葉作為初始樣品，冰箱冷凍（ -10^c 以下）保存待檢；試驗結束后（養護1年后），每個受試煙垛分別從標記的3件煙箱中各取一份不少500g 的煙葉作為終末樣品，與初始樣品一起盡快完成樣品評吸以及多酚類物質檢測分析。

（2）感官質量評價。由樂道物流組織7名專業評煙委員對各處理片煙樣品進行打分評價，每個項目按9分制進行打分，各檔次間依實際打分。如表2所示，評吸項目包括香氣質、香氣量、雜氣、刺激性、余味，共5項指標。

表2片煙各感官質量評價指標檔次及權重

（3）化學成分的測定。實驗參考齊奎元[24等人測定煙葉中多酚含量的方法進行成分檢測，檢測成分包括綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸、茛蓉亭和蕓香昔五種多酚類物質。葉黃素、胡蘿卜素采用紫外分光光度法測定[25]

1.3 數據處理

數據采用MicrosoftExcel2019、IBMSPSSSta-tistics19和Origin8.5軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 壓蓋材料、厚度和時機對片煙感官質量的影響

對試驗煙葉兩次取樣樣品進行評析，根據評析打分情況，得到評析結果如表3所示。評析結果顯示，相較于初始樣品，醇化后煙葉樣品的感官質量得分均提高，對12個不同處理垛位醇化前后樣品感官質量得分進行t檢驗，得到 Plt;0.001 ，說明醇化前后煙葉感官質量存在極顯著差異。而醇化12個月后的煙葉感官質量評分均高于醇化前煙葉的感官質量評分，說明經試驗處理12個月后的煙葉感官質量得到提升，其中處理T6的煙葉提升最高。

對不同處理煙葉感官質量評分變化值進行三因素極差分析，從表4中可知，影響感官質量評價的最優因素為壓蓋時機，其次為壓蓋材質與壓蓋厚度，三因素的優劣排序為壓蓋時機 gt; 壓蓋材質 Σ=Σ 壓蓋厚度。結合具體最佳水平來看，因素A對應的水平2即壓蓋材質為鋁箔 +XPE+ 鋁箔時最優；因素B對應的水平3即壓蓋厚度為 2cm 時最優；因素C對應的水平1即煙垛垛內中心溫度低于 25°C 時最優。所以，在鋁箔 +XPE+ 鋁箔、厚度為 2cm 、煙垛垛內中心溫度低于 25^°C 時，煙葉醇化的感官質量得分提升最高。

表3不同氣調保溫條件處理下片煙樣品感官質量變化

注：采用感官質量評吸法，對煙葉醇化質量到位檔次劃分為：欠到位，到位，最佳到位，醇化過位，陳化衰退。

續表3不同氣調保溫條件處理下片煙樣品感官質量變化

表4煙葉感官質量變化正交試驗結果

2.2壓蓋材料、厚度和時機對煙葉多酚類物質和質體色素含量的影響

2.2.1煙葉多酚類物質含量變化對醇化前后多酚類物質（綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸、茛蓉亭和蕓香昔）含量進行統計和差異性分析，并對差異性達到顯著的成分進一步進行多重比較，結果表明，在醇化1a后，五種多酚類物質含量變化的差異性均達到顯著水平。因此對煙葉中這五種多酚類物質變化規律進一步進行分析。

由圖1a可知，在經過一年醇化后綠原酸含量整體呈現下降趨勢，降幅范圍為 14.16% 至26.22% 。其中在T11處理下的綠原酸含量下降最大，為 2.61mg/g ；T10處理下的綠原酸含量下降最少，為 1.27mg/g 。將綠原酸含量變化進行極差分析，見表5，從三個因素（壓蓋材質、壓蓋厚度、壓蓋時機）并結合極差值大小對比可知，影響綠原酸含量的最優因素為壓蓋時機，其次為壓蓋厚度，最后是壓蓋厚度。結合最佳水平來看，因素A壓蓋材質對應的水平2即材質為鋁箔 +XPE+ 鋁箔時最優；因素B壓蓋厚度對應的水平2即厚度為 1cm 時最優；因素C壓蓋時機對應的水平1即煙垛垛內中心溫度低于 25°C 時最優。因此影響綠原酸含量的最佳保溫條件為壓蓋材質鋁箔 +XPE+ 鋁箔、壓蓋厚度 1cm 、煙垛垛內中心溫度低于 25^qC 。

