低次烟叶的烘焙技术研究

瞿先中, 徐迎波, 丁乃红, 程雷平, 查 勇, 蒋士盛



低次烟叶的烘焙技术研究

瞿先中*1, 徐迎波1, 丁乃红1, 程雷平2, 查 勇2, 蒋士盛2

(1. 安徽中烟工业有限责任公司 技术中心, 安徽 合肥, 230088; 2. 安徽中烟工业有限责任公司 芜湖卷烟厂, 安徽 芜湖, 241002)

为探索一种新的处理低次烟叶的加工方法, 提升烟叶的使用价值, 通过设计低、中、高3种烘焙强度, 从过程水分、物理指标、常规化学成分、香味成分及感官质量5个方面系统分析了在3种烘焙强度处理下烟丝的质量状况, 同时, 研究了单糖施加对低次烟叶烘焙处理的效果. 试验结果表明, 烤烟烘焙处理强度应低于白肋烟, 且单糖能改善烘焙后低次烟叶的质量, 低强度条件下烘焙后烟丝的质量较原料样显著提升.

低次烟叶; 烘焙技术; 香味成分

烘焙线对白肋烟处理是非常重要的一道工序, 由加里料机、烘焙机及加表料机组成. 加里料机采用双喷嘴加料, 可实现大比例加料, 加里料后水分在30%以上, 烟叶在烘焙机中的烘干时间在8～12 min可调. 烘干后的烟叶水分在5%左右, 经回潮至14%左右, 加表料后的烟叶水分在21%左右, 后经切丝、薄板干燥至12.5%左右水分的烟丝[1].

国内外烟草企业对白肋烟烘焙过程中的美拉德反应开展了深入研究, 白肋烟具有水溶性糖含量低, 而烟碱、蛋白质、氨基酸等含氮物质含量高的特点, 因此, 加料对白肋烟烘焙具有重要作用, 料液通常为甘草膏、可可粉、糖类及保润剂等, 主要是增加还原糖含量. 还原糖与氨基酸在白肋线高温烘焙过程中, 发生美拉德反应, 生成吡嗪、吡啶、吡咯、呋喃等白肋烟特征香气成分[2—5].

低次烟叶香气质差、香气量少、杂气重、刺激性大、残留多, 但含有美拉德反应的2个底物, 构成美拉德反应的物质基础; 同时, 白肋烟烘焙相对于目前的烤烟制丝线, 温度高、时间长, 构成美拉德反应的工艺基础. 另外, 从低次烟叶内在成分分析, 主要是低沸点物质与高沸点物质比例不协调, 酸碱物质含量比例不协调, 还原糖含量相对偏低, 低沸点物质含量偏高, 造成抽吸时, 杂气重, 刺激性偏大, 因此, 利用烘焙线的高温处理, 可降低低次烟叶的杂气及刺激性, 改善余味. 因此, 利用烘焙线处理低次烟叶, 原理上可行[6—7].

1 材料与方法

1.1 材料、设备与仪器

2010年重庆上部低次烟BX, 3 000 kg; HBT白肋烟烘焙机(流量: 1 500 kg/h, 德国Hauni公司); DD60填充测定仪(德国Borgwalt公司); TM710型红外水分仪(美国DNC公司); CJ301烟丝振动分选筛(郑州烟草研究院); AA3连续流动分析仪(德国布朗鲁比公司); Agilent 6890/5973N气相色谱/质谱联用仪.

1.2 方法

1.2.1 试验设计

3 000 kg 2010年重庆BX片烟经松散回潮, 贮叶2 h, 设计低(试验一)、中(试验二)、高(试验三)3种不同烘焙强度, 及在低强度下添加糖料后处理(试验四), 贮叶后分4次出料, 每批约800 kg. 料液配制方法见表1. 4组试验表料配制方法相同, 均为水; 试验一、二、三里料配制方法相同, 均为水; 试验四里料含50%的60%糖溶液. 工艺参数设计见表2.

