复烤片烟在不同醇化环境中的质量变化

李乾云，申洪涛，段卫东，奚家勤，王艳芳，王小东，刘 领

（1. 河南科技大学 农学院，河南 洛阳 471023；2. 河南中烟工业有限责任公司，河南 郑州 450016；3. 中国烟草总公司郑州烟草研究院，河南 郑州 450001）

采收后的烟叶经过初烤、复烤后，需要经过醇化过程才能达到卷烟工业生产的要求。烟叶醇化过程中会发生一系列复杂的化学反应，促使烟叶青杂气和刺激性明显减弱，香气逐渐显现，同时烟叶的外观质量得到提高，满足工业生产对高品质烟叶原料的需求[1-3]。目前，烟叶醇化主要分为自然醇化和人工醇化[4]。自然醇化是指烟叶在醇化库内依靠自然气候温湿度的季节性变化进行醇化；人工醇化是通过人为控制醇化的温度、湿度、气体等，控制醇化的速度和质量。由于受技术和人力的限制，目前工业上主要采取自然醇化的方式。自然醇化主要受醇化库温、湿度和醇化时间的影响[5]。相关研究表明，在醇化过程中，环境温、湿度会影响烟叶表面微生物种群群落结构变化、酶活性变化，导致烟叶内部化学成分发生改变，从而影响烟叶醇化品质和醇化周期[6-7]。因此，不同地区由于气候条件的不同，自然醇化的片烟质量和达到最佳醇化品质的时间和最佳品质保质期不同。目前，关于不同地区自然醇化对片烟化学成分变化和质量的影响已有研究报道，胡有持等[8]研究了在气候条件迥异的云南玉溪和河南许昌两地自然醇化过程中，云南复烤片烟香味物质、pH 值和感官质量的变化差异，发现在云南玉溪自然醇化的片烟感官质量好于在河南许昌醇化的感官质量。王毅等[9]研究发现，与在环境温度低的玉溪醇化相比，复烤烟叶在环境温度高的元江醇化达到最佳感官评吸品质需要的时间短，环境温湿度高，醇化过程中烟叶品质变化较快。王健强等[10]的研究结果表明，温湿度较高的陕南地区醇化烟叶的质量整体上优于陕北地区醇化烟叶。黎洪利等[11]对重庆与云南醇化复烤片烟致香成分的差异进行研究表明，云南烟叶在重庆醇化后其致香成分逐渐与重庆烟叶接近，即在重庆醇化云南烟叶对致香成分的影响较大。

目前，河南中烟烟叶库存规模总体处于历史高位水平，原料安全储存问题愈发凸显，存在烟叶库存损耗率较高，烟叶醇化质量难以有效保障等问题。福建省南平市是全国优质烟叶产区[12]，也是河南中烟公司高端卷烟原料的调拨源。河南中烟公司在利用福建南平片烟原料的过程中，往往将福建南平片烟贮存于河南新郑醇化库进行醇化，会出现贮存周期长、长期占用仓库等问题。为此，设置福建南平片烟在河南新郑醇化库和福建武夷醇化库分别进行醇化，比较两地醇化库贮存片烟在醇化过程中化学成分、外观和内在质量的变化和差异，旨在通过醇化环境调控进一步优化福建南平片烟的醇化质量，缩短福建南平片烟原料的醇化周期，为河南中烟公司缓解高端原料保供压力提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

选用福建南平种植的烤烟品种K326（B2F 等级），于2015 年11 月在福建武夷复烤厂加工后，2015 年12 月分别贮存于福建武夷醇化库和河南新郑醇化库进行醇化。醇化片烟采用纸箱包装，200 kg/箱，密度为268.8 kg/m3，烟箱摆放距地面200 mm，距仓库墙面500 mm，堆码高度4层。

