虞昕磊,劉 俊,王焱織,王大愛,倪德江,袁躍斌,李志豪,劉圣高,陳 霓,陶德欣,韓智彪,韓 雷,周紹楨
(1.湖北省煙草公司宜昌市公司,湖北 宜昌 443000;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝林學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430040;3.湖北省煙草公司煙葉處,湖北 武漢 430040)
雪茄是一類煙氣濃郁,勁頭大且具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的煙草制品,茄衣煙葉是雪茄煙支最外層的原料,通常視為雪茄品質(zhì)和身份的象征,反映了某支雪茄的整體特征,此外,茄衣對(duì)于雪茄的抽吸質(zhì)量也有一定的提升作用,在一定程度上影響消費(fèi)者對(duì)雪茄產(chǎn)品香氣、強(qiáng)度和勁頭的判斷[1-3]。農(nóng)業(yè)發(fā)酵,也稱為初次發(fā)酵,是雪茄煙葉品質(zhì)在田間成熟及晾制完成基礎(chǔ)上的進(jìn)一步提升,是改善雪茄煙葉品質(zhì)的重要工序[4]。晾制后的雪茄煙葉其含水量僅為18%左右,相對(duì)較低,發(fā)酵前需對(duì)煙葉進(jìn)行適度加濕回潮,回潮煙葉的含水量和均勻度直接關(guān)系到發(fā)酵進(jìn)程和發(fā)酵質(zhì)量,目前回潮方式主要通過人工噴霧加水進(jìn)行[5-6]。宜昌作為湖北省內(nèi)四個(gè)雪茄產(chǎn)區(qū)之一,已基本擁有較為成熟完善、適宜當(dāng)?shù)氐那研緹熑~發(fā)酵工藝[7-9],但茄衣煙葉發(fā)酵的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)仍需針對(duì)性調(diào)整優(yōu)化。基于此,參照生產(chǎn)實(shí)際情況設(shè)置茄衣煙葉發(fā)酵適宜回潮含水率篩選區(qū)間,根據(jù)煙葉外觀品質(zhì)、物理特性、化學(xué)成分和香氣質(zhì)量四個(gè)方面的表現(xiàn),評(píng)判篩選茄衣煙葉發(fā)酵最適回潮含水率參數(shù),為推動(dòng)當(dāng)?shù)厍岩聼熑~發(fā)酵工藝完善成熟提供參考依據(jù)。
供試煙葉品種為楚雪80 號(hào)(茄衣品種),取自湖北省煙草公司宜昌市公司晾曬煙試驗(yàn)基地,基地位于宜昌市夷陵區(qū)黃花鎮(zhèn)上洋村(海拔550~600 m),種植地土壤基本理化性質(zhì)為堿解氮106.44 mg/kg、速效磷41.72 mg/kg、速效鉀213.7 mg/kg、有機(jī)質(zhì)2.14%、pH 6.82,栽培、晾制環(huán)節(jié)技術(shù)措施參照試驗(yàn)基地的雪茄煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。2022 年8 月,對(duì)同批次(品種部位、生長田塊、采收日期一致)晾制下架的中部偏下二棚煙葉進(jìn)行初分選、攤片扎把,取煙葉總量450 kg 在試驗(yàn)基地進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)。試驗(yàn)步驟如下:1)煙葉加濕回潮。將450 kg 供試煙葉分三等份,每份150 kg 作為一個(gè)試驗(yàn)處理。發(fā)酵前煙葉平均含水率為20%±1%,采用50 ℃左右熱純凈水噴霧法將供試煙葉均勻加濕,待煙葉回潮含水率達(dá)到預(yù)設(shè)值30%±1%、35%±1%、40%±1%后分別裝進(jìn)3 個(gè)木箱,同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。