孫德坡,秦存永,張成信,李 航, 高麗波,邱 智,夏 非, 楊彥明,段安凌,堯珍玉*
(1.云南瑞升煙草技術(shù)(集團(tuán))有限公司,云南昆明 650160;2.河北白沙煙草有限責(zé)任公司,河北石家莊 050035)
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植物成分在造紙法再造煙葉中的應(yīng)用現(xiàn)狀
孫德坡1,秦存永2,張成信1,李 航1, 高麗波1,邱 智1,夏 非1, 楊彥明1,段安凌1,堯珍玉1*
(1.云南瑞升煙草技術(shù)(集團(tuán))有限公司,云南昆明 650160;2.河北白沙煙草有限責(zé)任公司,河北石家莊 050035)
再造煙葉是將煙葉復(fù)烤、卷制及收獲過程中產(chǎn)生的煙梗、煙末以及次級(jí)煙葉等按照一定加工方法進(jìn)行重組而制成的。目前,再造煙葉生產(chǎn)方法包括輥壓法、稠漿法和造紙法。造紙法再造煙葉相比于其他方法,具有可塑性強(qiáng)、填充性好等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。生產(chǎn)再造煙葉最初是為了節(jié)約成本,提高原料利用率。Wynder等相繼證明,加入再造煙葉對(duì)降低煙氣總粒相物中焦油、苯并[a]芘、煙堿、多環(huán)芳烴(PHA)具有明顯的作用[1-4]。近年來,研究人員在再造煙葉的生產(chǎn)過程中添加一定的植物纖維和植物提取物,甚至用一些植物生產(chǎn)出新型再造煙葉,進(jìn)一步改善再造煙葉的物理性能及抽吸口感。筆者綜述了外加植物成分在提升再造煙葉品質(zhì)方面的進(jìn)展,對(duì)開發(fā)新型再造煙葉具有參考價(jià)值。
1改善片基性能
1.1添加木漿纖維傳統(tǒng)的造紙法再造煙葉中會(huì)添加一定量的木漿纖維,以提升再造煙葉的物理性能。曾健等探討木漿添加量對(duì)造紙法再造煙葉片基物理性能的影響[5],結(jié)果表明,木漿的添加量從3%增加至15%,片基的抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、透氣度得到明顯改善,再造煙葉片基表面的孔隙率逐漸增加,再造煙葉片基內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)變得疏松,有利于液體從片基表面滲透到內(nèi)部,再造煙葉片基的整體吸液性能和滲透性能得到明顯改善。李曉等對(duì)木漿纖維加入量與造紙法再造煙葉物理指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究,也得出類似的結(jié)論[6]。
為了克服過量的外加纖維對(duì)再造煙葉造成的木質(zhì)氣和刺激性,劉良才等在適當(dāng)?shù)哪緷{添加量下,研究木漿打漿度對(duì)再造煙葉品質(zhì)的影響[7]。結(jié)果表明,隨著闊葉木漿打漿度的上升,片基的抗張指數(shù)呈直線上升,而松厚度從打漿度16°SR到18°SR幾乎沒有變化,而當(dāng)打漿度大于18°SR時(shí),松厚度呈下降趨勢(shì);隨著針葉木漿打漿度的上升,煙草片基的抗張指數(shù)不斷上升,而松厚度呈直線下降趨勢(shì)。通過研究認(rèn)為,添加纖維量15%~25%,打漿度16~20°SR,針葉木漿與闊葉木漿比例為4∶6或3∶7的木漿纖維到再造煙葉漿料中,對(duì)于提升再造煙葉的物理性能具有顯著的效果。
1.2添加藥用植物纖維
1.2.1茶葉。姜紹通等研究發(fā)現(xiàn),將茶多酚萃取液添加到卷煙中,可有效抑制煙氣對(duì)鼠肺細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化水平,抑制率可達(dá)30%~40%,效果優(yōu)于維生素C和維生素E,且抑制作用的穩(wěn)定性較好[8]。茶葉中富含茶多酚[9],利用茶多酚可抑制煙氣對(duì)肺細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化作用,研究人員將茶葉制成煙絲添加到卷煙中,對(duì)降低煙氣焦油、煙堿含量有良好的效果[10-19]。
