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        打葉復(fù)烤過程中片煙品質(zhì)變化研究進(jìn)展

        2017-02-03 06:41:34張暉張果侯佩馮亞婕王東飛梁淼王建民
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2017年8期
        關(guān)鍵詞:打葉卷煙煙葉

        張暉,張果,侯佩,馮亞婕,王東飛,梁淼,王建民

        打葉復(fù)烤過程中片煙品質(zhì)變化研究進(jìn)展

        張暉1,2,張果3,侯佩1,馮亞婕1,王東飛1,*梁淼1,*王建民1

        (1.鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院,河南鄭州450001;2.天昌國際煙草有限公司,河南許昌461000;3.鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,河南鄭州450001)

        打葉復(fù)烤是卷煙工業(yè)的重要環(huán)節(jié),煙葉原料的外觀形態(tài)及內(nèi)在品質(zhì)經(jīng)打葉復(fù)烤各工序后均會發(fā)生變化,而打葉復(fù)烤后的片煙品質(zhì)對卷煙產(chǎn)品品質(zhì)具有重要影響。對片煙品質(zhì)(片煙結(jié)構(gòu)、內(nèi)在品質(zhì)及安全性等3個(gè)方面)在打葉復(fù)烤過程中的變化研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,并對進(jìn)一步提高打葉復(fù)烤后片煙品質(zhì)的技術(shù)進(jìn)行了展望。

        打葉復(fù)烤;片煙結(jié)構(gòu);化學(xué)成分;感官品質(zhì);安全性

        打葉復(fù)烤是煙葉入庫醇化前的關(guān)鍵工序,也是卷煙制絲生產(chǎn)的基礎(chǔ),經(jīng)過打葉復(fù)烤使煙片和煙梗分離,將煙葉含水率和溫度調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi),可防止煙葉原料在貯藏醇化過程中發(fā)生霉變,并且利于排沙除雜、殺蟲滅卵,提高煙葉品質(zhì)和卷煙加工品質(zhì)[1]。作為連接原煙和卷煙生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié),打葉復(fù)烤過程關(guān)系到整個(gè)煙草行業(yè)的持續(xù)、健康和穩(wěn)定發(fā)展,尤其是隨著中式卷煙戰(zhàn)略品牌的不斷深入和卷煙工藝的發(fā)展,對打葉復(fù)烤后的片煙品質(zhì)提出了更高要求。

        片煙品質(zhì)及其穩(wěn)定性,是評價(jià)打葉復(fù)烤加工技術(shù)水平的重要指標(biāo)[2]。近年來,為提高片煙品質(zhì),圍繞著打葉復(fù)烤過程中片煙品質(zhì)的變化規(guī)律,許多研究人員考查了片煙品質(zhì)經(jīng)不同打葉復(fù)烤工藝及參數(shù)后的變化情況,包括片煙結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分變化規(guī)律、片煙含水率、箱內(nèi)密度偏差率、感官品質(zhì)及安全性等方面[3]。通過綜述打葉復(fù)烤加工過程中片煙品質(zhì)(片煙結(jié)構(gòu)、內(nèi)在品質(zhì)及安全性)變化的研究進(jìn)展,以期為進(jìn)一步提高片煙品質(zhì)及其穩(wěn)定性而選擇合理的打葉復(fù)烤方式和參數(shù)提供參考。