2)箱式發(fā)酵。發(fā)酵木箱統(tǒng)一規(guī)格(長1.2 m、寬1.0 m、高1.2 m),最大裝煙量150 kg/箱,在箱體中層中心處放置2個(gè)溫度計(jì)探頭,跟蹤記錄每日箱內(nèi)煙葉溫度變化,待煙葉溫度升至高峰停留1~2 d 下降,即進(jìn)行翻箱,翻箱3次后,煙葉升溫幅度不明顯,即發(fā)酵結(jié)束,散箱。3)發(fā)酵環(huán)境。發(fā)酵試驗(yàn)期間,發(fā)酵房內(nèi)不使用任何輔熱輔濕設(shè)備。每日早、中、晚監(jiān)測靠近煙箱墻壁上的溫濕度計(jì),記錄發(fā)酵環(huán)境溫濕度變化。4)試驗(yàn)取樣。預(yù)留3 把煙作為發(fā)酵前煙葉(0 號(hào)樣),發(fā)酵期間每次翻箱取樣,每次取樣都從木箱中層煙葉中取3把煙,翻箱3次,取樣3次。取樣后,立即進(jìn)行煙葉白板背景拍照和物理特性分析,發(fā)酵前和發(fā)酵結(jié)束(第三次翻箱)煙樣進(jìn)行化學(xué)成分和香氣物質(zhì)檢測。
1.2.1 煙葉樣品白板背景拍照 發(fā)酵試驗(yàn)開始前,在回潮含水率30%、35%、40%共3個(gè)處理的供試煙葉中各選3片葉子分別做標(biāo)記(如30%-0-1/2/3)作為拍照固定葉,發(fā)酵期間每次翻箱取樣時(shí),拍照留證各處理的3片固定煙葉的外觀變化。每次拍照都嚴(yán)格遵循固定位置、白板背景、拍照高度、相機(jī)焦距統(tǒng)一原則。
1.2.2 煙葉樣品物理特性分析 煙葉正面色差、煙葉抗張強(qiáng)度和平衡含水率,參照《煙草物理檢測》進(jìn)行測定[10]。
1.2.3 煙葉樣品化學(xué)成分檢測 樣品煙葉抽去主脈,真空冷凍干燥,低溫研磨成粉,混勻裝入食品級(jí)透明自封袋,保存在干燥泡沫盒置于-80 ℃冰箱備用。參考文獻(xiàn)[11]的方法測定煙葉樣本色素含量,參考文獻(xiàn)[12]的方法測定煙葉生物堿含量,按照植物總蛋白測定試劑盒方法測定煙葉總蛋白質(zhì)含量,參考文獻(xiàn)[13]的方法測定煙葉水溶性氨基酸和可溶性糖含量,參考文獻(xiàn)[14]的方法檢測煙葉揮發(fā)性香氣物質(zhì)組成,參照NIST14 數(shù)據(jù)庫和物質(zhì)保留指數(shù)(retention index,RI)值對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行物質(zhì)定性,采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行揮發(fā)性化合物相對(duì)定量。
用JMP13.0 軟件對(duì)樣本組間數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析(基于Tukey HSD 的多重比較,置信區(qū)間0.95,即P<0.05 水平)。用Origin 9.1 和Adobe Illustrator CS6 進(jìn)行繪圖。
從圖1 可知,發(fā)酵環(huán)境日均溫度為25.8 ℃,最高溫度為29.9 ℃,最低溫度為22.5 ℃,發(fā)酵環(huán)境日均濕度為77.5%,最高濕度為82.0%、最低濕度為73.0%,發(fā)酵試驗(yàn)操作日期為2022 年8—9 月,正值夏末秋初,發(fā)酵房自然環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定在煙葉發(fā)酵適宜范圍內(nèi)(溫度25~30 ℃,濕度75%~80%),保證了發(fā)酵試驗(yàn)正常實(shí)施。
