瞿先中, 徐迎波, 丁乃紅, 程雷平, 查 勇, 蔣士盛

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低次煙葉的烘焙技術(shù)研究

瞿先中*1, 徐迎波1, 丁乃紅1, 程雷平2, 查 勇2, 蔣士盛2

(1. 安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心, 安徽 合肥, 230088; 2. 安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 蕪湖卷煙廠, 安徽 蕪湖, 241002)

為探索一種新的處理低次煙葉的加工方法, 提升煙葉的使用價(jià)值, 通過設(shè)計(jì)低、中、高3種烘焙強(qiáng)度, 從過程水分、物理指標(biāo)、常規(guī)化學(xué)成分、香味成分及感官質(zhì)量5個(gè)方面系統(tǒng)分析了在3種烘焙強(qiáng)度處理下煙絲的質(zhì)量狀況, 同時(shí), 研究了單糖施加對(duì)低次煙葉烘焙處理的效果. 試驗(yàn)結(jié)果表明, 烤煙烘焙處理強(qiáng)度應(yīng)低于白肋煙, 且單糖能改善烘焙后低次煙葉的質(zhì)量, 低強(qiáng)度條件下烘焙后煙絲的質(zhì)量較原料樣顯著提升.

低次煙葉; 烘焙技術(shù); 香味成分

烘焙線對(duì)白肋煙處理是非常重要的一道工序, 由加里料機(jī)、烘焙機(jī)及加表料機(jī)組成. 加里料機(jī)采用雙噴嘴加料, 可實(shí)現(xiàn)大比例加料, 加里料后水分在30%以上, 煙葉在烘焙機(jī)中的烘干時(shí)間在8～12 min可調(diào). 烘干后的煙葉水分在5%左右, 經(jīng)回潮至14%左右, 加表料后的煙葉水分在21%左右, 后經(jīng)切絲、薄板干燥至12.5%左右水分的煙絲[1].

國(guó)內(nèi)外煙草企業(yè)對(duì)白肋煙烘焙過程中的美拉德反應(yīng)開展了深入研究, 白肋煙具有水溶性糖含量低, 而煙堿、蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮物質(zhì)含量高的特點(diǎn), 因此, 加料對(duì)白肋煙烘焙具有重要作用, 料液通常為甘草膏、可可粉、糖類及保潤(rùn)劑等, 主要是增加還原糖含量. 還原糖與氨基酸在白肋線高溫烘焙過程中, 發(fā)生美拉德反應(yīng), 生成吡嗪、吡啶、吡咯、呋喃等白肋煙特征香氣成分[2—5].

低次煙葉香氣質(zhì)差、香氣量少、雜氣重、刺激性大、殘留多, 但含有美拉德反應(yīng)的2個(gè)底物, 構(gòu)成美拉德反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ); 同時(shí), 白肋煙烘焙相對(duì)于目前的烤煙制絲線, 溫度高、時(shí)間長(zhǎng), 構(gòu)成美拉德反應(yīng)的工藝基礎(chǔ). 另外, 從低次煙葉內(nèi)在成分分析, 主要是低沸點(diǎn)物質(zhì)與高沸點(diǎn)物質(zhì)比例不協(xié)調(diào), 酸堿物質(zhì)含量比例不協(xié)調(diào), 還原糖含量相對(duì)偏低, 低沸點(diǎn)物質(zhì)含量偏高, 造成抽吸時(shí), 雜氣重, 刺激性偏大, 因此, 利用烘焙線的高溫處理, 可降低低次煙葉的雜氣及刺激性, 改善余味. 因此, 利用烘焙線處理低次煙葉, 原理上可行[6—7].

1 材料與方法

1.1 材料、設(shè)備與儀器

2010年重慶上部低次煙BX, 3 000 kg; HBT白肋煙烘焙機(jī)(流量: 1 500 kg/h, 德國(guó)Hauni公司); DD60填充測(cè)定儀(德國(guó)Borgwalt公司); TM710型紅外水分儀(美國(guó)DNC公司); CJ301煙絲振動(dòng)分選篩(鄭州煙草研究院); AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀(德國(guó)布朗魯比公司); Agilent 6890/5973N氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀.