1.2 取样

两地复烤片烟均在2015 年12 月入库，入库时取样1 次，作为醇化0 个月样品，以后每隔4 个月取样1次，连续取样6 次，每次随机取3 箱（下次取样时，排除前期已取样的烟箱），从烟箱上、中、下3 个位置取样混合均匀，每箱取样2 kg，每次取样后样品用无色无味塑料自封袋包装严实，存于-15 ℃的冰柜中备用，待取样完成后统一取出进行化学成分测定、外观和感官质量评价。将一部分烟叶以60 ℃恒温烘干后研磨，过孔径为0.18 mm 的筛网，放在干燥器中保存，用于测定烟叶常规化学成分。另一部分烟叶剔除残留的烟梗（切丝前要求烟叶含水率控制在12%左右），将烟叶切成宽度为（1.0±0.1）mm 的烟丝。将烟丝混合均匀，筛除切碎的烟末，制成烟支规 格（20+64）mm×24.5 mm 的 烟 支 样 品，在（22±1）℃、相对湿度（60±2）%的恒温恒湿箱中平衡48 h，之后进行感官质量评价。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 醇化环境温湿度记录 醇化库内温度和湿度采用T20互联网温湿度记录仪进行每日记录。

1.3.2 常规化学成分测定 按照中华人民共和国烟草行业标准，采用YC/T 159—2002 中的方法测定还原糖和总糖含量[13]，采用YC/T 161—2002 中的方法测定总氮含量[14]，采用YC/T 160—2002 中的方法测定烟碱含量[15]，采用YC/T 382-2010 中的方法测定叶黄素和β-胡萝卜素含量[16]，采用YC/T 202—2006 中的方法测定绿原酸、芸香苷、莨菪亭等多酚类物质含量[17]。

1.3.2 外观质量评价 由郑州烟草研究院和河南中烟技术中心具有高级烟叶评级资质的5名专家组成外观质量评价组，主要对片烟颜色、油分、明亮度、饱满度、均匀度和闻香6个指标进行定量评价[3]。

1.3.3 感官质量评价 由河南中烟技术中心组织7名专业评吸员参照《烟草在制品感官评价方法》（YC/T 415—2011）[18]，对片烟的感官质量进行评价，评价指标包括香气质（A）、香气量（B）、浓度（C）、透发性（D）、余味（E）、杂气（F）、刺激性（G）、劲头（H），以9 分制对各指标进行赋值量化，感官总分为各项得分乘以权重之和，感官总分（T）=（A+B）×2.0+（C+D）×1.5+E+F+G+H。赋分标准详见表1。

表1 片烟感官评价指标赋分标准Tab.1 Scoring criteria for sensory evaluation indexes of tobacco strips

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016 和SPSS 22.0 软件进行数据处理和分析，采用t测验检验同一醇化时间不同醇化地点温湿度、片烟化学成分差异，利用Origin 9.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同自然醇化地月平均温湿度变化

由图1 可知，除4、6、7、8 月份之外，其他月份的月平均温度均表现为福建武夷醇化库显著高于河南新郑醇化库（P＜0.05）。河南新郑醇化库的月平均温度在8.50～32.90 ℃，月平均温度最大值出现在7 月，最小值出现在1 月；福建武夷醇化库月平均温度在14.40～30.90 ℃，月平均温度最大值出现在9月，最小值出现在2 月。除10 月份之外，其他月份福建武夷醇化库的月平均湿度均显著高于河南新郑醇化库（P＜0.05），河南新郑醇化库内月平均湿度在45.50%～61.00%，月平均湿度最大值出现在10月，最小值出现在3月；武夷醇化库内月平均湿度在56.80%～64.30%，月平均湿度最大值出现在11月，最小值出现在9月。

图1 2016—2017年不同自然醇化地月平均温湿度变化Fig.1 Changes of monthly mean temperature and humidity in different natural aging places during 2016—2017

2.2 不同自然醇化地片烟化学成分变化

由图2 可知，随着醇化时间的延长，2 个醇化库片烟的总糖、还原糖、烟碱和总氮含量均呈降低趋势。总糖和还原糖含量在醇化前期降低幅度较大，后期趋于稳定。具体表现：在福建武夷醇化库，总糖和还原糖含量均在0～8 个月快速下降，总糖含量在8～24 个月较稳定，还原糖含量在8～16 个月有小幅下降，16～24 个月趋于稳定，与未醇化时相比，醇化24 个月时，总糖和还原糖含量分别降低15.58%和12.56%；在河南新郑醇化库，总糖和还原糖含量均在0～8 个月缓慢下降，8～16 个月快速下降，16～24个月趋于稳定，与未醇化时相比，醇化24个月时，总糖和还原糖含量分别降低12.74%和9.31%。在整个醇化期，河南新郑醇化库片烟中总糖和还原糖含量均高于福建武夷醇化库，在醇化8、12 个月时，河南新郑醇化库片烟中总糖含量显著高于福建武夷醇化库片烟总糖含量（P＜0.05）；在醇化4、8个月时，河南新郑醇化库片烟中还原糖含量显著高于福建武夷醇化库片烟中还原糖含量（P＜0.05）。