圖1 發(fā)酵期間環(huán)境溫濕度和煙葉溫度的變化
從圖1 還可知,煙葉回潮含水率30%、35%、40%處理的發(fā)酵起始溫度都在8.2~8.5 ℃,隨著發(fā)酵進(jìn)行箱內(nèi)溫度逐漸上升,發(fā)酵13 d、14 d,各處理煙葉分別達(dá)到第一次溫度高峰,煙葉回潮含水率30% 處理為44.3 ℃、35%處理為45.8 ℃、40%處理為47.3 ℃,進(jìn)行第一次翻箱,將各處理箱內(nèi)煙葉取出平鋪碼放在室內(nèi)干凈地布上通氣攤晾,待煙葉溫度降至室溫再次裝箱繼續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵22 d、23 d,各處理煙葉分別達(dá)到第二次溫度高峰,煙葉回潮含水率30% 處理為42.2 ℃、35%處理為43.3 ℃、40%處理為46.1 ℃,進(jìn)行第二次翻箱,煙葉攤涼至室溫繼續(xù)裝箱發(fā)酵。發(fā)酵29 d、30 d 各處理煙葉分別達(dá)到第三次溫度高峰,煙葉回潮含水率30%處理為39.6 ℃、35%處理為41.2 ℃、40%處理為44.3 ℃,進(jìn)行第三次翻箱,發(fā)酵結(jié)束。對(duì)比不同回潮程度煙葉的發(fā)酵過程升溫情況發(fā)現(xiàn),煙葉回潮含水率越高,發(fā)酵升溫幅度越大,在自然環(huán)境下,適當(dāng)加大煙葉回潮含水率能促進(jìn)發(fā)酵過程煙葉自發(fā)升溫,同時(shí)帶動(dòng)煙葉有機(jī)體理化反應(yīng)程度加劇。
發(fā)酵過程中不同回潮含水率煙葉的外觀質(zhì)量變化如圖2 所示,發(fā)酵前煙葉身份略厚、組織稍緊密、支脈突出且含青,葉面呈不均勻的黃棕至淺褐色,色澤灰暗。隨著發(fā)酵時(shí)間延長,煙葉身份變薄、組織變得疏松柔軟,支脈變平展、青色消失,葉面呈均勻深褐色,色澤變亮。從發(fā)酵后煙葉整體外觀質(zhì)量來看,煙葉回潮含水率30%處理的發(fā)酵煙葉完整度較高,葉面顏色相對(duì)均勻一致,葉片組織柔軟彈性好,有油分,達(dá)到常規(guī)茄衣外觀品質(zhì)要求。煙葉回潮含水率35%處理的發(fā)酵煙葉完整度略低,葉緣葉面有輕微破損,葉面顏色略深、有輕微水漬痕跡,葉片身份偏薄,有些許油潤感,基本達(dá)到常規(guī)茄衣外觀質(zhì)量要求。煙葉回潮含水率40%處理的發(fā)酵煙葉破損情況突出,葉片完整度較差,葉面顏色暗沉不均、水漬壓痕明顯,組織身份削薄,彈性差,輕拉扯易破,達(dá)不到常規(guī)茄衣外觀質(zhì)量要求。結(jié)果說明,茄衣煙葉發(fā)酵時(shí)回潮含水率不宜過高,以30%~35%為宜,超過35%不利于煙葉完整度、彈性、油分、顏色均勻度的保持。
圖2 發(fā)酵過程中不同回潮含水率處理雪茄煙葉的外觀質(zhì)量
從圖3可知,隨著發(fā)酵進(jìn)行煙葉含水率呈下降趨勢,煙葉回潮含水率30%處理、35%處理、40%處理的發(fā)酵起始煙葉含水率分別為31.3%、34.8%、40.6%,發(fā)酵結(jié)束煙葉含水率分別降至22.6%、27.2%、33.3%,發(fā)酵前后各處理煙葉含水率降幅為7.3~8.7 百分點(diǎn),說明煙葉回潮含水率對(duì)發(fā)酵過程煙葉水分散失的影響不大。回潮前煙葉平衡含水率為11.9%,回潮后煙葉平衡含水率集中在12.8%~13.1%,隨著發(fā)酵進(jìn)行煙葉平衡含水率不同程度下降,發(fā)酵結(jié)束煙葉回潮含水率30%處理、35%處理、40%處理分別降至12.2%、11.9%、10.9%。煙葉屬于膠體毛細(xì)管多孔物質(zhì),煙葉平衡含水率是指煙葉與空氣相互交換水分的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),表征了煙葉的吸濕性,吸濕性強(qiáng)意味著煙葉內(nèi)含物質(zhì)(特別是親水性膠體物質(zhì)和水溶性晶體物質(zhì))更充實(shí)[15]。發(fā)酵過程煙葉平衡含水率逐漸下降,煙葉內(nèi)含物質(zhì)逐步消耗減少,回潮含水率高的煙葉,平衡含水率降幅越大,說明茄衣煙葉回潮含水率不宜過高,以30%~35%為宜,超過35%則發(fā)酵過程煙葉內(nèi)含物質(zhì)消耗過快,不利于煙葉良好物理特性的保持。