由圖1b可知，在經過1a醇化后新綠原酸含量整體呈現下降趨勢，降幅范圍為 14.95% 至25.73% 。其中在T11處理下的新綠原酸含量下降最大，為 0.60mg/g ;T10處理下的新綠原酸含量下降最少，為 0.30mg/g 。如表5所示，對新綠原酸含量變化進行極差分析可知，影響新綠原酸含量變化的最優因素為壓蓋時機，其次為壓蓋厚度，最后為壓蓋材質。結合最佳水平來看，因素A壓蓋材質對應的水平3即材質為鋁箔 + 氣泡 + 鋁箔時最優；因素B壓蓋厚度對應的水平3即厚度為 2cm 時最優；因素C壓蓋時機對應的水平2即煙垛垛內中心溫度低于 20^°C 時最優。因此影響新綠原酸含量的最佳保溫條件為壓蓋材質鋁箔 + 氣泡 + 鋁箔、壓蓋厚度 2cm 煙垛垛內中心溫度低于 20% 。

由圖1c可知，在經過1a醇化后隱綠原酸含量整體呈現下降趨勢，降幅范圍為9. 86% 至21.73% 。其中在T11處理下的隱綠原酸含量下降最大，為 0.68mg/g ；T2處理下的隱綠原酸含量下降最少，為 0.28mg/g 。如表5所示，對隱綠原酸含量變化進行極差分析可知，影響隱綠原酸含量變化的最優因素為壓蓋時機，其次為壓蓋材質和壓蓋厚度。結合最佳水平來看，因素A壓蓋材質對應的水平3即材質為鋁箔 + 氣泡 + 鋁箔時最優；因素B壓蓋厚度對應的水平3即厚度為 2cm 時最優;因素C壓蓋時機對應的水平2即煙垛垛內中心溫度低于 20% 時最優。因此影響隱綠原酸含量的最佳保溫條件為壓蓋材質鋁箔 + 氣泡 + 鋁箔、壓蓋厚度 2cm 、煙垛垛內中心溫度低于 20% 。

由圖1d可知，在經過1a醇化后茛蓉亭含量整體呈現下降趨勢，除T10處理外，降幅范圍為2.81% 至 16.70% 。其中在T3處理下的茛蓉亭含量下降最大，為 0.025mg/g ;T8處理下的茛蓉亭含量下降最少，為 0.004mg/g ;T10處理時，經過一年醇化后茛蓉亭含量增加，但增幅較小，為 1.63% 。如表5所示，對茛蓉亭含量變化進行極差分析可知，三種因素對影響茛蓉亭含量變化影響一致，結合最佳水平來看，因素A壓蓋材質對應的水平1即材質為橡塑時最優；因素B壓蓋厚度對應的水平3即厚度為 2cm 時最優；因素C壓蓋時機對應的水平2即煙垛垛內中心溫度低于 20% 時最優。因此影響茛榮亭含量的最佳保溫條件為壓蓋材質橡塑、壓蓋厚度 2cm 、煙垛垛內中心溫度低于 20% 。

由圖1e可知，在經過1a醇化后蕓香苷含量整體呈現下降趨勢，降幅范圍為 16. 91% 至28.62% 。其中在T6處理下的蕓香苷含量下降最大，為 2.64mg/g ；T1O處理下的蕓香苷含量下降最少，為 1.47mg/g 。如表5所示，對蕓香昔含量變化進行極差分析可知，影響蕓香苷含量變化的最優因素為壓蓋時機，其次為壓蓋厚度，最后是壓蓋材質。結合最佳水平來看，因素A壓蓋材質對應的水平2即材質為鋁箔 +XPE+ 鋁箔時最優；因素B壓蓋厚度對應的水平2即厚度為 1cm 時最優；因素C壓蓋時機對應的水平1即煙垛垛內中心溫度低于 25^°C 時最優。因此影響蕓香苷含量的最佳保溫條件為壓蓋材質鋁箔 +XPE+ 鋁箔、壓蓋厚度1cm 、煙垛垛內中心溫度低于 25°C 。