图2 复烤片烟在不同自然醇化地醇化过程中主要化学成分变化Fig.2 Changes of chemical components in tobacco strips of different natural aging places

醇化期间，福建武夷醇化库片烟中总氮含量在17.3～19.0 g/kg，河南新郑醇化库片烟中总氮含量16.9～18.8 g/kg，两地醇化片烟中总氮含量无显著差异（P＞0.05）。福建武夷醇化库片烟中烟碱含量在25.2～26.7 g/kg，河南新郑醇化库片烟中烟碱含量在24.6～26.0 g/kg，两地醇化片烟中烟碱含量无显著差异（P＞0.05）。福建武夷醇化库片烟的两糖比在0.95～1.03，河南新郑醇化库两糖比在0.95～0.99。其中在醇化8～12个月时，福建武夷醇化库片烟两糖比显著高于河南新郑醇化库两糖比（P＜0.05）。随着醇化的进行，2 个醇化库片烟的糖碱比均整体呈降低趋势，河南新郑醇化库片烟的糖碱比均高于同期福建武夷醇化库，但差异不显著（P＞0.05）。

2.3 不同自然醇化地片烟质体色素含量的变化

由图3可知，随着醇化的进行，河南新郑醇化库和福建武夷醇化库片烟中叶黄素和β-胡萝卜素含量均呈降低趋势。与未醇化时相比，醇化24个月时，河南新郑醇化库片烟中叶黄素和β-胡萝卜素含量分别降低44.17%和68.86%；福建武夷醇化库片烟中叶黄素和β-胡萝卜素含量分别降低45.97%和61.08%。醇化过程中，两地片烟叶黄素含量较为接近，差异不显著（P＞0.05）。醇化4、8、12 个月时，新郑醇化库片烟中β-胡萝卜素含量高于武夷醇化库，其中醇化8、12个月时，两地β-胡萝卜素差异显著（P＜0.05）；醇化16个月时，两地片烟β-胡萝卜素含量相近。醇化20、24个月时，河南新郑醇化库片烟中β-胡萝卜素含量低于福建武夷醇化片烟，但差异不显著（P＜0.05）。

图3 复烤片烟在不同自然醇化地醇化过程中叶黄素和β-胡萝卜素含量变化Fig.3 Changes of lutein and β-carotene contents in tobacco strips of different natural aging places

2.4 不同自然醇化地片烟多酚类物质含量的变化

由图4可知，随着醇化的进行，河南新郑库和福建武夷库醇化片烟中多酚类物质含量总体呈降低趋势。在醇化中后期，多酚类物质含量表现为武夷醇化库低于新郑醇化库，其中隐绿原酸、新绿原酸和绿原酸含量在醇化12、16、20、24 个月时，两醇化库差异达到显著水平（P＜0.05）；芸香苷和山奈酚-3-芸香糖苷含量在醇化16、20、24 个月时两醇化库差异达到显著水平（P＜0.05）；莨菪亭含量在醇化24个月时两醇化库差异达到显著水平（P＜0.05）。整体上，福建武夷库醇化片烟中多酚类物质降解幅度要高于河南新郑醇化库。

图4 复烤片烟在不同自然醇化地醇化过程中多酚类物质含量变化Fig.4 Changes of polyphenol contents in tobacco strips of different natural aging places

2.5 不同自然醇化地片烟外观质量变化

由表2 可知，随着醇化时间的延长，2 个醇化库片烟的外观质量总分均表现为先增大后减少的趋势，在醇化12 个月时外观质量评价总分达到最高。在福建武夷醇化库醇化过程中，片烟颜色逐渐加深，醇化12 个月时颜色变为浅棕色，达到醇化最佳状态；油分在醇化8～12 个月达到最好状态，分值为8.0；色度（饱满度、均匀度、明亮度）在醇化4～12 个月时为最佳状态；闻香在醇化12 月时分值最高，达到9.0 分，为醇香，醇化20 个月时开始下降，有略酸味。在河南新郑醇化库醇化过程中，片烟颜色逐渐加深，醇化12 个月时颜色变为深黄；油分在醇化12个月时达到最好状态，分值为7.0；色度（饱满度、均匀度、明亮度）在12个月为最佳状态，较福建武夷醇化库有所下降；闻香在醇化12 个月时分值最高，达到7.0 分，为醇香。总之，相同醇化时间的片烟外观质量分值均表现为福建武夷醇化库高于河南新郑醇化库，表明福建武夷醇化库醇化的片烟外观质量优于河南新郑醇化库。