圖3 發(fā)酵過程雪茄煙葉含水率與平衡含水率的變化
從圖4可知,發(fā)酵過程煙葉色差指標(biāo)值都呈下降趨勢,發(fā)酵前煙葉正面明亮值為62.8,發(fā)酵后3 個(gè)煙葉回潮含水率處理煙葉明亮值集中在57.2~57.8。發(fā)酵前煙葉紅色值為6.59,發(fā)酵后3個(gè)煙葉回潮含水率處理煙葉紅色值依次為30% 處理(4.05)>35% 處理(3.71)>40%處理(3.49)。發(fā)酵前煙葉黃色值為12.59,發(fā)酵后3 個(gè)煙葉回潮含水率處理煙葉黃色值依次是30% 處理(7.70)>35%處理(7.07)>40%處理(6.97)。色差測定結(jié)果佐證了發(fā)酵后煙葉顏色加深的事實(shí),煙葉回潮程度越高,煙葉色差值越小,即煙葉外觀色澤越暗沉。煙葉的抗張強(qiáng)度表征了葉面彈性,茄衣葉片需要具備較高彈性才能滿足雪茄卷制時(shí)拉扯不易破[16]。從圖4 還可知,發(fā)酵前煙葉最大拉力是1.13 N,隨著發(fā)酵進(jìn)行,煙葉彈力呈先增強(qiáng)后減弱的趨勢,不同回潮含水率煙葉達(dá)到最佳彈性的程度和時(shí)期各不相同。發(fā)酵過程中各處理煙葉達(dá)到的最大拉力分別是煙葉回潮含水率30%處理第二次翻箱(2.35 N)>35%處理第二次翻箱(2.00 N)>40%處理第一次翻箱(1.67 N),之后隨著發(fā)酵時(shí)間延長,煙葉彈性有不同程度的下降。發(fā)酵結(jié)束(第四周)各處理煙葉拉力依次是煙葉回潮含水率30% 處理(1.45 N)>35%處理(1.27 N)>40%處理(0.91 N)。拉力測定結(jié)果佐證了發(fā)酵過程煙葉彈性增強(qiáng)的事實(shí),煙葉回潮含水率30%、35%能有效提升發(fā)酵煙葉彈性,而煙葉回潮含水率40%反而不利于煙葉彈性提升。
圖4 發(fā)酵過程雪茄煙葉的正面明亮度、紅色值、黃色值和最大拉力
發(fā)酵前煙葉3 個(gè)回潮含水率處理的發(fā)酵后煙葉的主要化學(xué)成分含量見表1。煙葉發(fā)酵前測得總蛋白含量為106.41 mg/g,發(fā)酵后煙葉蛋白質(zhì)含量大幅減少,依次為煙葉回潮含水率30%處理(65.91 mg/g)>35%處理(45.43 mg/g)>40%處理(32.13 mg/g),煙葉回潮程度越高,發(fā)酵過程煙葉蛋白質(zhì)含量消耗越大。煙葉發(fā)酵前測得游離氨基酸總量為2.81%,發(fā)酵后游離氨基酸含量不同程度的減少,各處理依次是煙葉回潮含水率30%處理(2.68%)>35%處理(2.50%)>40%處理(1.25%),回潮程度高的煙葉,游離氨基酸含量降幅也偏高。煙葉發(fā)酵前測得可溶性糖含量為2.02%,發(fā)酵后可溶性糖含量明顯減少,煙葉回潮含水率40%處理和35%處理發(fā)酵煙葉的可溶性糖含量降幅略大,降至1.00%~1.08%,煙葉回潮含水率30%處理發(fā)酵煙葉的可溶性糖含量降幅略小,降至1.62%。煙葉樣本中測得煙堿、新煙草堿、降煙堿和假木賊堿4種生物堿,其中煙堿含量占生物堿總量的96%以上。煙葉發(fā)酵前測得煙堿含量為114.87 mg/g,發(fā)酵后煙堿含量明顯下降,依次是煙葉回潮含水率30%處理(109.50 mg/g)>35%處理(96.38 mg/g)>40%處理(84.64 mg/g),煙葉回潮程度越高,發(fā)酵過程煙堿含量降幅越大。