氧气含量对复烤片烟醇化品质的影响研究

刘红光;胡玲;颜克亮;龙明海;资文华

【摘 要】为考察氧气含量对复烤片烟醇化质量的影响,研究了不同氧气含量下醇化烟叶感官质量和内在化学成分的差异.结果表明:氧气含量对醇化片烟常规化学成分影响较小,但对其可用性指数(CCUI)、多酚、色素类潜香物质和挥发性香味成分的变化影响较大,氧气体积分数越高,多酚、色素类潜香物质的降幅越大,当烟叶醇化60 d后,50％ ～ 60％、90％～100％氧气下多酚和β-胡萝卜素的变化差异逐渐缩小;氧气含量对醇化片烟的感官质量也有一定的影响,过高或过低氧气均不利于烟叶感官质量的提升,复烤片烟醇化40d左右,烟叶的感官质量最佳;综合氧气含量对醇化片烟内在化学成分和感官特性的影响,氧气体积分数为50％～60％、醇化40d左右,复烤片烟的质量较优.

【期刊名称】《云南农业大学学报》 【年(卷),期】2016(031)005 【总页数】7页(P867-873)

【关键词】复烤片烟;醇化;氧气含量;品质 【作 者】刘红光;胡玲;颜克亮;龙明海;资文华

【作者单位】红云红河烟草(集团)有限公司,云南昆明650202;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明650106;红云红河烟草(集团)有限公司,云南昆明650202;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明650106;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明650106

【正文语种】中 文 【中图分类】TS443

醇化是提升烟叶品质必不可少的环节之一，未经过一定时间存放的烟叶在品质上会存在着一定程度的缺陷，如香气粗糙，地方性杂气较重，工业可用性低，不宜直接用于卷烟加工[1]。近年来，由于烟叶原料产质量的整体下降，烟叶库存量不断加大及其自然醇化时间较长等原因，与卷烟企业高端卷烟品牌快速发展对高品质烟叶的需求矛盾日益凸显。为此，提升烟叶原料使用价值和醇化速率，加快库存周转，降低企业维护成本，保证高端卷烟品质稳定性和生产连续性，是目前烟草行业面临的一个重要课题。国内外研究人员对烟叶醇化及醇化过程中的品质变化规律进行了大量报道，一般认为仓储环境中的温度、湿度和含氧量决定了醇化质量的好坏[2-6]。以氧化剂为代表的烟叶气调法能改变烟叶仓储环境，调节醇化速率，改变烟叶醇化品质[7-8]。目前国内外关于含氧量的研究多局限于密封降氧，对高氧气含量对烟叶醇化品质影响研究报道较少[9-11]。为此，本试验选用云南烟区主栽品种红花大金元C3F的复烤片烟为研究对象，探讨不同氧气含量对复烤片烟醇化过程内在化学成分变化规律，以期为烟叶气调法技术的应用提供理论基础和参考依据，同时进一步为卷烟工业企业建立科学的烟叶原料仓储、养护机制提供科学依据。 1.1 供试材料

以2012年昆明市寻甸县种植的红大C3F的复烤后片烟为研究对象，供试片烟水分控制在(12±0.5)%。 1.2 试验设计

将片烟装入真空压缩袋，分别充满50%～60%O2(T1)、90%～100% O2(T2)，以空气(CK)为参照，每个处理重复3次。再将密封袋放入温度20 ℃、湿度60%的恒温恒湿间醇化，以密封时间为醇化起始，分别在醇化0、20、40和60 d时跟

踪取样。取样做好标识后封存于冰库，待取样全部完成后检测其常规化学成分、多酚、色素和致香成分,并进行感官质量评价。 1.3 测定指标与方法

(1)常规化学成分：水溶性糖、总糖按照YC/T 159—2002《烟草及烟草制品：水溶性糖的测定：连续流动法》进行测定；总氮按照YC/T 161—2002《烟草及烟草制品：总氮的测定：连续流动法》进行测定；钾按照YC/T 217—2007《烟草及烟草制品：钾的测定：连续流动法》进行测定；氯离子按照YC/T 162—2002《烟草及烟草制品：氯的测定：连续流动法》进行测定；烟碱按照YC/T 160—2002《烟草及烟草制品：总植物碱的测定：连续流动法》进行测定。

(2)致香前体物质：多酚含量采用YC/T 202—2006《烟草及烟草制品：多酚化合物》的方法测定；色素按照YC/T 382—2010《烟草及烟草制品：质体色素的测定：高效液相色谱法》测定。