表2 不同自然醇化地片烟醇化过程中的外观质量评分Tab.2 Appearance quality score of tobacco strips in different natural aging places

2.6 不同自然醇化地片烟感官质量变化

由表3 可知，在河南新郑和福建武夷醇化库醇化片烟的感官质量评吸总分均表现为先升高后降低的趋势。在同一醇化时期，福建武夷库醇化的片烟感官质量评吸总分均高于河南新郑醇化库。河南新郑库醇化片烟的感官评吸最高分出现在醇化16 个月，主要表现在香气质和透发性较好、香气量较足、杂气较少、余味更为舒适。醇化12个月时，福建武夷库片烟感官评吸总分最高，主要表现为香气质和透发性较好、烟气浓度较浓、劲头及香气量较足、杂气和刺激性较轻、余味较舒适。醇化时间超过16个月后，贮存在两地的片烟感官质量总分均开始下降。总体上，复烤片烟在福建武夷醇化库醇化的感官质量达到最佳状态较河南新郑醇化库醇化提前4 个月，且在醇化后期感官质量得分降低速率较慢，保质性更好。

表3 不同自然醇化地片烟醇化过程中的感官质量评分Tab.3 Sensory quality score of tobacco strips in different natural aging places

3 结论与讨论

烟叶自然醇化是改善烟叶品质、提升烟叶使用价值的重要环节，醇化质量受醇化时间及贮存环境条件等多种因素的影响[11]。前人研究发现，醇化时间与烟叶的外观和感官评吸质量之间呈抛物线关系，即烟叶感官评吸质量达到最佳醇化期或醇化区间后，若继续醇化导致醇化过度，烟叶质量下降，外观上表现为碳化、颜色加深发黑，感官质量上表现为香气质下降、香气量减小、杂气和刺激性增加[4]。本研究结果也表明，随着醇化的进行，河南新郑醇化库和福建武夷醇化库片烟的外观和感官质量评分均呈现先升高后降低的趋势，可能是由于随着醇化时间的延长，片烟内部发生一系列的化学变化，在醇化的前期阶段，化学成分达到最佳，使烟叶感官和外观质量达到较好状态，随着醇化时间的进一步延长，烟叶体内的挥发酸含量增加，导致烟叶产生褐化，外观和感官品质降低[19]。本研究结果还表明，2个醇化库中片烟达到最佳质量的时间不同，河南新郑醇化库中片烟在醇化16个月达到最佳，福建武夷醇化库中片烟在醇化12个月达到最佳，且在相同醇化时期，福建武夷醇化库醇化的片烟外观质量和感官质量均优于河南新郑醇化库，表明复烤片烟在不同醇化地进行自然醇化不仅影响了片烟醇化进程，而且也影响了醇化质量。贮存环境的温度和湿度条件是影响片烟醇化进程和醇化质量的重要因素[20-21]。宋纪真等[22]研究认为，在温度较高、相对湿度较适宜的环境条件下，贮存片烟的外观质量和感官质量较好。管恩森等[2]研究发现，高湿环境烟叶香气质、香气量、杂气、余味和刺激性等指标明显优于正常环境，高温、高湿环境感官评吸总得分高于同期正常环境。本研究对河南新郑醇化库和福建武夷醇化库内月平均温度和湿度进行测定，结果表明，福建武夷醇化库内温度及湿度大多高于河南新郑醇化库。与福建武夷醇化库相比，河南新郑醇化库的环境条件突出特点是湿度较低。可见，福建武夷醇化库高温高湿的贮存条件对优化片烟醇化进程和醇化质量起到了重要贡献，可能与福建武夷库高温高湿的醇化环境提高了微生物和相关酶的活性，改善了复烤片烟醇化的酶催化作用、纯化学变化和微生物作用，从而有利于烟叶内部大分子化合物被降解转化成小分子物质有关[17，23]。