發(fā)酵后假木賊堿、新煙草堿的含量也有不同程度的減少,回潮含水率高的煙葉,含量降幅略大。相反,發(fā)酵后降煙堿的含量略有上升,回潮含水率高的煙葉,降煙堿含量增幅也越大。生物堿總量是以上4種煙堿的含量總和,各回潮含水率處理的發(fā)酵葉生物堿總量變化趨勢與煙堿含量變化趨勢一致,煙葉回潮含水率40%處理發(fā)酵煙葉生物堿總量最低,35%處理其次,30%處理發(fā)酵煙葉生物堿總量相對(duì)較高。另測得發(fā)酵前后煙葉中的色素含量,主要為葉黃素和β-胡蘿卜素,還有極微量的葉綠素,在此忽略不計(jì)。煙葉發(fā)酵前葉黃素含量為1.60 mg/g,發(fā)酵后葉黃素含量略有下降,依次是煙葉回潮含水率30%處理(1.47 mg/g)>35%處理(1.15 mg/g)>40%處理(1.05 mg/g),回潮程度高的煙葉,色素含量降幅越大。煙葉發(fā)酵前β-胡蘿卜素含量為0.26 mg/g,發(fā)酵后煙葉β-胡蘿卜素含量略有減少,煙葉回潮含水率30%處理和35%處理發(fā)酵煙葉β-胡蘿卜素含量降幅較小,40%處理發(fā)酵煙葉β-胡蘿卜素含量下降較明顯。總結(jié)以上結(jié)果可知,煙葉發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)、氨基酸、可溶性糖、生物堿(煙堿)、色素的含量都有不同程度減少,且煙葉回潮含水率越高,發(fā)酵過程中煙葉主要化學(xué)物質(zhì)代謝轉(zhuǎn)化越劇烈。但相較于煙葉回潮含水率30%、35%處理的發(fā)酵煙葉,40%處理發(fā)酵煙葉中氨基酸、可溶性糖、煙堿等主要感官成分的保留量相對(duì)較低,表明雪茄煙葉發(fā)酵時(shí)回潮含水率不宜過量,否則加劇煙葉內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)的消減代謝,不利于煙葉感官品質(zhì)的保持。
表1 不同回潮含水率發(fā)酵的雪茄煙葉化學(xué)成分含量
試驗(yàn)取樣中發(fā)現(xiàn),煙葉不同回潮含水率處理的發(fā)酵煙葉在嗅覺感官上出現(xiàn)極明顯的香氣濃度高低差異,相較于煙葉回潮含水率30%處理、35%處理,40%處理的發(fā)酵煙葉散發(fā)出較濃氨味,而煙葉發(fā)酵產(chǎn)生的甜香味較淡??紤]到人體嗅聞到的香味可能與煙葉揮發(fā)性香氣成分有關(guān),故采用頂空固相微萃取方法(HS-SPME)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)發(fā)酵煙葉樣本進(jìn)行揮發(fā)性香氣成分檢測,以客觀準(zhǔn)確描述煙葉不同回潮含水率的發(fā)酵煙葉香氣質(zhì)量差異。發(fā)酵前、發(fā)酵后雪茄煙葉樣本測得揮發(fā)性香氣物質(zhì)45種,各種香氣物質(zhì)含量見表2。將檢測到的主要香氣物質(zhì)按化合物結(jié)構(gòu)類型與前體物的關(guān)系[17]分為7類,在此次雪茄煙葉樣本中的含量高低排序是揮發(fā)性煙堿類>葉綠素降解產(chǎn)物>棕色化反應(yīng)產(chǎn)物>類胡蘿卜素降解產(chǎn)物>脂肪烴類轉(zhuǎn)化產(chǎn)物>苯丙氨酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)物>西柏烷類降解產(chǎn)物(茄尼酮)。
表2 煙葉不同回潮含水率發(fā)酵后的揮發(fā)性香氣成分含量
