姜 宇 周 文 周 康 趙晨婕

（四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長(zhǎng)城雪茄煙廠，四川 什邡 615000）

0 引言

雪茄是一種特殊的煙草制品。傳統(tǒng)意義上的雪茄是指全部用雪茄煙葉手工卷制而成的煙卷，從外到內(nèi)由茄衣、茄套和茄芯3部分組成。相比普通卷煙，雪茄具有勁頭大、香氣豐滿且香味濃郁等特點(diǎn)［1］。受生態(tài)條件、生產(chǎn)技術(shù)等多方面因素影響，國(guó)產(chǎn)雪茄煙葉原料普遍存在風(fēng)格特征不明顯、香氣質(zhì)感較粗糙等問題。一直以來，國(guó)產(chǎn)中高端雪茄煙葉原料以進(jìn)口原料為主。近年來，國(guó)產(chǎn)雪茄特別是手工雪茄銷量由2015年的173.5萬支增長(zhǎng)至2021年的2 294.0萬支［2］。隨著國(guó)產(chǎn)雪茄產(chǎn)銷量日益增長(zhǎng)，以及受國(guó)外雪茄原料因新型冠狀病毒肺炎疫情無法及時(shí)進(jìn)入我國(guó)等各方面因素的影響，各工業(yè)企業(yè)均面臨原料短缺的問題，因此，提高對(duì)國(guó)產(chǎn)雪茄原料品質(zhì)的掌控能力，降低工業(yè)企業(yè)對(duì)進(jìn)口原料的過度依賴是亟待解決的問題。

在雪茄煙葉生產(chǎn)中，煙葉原料的品質(zhì)受品種［3-4］、栽培［5］、晾制［6-7］、發(fā)酵等多方面因素的影響。其中，發(fā)酵是影響雪茄煙葉品質(zhì)提升的主要環(huán)節(jié)。采用合適的發(fā)酵工藝可以有效改善煙葉的外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分和感官品質(zhì)。

1 雪茄煙葉發(fā)酵機(jī)制及意義

1.1 雪茄煙葉發(fā)酵機(jī)制

有關(guān)煙葉發(fā)酵的機(jī)制研究始于1858年［8］，目前共有3種假說［9］，分別為氧化作用、微生物作用和酶作用。氧化作用假說認(rèn)為，煙葉本身所含的某些無機(jī)元素（鐵、鎂）等導(dǎo)致煙葉被空氣中的氧催化氧化，這一過程就是煙葉發(fā)酵。朱大恒等［10］研究表明，在有氧條件下發(fā)酵的煙葉其多種化學(xué)成分含量比無氧環(huán)境下發(fā)酵的煙葉下降更多，說明煙葉發(fā)酵過程中氧氣含量對(duì)煙葉中主要化學(xué)成分的降解和轉(zhuǎn)化起到了至關(guān)重要的作用。微生物作用假說是由科學(xué)家小什列晉格于1880年提出的，他認(rèn)為煙葉發(fā)酵初期是由微生物的活動(dòng)引發(fā)的，而煙葉中的無機(jī)元素等催化劑則為后續(xù)發(fā)酵提供了動(dòng)力。酶作用假說由科學(xué)家列夫提出，他認(rèn)為煙葉中存在的一些酶類，如過氧化氫酶和氧化酶等，是引起煙葉發(fā)酵的主要原因。20世紀(jì)50年代，有研究發(fā)現(xiàn)煙葉本身所含的蛋白質(zhì)有將近1/2被自身的酶所水解，產(chǎn)生了大量的氨基酸；也有研究發(fā)現(xiàn)，煙葉中的酶和微生物共同作用影響煙葉發(fā)酵［11-13］。例如，韓錦峰等［14］認(rèn)為在煙葉發(fā)酵初期，煙葉中的酶起主導(dǎo)作用，而微生物的作用發(fā)揮則貫穿整個(gè)發(fā)酵過程。綜合目前的研究結(jié)果，人們普遍認(rèn)為煙葉的發(fā)酵是由氧化、微生物和酶三者共同作用的結(jié)果［15］。