表1 料液配制表 /kg

表2 烘焙线工艺参数表

1.2.2 评吸

由12位专家组成评吸小组, 评价方式为暗评方式, 主要评价指标有香气特性指标(香气质、香气量、杂气、协调性), 烟气特性指标(浓度、劲头、细腻程度)和口感特性指标(刺激性、干燥感、干净程度). 选择2010年重庆BX原料为对照样, 各评吸指标经所有评委讨论, 确定对照样的基准分, 经松散回潮、里料及烘焙3个工序后, 样品分别与对照样进行对比评吸. 对比评吸时, 需对感官质量指标变化方向和变化程度作出判断, 以0.5分为最小单位, 数值的正负表示变化方向, 数值的大小表示变化的程度.

2 结果与讨论

2.1 过程水分

由过程水分检测结果(表3)[8]可知, 4组试验过程样品水分较好地符合了设计工艺参数.

表3 过程水分检测结果 /%

试验润叶后样品里料后样品冷却区样品回潮出口样品 试验一20.9920.9920.9920.9928.6110.2313.01 试验二30.798.3112.69 试验三32.175.4211.53 试验四27.5810.1912.28

2.2 常规化学成分

样品在40 °C下烘干, 粉碎后过40目筛, 备用, 利用AA3连续流动分析仪检测[9—11]. 2010年重庆BX原料PH值为5.22, 水溶性糖含量为11.11%, 烟碱含量为3.43%, 糖碱比为3.24. 成分严重不协调, 是原料杂气重、刺激性大的一个主要原因.

分别检测了试验一、二、三、四里料、切丝后样品的常规化学成分, 试验过程样品常规化学成分检测结果见表4.

由表4可知, 烟丝PH值, 试验一、二、三里料后样品相同, 烘焙后PH值均有不同程度地降低, 且随着处理强度的增大, 降低幅度加大, 试验四烘焙后样品与里料后相比, 也是降低, 这与美拉德反应的机理相吻合, 因美拉德反应过程中会释放出CO2; 同时, 由于原料中烟碱与挥发碱的含量高, 高温烘焙处理过程中, 一部分含氮的游离烟碱、氨基酸等碱性物质挥发, 导致烘焙后样品PH值降低.

试验四设计目标是在烟叶中增加3%左右的糖, 从检测结果分析, 增加2.8%, 基本达到了设计目标. 从试验一、二、三过程样品常规化学成分检测结果分析, 烘焙前后, 糖含量降低的幅度较小, 且随着处理强度的增大降低幅度加大, 试验四烘焙前后, 糖含量降低3.24%, 由于烟叶中自身含有的糖在细胞内且相对稳定, 而外源添加的糖附着在烟叶表面及烟叶细胞之间, 反应活性增强, 因此, 在烘焙过程中要利用烟叶自身的糖发生美拉德反应, 烟叶中的糖含量必须达到一定比例. 最有效的方式是添加外源糖, 单糖本身是一种多羟基化合物, 具有保润性能, 对低次烟的感官品质也有改善作用.

2.3 香味成分

香味成分采用甲醇萃取烟末样品, 浓缩后采用6890GC-5973N法测定. 香味成分检测结果见表5.

由表5可得, 试验一、二、三烘焙后与里料后相比, 香味成分总量增加均在16%以上, 且随着处理强度的加大, 香味成分总量增加比例升高; 试验四烘焙后与里料后相比, 香味成分总量增加40%以上, 说明外源性糖附着在烟叶表面, 更容易在烘焙过程中发生美拉德反应及焦糖化反应.

由图1可得, 香味成分中含有焦甜香韵物质, 如糠醛、糠醇、5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛等含量显著增加, 从反应产物证明烘焙过程中还原糖与氨基酸发生了美拉德及焦糖化反应, 同时, 烟叶烘焙是丰富与彰显焦甜香的一种工艺处理途径.

表5 香味成分检测结果 /(μg·g-1)

注: 标“*”者为目标物与内标面积定量法检测.