煙葉樣本中各類香氣物質(zhì)含量對(duì)比如圖5、表2 所示,苯丙氨酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包含苯乙醛、苯乙酮、苯乙醇、2-苯基丙烯醛,屬于帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族化合物,都是重要的可使煙氣增加花香和果香的物質(zhì)[18],發(fā)酵前煙葉測得該類物質(zhì)含量為15.7 μg/g,發(fā)酵后該類物質(zhì)含量顯著降低,煙葉回潮含水率30%處理、35% 處理、40% 處理分別為5.5 μg/g、5.4 μg/g、1.8 μg/g,煙葉回潮含水率40%發(fā)酵葉的苯丙氨酸類致香產(chǎn)物含量最少,另外兩組相差不大。脂肪烴類轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,多為分子量較大、揮發(fā)性較小的香氣成分,測得成分包括包含5,7-二甲基十一烷、正十四烷、芹子烷等。發(fā)酵前煙葉測得該類香氣物質(zhì)含量為33.3 μg/g,發(fā)酵后該類物質(zhì)稍有增加,不同處理間含量相差不大,煙葉回潮含水率30% 處理、35% 處理、40% 處理分別為34.3 μg/g、36.0 μg/g、36.5 μg/g。棕色化反應(yīng)產(chǎn)物主要由煙葉調(diào)制和醇化過程中氨基酸和糖發(fā)生非酶促反應(yīng)得到,反應(yīng)產(chǎn)生各種雜環(huán)化合物,煙葉醇化后的堅(jiān)果香、甜香等多種優(yōu)美香氣與這些化合物都有著很大的關(guān)系[18]。測得棕色化反應(yīng)產(chǎn)物包含4-叔丁基吡啶、壬醛、癸醛、2,3′-聯(lián)吡等,發(fā)酵前煙葉中該類香氣物質(zhì)含量為80.8μg/g,發(fā)酵后該類物質(zhì)含量也顯著增多,依次為煙葉回潮含水率30% 處理(127.9 μg/g)<35% 處理(177.9 μg/g)<40% 處理(214.6 μg/g)。類胡蘿卜素是煙葉重要的香氣前體物,在煙葉的成熟、調(diào)制以及發(fā)酵等過程中能夠降解出眾多關(guān)鍵致香成分,如其中的大馬酮和紫羅蘭酮可增加煙草的花香,巨豆三烯酮可提升煙葉中的花香、木香,對(duì)提升煙葉香氣量作用突出[18]。測得類胡蘿卜素致香物質(zhì)包括β-環(huán)檸檬醛、馬鞭草烯酮、香葉醇、β-大馬酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、橙花叔醇等,發(fā)酵前煙葉中該類香氣物質(zhì)含量為64.6 μg/g,發(fā)酵后煙葉回潮含水率30%處理發(fā)酵煙葉中該類物質(zhì)含量大幅提升,為90.5 μg/g,35%處理發(fā)酵煙葉中含量略有增加,為68.1 μg/g,40%處理發(fā)酵煙葉中含量降低,為59.1 μg/g。葉綠素是煙葉成熟和調(diào)制過程重點(diǎn)降解的化學(xué)成分之一,其降解先釋放出小分子葉綠醇,葉綠醇再脫水轉(zhuǎn)變?yōu)樾轮捕轮捕┛墒勾碳ば越档?、煙氣更加柔和,在調(diào)制和煙葉陳化等階段,新植二烯可通過降解生成其他低分子的香氣物質(zhì),再分解產(chǎn)生的植物呋喃,有利于使煙草產(chǎn)生清香氣息[18]。測得葉綠素降解產(chǎn)物有新植二烯、異植物醇、植物醇,發(fā)酵前煙葉中該類物質(zhì)總量為448.6 μg/g,其中新植二烯含量高達(dá)422.50 μg/g,發(fā)酵后煙葉中新植二烯含量顯著增加,各處理依次為煙葉回潮含水率30%處理(430.11 μg/g)<35% 處理(438.83μg/g)<40%處理(510.05 μg/g),發(fā)酵溫度越高,煙葉中新植二烯含量越高。