圖1煙葉多酚類成分含量隨醇化時間變化圖

注：a.綠原酸;b.新綠原酸；c.隱綠原酸；d.莨蓉亭;e.蕓香苷

表5多酚類成分含量變化極差分析

2.2.2煙葉質體色素含量變化pH是衡量煙葉的重要指標，間接反映了煙葉的芳香性以及刺激性；類胡蘿卜素是影響煙葉香氣品質的重要萜類化合物，主要包括了葉黃素及胡蘿卜素兩大類。由表6可知，經過不同保溫處理后，煙葉內 ΔpH 值、葉黃素以及胡蘿卜素含量均有所下降，在\"鋁箔 + 氣泡+ 鋁箔、壓蓋厚度為 0.5cm. 煙垛內中心溫度低于15^°C \"條件下 pH 值降低最多，為0.31;在未經過保溫處理時的葉黃素與胡蘿卜素含量下降最多，分別為 44.57ug/g 及 21.15ug/g 。通過極差分析可知（表7），影響 pH 值和葉黃素含量變化的最優因素均為壓蓋時機，其次是壓蓋厚度，最后是壓蓋材質；影響胡蘿卜素含量變化的最優因素為壓蓋厚度。結合最佳水平來看，影響葉黃素和胡蘿卜素的最佳保溫條件為壓蓋材質鋁箔 +XPE+ 鋁箔、壓蓋厚度為 0.5cm 、煙垛垛內中心溫度低于 25^°C 。

表6煙葉pH值及質體色素含量

表7煙葉pH值及質體色素含量變化極差分析

2.3煙葉多酚類物質、質體色素含量與感官質量的關系

利用Pearson相關性法對煙葉化學成分與感官評價等多個指標進行分析。如圖2所示，綠原酸、胡蘿卜素僅與香氣量呈現負相關；隱綠原酸除去雜氣外，與其余感官指標呈現負相關性；蕓香苷僅與香氣量和余味成正相關； pH 值與感官總分、香氣量、余味呈現正相關；新綠原酸、茛榮亭和葉黃素與感官評價指標均有正相關性，其中葉黃素與感官總分、香氣質、雜氣和濃度有顯著正相關關系，說明葉黃素含量高低可能會影響煙葉感官質量評價的部分指標。

圖2煙葉指標相關性評價圖

2.4壓蓋材料、厚度和時機對煙葉綜合質量的影響

根據不同保溫條件下煙葉的感官評析指標（香氣質、香氣量、雜氣、濃度、余味）與化學成分評析指標（綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸、茛蓉亭、蕓香昔、pH、葉黃素、胡蘿卜素）進行多指標綜合加權評價，運用AHP層析分析法[26]建立有關煙葉品質多層次多目標的綜合決策。

結構層次的構建是AHP分析的關鍵因素，如圖3，將煙葉各級性狀指標間的關系進行分層結構模型構建，采用1～9標度法建立兩兩判斷矩陣[27]（表8），用于綜合評估影響因素的重要性。依據層次結構的分類，首先將一級指標進行權重計算，結果見表9。通過一致性檢驗發現，一級指標的判斷矩陣權重為（0.875，0.125），最大特征根為2.00，其一致性指標 CI=0 ，一致性比例 CR=0lt;0.1 ，因此判斷該一級指標的判斷矩陣具有滿意的一致性。二級指標分為兩大類，包括感官評價與化學評價，分別對其內部指標進行權重計算，如表10和表11所示。感官評價指標與化學成分評價指標的判斷矩陣權重分別為 （0. 385，0. 385，0. 077，0. 077， 0.077）（0.053，0.053，0.053，0.053，0.053，0.446，0.145，0.145），CI值分別為0和0.013，CR值分別為0和0.009均小于0.1，則判斷二級指標所構建的判斷矩陣一致性較高。