隨著對(duì)再造煙葉研究的深入,有關(guān)人員將茶葉和茶梗制備成煙用茶葉再造煙葉[20-23]。徐建榮等對(duì)茶葉再造薄片的煙氣和感官質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià),茶葉再造煙葉的煙氣煙堿量為0,應(yīng)用茶葉再造煙葉制得2種3 mg超低焦油卷煙[24]。姚二民等將不同比例的茶葉再造煙葉加入葉組中制成卷煙樣品,隨著添加比例的增加,煙氣中致香成分有不同程度的增加,所制成的卷煙煙氣中焦油和煙堿含量降低,并且具有明顯茶香味[25]。李子坤等對(duì)煙用茶葉再造煙葉制造工藝進(jìn)行了優(yōu)化,使用單寧酶和鹽酸處理茶葉和茶梗會(huì)改善茶葉再造煙葉的質(zhì)量,卷煙中添加茶葉再造煙葉比例10%時(shí),煙氣焦油含量降低明顯[26]。
1.2.2苦菜??嗖丝梢越到鉄熤械哪峁哦?,國(guó)內(nèi)對(duì)苦菜應(yīng)用于卷煙中降低煙氣焦油、煙堿量的研究早有報(bào)道[27-28]。張俊奇等將苦菜漿料與再造煙葉漿料混合抄造成再造煙葉,探討苦菜對(duì)降低焦油、煙堿量的作用,并分析苦菜漿料的加入量對(duì)再造煙葉口味產(chǎn)生的影響[29]。結(jié)果表明,苦菜漿料混合比例在5%以內(nèi)時(shí)混合漿料濾水性能不受影響;苦菜漿料混合比例在10%以內(nèi),可改善煙草薄片口味,使煙氣細(xì)膩感更好,口有津潤(rùn)感。
1.2.3小茴香。熊錦元用小茴香莖和葉為原料,采用再造煙葉的生產(chǎn)工藝,制成再造煙葉香煙不含尼古丁,燃燒性能好,又能保持傳統(tǒng)香煙的煙味,因此利用小茴香莖葉作原料開發(fā)香煙是可行的[30]。夏新興等在研究了小茴香稈造紙法制造煙草薄片的工藝同時(shí),解決了小茴香卷煙雜氣的祛除問題[31]。小茴香稈蒸煮預(yù)處理溫度100 ℃,保溫時(shí)間4 h;蒸煮預(yù)處理后立即熱磨,磨漿間隙控制在0.15 mm,對(duì)應(yīng)的打漿度為50°SR,在制漿過程中進(jìn)行充分的洗滌,除掉髓細(xì)胞,從而解決抽吸時(shí)的雜氣。小茴香卷煙不含尼古丁,燃燒性好、焦油量低、香味濃郁,同時(shí)這種卷煙又保留了傳統(tǒng)卷煙的煙味(口感),易被消費(fèi)者接受。目前,“小茴香吸品”已經(jīng)在云南和重慶得到發(fā)展。
1.2.4甘草。甘草渣作為提取甘草素等藥用成分后的廢棄物,用于生產(chǎn)再造煙葉已有相關(guān)報(bào)道[32]。陳超等對(duì)甘草渣生產(chǎn)再造煙葉的生產(chǎn)工藝及甘草再造煙葉的煙氣成分進(jìn)行研究[33],結(jié)果表明,在處理?xiàng)l件為:料液比1∶4,萃取溫度(90±5)℃,時(shí)間60 min,磨漿間隙為0.1 mm,段數(shù)為1,按造紙二步法抄造再造煙葉片基;對(duì)不同定量(60~130 g/m2)的甘草渣再造煙葉片基進(jìn)行物理性能對(duì)比,最終確定90 g/m2為最佳定量;甘草薄片添加量為20%時(shí)煙氣質(zhì)量達(dá)到最好,燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害成分(焦油、一氧化碳等)遠(yuǎn)低于天然煙葉,將該再造煙葉添加到卷煙中具有明顯增香和減少卷煙刺激感的作用。
1.2.5其他植物纖維。此外,研究人員將其他一些具有潛在改善卷煙煙氣成分的植物纖維制造成再造煙葉。如,孫莉等將郁金香植株纖維加入再造煙葉中,郁金香植株中含有天然的重要雜環(huán)類香氣物質(zhì),會(huì)給卷煙提供協(xié)調(diào)的香氣,激發(fā)煙氣的甜氣,有效降低有害成分[34]。陳銀彬?qū)⒊料闳~、煙梗和煙末按一定配比制備成再造煙葉,卷煙煙氣細(xì)膩,刺激性小,焦油量和煙堿含量明顯降低[35]。吳宏偉等將中藥成分如薄荷、桂花、陳皮、甘草等添加到再造煙葉漿料中,生產(chǎn)的再造煙葉感官評(píng)吸質(zhì)量好,口感清甜,煙氣細(xì)膩,刺激性小,雜氣少,加入煙絲后,能大幅度降低卷煙焦油含量[36]。藥用植物纖維對(duì)再造煙葉煙氣成分的改善效果明顯,可以通過改進(jìn)藥用植物纖維生產(chǎn)再造煙葉的工藝,不斷提升功能型再造煙葉的品質(zhì)。
2提升涂布液品質(zhì)