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3 000 kg 2010年重慶BX片煙經(jīng)松散回潮, 貯葉2 h, 設(shè)計(jì)低(試驗(yàn)一)、中(試驗(yàn)二)、高(試驗(yàn)三)3種不同烘焙強(qiáng)度, 及在低強(qiáng)度下添加糖料后處理(試驗(yàn)四), 貯葉后分4次出料, 每批約800 kg. 料液配制方法見表1. 4組試驗(yàn)表料配制方法相同, 均為水; 試驗(yàn)一、二、三里料配制方法相同, 均為水; 試驗(yàn)四里料含50%的60%糖溶液. 工藝參數(shù)設(shè)計(jì)見表2.

表1 料液配制表 /kg

表2 烘焙線工藝參數(shù)表

1.2.2 評(píng)吸

由12位專家組成評(píng)吸小組, 評(píng)價(jià)方式為暗評(píng)方式, 主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有香氣特性指標(biāo)(香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、協(xié)調(diào)性), 煙氣特性指標(biāo)(濃度、勁頭、細(xì)膩程度)和口感特性指標(biāo)(刺激性、干燥感、干凈程度). 選擇2010年重慶BX原料為對(duì)照樣, 各評(píng)吸指標(biāo)經(jīng)所有評(píng)委討論, 確定對(duì)照樣的基準(zhǔn)分, 經(jīng)松散回潮、里料及烘焙3個(gè)工序后, 樣品分別與對(duì)照樣進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸. 對(duì)比評(píng)吸時(shí), 需對(duì)感官質(zhì)量指標(biāo)變化方向和變化程度作出判斷, 以0.5分為最小單位, 數(shù)值的正負(fù)表示變化方向, 數(shù)值的大小表示變化的程度.

2 結(jié)果與討論

2.1 過程水分

由過程水分檢測(cè)結(jié)果(表3)[8]可知, 4組試驗(yàn)過程樣品水分較好地符合了設(shè)計(jì)工藝參數(shù).

表3 過程水分檢測(cè)結(jié)果 /%

試驗(yàn)潤(rùn)葉后樣品里料后樣品冷卻區(qū)樣品回潮出口樣品 試驗(yàn)一20.9920.9920.9920.9928.6110.2313.01 試驗(yàn)二30.798.3112.69 試驗(yàn)三32.175.4211.53 試驗(yàn)四27.5810.1912.28

2.2 常規(guī)化學(xué)成分

樣品在40 °C下烘干, 粉碎后過40目篩, 備用, 利用AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀檢測(cè)[9—11]. 2010年重慶BX原料PH值為5.22, 水溶性糖含量為11.11%, 煙堿含量為3.43%, 糖堿比為3.24. 成分嚴(yán)重不協(xié)調(diào), 是原料雜氣重、刺激性大的一個(gè)主要原因.

分別檢測(cè)了試驗(yàn)一、二、三、四里料、切絲后樣品的常規(guī)化學(xué)成分, 試驗(yàn)過程樣品常規(guī)化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果見表4.

由表4可知, 煙絲PH值, 試驗(yàn)一、二、三里料后樣品相同, 烘焙后PH值均有不同程度地降低, 且隨著處理強(qiáng)度的增大, 降低幅度加大, 試驗(yàn)四烘焙后樣品與里料后相比, 也是降低, 這與美拉德反應(yīng)的機(jī)理相吻合, 因美拉德反應(yīng)過程中會(huì)釋放出CO2; 同時(shí), 由于原料中煙堿與揮發(fā)堿的含量高, 高溫烘焙處理過程中, 一部分含氮的游離煙堿、氨基酸等堿性物質(zhì)揮發(fā), 導(dǎo)致烘焙后樣品PH值降低.

