劉佩佩,竇玉青*,汪 旭,趙文濤,劉仕民,李玉輝,張忠鋒

(1.中國農業(yè)科學院煙草研究所,山東青島 266101;2.上海煙草集團有限責任公司,上海 200082;3.山東中煙有限責任公司,山東濟南 250014)

在世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約(WHOFCTC)要求的時代背景下,傳統(tǒng)煙草產品的生產及銷售受到限制,新型煙草制品的研究逐漸發(fā)展[1-3]。國際上,口含煙生產和煙銷售的歷史悠久,市場大多分布于北歐、北美區(qū)域[4]?？诤瑹熥鳛橐环N新型煙草制品,相比于傳統(tǒng)煙草,口含煙不需要點燃,不產生焦油和有害煙氣[5-6],對于有吸食煙草習慣的人群來說,既能在一定程度上滿足個人需要,又減少了對他人及環(huán)境的危害,有潛在的發(fā)展空間。一般認為無煙氣煙草制品相比于傳統(tǒng)卷煙的致癌影響小[7]。Arimilli 等[8]研究也認為無煙氣煙草制品對細胞的毒害作用小于傳統(tǒng)卷煙。相較于傳統(tǒng)卷煙,消費者認為口含煙危害較小,有很大市場,紐約市調查顯示無煙煙草在2001—2013年增加400%[9]。楊雄等[10]對國內外新型煙草制品的特點以及市場趨勢進行闡述,認為口含煙等新型煙草在我國有很好的發(fā)展前景。但國內口含煙研究集中于煙氣釋放及工藝研究,有關口含煙原料的相關研究較少。國內晾曬煙現有資源豐富,種植歷史悠久,有良好的發(fā)展基礎,因其獨特性質,常被用于烤煙加工中降低焦油含量且提升產品的香氣[11-12]。當今市場口含煙原料主要是明火烤煙和晾曬煙,在國內發(fā)展口含煙,由于木材資源受限,主要依靠晾曬煙,同時選擇的煙葉原料應當符合質量要求。該研究對我國不同產地晾曬煙的常規(guī)化學成分、pH可調度、磨粉得率、感官評價質量進行綜合分析,旨在明確國內晾曬煙煙葉作為口含煙煙葉原料的可行性,為未來推廣口含煙市場時原料選擇提供一定的基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、江西、山東、四川、云南、浙江、海南10個省(自治區(qū))采集曬紅煙煙葉樣品131份;廣西、湖南、吉林、遼寧、云南5省(自治區(qū))采集曬黃煙煙葉樣品7份;海南省采集黃花煙煙葉樣品3份,雪茄煙煙葉樣品32份。云南省、海南省采集香料煙煙葉樣品3份。具體試驗材料如表1所示。

表1 煙葉樣品信息

1.2 煙葉樣品常規(guī)化學成分檢測方法檢測煙葉樣品的常規(guī)化學成分,指標包括煙堿、總氮、還原糖。煙堿的檢測方法參照YC/T 468—2013《煙草及煙草制品 總植物堿的測定 連續(xù)流動(硫氰酸鉀)法》[13];還原糖的檢測方法參照YC/T 159—2002《煙草及煙草制品 水溶性糖的測定 連續(xù)流動法》[14]。總氮的檢測方法參照YC/T 161—2002《煙草及煙草制品 總氮的測定 連續(xù)流動法》[15]。

1.3 pH及pH可調度取不同煙草原料粉末20 g添加碳酸鈉、碳酸氫鈉水溶液,以溶質計每100 g分別添加2.65和2.10 g,調節(jié)水分至含水率40%,攪拌煙粉混勻、靜置過夜。分別按照YC/T 222—2007[16]測量煙草pH,調節(jié)后pH與調節(jié)前pH之比計為pH可調度。