表8層次評分表

使用CRITIC權重法對多個指標進行綜合權重計算，如表12所示，處理組T6（鋁箔 +XPE+ 鋁箔、壓蓋厚度為 2cm 壓蓋時煙垛內中心溫度低于25°C ）加權得分最高，說明這種氣調保溫方式在基于多指標綜合評價煙葉品質上有明顯優勢，而T9處理組綜合評分較低，可能是壓蓋材質與壓蓋時機影響到煙葉品質。

圖3煙葉分層結構模型圖

表9一級指標權重及歸一化結果

表10 二級指標權重及歸一化結果（感官評價指標）

表11二級指標權重及歸一化結果（化學成分評價指標）

表12綜合加權評分結果

3討論

與自然醇化相比，氣調儲存更加有利于煙葉外觀的改善與品質提升[28]。本研究發現，醇化12個月后的煙葉感官質量明顯均高于醇化前煙葉，并且煙葉在試驗條件為\"鋁箔 +XPE+ 鋁箔、厚度 2cm 、煙垛垛內中心溫度低于 25°C \"時，煙葉醇化的感官質量提升最高。通過合理的氣調儲存技術，可以精準把控煙葉的醇化過程，保證煙葉原材料處于最佳品質。在后續投人生產管理過程中，還可以根據不同品種煙葉的醇化規律統籌管理[29]，讓煙葉在最佳感官質量下投人使用。

通常認為煙葉中的 ΔpH 值越低，其刺激性更小、更加柔和。在本研究中，經過保溫處理過的煙葉 pH 值均有所下降，在\"橡塑＼鋁箔 + 氣泡 + 鋁箔、壓蓋厚度為 0.5cm. 煙垛內中心溫度低于25°C \"條件下更加明顯。隨著類胡蘿卜素的減少，煙葉中的中性香味物質含量上升，未經保溫處理的煙葉中性香味更加濃郁。在煙葉醇化過程中，其內部將會受到酶催化[30]、微生物反應[31]等因素影響，導致化學成分發生改變。在密封降氧條件下，煙葉中綠原酸、新綠原酸、蕓香苷含量降幅相比于常規倉儲均降低[32]，這與本研究結果不同，可能是由于降氧會抑制一系列醇化酶促反應，而本研究的儲存方式與其不同所致，但煙葉內的多酚物質含量在不同的存儲方式下呈現的趨勢一致。結合氣調保溫方式來看，壓蓋時機是影響綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸、蕓香苷含量變化的關鍵因素。韓麗媛認為煙葉在高溫環境中品質更優，溫度可加速煙葉醇化進程，提高致香成分[33]，但對多酚物質含量變化尚未研究。在本實驗基礎上，后續可考慮繼續增加煙垛垛內中心溫度，探究高溫對多酚物質含量的影響及煙葉內部的生理生化變化。

通過各項指標的綜合評價來看，在T6（鋁箔 + XPE+ 鋁箔、壓蓋厚度為 2cm 、壓蓋時煙垛內中心溫度低于 25°C ）處理組下，煙葉感官品質得到明顯提升；鋁箔 +XPE+ 鋁箔與壓蓋溫度（煙垛內中心溫度低于 25°C ）對綠原酸、蕓香苷、葉黃素和胡蘿卜素含量產生了明顯影響；壓蓋厚度 2cm 則能對新綠原酸、隱綠原酸、茛蓉亭含量產生明顯影響，說明T6保溫方式對于煙葉品質的提升有明顯優勢。目前在氣調技術上對煙葉的貯存研究對象主要是復烤片煙，但實際企業在生產加工中常常需要將初烤原煙調撥到復烤廠后進行\"精片選\"[34]，導致原煙加工周期長，因此本研究針對原煙氣調保溫技術進行探究，方法簡便材料易得，可運用于實際生產加工。后續還可與復烤片煙貯存技術相結合，形成原煙與片煙的一體化養護。

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