复烤前后烟叶烟碱含量变化趋势研究

王跃 张文 杨雪 饶玉慧

(湖北烟草金叶复烤有限责任公司，湖北 恩施 445000)

传统的复烤加工主要目的是通过热风、蒸汽来调节烟叶叶片的水分含量，使因田间生长环境及农户初烤工艺的差异带来的原烟含水率差异尽可能缩小，并控制在适宜于醇化发酵的10%～13%含水率。烟叶内部分化学成分在实际生产过程中存在“受热挥发”的可能，因此研究复烤前后的烟叶常规化学成分差异性，探索复烤前后各烟叶成分间的函数关系，可在化学层面科学的制定打叶复烤配方方案，既可在加工前对成品片烟的化学成分进行预测，还可在生产加工前依据成品片烟化学指标要求倒推原烟的投料规则。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

研究原料选用4个湖北中烟经典打叶复烤配方，其配方组成稳定，近几年无明显变化。试验材料为2017—2019年3a间的4个等级烟叶叶片。3a间共取样检测“烤前去梗原烟样本”6168个以及“烤后成品片烟样本”607个。

1.1.2 主要烟碱检测仪器

赛多利斯电子天平CPA224S型，威力粉碎机FT91型，旋风磨CT293型，回旋振荡器WSZ-100A型，超声波振荡器SK6200H型，消化器，连续流动分析仪SAN++SYSTEM。

1.2 取样检测方法

1.2.1 烤前化学成分取样检测方法

对所加工批次涉及的每个原烟货位进行取样，每个货位由上至下随机挑取原烟6包，每包抽取原烟10片，人工去梗后粉碎至40目颗粒状，并采用连续流动分析法检测其烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯6项化学成分的含量。

1.2.2 烤后化学成分取样检测方法

对所加工批次涉及的装箱成品片烟进行开箱取样，烟箱选取规则为逢50及50倍速开箱取样，样品粉碎至40目颗粒状，并采用连续流动分析法检测其烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯6项化学成分的含量。

2 结果与分析

2.1 样品烟碱检测值分类与统计

4个配方近3a的生产加工共涉及原烟货位6168个，按方案取样检测后获得原烟化学成分检测值6168组；4个配方近3a共计产出成品30346箱，按方案取样检测后获得装箱成品化学成分检测值607组。对6168组原烟烟碱检测数据及607组成品烟碱检测数据按配方、年度分组并计算每组均值如表1所示。

表1 4个配方近3a烟碱检测均值统计表

2.2 复烤前后烟叶烟碱变化趋势分析

建立复烤前后烟碱均值间的相关分析，以生产批次为单位分析各成品等级烟叶每年的烤前烤后烟碱含量间的相关性如表2所示。

表2 复烤前后烟碱相关性分析表

由相关性分析结果可得，复烤前后的烟碱含量在P=0.01水平上呈极显著相关。再对复烤前后的批次烟碱均值做差异性分析，如表3所示。

表3 复烤前后烟碱差异性分析表

由差异性分析结果可得，复烤前后的烟碱含量差异显著性P=0.028，在P=0.05的水平上呈极显著性差异。考虑复烤后的烟碱含量均低于复烤前烟碱含量，则可推论复烤过程将降低烟叶中的烟碱含量比例。

为推导烤后烟叶烟碱含量与烤前烟叶烟碱含量间的函数关系，针对各配方年度烟碱均值进行成对双样本t检验，如表4所示。

表4 复烤前后烟碱成对双样本t检验分析表

基于成对双样本t检验结果中P=0，则可以视为样本复烤前后的烟碱含量均值存在一一对应的关系，在此基础上可进行复烤前后烟碱含量的函数关系拟合。

针对表1中的数据建立复烤前后烟碱含量的回归分析，见表5。

表5中关于复烤前后烟碱含量拟合方程的决定系数R2最大值为0.864，表明拟合的方程代表性较强，具实际生产使用价值，考虑计算的便捷性选择使用二次方程式表达函数关系，即，出烤前烟碱含量与烤后烟碱含量的函数关系式：

表5 复烤前后烟碱函数关系拟合表

2.3 复烤前后烟叶总糖变化趋势分析

建立复烤前后总糖均值间的相关分析，以生产批次为单位分析各成品等级烟叶每年烤前、烤后总糖含量间的相关性如表6所示。

表6 复烤前后总糖相关性分析表

由相关性分析结果可得，复烤前后的总糖检测值无显著相关性，且复烤后的检测值有升有降，无特定趋势，因此就当前样本而言“复烤工艺”对总糖含量未呈现明显的影响趋势。

2.4 复烤前后烟叶还原糖变化趋势分析

建立复烤前后还原糖均值间的相关分析，以生产批次为单位分析各成品等级烟叶每年烤前烤后还原糖含量间的相关性如表7所示。

表7 复烤前后还原糖相关性分析表

由相关性分析结果可得，复烤前后的还原糖含量在P=0.01水平上呈极显著相关。再对复烤前后的批次还原糖均值做差异性分析如表8所示。

表8 复烤前后还原糖差异性分析表

由差异性分析结果可得，复烤前后的还原糖含量差异显著性P=0.003，在P=0.05的水平上呈极显著性差异。考虑复烤后的还原糖含量均低于复烤前还原糖含量，则可推论复烤过程将降低烟叶中的还原糖含量比例。