影响烟叶外观和感官品质的因素主要取决于烟叶醇化过程中化学成分的变化[24-26]。本研究结果表明，在福建武夷醇化库中醇化的片烟中，还原糖和总糖含量下降较快，均低于同时期河南新郑醇化库。刘强等[27]研究了不同温湿度对片烟自然醇化过程中主要化学成分的影响，发现在温度35 ℃、湿度80%的醇化条件下，总糖和还原糖含量下降幅度最大，这可能与高温高湿的醇化条件加速总糖及还原糖的消耗有关[28]。本研究中，福建武夷醇化库的温度和湿度特别是湿度高于河南新郑醇化库，高湿条件下，烟叶中微生物呼吸速率升高，加速烟叶中糖类的降解。总氮和烟碱含量高低是烟草和卷烟工业中重要的品质指标[2]。在烟叶燃吸过程中，含氮化合物直接影响烟气的酸碱度、生理强度和香气浓度，但过多的含氮化合物会造成烟气的刺激性增加，香气质量变差。相关研究表明，高温是影响烟叶醇化过程中总氮和烟碱含量变化的主要因素[23，27-28]。本研究结果显示，随着醇化的进行，两醇化地总氮和烟碱含量呈降低趋势，但总氮和烟碱含量差异均不显著。可能是由于本研究中福建武夷和河南新郑醇化库月平均温度在6、7、8月高温时期差异不显著，因此，两地醇化片烟总氮和烟碱含量差异不显著。

烟叶中含有的质体色素及多酚类物质在醇化过程中会发生一系列生理生化反应，类胡萝卜素是烟草香气成分的重要前体物质，在醇化过程中，类胡萝卜素发生降解产生如大马酮、紫罗兰酮、二氢弥猴桃内酯、柠檬醛等致香物质[29]。类胡萝素的降解与烤烟品种、生态环境、栽培措施、调制环境等相关[30]。本研究中，类胡萝卜素的降解程度主要与醇化环境的温、湿度关系密切。脂氧合酶是类胡萝卜素降解的关键酶，适宜的环境条件提高脂氧合酶等相关酶活性，促进胡萝卜素的降解。本研究中，贮存在新郑醇化库和武夷醇化库的片烟叶黄素含量在整个醇化期间较为接近，而β-胡萝卜素含量则表现为在醇化16个月前新郑醇化库高于武夷醇化库，在醇化16个月后武夷醇化库高于新郑醇化库，这表明在醇化16 个月后武夷醇化库片烟中类胡萝卜素降解产物量高于新郑醇化库片烟。本研究结果表明，随着醇化的进行，多酚类物质含量总体呈减低趋势。在醇化中后期，多酚类物质含量表现为武夷醇化库低于新郑醇化库，这说明高温高湿的醇化环境对片烟中多酚类物质降解过程影响较大。已有研究表明，烟叶中多酚类物质的降解主要是由于多酚氧化酶的作用[19]，赵铭钦等[31]研究发现，在不同的温湿度条件下，温度越高、湿度越大越有利于多酚类物质降解，说明高温高湿环境有利于多酚氧化酶的活性增强和棕色化反应的进行，有利于多酚类物质的降解。本研究中，武夷醇化库内温度在一年内大部分月份高于新郑醇化库，且湿度均高于新郑醇化库，可能导致武夷醇化库片烟多酚氧化酶活性增强，加速多酚类物质的降解，使武夷醇化库片烟中多酚类物质含量低于新郑醇化库。

总之，与河南新郑醇化库相比，福建武夷醇化库醇化的片烟较好，表现为片烟颜色略微转深，有油分，且色度（饱和度、均匀度及明亮度）好，闻香醇香。福建武夷醇化库醇化的片烟感官质量评吸得分均高于同期河南新郑醇化库，福建武夷醇化库片烟在醇化12个月时感官质量达到最佳，河南新郑醇化库片烟在醇化16个月时感官质量达到最佳，最佳状态较河南新郑醇化库提前4个月。福建武夷醇化库的片烟醇化时间更短，烟叶品质更佳，且保质时间更长。在河南中烟公司利用南平烟叶过程中，可以根据不同的需求时期和用量选择进行异地醇化。