試驗(yàn)四設(shè)計(jì)目標(biāo)是在煙葉中增加3%左右的糖, 從檢測(cè)結(jié)果分析, 增加2.8%, 基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo). 從試驗(yàn)一、二、三過程樣品常規(guī)化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果分析, 烘焙前后, 糖含量降低的幅度較小, 且隨著處理強(qiáng)度的增大降低幅度加大, 試驗(yàn)四烘焙前后, 糖含量降低3.24%, 由于煙葉中自身含有的糖在細(xì)胞內(nèi)且相對(duì)穩(wěn)定, 而外源添加的糖附著在煙葉表面及煙葉細(xì)胞之間, 反應(yīng)活性增強(qiáng), 因此, 在烘焙過程中要利用煙葉自身的糖發(fā)生美拉德反應(yīng), 煙葉中的糖含量必須達(dá)到一定比例. 最有效的方式是添加外源糖, 單糖本身是一種多羥基化合物, 具有保潤(rùn)性能, 對(duì)低次煙的感官品質(zhì)也有改善作用.

2.3 香味成分

香味成分采用甲醇萃取煙末樣品, 濃縮后采用6890GC-5973N法測(cè)定. 香味成分檢測(cè)結(jié)果見表5.

由表5可得, 試驗(yàn)一、二、三烘焙后與里料后相比, 香味成分總量增加均在16%以上, 且隨著處理強(qiáng)度的加大, 香味成分總量增加比例升高; 試驗(yàn)四烘焙后與里料后相比, 香味成分總量增加40%以上, 說明外源性糖附著在煙葉表面, 更容易在烘焙過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)及焦糖化反應(yīng).

由圖1可得, 香味成分中含有焦甜香韻物質(zhì), 如糠醛、糠醇、5-甲基糠醛、5-羥甲基糠醛等含量顯著增加, 從反應(yīng)產(chǎn)物證明烘焙過程中還原糖與氨基酸發(fā)生了美拉德及焦糖化反應(yīng), 同時(shí), 煙葉烘焙是豐富與彰顯焦甜香的一種工藝處理途徑.

表5 香味成分檢測(cè)結(jié)果 /(μg·g-1)

注: 標(biāo)“*”者為目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)面積定量法檢測(cè).

圖1 烘焙前后焦甜香韻成分總量對(duì)比

2.4 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

將試驗(yàn)一、二、三、四切絲樣品與原料樣品對(duì)比評(píng)價(jià), 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見表6.

表6 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果 /分

由表6可知, 4組試驗(yàn)烘焙后樣品的感官質(zhì)量總得分都高于原料樣, 其中試驗(yàn)四得分最高, 試驗(yàn)一、二、三得分依次降低, 但相對(duì)于原料樣, 試驗(yàn)一、四所有感官評(píng)吸指標(biāo)都有改善和提高. 總分、香氣特性、煙氣特性(除勁頭)、勁頭及舒適特性指標(biāo)變化如圖2—5所示. 香氣特性包括香氣質(zhì)、香氣量及雜氣; 煙氣特性包括濃度、勁頭及細(xì)膩程度; 舒適感特性包括刺激性、干燥感、干凈程度及甜度.

圖2 樣品感官質(zhì)量總分變化

圖3 香氣特性得分變化

圖4 樣品感官質(zhì)量煙氣特性(除勁頭)得分變化

圖5 樣品感官質(zhì)量舒適特性得分變化

從試驗(yàn)一、二、三烘焙前后樣品感官質(zhì)量變化分析, 烤煙烘焙的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不同于白肋煙烘焙, 應(yīng)適當(dāng)降低處理強(qiáng)度, 結(jié)合本次試驗(yàn)結(jié)果, 試驗(yàn)一的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)較為合理, 且在低次煙葉中添加一定量的糖, 能提升烘焙后樣品的感官品質(zhì), 感官評(píng)價(jià)結(jié)果與常規(guī)化學(xué)成分及香味成分檢測(cè)結(jié)果相吻合.