煙堿類物質(zhì)本身含有揮發(fā)性因而被大量檢出,檢出煙堿、麥斯明、二烯煙堿,發(fā)酵前煙葉中煙堿含量是4 030.4 μg/g,發(fā)酵后煙葉回潮含水率30%處理、35%處理、40%處理煙堿含量分別降至3 896.4 μg/g、3 715.2 μg/g、2 120.0μg/g,煙葉回潮含水率40%處理的煙堿類物質(zhì)含量降低尤為明顯。西柏烷類化合物(主要是西柏三烯)是煙草中一類重要的二萜類物質(zhì),降解產(chǎn)生茄尼酮,是煙草中重要的中性香氣物質(zhì)之一,具有清甜香特征,對(duì)于提高煙草的香吃味有著很重要的作用[18]。發(fā)酵前煙葉測得茄尼酮含量0.74 μg/g,發(fā)酵后茄尼酮含量增加,3 個(gè)處理依次為煙葉回潮含水率30% 處理(1.24 μg/g)>35%處理(1.13 μg/g)>40%處理(1.12 μg/g),3 個(gè)處理間含量相差不大。
圖5 煙葉不同回潮含水率發(fā)酵后的香氣物質(zhì)含量
綜合可知,雪茄煙葉發(fā)酵后,除苯丙氨酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)物及揮發(fā)性煙堿類含量降低,其他多數(shù)類型香氣物質(zhì)含量基本呈增加趨勢。其中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和苯丙氨酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,在發(fā)酵后煙葉回潮含水率越高,其含量越低,說明雪茄的甜香、花香會(huì)隨著煙葉回潮含水率的升高而變淡;棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、葉綠素降解產(chǎn)物,在發(fā)酵后煙葉回潮含水率越高,其含量越高,煙葉回潮含水率為40%時(shí)增加尤為明顯,說明高回潮含水率可能會(huì)增加煙氣中的焦甜香和清香。
煙葉發(fā)酵是在特定的溫度和濕度條件下改變煙葉成分特性的過程,可改善未發(fā)酵煙葉色澤差,煙氣雜質(zhì)多、刺激性大等問題,通過發(fā)酵達(dá)到葉面顏色均勻一致、增強(qiáng)彈性和燃燒性、使香氣變得醇和。試驗(yàn)通過箱式發(fā)酵方法,參照生產(chǎn)實(shí)際情況設(shè)置煙葉回潮含水率30%、35%、40%共3 個(gè)水平,根據(jù)煙葉外觀品質(zhì)、物理特性、化學(xué)成分和香氣質(zhì)量4 個(gè)方面的表現(xiàn),篩選出茄衣煙葉發(fā)酵適宜的回潮含水率。
從煙葉外觀質(zhì)量上看,隨著回潮含水率的升高,煙葉破損度會(huì)增加,完整度變差,葉片由油潤變?yōu)榘党?,彈性變差,回潮含水?0%的發(fā)酵葉已無法達(dá)到常規(guī)茄衣外觀的質(zhì)量要求,因此茄衣發(fā)酵時(shí)回潮含水率應(yīng)在30%~35%,有利于煙葉具有較好的完整度、彈性、油分以及顏色均勻度。
從煙葉物理特性上看,發(fā)酵后,煙葉顏色參數(shù)明亮值、紅色值、黃色值都略有下降,3 組不同回潮含水率發(fā)酵煙葉相比,明亮值差異都不大,但紅、黃色值存在一定差異,煙葉回潮含水率30%發(fā)酵葉紅、黃色值相對(duì)較高,分別為4.05、7.70,煙葉回潮含水率35%其次,發(fā)酵葉紅、黃色值分別為3.71、7.07,煙葉回潮含水率40%最低,發(fā)酵葉紅、黃色值分別為3.49、6.97。明度值(L*)與葉綠素、類胡蘿卜素含量呈極顯著正相關(guān),由此說明發(fā)酵過程煙葉質(zhì)體色素的降解轉(zhuǎn)化促使茄衣顏色加深。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),回潮后發(fā)酵過程煙葉平衡含水率(吸濕性)持續(xù)下降,但拉力強(qiáng)度總體上呈先上升后下降的變化趨勢,代表葉片的持水性下降,抗張強(qiáng)度先增強(qiáng)后下降?;爻焙蕿?0%的發(fā)酵煙葉的物理性能最優(yōu)(平衡含水率為12.2%,拉力為1.45 N),回潮含水率為35%的發(fā)酵煙葉其次(平衡含水率為11.9%,拉力為1.27 N),回潮含水率為40% 的發(fā)酵煙葉較差(平衡含水率為10.9%,拉力為0.91 N)。