        1 片煙結(jié)構(gòu)品質(zhì)變化

        片煙結(jié)構(gòu)是片煙品質(zhì)指標(biāo)的重要組成部分,是衡量打葉復(fù)烤品質(zhì)的重要指標(biāo)。片煙結(jié)構(gòu)與煙絲結(jié)構(gòu)及卷煙品質(zhì)關(guān)系密切,是穩(wěn)定制絲品質(zhì)的基礎(chǔ)。在打葉復(fù)烤加工過程中,煙葉受機(jī)械外力作用,造碎不可避免,如何提高片煙產(chǎn)量、減少造碎,使產(chǎn)品保持合理的葉片結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性是卷煙企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。片煙結(jié)構(gòu)是打葉復(fù)烤后葉片的片型結(jié)構(gòu),主要包括大片(>25.4mm)、中片(12.7~24.5mm)、小片(6.35~12.70mm)、碎片(2.36~6.35mm)和葉含梗率,片煙結(jié)構(gòu)與整絲率、出絲率及卷接品質(zhì)密切相關(guān)[4]。目前,控制大片率、穩(wěn)定提高中片率、降低小片率、提高長梗率,合理的葉片結(jié)構(gòu)逐步成為卷煙生產(chǎn)對片煙結(jié)構(gòu)的新要求[5]。

        隨著我國打葉復(fù)烤技術(shù)的不斷進(jìn)步,葉片結(jié)構(gòu)整體品質(zhì)逐步提高,尤其是上等煙和中等煙,中片率逐年提高,小片率和葉含梗率趨于降低,但片煙結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制有待進(jìn)一步加強(qiáng)[6]。片煙結(jié)構(gòu)受來料品質(zhì)和打葉復(fù)烤工藝參數(shù)影響,其中打葉復(fù)烤各工序?qū)ζ瑹熃Y(jié)構(gòu)品質(zhì)的影響近來成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。

        真空回潮是當(dāng)投料煙葉含水率較低或出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象時(shí)采用的增溫增濕方法,通常由于真空回潮預(yù)處理后提高了初烤煙葉的水分和溫度,增強(qiáng)了煙葉的韌性,可提高打葉復(fù)烤后片煙結(jié)構(gòu)中的大片率、中片率和長梗率,減少碎片率[7-8]。熱風(fēng)潤葉工序是打葉復(fù)烤關(guān)鍵工序之一,通過對初烤煙葉增溫增濕,以提高其耐加工強(qiáng)度,為梗葉分離提供條件。通過潤葉工序調(diào)節(jié)煙葉水分和溫度,可改善煙葉耐加工性能,提高打葉品質(zhì)。皇甫東有等人[9]研究表明,一潤后的水分和溫度對大片率、中片率、碎片率和葉含梗率影響顯著,二潤后的水分和溫度對碎片率和葉含梗率有顯著影響,而潤葉時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速對葉片結(jié)構(gòu)無顯著影響。王強(qiáng)[10]則認(rèn)為,通過適當(dāng)提高二潤后煙葉的水分和溫度,可提高出片率。

        梗葉分離是打葉復(fù)烤中的重要工序,在很大程度上決定著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和造碎程度[11]。打葉去梗工序的工藝參數(shù)直接影響了葉片結(jié)構(gòu),劉利鋒等人[12]以山東地區(qū)B2L和C3L2個(gè)等級的煙葉為對象,通過調(diào)整打葉框欄尺寸、打輥轉(zhuǎn)速的強(qiáng)度、曲線和斜率,提高了中片率,改善了葉片結(jié)構(gòu)。此外,適宜的煙葉含水率和溫度也是獲得良好打葉去梗效果的必要條件,在一定范圍內(nèi)適當(dāng)提高煙葉的打前溫度和水分,有利于提高中片率、減少碎片率[13-14]。因此,為減少煙葉造碎、提高打葉效率,也需要針對原料物理特性設(shè)置合理的打葉去梗工藝參數(shù)[15]。這些研究均表明,打葉復(fù)烤過程中煙葉水分控制是至關(guān)重要的,對片煙結(jié)構(gòu)及原料消耗具有重要影響。