2.1香精香料普通卷煙煙絲中會(huì)加入一定量的香精香料成分,以彌補(bǔ)卷煙中香氣不足、口感不好、刺激性大等缺點(diǎn),同時(shí)使卷煙具有不同的香型。近年來,研究人員對(duì)植物提取香精添加到卷煙中進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn),并對(duì)一部分香精香料對(duì)卷煙的抽吸口感、煙氣品質(zhì)進(jìn)行研究。張耀華等用白豆蔻揮發(fā)油添加到卷煙中,可明顯改善卷煙的煙氣品質(zhì),降低刺激性[37]。劉紹華等用藏紅花揮發(fā)油進(jìn)行卷煙加香,卷煙增香明顯,煙氣刺激性和雜氣顯著降低[38]。董愛君等用毛蕊花揮發(fā)油進(jìn)行了卷煙加香試驗(yàn),結(jié)果表明,毛蕊花揮發(fā)油具有改善卷煙香氣、增加清香香韻、降低刺激性的作用[39]。王宏偉等將制備得到的沙棘果實(shí)石油醚提取物添加到卷煙中,試驗(yàn)表明,提取物具有降低卷煙煙氣干燥感和刺激性,改善煙氣口感舒適度的作用[40];與對(duì)照相比,卷煙主流煙氣中的煙草特有N-亞硝胺(TSNAs)總量降低了20%左右,氣相自由基和粒相自由基分別降低了約31%和26%。許永等對(duì)桔梗浸膏在卷煙中進(jìn)行了添加試驗(yàn),結(jié)果表明,桔梗浸膏具有改善和修飾卷煙吸味、豐滿煙氣、減輕刺激性的作用[41]。將0.1%桔梗浸膏添加到卷煙中,能明顯提高卷煙抽吸品質(zhì)。鹿洪亮用同時(shí)蒸餾萃取法提取銀杏葉揮發(fā)性成分,單料煙加香的評(píng)吸結(jié)果表明,銀杏葉揮發(fā)油能與煙香諧調(diào),提高香氣質(zhì),增大香氣量,余味有所改善[42]。
再造煙葉生產(chǎn)過程中香氣成分的損失嚴(yán)重,在涂布液中也會(huì)添加一定量香料香精,彌補(bǔ)再造煙葉生產(chǎn)過程中的香氣損失。再造煙葉作為近年來煙草行業(yè)研究的熱門,對(duì)于添加植物提取物改善再造煙葉品質(zhì)也有一定的涉及,但是對(duì)某一特定植物提取物對(duì)造紙法再造煙葉品質(zhì)的影響研究不多,僅有少量例證。范運(yùn)濤等將鳶尾根致香成分添加到造紙法再造煙葉中,顯著改善造紙法再造煙葉的煙氣品質(zhì),并具有降低刺激的作用,加香后的造紙法再造煙葉在卷煙中應(yīng)用也具有相同的效果[43]。林凱將野茄子葉揮發(fā)油添加到卷煙和再造煙葉中,感官評(píng)吸表明,該致香成分能與煙香協(xié)調(diào),提高香氣量、降低刺激和熱辣感,提高舒適性,煙氣狀態(tài)得到明顯改善[44]。
將植物提取物添加到煙絲中加香加料,對(duì)卷煙抽吸品質(zhì)影響的研究范圍較廣,為植物提取物添加到再造煙葉中提供良好的應(yīng)用基礎(chǔ),也為開發(fā)不同抽吸口感,以適應(yīng)不同風(fēng)格卷煙的再造煙葉提供一定的參考。
2.2中藥提取物涂布液中除了添加具有特殊香味的植物提取物外,為了生產(chǎn)出具有特殊抽吸口感的功能型再造煙葉,還會(huì)添加一定量中藥提取物。鄭勤安等將中草藥成分和煙草混合萃取后,中草藥(人參、銀杏葉、桔梗、黃岑)與煙草的混合萃取液經(jīng)低溫真空濃縮處理后涂布到片基上,中草藥摻用量在5%~15%時(shí),能體現(xiàn)并保持以煙香為主的卷煙風(fēng)格,且煙香與藥香的諧調(diào)性較好[45]。鄭松明等在浸泡或可溶物萃取液的調(diào)制過程中添加一種或多種功能型重要成分,如中草藥、薄荷,使造紙法再造煙葉具有保健功能或薄荷吸味,或同時(shí)具有保健功能和薄荷吸味[46]。程棟等將金錢草萃取液添加于再造煙葉中,當(dāng)添加量為0.5%時(shí)可以改善其口感,起到生津止渴的作用,以達(dá)到除雜、減刺和增香的目的,從而提高和改善再造煙葉的品質(zhì)和使用價(jià)值[47]。晉照普等以茶葉萃取液為添加物,涂布到再造煙葉片基上,煙氣中主要香氣成分含量均有所增加[48]。
2.3其他參照卷煙煙絲中植物提取物添加試驗(yàn),改善再造煙葉的品質(zhì),還可以添加其他植物提取物,如啤酒花酊、杏子酊、洋梨汁、無花果浸膏、麥芽浸出液、桂酸芐酯、氧化異佛爾酮對(duì)減少雜氣、降低木質(zhì)氣有明顯作用;煙草浸膏、胡蘿卜籽油、紅茶酊、香葉基丙酮等可以協(xié)調(diào)煙香,增濃煙味;干革粉、乙酸龍腦酯、椒樣薄荷油和薄荷酯類香料可清爽口腔,改善余味;轉(zhuǎn)化糖、麥芽糖、焦糖香膏等可彌補(bǔ)再造煙葉的含糖量不足;天然多糖[49]添加到卷煙中,具有增香保潤(rùn)的作用。
3展望