1.2 雪茄煙葉發(fā)酵的目的及意義

發(fā)酵是提高煙葉可用性和感官質(zhì)量的一種加工方法，分為自然醇化和人工發(fā)酵兩類。自然醇化是指將調(diào)制后的鮮煙葉，也就是原煙，置于一定溫度和濕度環(huán)境中，一兩年后煙葉的內(nèi)在成分發(fā)生變化，煙葉本身的品質(zhì)缺陷被修復(fù)。人工發(fā)酵是指通過模擬自然發(fā)酵的環(huán)境，將煙葉置于發(fā)酵室內(nèi)，通過人工調(diào)節(jié)環(huán)境的溫濕度，加快煙葉的發(fā)酵速度。這種發(fā)酵方法的發(fā)酵周期短，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但工藝流程和操作步驟與自然醇化相比較為復(fù)雜。在普通卷煙生產(chǎn)過程中，一般會(huì)通過外加香料、香精的方式增加香氣，用以彌補(bǔ)煙葉本身的缺陷。但雪茄煙燃吸過程中香氣物質(zhì)的釋放完全來自煙葉本身，對(duì)煙葉的品質(zhì)要求更高。因此，采用科學(xué)、合理的發(fā)酵方法一直都是煙草科技工作者的研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)［16］。

2 雪茄煙葉發(fā)酵工藝

雪茄煙晾制結(jié)束后會(huì)進(jìn)行農(nóng)業(yè)發(fā)酵和工業(yè)發(fā)酵。這兩類發(fā)酵均屬于人工發(fā)酵，經(jīng)過兩次發(fā)酵后的煙葉才能應(yīng)用于雪茄煙卷制。農(nóng)業(yè)發(fā)酵的目的是促進(jìn)煙葉中淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)降解、轉(zhuǎn)化，減少煙葉的青雜氣，使其特征香氣顯露。而工業(yè)發(fā)酵則是工業(yè)企業(yè)采用不同的方法和技術(shù)，在一定的溫濕度條件下對(duì)雪茄煙葉進(jìn)行二次發(fā)酵，目的是根據(jù)品牌需求賦予其所需的風(fēng)格特色。常用的雪茄煙葉發(fā)酵工藝有堆積發(fā)酵、裝箱發(fā)酵和介質(zhì)發(fā)酵，應(yīng)根據(jù)煙草品種、調(diào)制后煙葉狀態(tài)、煙葉用途和生產(chǎn)環(huán)境條件選擇對(duì)應(yīng)的發(fā)酵工藝。采用合適的發(fā)酵工藝可以減輕煙葉的青雜氣，降低刺激性，使香氣顯露、煙氣醇和、油分更加充足［17-18］。經(jīng)過發(fā)酵，煙葉中的蛋白質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)降解為有機(jī)酸、羰基類化合物等香氣前體物，同時(shí)經(jīng)過發(fā)酵的煙葉外觀質(zhì)量也會(huì)得到改善，如支脈變細(xì)、光澤度提升、葉面顏色更為均勻［19］。

2.1 堆積發(fā)酵

堆積發(fā)酵是雪茄煙葉初次發(fā)酵廣泛采用的發(fā)酵方式，一般用于茄芯煙葉發(fā)酵，也可用于茄衣和茄套煙葉發(fā)酵，但容易破壞煙葉的完整性，降低工業(yè)使用價(jià)值［20］20。煙葉晾制下架后，先根據(jù)煙葉的品種和部位進(jìn)行分組，然后對(duì)同一品種、同一部位的煙葉進(jìn)行初分級(jí)，并將同等級(jí)的25～30片煙葉扎為一把。根據(jù)發(fā)酵房的面積合理規(guī)劃煙堆大小，煙葉堆垛規(guī)格一般為長(zhǎng)3.0～4.0 m、寬1.5～2.0 m、高1.0～1.5 m，垛形一般為長(zhǎng)方形，每堆煙葉質(zhì)量1 500～3 000 kg。堆碼時(shí)煙葉把頭朝外、葉尖朝內(nèi)，煙把與煙把之間循序相壓、交叉堆放，減少煙葉間的空隙，利于熱量集聚。堆積好后，煙垛上覆蓋麻袋片，在煙堆側(cè)面四個(gè)方向中央插上溫度檢測(cè)探頭，并掛上標(biāo)識(shí)卡。碼垛好的雪茄煙葉應(yīng)堆放在墊木板上，墊木板上需要鋪麻袋片等鋪墊物，避免煙葉與地面直接接觸。