從煙葉化學(xué)成分變化來看,發(fā)酵后,煙葉中蛋白質(zhì)、氨基酸、可溶性糖、生物堿(煙堿、新煙草堿、假木賊堿)、色素(葉黃素、β-胡蘿卜素)的含量均呈現(xiàn)不同程度的下降,生物堿(降煙堿)的含量上升。試驗(yàn)結(jié)果顯示,煙葉回潮含水率越高,發(fā)酵后其色素、蛋白質(zhì)、可溶性糖、氨基酸、生物堿(除降煙堿外)含量也越低,說明較高的回潮含水量更能促進(jìn)煙葉化學(xué)成分代謝。發(fā)酵過程煙葉主要化學(xué)物質(zhì)代謝的劇烈轉(zhuǎn)化,也為雪茄的感官品質(zhì)和香氣質(zhì)量奠定了基礎(chǔ),糖類、生物堿的消耗代謝,使煙葉糖堿比例更協(xié)調(diào);色素的降解轉(zhuǎn)化,尤其是類胡蘿卜素降解,會(huì)生成豐富的香氣物質(zhì)。但相較于回潮含水率為40%的發(fā)酵煙葉,回潮含水率為30%、35%的發(fā)酵煙葉的色素、糖堿比相對(duì)更協(xié)調(diào),更符合茄衣原料抽吸感官醇和舒適、香氣豐富的品質(zhì)需求。
從煙葉香氣物質(zhì)組成上看,發(fā)酵后煙葉的抽吸品質(zhì)得到明顯改善與致香物質(zhì)的積累轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果顯示,雪茄煙葉發(fā)酵后,除苯丙氨酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)物、揮發(fā)性煙堿類含量減少,其他多數(shù)類型香氣物質(zhì)含量都大幅增多。3 組發(fā)酵葉中色素類降解產(chǎn)物、棕色化反應(yīng)產(chǎn)物、葉綠素降解產(chǎn)物等香氣物質(zhì)含量較高,對(duì)煙葉花甜香氣貢獻(xiàn)突出的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物、苯丙氨酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)物隨著回潮含水率的增加而顯著降低,對(duì)煙葉焦甜香氣貢獻(xiàn)較大的棕色化反應(yīng)產(chǎn)物隨著回潮含水率的增加而顯著升高,對(duì)清香香氣貢獻(xiàn)較大的葉綠素降解產(chǎn)物隨著回潮含水率的增加而顯著升高。說明將回潮含水率設(shè)置為30%~35%能獲得香氣質(zhì)量豐富的雪茄煙葉。
試驗(yàn)以箱式發(fā)酵的方法,采用50 ℃左右熱純凈水噴霧法對(duì)煙葉進(jìn)行加濕回潮,設(shè)置煙葉回潮含水率30%、35%、40%共3個(gè)水平處理茄衣煙葉,試驗(yàn)結(jié)果表明,茄衣發(fā)酵時(shí)回潮含水率在30%~35%時(shí),煙葉能保持較好的完整度、彈性,光澤油潤,顏色均勻,同時(shí)煙葉中可溶性糖、生物堿、色素物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)化量更為合理,煙葉獲得更為協(xié)調(diào)的化學(xué)成分與更豐富的香氣質(zhì)量,煙葉感官品質(zhì)顯著提升。實(shí)際生產(chǎn)上,建議茄衣煙葉發(fā)酵前處理的回潮含水率設(shè)置在30%~35%。