另一方面, 從美拉德反應(yīng)的機(jī)理也能證明, 美拉德反應(yīng)有3種途徑, 每種途徑又由多步反應(yīng)組成, 反應(yīng)步驟增多, 反應(yīng)產(chǎn)物的分子量變小, 沸點(diǎn)降低, 且很多最終產(chǎn)物呈苦味, 造成煙氣的口感特征變差.

由圖6分析可知, 隨著烘焙強(qiáng)度的增大, 勁頭降低. 勁頭主要是由煙葉中的煙堿引起的, 煙堿本身是可揮發(fā)性物質(zhì), 強(qiáng)度越大, 揮發(fā)掉的煙堿越多, 勁頭越小. 同時(shí), 煙堿也是含氨基的化合物, 可以糖進(jìn)行反應(yīng), 試驗(yàn)四中添加了單糖, 所以勁頭降低的幅度更大, 說明了烘焙過程中發(fā)生了美拉德反應(yīng).

圖6 樣品感官質(zhì)量勁頭得分變化

3 結(jié)論

隨著煙草行業(yè)的發(fā)展及卷煙消費(fèi)結(jié)構(gòu)的提高, 對(duì)煙葉原料尤其是高檔原料的需求越來越大, 但由于煙葉原料自身的特點(diǎn)及采購(gòu)計(jì)劃的限制, 決定了一定數(shù)量下低等煙葉的存在, 目前, 除五類卷煙外, 行業(yè)內(nèi)普遍采用CO2膨脹處理下低等煙, 但膨脹絲存在2個(gè)主要缺點(diǎn): ①膨脹絲的利用率偏低; ②由于膨脹絲原料等級(jí)結(jié)構(gòu)偏低, 高溫膨脹后, 感官品質(zhì)差, 煙氣中帶有典型的膨脹絲氣息, 這就限制了膨脹絲在中高檔卷煙中的使用比例. 如何使用好這些下低等煙葉是行業(yè)內(nèi)共同面對(duì)的難題.

本文探索了一種新的處理低次煙葉的加工方法, 提高低次煙葉的可用性. 從工藝參數(shù)及料液2個(gè)方面設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案. 從過程水分符合性、常規(guī)化學(xué)成分、香味成分及感官質(zhì)量4個(gè)方面評(píng)價(jià)及對(duì)比分析了烘焙處理前后的樣品, 得出烤煙烘焙相對(duì)于白肋煙, 應(yīng)適當(dāng)降低烘焙處理的強(qiáng)度. 同時(shí), 初步確定了工藝參數(shù)及料液設(shè)計(jì)方案.

從烘焙前后樣品的香味成分分析, 烘焙后, 樣品中具有焦甜香韻物質(zhì)的含量有較大幅度增加, 這也是一種增強(qiáng)烤煙焦甜香韻的加工方法.

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[11] YC/T159-2002 煙草及煙草制品水溶性糖的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)法[S].

Research of the toasting technique used in the discarded tobacco leaf

QU XianZhong1, XU YingBo1, DING NaiHong1, CHENG LeiPing2, ZA Yong2, JIANG ShiSheng2

(1. Technical Center, China Tobacco Anhui Industrial Corporation, Hefei 230088, China; 2. Wuhu Cigeratte Factory , China Tobacco Anhui Industrial Corporation,Wuhu 241002, China)

In order to discuss a new method used in handling the discarded tobacco, purpose of the experiment was promoting use value of the leaf, three handled strengths were designed including low, medium and high. The quality of the handled tobacco was analyzed by the process moisture, the tobacco physical index, the regular chemistry, the volatile composition and the sensoryquality. Meanwhile, the handling effect of using the simple sugar in the process of toasting was researched. The handled strength of the flue-cured tobacco should be lower than the burley tobacco from the analysis of the experiment result. The simple sugars could promote the quality of the discarded tobacco leaf after toasting. The quality of the cut tobacco after toasting in low strength was significantly promoted via the raw material.

the discarded tobacco leaf; the toasting technique; the flavor component

TS 44+3

1672-6146(2014)01-0089-06

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.01.022

通訊作者email: quxz7909@sina.com.

2013-12-02

(責(zé)任編校: 江 河)