(3)致香成分：按照TCJC-ZY-Ⅳ-014—012《烟草及烟草制品：致香成分的测定：同时蒸馏萃取—气相色谱质谱联用法》测定。

(4)感官质量评价：参照YC/T138—1998《烟草及烟草制品：感官评吸方法》和《HTTS/QPM—17》标准的规定，对单料烟进行感官评吸。评吸指标包括愉悦性、丰富性、透发性、香气量、细腻度、甜度、延绵性、成团性、柔和性、含量、杂气、刺激性、余味、劲头等14个指标，每个指标各10分。 1.4 化学成分可用性指数

本研究利用模糊数学的隶属度函数计算化学成分可用性指数[12-14](chemical components usability index, CCUI)，以此评价烟叶可用性，取值为0～1，值越高，说明烟叶可用性越高，计算公式如下:

式中，p为指标个数，Ci和Wi分别为第i种常规化学成分指标的隶属度和相应的权重。

1.4.1 隶属度的计算

本探究选用3种类型隶属度函数，即S型、反S型和抛物线形。S型隶属函数： 反S型隶属函数： 抛物线隶属函数：

式中，a1、a2、b1和b2分别代表测定的最小值、最大值、下限最优值和上限最优值。

1.4.2 评判指标及其权重的确定

根据优质烟叶对常规化学成分的要求，并结合参考相关研究结果和云南烟叶自身特点，确定了烟叶的评价指标、函数类型、临界值和权重，具体见表1。 1.5 统计分析

运用SPSS 21.0软件对数据进行统计分析。 2.1 氧气含量对醇化烟叶常规化学成分的影响

不同氧气条件下醇化烟叶常规化学成分的变化如表2所示:不同处理下醇化烟叶常规化学指标差异较小，而化学成分可用性指数(CCUI)受氧气含量的影响较大。CCUI值随醇化时间延长呈先上升后下降的变化，且在50%～60%氧气下醇化40 d时达到最大值，烟叶可用性最佳，可见从常规化学的角度分析，氧气含量为50%～60%、醇化40 d时有利于提高烟叶品质。总糖和还原糖变化趋势几乎一致，呈现先升后降的变化，其余各物质含量虽有所改变，但规律性不明显。 2.2 氧气含量对醇化烟叶潜香物质的影响

多酚类物质对烟草及其制品的品质、生理强度和色泽等有重要影响[15]。 如图1所示：3个氧气含量下醇化烟叶多酚总量呈现逐渐降低的趋势。多酚类物质中，绿原酸的降幅高于莨菪亭，而芸香苷变幅较小。随氧气含量升高，醇化过程中烟叶多酚含量差异性加大，CK与T2差异性显著，而T1介于两者之间。醇化期间，CK的降幅稳定，醇化60 d后降幅仅为6.23%，而T1、T2的多酚含量在40 d后

骤减，醇化60 d后总降幅分别达到13.35%和14.24%。

醇化过程中复烤片烟色素含量的变化如图2所示：3个处理下醇化烟叶样品中叶黄素、β-胡萝卜素含量变化规律一致，均呈逐渐下降的趋势。氧气含量越高，色素降解越快，说明氧气能加速片烟色素类物质的降解。醇化前期，CK和T1差异较小，与T2差异较大，但随醇化时间延长，T1与T2差异缩小，进一步说明当氧气含量高于50%，醇化使色素类物质快速降解，但对其最终含量影响较小。T2在醇化20 d内，色素类物质降解较为剧烈，叶黄素、β-胡萝卜素降幅分别为6.67%和10.50%。相反，CK降解过于缓慢，醇化60 d后叶黄素降幅仅为1.87%，β-胡萝卜素降幅仅为5.53%。

2.3 氧气含量对醇化烟叶致香成分的影响

不同处理下醇化的烟叶致香物质含量的变化如表3所示:3种氧气含量下烟叶的新植二烯含量在醇化中均呈现逐渐降低的趋势，而其余重要致香成分呈现不同程度增加，整体上T1、T2处理的各类致香成分含量高于CK，表现为T1>T2>CK，其CV值也大于CK。