發(fā)酵前，茄衣煙葉初始含水量應(yīng)控制在20%～24%，茄芯煙葉初始含水量應(yīng)控制在20%～27%。煙葉初始含水量過低，則發(fā)酵升溫慢且溫度低，難以達(dá)到預(yù)期的發(fā)酵效果；煙葉初始含水量過高，則發(fā)酵增溫快，容易造成煙葉發(fā)酵過度，出現(xiàn)壓油、碳化等現(xiàn)象。在發(fā)酵過程中，當(dāng)堆芯溫度升至預(yù)設(shè)溫度時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行翻堆，翻堆的原則是上翻下、內(nèi)翻外，如此循環(huán)操作，直至發(fā)酵結(jié)束。

2.2 裝箱發(fā)酵

裝箱發(fā)酵工藝具有垛形小、發(fā)酵溫濕度易控制等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)雪茄煙葉精準(zhǔn)發(fā)酵的最佳方法之一，常用于茄衣和茄套煙葉發(fā)酵［21-22］。發(fā)酵箱長(zhǎng)120 cm、寬100 cm、高100 cm，一次發(fā)酵煙葉120～180 kg。裝箱時(shí)，將茄衣、茄套煙葉順木箱長(zhǎng)方向平鋪煙把，第二把煙葉壓在第一把煙葉的葉尖1/3處，逐層裝至箱口，壓實(shí)煙葉，蓋嚴(yán)棉布、麻袋片及蓋板。發(fā)酵5～7 d后，當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)，應(yīng)立即翻垛。翻垛時(shí)要輕抖煙把、撕開粘連葉片，含水量較高時(shí)應(yīng)將煙把晾在通風(fēng)的室內(nèi)，以便于散熱、散味和排除過多的水分。當(dāng)煙葉溫度降至正常室溫時(shí)，進(jìn)行第二次裝箱，方法同第一次裝箱。如此循環(huán)操作，當(dāng)葉片顏色明顯加深、色澤均勻一致、刺激性大幅度下降時(shí)，發(fā)酵結(jié)束。

2.3 介質(zhì)發(fā)酵

介質(zhì)發(fā)酵是在煙葉中添加水以外的其他發(fā)酵介質(zhì)（如糊米水［23］、冬青膠［24］、紅米漿［25］、葡萄糖［26］、槭樹糖漿［27］和純牛奶［28］等）后，采用堆積、裝箱等方式進(jìn)行發(fā)酵的方法。添加的物質(zhì)本身往往具有特殊香味，在雪茄煙葉發(fā)酵過程中可以豐富雪茄煙葉本身的味道。徐世杰［29］嘗試在雪茄煙葉發(fā)酵中添加米酒、菊花、綠茶等提取物，通過添加不同介質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵處理，能夠提高抽吸干凈度，減少口腔刺激，增加甜感，增加細(xì)膩度，提高燃燒性。

向未發(fā)酵的雪茄煙葉噴灑單一及復(fù)合微生物制劑或酶制劑等發(fā)酵介質(zhì)，可以提高雪茄煙葉葉面功能菌株的種類及數(shù)量，從而促進(jìn)煙葉內(nèi)的生化代謝，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性地增香提質(zhì)、降焦減害。胡希［30］將從煙草中篩選得到的2株細(xì)菌分別接種到雪茄煙表面進(jìn)行人工堆積發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)接種菌株的煙葉發(fā)酵后煙堿的降解比例均顯著高于未接種煙葉，并且接種菌株的煙葉煙氣特征和口感特征改善效果明顯。外源添加α-淀粉酶和糖化酶進(jìn)行發(fā)酵，能夠促進(jìn)碳水化合物的降解、轉(zhuǎn)化，降低淀粉含量，提高水溶性糖含量，從而使煙葉化學(xué)成分更協(xié)調(diào)，中和煙氣堿性，降低刺激性，增加甜感，使煙葉品質(zhì)得到改善［31］?？苊麾暤龋?2］利用中性和堿性蛋白酶對(duì)茄芯煙葉進(jìn)行發(fā)酵，分別使煙葉中的蛋白質(zhì)含量降低了18.98%和17.54%，同時(shí)煙葉化學(xué)成分更加協(xié)調(diào)、感官品質(zhì)大大提升。