图1 烘焙前后焦甜香韵成分总量对比

2.4 感官质量评价

将试验一、二、三、四切丝样品与原料样品对比评价, 感官质量评价结果见表6.

表6 感官质量评价结果 /分

由表6可知, 4组试验烘焙后样品的感官质量总得分都高于原料样, 其中试验四得分最高, 试验一、二、三得分依次降低, 但相对于原料样, 试验一、四所有感官评吸指标都有改善和提高. 总分、香气特性、烟气特性(除劲头)、劲头及舒适特性指标变化如图2—5所示. 香气特性包括香气质、香气量及杂气; 烟气特性包括浓度、劲头及细腻程度; 舒适感特性包括刺激性、干燥感、干净程度及甜度.

图2 样品感官质量总分变化

图3 香气特性得分变化

图4 样品感官质量烟气特性(除劲头)得分变化

图5 样品感官质量舒适特性得分变化

从试验一、二、三烘焙前后样品感官质量变化分析, 烤烟烘焙的工艺参数设计不同于白肋烟烘焙, 应适当降低处理强度, 结合本次试验结果, 试验一的工艺参数设计较为合理, 且在低次烟叶中添加一定量的糖, 能提升烘焙后样品的感官品质, 感官评价结果与常规化学成分及香味成分检测结果相吻合.

另一方面, 从美拉德反应的机理也能证明, 美拉德反应有3种途径, 每种途径又由多步反应组成, 反应步骤增多, 反应产物的分子量变小, 沸点降低, 且很多最终产物呈苦味, 造成烟气的口感特征变差.

由图6分析可知, 随着烘焙强度的增大, 劲头降低. 劲头主要是由烟叶中的烟碱引起的, 烟碱本身是可挥发性物质, 强度越大, 挥发掉的烟碱越多, 劲头越小. 同时, 烟碱也是含氨基的化合物, 可以糖进行反应, 试验四中添加了单糖, 所以劲头降低的幅度更大, 说明了烘焙过程中发生了美拉德反应.

图6 样品感官质量劲头得分变化

3 结论

随着烟草行业的发展及卷烟消费结构的提高, 对烟叶原料尤其是高档原料的需求越来越大, 但由于烟叶原料自身的特点及采购计划的限制, 决定了一定数量下低等烟叶的存在, 目前, 除五类卷烟外, 行业内普遍采用CO2膨胀处理下低等烟, 但膨胀丝存在2个主要缺点: ①膨胀丝的利用率偏低; ②由于膨胀丝原料等级结构偏低, 高温膨胀后, 感官品质差, 烟气中带有典型的膨胀丝气息, 这就限制了膨胀丝在中高档卷烟中的使用比例. 如何使用好这些下低等烟叶是行业内共同面对的难题.

本文探索了一种新的处理低次烟叶的加工方法, 提高低次烟叶的可用性. 从工艺参数及料液2个方面设计了试验方案. 从过程水分符合性、常规化学成分、香味成分及感官质量4个方面评价及对比分析了烘焙处理前后的样品, 得出烤烟烘焙相对于白肋烟, 应适当降低烘焙处理的强度. 同时, 初步确定了工艺参数及料液设计方案.

从烘焙前后样品的香味成分分析, 烘焙后, 样品中具有焦甜香韵物质的含量有较大幅度增加, 这也是一种增强烤烟焦甜香韵的加工方法.

[1] 姚光明, 邓国栋, 丁乃红, 等. 湖北建始白肋烟在制丝主要工序中的感官特性分析[J]. 烟草科技, 2011(1): 13—17.

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[8] YC/T31-1996 烟草及烟草制品水分的测定-烘箱法[S].

[9] YC/T222-2007 烟草及烟草制品 PH的测定[S].

[10] YC/T160-2002 烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法[S].

[11] YC/T159-2002 烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法[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

通讯作者email: quxz7909@sina.com.

2013-12-02

(责任编校: 江 河)