造紙法再造煙葉化學(xué)組分重組與調(diào)控是國(guó)內(nèi)外煙草行業(yè)的一項(xiàng)前沿高新技術(shù),也是行業(yè)內(nèi)外探索研究的重點(diǎn)。目前,再造煙葉中外加植物纖維主要是木漿,添加木漿纖維會(huì)顯著提高片基的物理性能,但是會(huì)增加再造煙葉木質(zhì)氣、雜氣及刺激性等。用藥用植物纖維代替木漿纖維甚至將藥用植物纖維直接抄造成片基,或者將具有特殊香型的植物提取物添加到涂布液中,生產(chǎn)出功能型再造煙葉將會(huì)是未來的發(fā)展趨勢(shì)。藥用植物成分在造紙法再造煙葉中的應(yīng)用不僅擴(kuò)展了藥用植物的使用范圍,提升了經(jīng)濟(jì)價(jià)值,更對(duì)再造煙葉的品質(zhì)帶來了積極的影響。研究添加藥用植物在再造煙葉中的應(yīng)用,對(duì)于調(diào)控再造煙葉化學(xué)組分,開發(fā)新型卷煙具有積極的影響。
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摘要造紙法再造煙葉中外加植物成分能顯著提升再造煙葉品質(zhì)。片基中添加木漿纖維會(huì)改善再造煙葉物理性能,添加藥用植物纖維能生產(chǎn)出具有特殊功能型的再造煙葉;在涂布液中添加特殊香味的植物提取物可以生產(chǎn)出新香型再造煙葉。植物在造紙法再造煙葉中的應(yīng)用對(duì)提高植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,開發(fā)新型再造煙葉具有重要意義。
關(guān)鍵詞造紙法再造煙葉;植物;成分
Current Situation of Plant Components Applied in Paper-making Reconstituted Tobacco
SUN De-po1, QIN Cun-yong2, ZHANG Cheng-xin1, YAO Zhen-yu1*et al (1. Yunnan Reascend Tobacco Technology (Group) Co., Ltd., Kunming, Yunnan 650160; 2. Hebei Baisha Tobacco Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050035)
AbstractThe properties of paper-making reconstituted tobacco were significantly improved by plus plant components. The physical properties of reconstituted tobacco were improved by adding wood pulp fiber in base; the reconstituted tobacco with special function was produced when a given amount of medicinal plant fiber was added into the slurry. The new flavor of reconstituted tobacco was produced after adding plant extracts with special flavor into the coating liquid. Application of plant components in reconstituted tobacco played an important role in improving the economic value of plant and in developing a new type reconstituted tobacco.
Key wordsPaper-making reconstituted tobacco; Plant; Components
收稿日期2015-11-30
作者簡(jiǎn)介孫德坡(1990- ),男,安徽淮北人,助理工程師,碩士,從事煙草化學(xué)研究。*通訊作者,高級(jí)工程師,從事煙草加工工藝研究。
基金項(xiàng)目中國(guó)煙草總公司科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目[110201301025(JH-06)]。
中圖分類號(hào)S 572
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A
文章編號(hào)0517-6611(2016)01-098-03