1.4 磨粉得率檢測將收集煙葉原料去梗的煙草葉片烘干水分至含水率10%左右,上粉碎機粉碎,將粉碎后的煙草碎片及碎末加入振動篩分機,依次過500、250 μm篩,振動15 min,分別稱量所得煙草粉末的重量,粒徑>500 μm為大粒徑粉末,粒徑≤500 μm且>250 μm為中粒徑粉末,粒徑≤250 μm為小粒徑粉末,中粒徑和大粒徑粉末合并質量占總投料質量的比例為磨粉得率[17]。

1.5 煙葉感官質量評價煙葉樣品在60 ℃烘箱中至干燥,旋風磨粉碎后過60目篩,得到煙葉樣品粉末,制成口含煙,組織評價小組對口含煙樣品進行定量打分。在符合GB/T 13868—2009要求的實驗室進行。感官評價指標包括色澤、嗅香、嗅覺刺激、煙草本香、刺激性、余味、雜味、酸味、苦味、咸味、澀味、勁頭以及感官綜合得分。按照煙草行業(yè)口含煙通用評價方法[17],對不同煙葉樣品統(tǒng)一制作的口含煙樣品進行評價。取待評價樣品,按10 mL/袋,取適量溫水制備口含煙浸出液,浸泡后取出樣品,分裝于一次性品嘗杯。感受其味覺特征,填寫口含煙原料感官質量評價表。

1.6 數據處理利用Excel進行數據初步處理,SPSS軟件進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 國內地方晾曬煙煙堿含量分析煙堿是口含煙中的重要成分,而煙堿含量主要由口含煙的原料成分所決定。一般情況下,煙堿含量高,有利于口含煙的配方設計。通過對國內晾曬煙煙葉樣品煙堿含量的分析(圖1),發(fā)現國內地方晾曬煙煙葉煙堿含量差異很大,處于0.64%～8.33%,平均值為4.70%,變異系數153.65%。其中,煙堿超過4.0%的樣品占68.51%。

圖1 國內晾曬煙煙葉煙堿含量特征Fig.1 Characteristics of nicotine content in domestic air and sun cured tobacco leaves

把收集到的國內晾曬煙分為曬紅煙、曬黃煙、雪茄煙、黃花煙、香料煙5種類型,分別統(tǒng)計其煙堿含量狀況,結果見表2。結果顯示,國內晾曬煙中煙堿含量從高到低依次為黃花煙、曬紅煙、雪茄煙、香料煙、曬黃煙;其中黃花煙、曬紅煙的煙堿含量顯著高于曬黃煙。

以曬紅煙為例分析不同產地煙堿含量,選取不同省份曬紅煙樣品的煙堿含量進行統(tǒng)計分析,結果見表3。由表3可知,各地曬紅煙樣品的煙堿含量存在一定差異,江西省的煙堿含量最高,其次是山東省、浙江省、四川省、海南省、東三省(黑龍江省、吉林省)、云南省;各省份間曬紅煙樣品的煙堿含量差異未達到顯著水平(P>0.05)。

表3 國內不同省份曬紅煙樣品煙堿含量情況

2.2 國內晾曬煙還原糖含量分析通過對國內晾曬煙煙葉部分樣品還原糖含量進行統(tǒng)計分析,結果顯示(圖2),國內晾曬煙還原糖含量差異很大,分布于0.03%～37.00%,平均值為2.58%;96%的晾曬煙樣品中還原糖含量小于2.00%。

圖2 國內晾曬煙樣品還原糖含量特征Fig.2 Characteristics of reducing sugar content in domestic air and sun cured tobacco samples

分別統(tǒng)計分析國內5種類型晾曬煙還原糖含量,結果顯示(表4),還原糖含量從高到低依次為曬黃煙、香料煙、曬紅煙、黃花煙、雪茄煙,曬黃煙還原糖含量顯著高于其他晾曬煙類型。

表4 國內晾曬煙樣品還原糖含量情況

對國內不同省份晾曬煙樣品的還原糖含量進行分析,結果顯示(表5),云南省、山東省、東三省的晾曬煙樣品中還原糖含量較高,江西省、浙江省、海南省的晾曬煙樣品中還原糖含量較低。