2.4 氧气含量对醇化烟叶感官质量的影响

感官质量评价主要依靠评吸人员抽吸，虽带有一定的主观性，但却是卷烟企业配方设计的主要参考依据[1]。由于醇化后烟叶内在化学成分发生了一系列复杂变化，导致感官质量随之改变。一般认为，感官质量在醇化过程中经历了先变好、后基本稳定、再下降类似于二次抛物线变化的过程[16]。由图3可知:不同氧气含量下醇化的红大C3F感官评吸值在84～91之间，随着醇化时间的延长，均呈现先上升后下降的变化，在醇化40 d时感官质量达到最佳，且50%～60% O2下醇化的片烟感官质量优于其余2个处理。在醇化初期3个处理下的片烟感官质量差异较小，但随醇化时间延长，T1下烟叶感官质量较其他处理差异显著，由此可见，烟叶仓储环境中氧气含量过高或过低都不利于烟叶醇化，适宜的含氧量有利于提升烟叶的

醇化质量，醇化后烟叶杂气减少、刺激减弱，香气充足，吸味更加醇和。 复烤后片烟醇化过程中，烟叶常规化学各指标受氧气含量的影响较小，但对化学成分可用性指数(CCUI)影响较大，总糖和还原糖变化趋势几乎一致，呈现先升后降的变化，其余各物质含量虽有所改变，但规律性不明显。总糖、还原糖前期的升高可能是由于在醇化前期烟叶中的淀粉和纤维素等多糖物质被酶类所降解，生成终产物葡萄糖，使得其含量升高，后期水溶性糖类通过氧化变成水和二氧化碳而散失；还有一部分糖参与了棕色化反应，促进了香气品质的形成，因而水溶性总糖含量减少；还原糖与氨基化合物发生美拉德反应或是被氧化成醛类、酮类等物质，使还原糖含量呈下降趋势[17-18]。

环境含氧量对醇化期间片烟中潜香类物质影响较大，氧气含量越高，多酚、色素类潜香物质的降幅越大。醇化过程中，氧气与多酚类物质反应生成醌类物质，醌又与烟叶中的氨基酸相互作用形成黑色素[19]。但多酚含量下降较快会导致烟叶颜色加深，影响烟叶品质。因此，当氧气含量为50%，醇化时间不超过60 d时烟叶醇化质量达到最佳。随着醇化的进行，色素会降解成一系列小分子香味物质[20]，这些降解产物是烟叶中重要的香气成分，影响着卷烟的抽吸品质。然而色素降解过快也会存在烟叶颜色过深、降解产物挥发较快等问题，因此，选择适中的降解速率，才能更好保证烟叶醇化质量。

复烤后片烟醇化过程中，挥发性香味成分变化受环境中氧气含量的影响较大，特别是酮类、醛类和酚类致香物质。新植二烯进一步分解成植物呋喃等具有清醇香味的低分子化合物，致香物质能增进烤烟的香气和吃味[21-22]，环境含氧量低于50%时，氧含量越高，对烟叶醇化越有利。可能的原因是氧气含量越大越易加速多酚和色素的降解，潜香物质的快速分解导致大量致香物质生成，而烟叶内在化学成分发生的这一系列复杂变化，也导致感官质量随之改变。

本研究通过研究红大C3F复烤片烟在不同氧气含量条件下醇化烟叶内在化学成分

变化情况，探讨不同氧气含量对复烤片烟醇化品质变化规律，以期进一步为卷烟工业企业建立科学的烟叶原料仓储、养护机制提供科学依据。研究表明：氧气含量对醇化片烟常规化学成分影响较小，但对CCUI、多酚、色素类潜香物质和挥发性香味成分的变化影响较大，氧气含量越高，多酚、色素类潜香物质的降幅越大，当烟叶醇化60 d后，50%～60%、90%～100%氧气含量下潜香类和挥发性香味物质的变化差异逐渐缩小；过高或过低氧气均不利于烟叶感官质量的提升，复烤片烟醇化40 d左右，烟叶的感官质量最佳。

在醇化过程中，氧气参与了烟叶内化学反应，通过对环境中含氧量的改变能有效调节烟叶醇化速率。因此，选择适宜的氧气含量下醇化，能在保证烟叶品质的前提下，有效提升烟叶醇化速率，加快库存周转，降低企业维护成本，保证高端卷烟品质稳定性和生产连续性。综合氧气含量对醇化片烟内在化学成分和感官特性的影响，氧气含量为50%～60%、醇化40 d左右，复烤片烟的质量较优。

**通信作者Corresponding authors：龙明海(1986—)，男，重庆人，本科，工程师，主要从事烟草原料配套加工工艺研究。E-mail:******************;资文华(1977—)，男，云南曲靖人，博士，高级工程师，主要从事烟草原料配套加工技术及资源综合利用研究。E-mail：*************** 【相关文献】

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