        復(fù)烤是將打葉去梗后的葉片經(jīng)干燥、冷卻和回潮處理,使葉片達(dá)到規(guī)定的溫度及濕度,利于長期貯藏和醇化。復(fù)烤工序的工藝參數(shù)會影響片煙結(jié)構(gòu),如烤機(jī)回潮區(qū)加入蒸汽的壓力和蒸汽量均可影響煙葉皺縮率[16];此外,復(fù)烤溫度也是影響片煙結(jié)構(gòu)品質(zhì)的重要參數(shù),復(fù)烤過程中片煙收縮率與復(fù)烤溫度成正相關(guān),且在相同的溫度下,不同部位的片煙收縮率關(guān)系不一,具體表現(xiàn)為下部煙>中部煙>上部煙[17],基于此提出的“低卷曲復(fù)烤技術(shù)”的要點(diǎn)之一是低溫慢烤,因較低的復(fù)烤溫度利于降低葉片卷曲和收縮,保持較高的大片率、中片率,從而提高成絲率[18]。

        上述為減少片煙結(jié)構(gòu)變化而進(jìn)行的工藝參數(shù)優(yōu)化,多在傳統(tǒng)的網(wǎng)帶式復(fù)烤設(shè)備上進(jìn)行,與此同時(shí)一些研究者也開始關(guān)注新型復(fù)烤方式對片煙結(jié)構(gòu)品質(zhì)的影響[19]。劉楷麗等人[20]研究了滾筒復(fù)烤方式下烤后片煙尺寸分布變化特征,考查了不同復(fù)烤工藝參數(shù)對片煙尺寸分布的影響規(guī)律,結(jié)果表明,滾筒直接復(fù)烤后片煙大片率減少,中片率、小片率增加,結(jié)構(gòu)均勻性增大,且確定了獲得較高大片率、中片率的最佳工藝條件,為開發(fā)片煙滾筒復(fù)烤工藝提供了參考。

        2 片煙內(nèi)在品質(zhì)變化

        打葉復(fù)烤過程常伴隨著高溫高濕,煙葉內(nèi)的化學(xué)成分會發(fā)生降解轉(zhuǎn)化、合成和揮發(fā)等,從而引起片煙常規(guī)化學(xué)成分、致香成分和感官品質(zhì)等內(nèi)在品質(zhì)的變化[21]。通過研究片煙在打葉復(fù)烤過程中化學(xué)成分和感官品質(zhì)的變化,可為從內(nèi)在品質(zhì)評價(jià)成品片煙品質(zhì)提供依據(jù),且能夠?yàn)榫頍煿I(yè)企業(yè)提供高品質(zhì)的片煙原料奠定基礎(chǔ)。

        真空回潮工序旨在提高煙葉的含水率和溫度,提高煙葉抗破碎性,該工序也會對煙葉的感官品質(zhì)產(chǎn)生影響,使煙葉顏色轉(zhuǎn)深,通常不利于保持煙草本香,另外也增加復(fù)烤成本,關(guān)于是否使用真空回潮工序,業(yè)內(nèi)頗有爭議。許淑紅等人[8]對比了使用和不使用真空回潮機(jī)的葉片化學(xué)成分和感官品質(zhì)差異,結(jié)果表明使用真空回潮機(jī)后總糖、還原糖、總堿和糖堿比有所降低,總氮、鉀和氯基本不變;真空回潮工序可降低煙葉刺激性,減少雜氣。對于高檔煙葉,香氣量和煙氣濃度有所降低;而對于中低檔煙葉,香氣質(zhì)和香氣量未受明顯影響。歐清華等人[7]的研究結(jié)果同樣表明,真空回潮后進(jìn)行打葉復(fù)烤,烤后片煙總糖含量比未經(jīng)真空回潮提高,總植物堿、總氮含量略有下降,化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性提高,煙氣酸堿協(xié)調(diào),余味舒適度變好;對于低等級煙葉設(shè)置真空回潮工序是必要的。姚光明等人[22]研究了烤煙煙葉在真空回潮不同加工強(qiáng)度條件下的感官品質(zhì)變化,結(jié)果表明中等以上加工強(qiáng)度可改變煙葉香氣風(fēng)格,云南、福建地區(qū)的清香型煙葉易發(fā)生香氣風(fēng)格變化,在適宜的加工強(qiáng)度范圍內(nèi),真空回潮工序具有改善香氣質(zhì)和細(xì)膩度的作用;煙葉在中等以下加工強(qiáng)度條件下進(jìn)行真空回潮可提升其感官品質(zhì)。這些研究為在打葉復(fù)烤中合理使用真空回潮提供了參考。