2.4 其他發(fā)酵方式

利用橡木桶進(jìn)行發(fā)酵［33-34］，可以有效去除煙葉雜氣、提升香味，并且獨(dú)特的橡木味還可以豐富煙香的層次感。其工藝流程是將煙葉原料經(jīng)潤(rùn)葉回潮處理后整齊擺入橡木桶中，并放入發(fā)酵房發(fā)酵30 d左右，通過設(shè)備對(duì)房間的溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，雪茄煙葉發(fā)酵方法還有蒸汽發(fā)酵法［20］34、壓力發(fā)酵法［35］。這兩種發(fā)酵方法常用于生產(chǎn)Maduro煙葉。蒸汽發(fā)酵法通常應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵，是一種將雪茄煙葉放入蒸房?jī)?nèi)進(jìn)行發(fā)酵的方法。采用這種方法發(fā)酵煙葉時(shí)，蒸房?jī)?nèi)的溫度和發(fā)酵時(shí)間需要根據(jù)煙葉品質(zhì)而定，一般以蒸房?jī)?nèi)的溫度80～95 ℃、發(fā)酵時(shí)間90～110 min為宜。采用蒸汽發(fā)酵法發(fā)酵出來的煙葉顏色較深、色澤較均勻。另外，由于蒸房?jī)?nèi)溫濕度比較高，蒸汽發(fā)酵法可用于發(fā)酵那些刺激性大和雜氣較重的煙葉。壓力發(fā)酵法是指在煙葉堆積發(fā)酵過程中，在煙垛上面增加質(zhì)量將煙葉壓緊、壓實(shí)，以提高煙堆內(nèi)部的溫度，從而達(dá)到發(fā)酵出顏色深、油分足的煙葉的目的。

3 展望

2021年，國(guó)家煙草專賣局出臺(tái)的《國(guó)產(chǎn)雪茄煙發(fā)展規(guī)劃》中明確提出，發(fā)展中式雪茄煙要以需求為導(dǎo)向，對(duì)標(biāo)國(guó)際優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉質(zhì)量目標(biāo)，突破國(guó)產(chǎn)雪茄煙葉生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)限制，最終建立品質(zhì)優(yōu)良的國(guó)產(chǎn)雪茄原料支撐體系的發(fā)展目標(biāo)。與此同時(shí)，我國(guó)有關(guān)雪茄煙葉生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的研究愈發(fā)豐富［6-7，36-37］。

目前，相較于栽培和晾制，雪茄煙葉發(fā)酵技術(shù)的短板更加突出，有關(guān)技術(shù)研究不夠系統(tǒng)和深入。例如，發(fā)酵工藝的選擇和發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)還在進(jìn)一步驗(yàn)證優(yōu)化中，并未固化形成一套成熟完整的生產(chǎn)技術(shù)體系；對(duì)于茄衣和茄芯，也并未形成針對(duì)性的發(fā)酵方式；智能化和精準(zhǔn)化的發(fā)酵設(shè)施研發(fā)也尚未展開，我國(guó)各大煙葉產(chǎn)區(qū)都存在設(shè)施保障能力不足等問題，嚴(yán)重影響了雪茄煙葉的均質(zhì)化生產(chǎn)和品質(zhì)提升。隨著對(duì)雪茄煙葉研究的不斷深入，采用現(xiàn)代檢測(cè)分析技術(shù)手段并結(jié)合微生物學(xué)理論揭示雪茄煙葉發(fā)酵工藝機(jī)制，優(yōu)化并固化發(fā)酵工藝，同時(shí)發(fā)掘和應(yīng)用特色微生物和酶等發(fā)酵介質(zhì)，開發(fā)安全、特色、高效的介質(zhì)發(fā)酵工藝，同時(shí)配套雪茄煙葉全系統(tǒng)發(fā)酵設(shè)施，精準(zhǔn)控制發(fā)酵過程中的溫濕度，對(duì)提升國(guó)產(chǎn)雪茄煙葉品質(zhì)和風(fēng)格特色、減少對(duì)進(jìn)口雪茄煙葉原料的依賴、降低煙葉原料成本具有重要意義。要想生產(chǎn)具有中國(guó)特色的中式雪茄，就必須探索適合中式雪茄的煙葉原料和發(fā)酵工藝，提升國(guó)產(chǎn)原料的保障水平。