表5 國內不同省份晾曬煙樣品還原糖含量情況

2.3 國內晾曬煙pH及可調性分析統(tǒng)計國內煙葉樣品的酸堿度,結果顯示(圖3),國內晾曬煙煙葉pH呈現酸性,樣品pH變幅為4.70～6.18,均值5.33,變異系數9.55%;pH 6.3以上的樣品占62.5%?？诤瑹熒唐返乃釅A度一般為中偏堿性,而煙草原料的pH一般為酸性,因此煙葉原料的酸堿度可調節(jié)性就成為口含煙煙葉原料的一個重要指標。隨機選取21份煙葉樣品,檢測其酸堿度可調節(jié)性,結果見圖4。從pH可調度來看,變異系數較小,pH平均增加1.69,調節(jié)后pH可升高至原pH的1.14～1.49倍,以調至原pH的1.2～1.5倍最為普遍,在1.3～1.4倍最多。

圖3 國內晾曬煙樣品酸堿度情況Fig.3 Overview of pH of domestic air and sun cured tobacco samples

圖4 國內晾曬煙樣品pH可調度Fig.4 pH adjustable for domestic air and sun cured tobacco samples

2.4 國內晾曬煙粉末粒徑及得率分析選取65份國內晾曬煙樣品,磨粉過篩,測定其煙粉顆粒的粒徑分布。圖5顯示,總體中大粒徑粉末得率較高,變幅為68.00%～87.00%,均值78.38%,變異系數5.65%,整體水平較為一致;35.38%的樣品中大粒徑粉末得率超過80.00%。

圖5 國內晾曬煙樣品中、大粒徑顆粒占比Fig.5 Proportion of large and medium size particles in domestic air and sun cured tobacco samples

2.5 國內晾曬煙常規(guī)化學成分與口含煙感官評價質量關系選取部分晾曬煙樣品統(tǒng)計分析煙葉樣品的煙堿、總氮、還原糖、糖堿比、氮堿比5項指標與感官評價指標得分的相關系數,結果見表6。從表6可以看出,口含煙感官評價總分與5項化學成分協(xié)調性指標的相關性均未達到顯著水平(P>0.05)。從感官評價單項指標看,煙堿含量與口含煙嗅香、嗅覺刺激、酸味得分均達到極顯著正相關(P<0.01),與口含煙本香得分呈顯著負相關(P<0.05);晾曬煙總氮含量與口含煙勁頭得分之間存在極顯著正相關(P<0.01);氮堿比與嗅香得分呈極顯著負相關(P<0.01),與嗅覺刺激、酸味得分呈顯著負相關(P<0.05),與口含煙本香得分呈顯著正相關(P<0.05)。因此,口含煙煙葉原料的煙堿含量、總氮含量和氮堿比與口含煙感官質量有較為緊密的相關關系。

表6 國內晾曬煙常規(guī)化學成分協(xié)調性指標與口含煙感官評價質量的相關關系

3 討論

煙堿含量是口含煙的重要指征,作為口含煙的功能成分,滿足消費者的生理需求。一般來說,口含煙煙葉原料選擇需要滿足產品勁頭足的特點,宜選擇煙堿含量高的原料。瑞典口含煙的煙堿含量在不同產品之前差異較大,為5.85～16.28 mg/g,美國口含煙產品煙堿含量相對差異較小,為8.04～13.37 mg/g,但瑞典與美國的口含煙產品煙堿含量均值非常接近,分別為11.10和10.63 mg/g[17]。國內晾曬煙煙堿含量超過4.0%的煙葉樣品占比68.51%,因此該研究初步認為國內晾曬煙煙堿含量能滿足口含煙的產品設計需要。