        潤葉方式也可影響煙葉內(nèi)在品質(zhì),龍明海等人[23]研究了蒸汽潤葉和汽水混合潤葉2種潤葉方式對紅大B1F、云南87XZF煙葉化學(xué)成分和感官品質(zhì)的影響,表明汽水混合潤葉可顯著降低煙葉中的多酚、色素含量,潤葉后致香成分高于蒸汽潤葉。低等級煙葉適宜采用汽水混合潤葉方式促進(jìn)大分子化合物降解,中、高等級煙葉采用蒸汽潤葉可較好保留致香成分和品質(zhì)風(fēng)格特征,這為針對不同品質(zhì)檔次原料采用差異化加工工藝提供了參考。

        袁逢春等人[24]以云煙87和K3262個(gè)烤煙品種的B3F等級為對象,系統(tǒng)考查了煙葉在打葉復(fù)烤過程中一潤、二潤、儲葉及復(fù)烤4個(gè)工序后的化學(xué)成分及感官品質(zhì)變化情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)打葉復(fù)烤后煙葉總糖含量、糖氮比及糖堿比升高,總氮、煙堿和鉀含量降低,且部分工序間的差異達(dá)到顯著水平;片煙的感官品質(zhì)升高,實(shí)現(xiàn)了打葉復(fù)烤過程保香、除雜和提質(zhì)的目的。楊波等人[25]考查了紅大B2F和C3F 2個(gè)等級煙葉經(jīng)真空回潮、潤葉和復(fù)烤工序后的常規(guī)化學(xué)成分、香味成分和感官品質(zhì)變化規(guī)律,結(jié)果表明回潮和潤葉中因淀粉的降解轉(zhuǎn)化引起總糖及還原糖增加,而復(fù)烤后又在一定程度上降低,而各工序?qū)焿A、總氯、總鉀和總氮影響不明顯;回潮和潤葉工序可提升香氣品質(zhì),復(fù)烤后香氣減弱,雜氣和刺激性在整個(gè)打葉復(fù)烤過程中均減弱。這是由于復(fù)烤中的高溫高濕環(huán)境易造成苯乙醛、茄酮、大馬酮、十六酸等其他醛酮類、酸類香味成分的損失,并且隨復(fù)烤溫度的升高,煙草逸出的香味成分增多。瞿永生等人[26]采用打葉復(fù)烤過程中煙草逸出物捕集裝置,結(jié)合熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了河南、云南和貴州3個(gè)產(chǎn)區(qū)的上、中部煙葉致香成分逸出情況。結(jié)果表明,隨復(fù)烤溫度上升,不同部位煙草逸出物增加比例不一,中部煙葉增加比例高于上部煙葉,且復(fù)烤溫度對河南地區(qū)中部煙葉影響程度較大。因此,較低的復(fù)烤溫度有利于保留煙葉香氣量[1,18]。另外,復(fù)烤工序還可通過降低煙葉pH值來改善煙氣刺激性和口感特性[27]。