为推导烤后烟叶还原糖含量与烤前烟叶还原糖含量间的函数关系，针对各配方年度还原糖均值进行成对双样本t检验，见表9。

表9 复烤前后还原糖成对双样本t检验分析表

基于成对双样本t检验结果中P=0，则可以视为样本复烤前后的还原糖含量均值存在一一对应的关系，在此基础上可以进行复烤前后还原糖含量的函数关系拟合。

针对表1中的数据建立复烤前后还原糖含量的回归分析如表10所示。

表10 复烤前后还原糖函数关系拟合表

表10中关于复烤前后还原糖含量拟合方程的决定系数R2最大值为0.653，表明拟合的方程代表性一般，仅具参考价值，考虑计算的便捷性选择使用二次方程式表达函数关系，即复烤后还原糖含量与烤前还原糖含量的函数关系式：

2.5 复烤前后烟叶氯含量变化趋势分析

建立复烤前后氯均值间的相关分析，以生产批次为单位分析各成品等级烟叶每年烤前烤后氯含量间的相关性如表11所示。

表11 复烤前后氯相关性分析表

由相关性分析结果可得，复烤前后的氯含量在P=0.05水平上呈显著相关。再对复烤前后的批次氯均值做差异性分析如表12所示。

表12 复烤前后氯差异性分析表

由差异性分析结果可得，复烤前后的氯含量差异显著性P=0，在P=0.05的水平上呈极显著性差异。考虑复烤后的氯含量均低于复烤前氯含量，则可推论复烤过程将降低烟叶中的氯含量比例。

为推导烤后烟叶氯含量与烤前烟叶氯含量间的函数关系，针对各配方年度氯均值进行成对双样本t检验，见表13。

表13 复烤前后氯成对双样本t检验分析表

基于成对双样本t检验结果中P=0，则可以视为样本复烤前后的氯含量均值存在一一对应的关系，在此基础上可以进行复烤前后氯含量的函数关系拟合。

针对表1中的数据建立复烤前后氯含量的回归分析如表14所示。

表14 复烤前后氯函数关系拟合表

表14中关于复烤前后氯含量拟合方程的决定系数R2最大值为0.467，表明拟合的方程代表性稍弱，仅具参考价值，考虑计算的便捷性选择使用二次方程式表达函数关系，即复烤后氯含量与复烤前氯含量的函数关系式：

2.6 复烤前后烟叶钾含量变化趋势分析

建立复烤前后钾均值间的相关分析，以生产批次为单位分析各成品等级烟叶每年烤前烤后钾含量间的相关性如表15所示。

表15 复烤前后钾相关性分析表

由相关性分析结果可得，复烤前后的钾检测值无显著相关性，且复烤后的检测值有升有降，无特定趋势，因此就当前样本而言“复烤工艺”对钾含量未呈现明显的影响趋势。

2.7 复烤前后烟叶氮含量变化趋势分析

建立复烤前后氮含量均值间的相关分析，以生产批次为单位分析各成品等级烟叶每年烤前烤后氮含量间的相关性如表16所示。

表16 复烤前后氮含量相关性分析表

由相关性分析结果可得，复烤前后的氮含量在P=0.05水平上呈显著相关。再对复烤前后的批次氮均值做差异性分析如表17所示。

表17 复烤前后氮差异性分析表

由差异性分析结果可得，复烤前后的氮含量差异显著性P=0，在P=0.05的水平上呈极显著性差异。考虑复烤后的氮含量均低于复烤前氮含量，则可推论复烤过程将降低烟叶中的氮含量比例。

为推导烤后烟叶氮含量与烤前烟叶氮含量间的函数关系，针对各配方年度氮含量均值进行成对双样本t检验，见表18。

表18 复烤前后氮成对双样本t检验分析表

基于成对双样本t检验结果中P=0，则可以视为样本复烤前后的氮含量均值存在一一对应的关系，在此基础上可以进行复烤前后氮含量的函数关系拟合。

针对表1中的数据建立复烤前后氮含量的回归分析如表19所示。

表19 复烤前后氮函数关系拟合表

表19中关于复烤前后氮含量拟合方程的决定系数R2最大值为0.550，表明拟合的方程代表性稍弱，仅具参考价值，考虑计算的便捷性选择使用二次方程式表达函数关系，即复烤后氮含量与复烤前氮含量的函数关系式：

3 结论与讨论

经过试验分析，可以确认复烤过程中伴随着加热烘烤烟叶内烟碱、还原糖、氯、氮4种成分存在着挥发现象，其复烤后的含量较复烤前有所降低。并且通过试验数据拟合的复烤前后烟碱含量函数关系式，具有实际操作意义，不仅揭示了复烤环节对于烟叶化学成分的影响，还可通过模块配方对成品烟碱含量等理化指标的要求，推导出投料原烟应具备值的化学成分指标，通过科学合理的制定配方方案使模块化打叶更加精准，进而提升模块化配方的长期性、稳定性。