美國市售含化型煙草制品pH在6.85～8.12,產品呈現弱堿性,pH上升,含氮化合物尤其是煙堿釋放量增加[18]。章平泉等[19]研究認為pH間接作用于游離煙堿,提高pH可提高口含煙游離煙堿的釋放量。艾明歡等[20]研究表明口含煙中煙堿濃度與pH有一定協(xié)同作用,隨著pH升高,煙堿更容易轉化為游離煙堿,更易為黏膜所吸收,而且pH較高時口含煙游離態(tài)煙堿含量下降速率降低,但過高的堿性條件對黏膜產生損傷。該研究發(fā)現,國內晾曬煙pH為4.70～6.18,而口含煙商品的酸堿度一般為中偏堿性[21],因此煙葉原料的酸堿度可調節(jié)性就成為口含煙煙葉原料的一個重要指標。該研究結果顯示,國內晾曬煙經加入碳酸氫鈉等調節(jié)后pH可升高至原pH的1.14～1.49倍,以調至原pH的1.2～1.5倍最為普遍,在1.3～1.4倍最多。國內晾曬煙pH 6.3以上的樣品占62.5%,通過調節(jié)后pH可達到中偏堿性。因此,國內口含煙產品可以較為容易地得到所需煙葉原料。

煙葉原料的粉末粒徑也作為口含煙煙葉原料的一個重要指標加以考量,為符合口含煙商品的加工,一般選擇中大粒徑的粉末[18]。煙草粒徑過小容易導致煙草產品的透氣性不夠,但過大會導致煙草外觀不均一,所采集樣品的粒徑分布比例相對合理。曹蕓等[22]提出減小粒徑均有利于縮短煙草顆粒起始釋煙時間,提高釋煙速率,且釋放總量整體呈上升趨勢。林珊珊[23]研究粒徑對口含煙煙堿釋放量的影響得出二者關系總體成正比。該研究數據顯示,總體中大粒徑粉末得率較高,變幅為68.00%～87.00%。因此,國內晾曬煙煙葉粉碎后的煙末粒徑符合口含煙原料粒徑預期。

口含煙產品原料優(yōu)劣主要通過感官評價反映出來,煙草的化學成分與感官質量之間的相關關系前人研究較多,大多基于烤煙與傳統(tǒng)卷煙方面,薛琳等[24-25]研究認為,煙葉常規(guī)化學成分與卷煙感官評價質量關系密切。該研究顯示,晾曬煙煙葉的常規(guī)化學成分也與其感官質量存在較為密切的關系,煙葉的煙堿含量、氮堿比與口含煙嗅香、嗅覺刺激、煙草本香、酸味4項指標的得分密切相關,勁頭得分與晾曬煙煙葉總氮含量關系密切。但其他指標無顯著相關,說明口含煙的感官評價與某些理化性質無必然相關性,一方面口含煙評吸過程中可能對于感官判定有一定主觀性,另一方面口含煙制作過程還添加了其他輔助材料,也會對其感官評定產生影響,這需要進一步研究。

4 結論

通過分析樣品的常規(guī)化學成分、物理特性及常規(guī)化學成分與感官質量的相關性,得到以下結論:

(1)國內晾曬煙樣品煙堿含量差異很大,黃花煙、曬紅煙的煙堿含量顯著高于曬黃煙。國內晾曬還原糖含量差異很大,還原糖含量從高到低依次為曬黃煙、香料煙、曬紅煙、黃花煙、雪茄煙;曬黃煙還原糖含量顯著高于其他晾曬煙類型。

(2)國內晾曬煙煙葉pH均值為5.33,偏酸性;以pH可調度來看,調節(jié)后pH可升高至原pH的1.14～1.49倍。國內晾曬煙煙葉中大粒徑粉末得率較高,變幅為68.00%～87.00%,均值78.38%;35.38%的樣品中大粒徑粉末得率超過80.00%。

(3)國內晾曬煙煙葉的煙堿、總氮、氮堿比與口含煙感官質量有較為緊密的相關關系。