        除了通過優(yōu)化復(fù)烤工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)片煙的保香提質(zhì)外,在復(fù)烤前對葉片施加料液后進(jìn)行復(fù)烤的加料復(fù)烤技術(shù)也成為行業(yè)的研究熱點(diǎn)。張曉兵等人[28]跟蹤對比了經(jīng)加料和未加料處理的復(fù)烤片煙化學(xué)成分和感官品質(zhì)變化,結(jié)果表明加料復(fù)烤方法有利于改善片煙內(nèi)在品質(zhì)。陳長清等人[29]通過對復(fù)烤前煙葉施加不同添加劑來提高片煙內(nèi)在品質(zhì),其中酶與料液混合施加的復(fù)烤片煙總糖、還原糖、糖堿比和糖氮比升高,煙草香味成分和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物提高,片煙內(nèi)在品質(zhì)得以提升。另外,不同復(fù)烤方式也會引起片煙內(nèi)在品質(zhì)的變化[30]。李善蓮等人[19]比較了傳統(tǒng)網(wǎng)帶復(fù)烤、網(wǎng)帶直接復(fù)烤、滾筒直接復(fù)烤和氣流直接復(fù)烤4種方式對片煙品質(zhì)的影響,綜合來看,滾筒直接復(fù)烤后片煙含水率均勻,香味物質(zhì)損失少,煙草本香保持較好。

        3 片煙安全性變化

        卷煙主流煙氣中有害成分釋放量受煙葉原料影響顯著[31-33],而打葉復(fù)烤為卷煙企業(yè)提供最直接的生產(chǎn)原料[34],片煙品質(zhì)對卷煙主流煙氣安全性有著最直接的聯(lián)系,可用卷煙主流煙氣中關(guān)鍵有害成分釋放量來衡量片煙安全性。最近的研究表明,打葉復(fù)烤過程對片煙安全性指標(biāo)及卷煙主流煙氣中的有害成分釋放量也有重要影響。

        陳昆燕等人[35]以紅花大金元B3F,C3F,X2F煙葉為對象,研究了打葉復(fù)烤各工序?qū)頍熤髁鳠煔鈿淝杷崤c苯并(α)芘和巴豆醛釋放量的影響。結(jié)果表明,各工序后上部煙葉卷煙樣品的氫氰酸釋放量最高,下部煙葉最低;一潤工序大幅提高了上部煙葉氫氰酸釋放量,二潤工序降低了下部煙葉苯并(α)芘釋放量;復(fù)烤工序可分別降低中、下部煙,中17.29%和14.96%的巴豆醛釋放量;上部煙葉在打葉復(fù)烤過程中主流煙氣3種有害成分變化幅度大于下部煙葉。

        打葉復(fù)烤過程中片煙品質(zhì)的變化還可引起卷煙主流煙氣中氨、一氧化碳和酚類化合物的釋放量變化,中、下部煙葉經(jīng)一潤后,煙葉主流煙氣氨和一氧化碳釋放量變化率較大,上部煙葉經(jīng)復(fù)烤后主流煙氣中氨和一氧化碳釋放量變化明顯[36];上部和下部煙葉經(jīng)潤葉處理后酚類化合物釋放量增加,而葉片復(fù)烤工序可降低各等級煙葉的酚類化合物釋放量[37]。此外,白肋煙葉中的煙草特有亞硝胺(TSNAs)含量經(jīng)打葉處理后顯著上升,經(jīng)復(fù)烤處理后下降,其中NNN,NAT和NAB的含量經(jīng)打葉復(fù)烤整個(gè)過程顯著上升[38]。

        4 小結(jié)與展望

        目前,隨著我國打葉復(fù)烤技術(shù)的不斷進(jìn)步,片煙品質(zhì)明顯提高,打葉復(fù)烤關(guān)鍵工序?qū)ζ瑹熎焚|(zhì)(片煙結(jié)構(gòu)、內(nèi)在品質(zhì)及安全性)影響的整體規(guī)律逐步明晰;然而,這些研究多是各企業(yè)針對生產(chǎn)中存在問題的單一或少量類型煙葉展開的,應(yīng)加強(qiáng)對不同類型、產(chǎn)地、品種、等級煙葉在打葉復(fù)烤過程中工藝參數(shù)與片煙品質(zhì)間變化規(guī)律的系統(tǒng)化數(shù)據(jù)研究及信息化數(shù)據(jù)庫建立,為建立針對原料特性的打葉復(fù)烤工藝參數(shù)模型提供支撐。

        此外,提高打葉復(fù)烤過程中片煙品質(zhì)的均勻性,實(shí)現(xiàn)煙葉生產(chǎn)加工精細(xì)化、均質(zhì)化仍將是打葉復(fù)烤企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。近些年,打葉復(fù)烤企業(yè)在提高片煙產(chǎn)品品質(zhì)均勻性方面進(jìn)行了卓有成效的探索,通過葉柄分離[39]、分離風(fēng)選除雜煙葉[40]、原煙配方分組打葉[41]、基于分組加工技術(shù)的打葉復(fù)烤工藝[42]等精細(xì)化加工方式和SPC技術(shù)[43-44]、近紅外光譜在線監(jiān)測技術(shù)[45]等控制方式的使用,一定程度上提高了打葉復(fù)烤片煙品質(zhì)的均勻性。在當(dāng)前我國中式卷煙發(fā)展需求和卷煙產(chǎn)品向大品牌集中的發(fā)展趨勢下,為保證卷煙品牌做大、規(guī)格做精,對卷煙產(chǎn)品品質(zhì)的均質(zhì)化提出了更高的要求,然而打葉復(fù)烤企業(yè)對片煙品質(zhì)均勻性和穩(wěn)定性的控制與卷煙工業(yè)企業(yè)的要求仍存在差距,為貫徹全面提升中式卷煙綜合品質(zhì)、充分發(fā)揮煙葉原料使用價(jià)值、適應(yīng)卷煙產(chǎn)品對煙葉原料的品質(zhì)要求,打葉復(fù)烤企業(yè)仍需在提升片煙品質(zhì)均勻性和精細(xì)化加工方面繼續(xù)加強(qiáng)研究。

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        AdvancesinQualityChangesofLaminaofFlue-curedTobacco duringThreshingandRedryingProcess

        ZHANGHui1,2,ZHANGGuo3,HOUPei1,F(xiàn)ENGYajie1,WANGDongfei1,*LIANGMiao1,*WANGJianmin1
        (1.CollegeofFoodandBioengineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou,He'nan450001,China;2.TianchangInternationalTobaccoCo.,Ltd.,Xuchang,He'nan461000,China;3.CollegeofMaterialandChemical Engineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou,He'nan450001,China)

        Threshingandredryingprocessisanimportantstepincigaretteindustry.Thesizeanddistributionandinherent qualityoftobaccolaminawouldexperienceaseriesofchangesduringthethreshingandredryingprocedure.Thequalityof flue-curedtobaccolaminahasimportantinfluenceoncigaretteproductquality.Theresearchprogressofflue-curedtobacco laminaqualitychangesduringthreshingandredryingprocessisreviewedfromthreeaspectsofstripsizedistribution,inherent qualityandharmfulcomponentsofmainstreamsmoke.Moreover,thethreshingandredryingtechnologythatcanfurther promotethequalityofflue-curedtobaccolaminaisdiscussed.

        threshingandredrying;stripsizedistribution;chemicalcomposition;sensoryquality;safety

        TS44

        A

        10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.04.042

        1671-9646(2017)04b-0049-04

        2017-03-31

        河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(17B550006);鄭州輕工業(yè)學(xué)院博士科研基金項(xiàng)目(2014BSJJ067)。

        張暉(1984—),男,碩士,工程師,研究方向?yàn)榇蛉~復(fù)烤技術(shù)。

        *通訊作者:梁淼(1987—),男,博士,講師,研究方向?yàn)闊煵菁庸ぜ夹g(shù)。王建民(1963—),男,碩士,教授,研究方向?yàn)闊煵菁庸ぜ夹g(shù)。

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