烤煙葉片結(jié)構(gòu)感官屬性因子分解及檢測方法

范建立，顏 靜，李 銳

（1福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廈門 361021；2廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司動(dòng)力車間，福建廈門 361022；3中國煙葉公司收購管理部，北京 100055）

烤煙評級(jí)技術(shù)的本質(zhì)是感官分析技術(shù)。從感官分析技術(shù)角度來看，烤煙評級(jí)中的葉片結(jié)構(gòu)是復(fù)合感官屬性，可以分解出若干個(gè)感官屬性因子。建立感官屬性因子參比樣的過程中，需要按照適當(dāng)?shù)臋z測方法進(jìn)行儀器分析，以確定與參比樣感官特性相關(guān)的物理量值［1］。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域研究較少，僅王春生［2］、王亞平［3］等人對烤煙外觀質(zhì)量特征進(jìn)行過研究。筆者參考“結(jié)構(gòu)”一詞在多個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)涵，拓展葉片結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，對葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)行感官屬性因子分解與甄選，對各因子可能的檢測方法進(jìn)行理論層面的初步探尋，以期為感官屬性因子參比樣的建立開展前期準(zhǔn)備工作，為感官分析技術(shù)成果與煙葉評級(jí)技術(shù)活動(dòng)的有機(jī)融合及煙葉評級(jí)技術(shù)體系的豐富與發(fā)展提供參考。

1 葉片結(jié)構(gòu)含義

事物的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，其決定著事物存在的本質(zhì)。從通用技術(shù)角度來講，結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配。從力學(xué)角度來說，結(jié)構(gòu)是指可以承受一定力的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。從產(chǎn)品工藝的角度來說，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)定向了產(chǎn)品的市場。食品感官分析［4］、語法學(xué)［5］、西方哲學(xué)史［6］、中國古代美學(xué)和藝術(shù)美學(xué)［7］等領(lǐng)域中“結(jié)構(gòu)”與通用辭典［8～10］的釋義相似。作為工程地質(zhì)學(xué)術(shù)語［11］，其含義與其作為寶石學(xué)術(shù)語的含義類似?！敖Y(jié)構(gòu)”與其它詞語組成復(fù)合詞后產(chǎn)生了諸多衍生概念。如，在煙草行業(yè)，“葉片結(jié)構(gòu)”定義為“煙葉細(xì)胞排列的疏密程度”［12～14］?；谖墨I(xiàn)分析，筆者擬從微觀、宏觀及力學(xué)三個(gè)方面闡述煙葉的葉片結(jié)構(gòu)。

從微觀層面看，煙葉葉片結(jié)構(gòu)是指煙葉細(xì)胞的排列情況，如煙葉細(xì)胞排列的疏密程度、細(xì)胞間隙的大小、梗細(xì)胞比例等，是從客觀的物質(zhì)世界、通用技術(shù)角度理解葉片結(jié)構(gòu)。描述煙葉葉片（系統(tǒng)）中煙葉細(xì)胞（內(nèi)部諸要素）之間相互聯(lián)系的組織形式，表征了煙葉細(xì)胞的排列、搭配與結(jié)合性質(zhì)。其中，“細(xì)胞間隙的大小”借鑒了寶石學(xué)術(shù)語中的結(jié)構(gòu)概念；“梗細(xì)胞比例”是運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)，說明了葉片結(jié)構(gòu)的一種空間性質(zhì)。

從宏觀層面看，葉片結(jié)構(gòu)是細(xì)胞排列的外觀反映，如葉片疏松或緊密、粗糙或平滑、顆粒感、含梗率等，是從主觀世界理解葉片結(jié)構(gòu)；描述了煙葉細(xì)胞（部分）和煙葉葉片（整體）之間聯(lián)系的形式在主觀世界的反映，表征了葉片結(jié)構(gòu)性質(zhì)和形態(tài)的多樣性。其中，“含梗率”是微觀世界“梗細(xì)胞比例”在宏觀世界的反映；其余闡釋則借鑒了“結(jié)構(gòu)”一詞在體育和圍棋中的含義。

從力學(xué)層面看，葉片結(jié)構(gòu)是細(xì)胞排列的力學(xué)反映，如軟硬度、彈性、挺度、韌性、抗張強(qiáng)度、伸長率等，是從力學(xué)角度理解葉片結(jié)構(gòu)。描述了由煙葉細(xì)胞（各連接部件）有機(jī)組合而成的煙葉葉片（整體）所能承受的重力或外力作用及剛度，表征了葉片結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，是“結(jié)構(gòu)”一詞作為建筑學(xué)術(shù)語的含義在力學(xué)層面的拓展。

2 因子分解及檢測方法

基于對葉片結(jié)構(gòu)含義的解析，及感官屬性因子表征強(qiáng)度、協(xié)調(diào)、個(gè)性或缺陷等特點(diǎn)，初步分解出葉片結(jié)構(gòu)的感官屬性因子。秉持確定感官屬性因子的一般原則，對各初分因子進(jìn)行甄選。同時(shí)，查詢各因子在行業(yè)內(nèi)外的應(yīng)用情況，初步從理論層面探索其可能的檢測方法。

2.1 孔度

“孔度”一詞在煙葉質(zhì)量評價(jià)中偶有運(yùn)用。如吳學(xué)巧等［16］用“細(xì)胞小，排列緊密，無孔度”描述光滑葉；《煙草種植工、煙葉調(diào)制工、煙葉分級(jí)工基礎(chǔ)知識(shí)》中描述煙葉的吸濕性時(shí)，用“煙葉屬毛細(xì)多孔性物質(zhì)，其組織結(jié)構(gòu)很像海綿體，內(nèi)表面很大”［17］。但在煙葉的物理測量方面，“孔度”暫未見應(yīng)用。

煙葉的孔度為煙葉細(xì)胞間隙的大小。過偉民等［18］利用Photoshop軟件測定烤后煙葉表面細(xì)胞間隙的方法，為烤煙葉片結(jié)構(gòu)指標(biāo)的評價(jià)提供了一種定量方法。由于煙葉孔度表征的是微觀物理量，不能被直接感知，不適宜作為感官屬性因子。

2.2 透氣度

作為煙草術(shù)語，“透氣度”指的是卷煙紙的透氣性［19］，測量設(shè)備為紙張透氣度側(cè)定儀［20］。試驗(yàn)時(shí)，采用BORGWALDT KC公司生產(chǎn)的A20型紙張透氣度測定儀的A模塊，檢測煙葉的透氣度，發(fā)現(xiàn)有輕微折痕或壓痕的煙葉樣片能夠檢測到數(shù)據(jù)，但無折痕無壓痕的極薄煙葉檢測不到數(shù)據(jù)。此試驗(yàn)排除了煙葉透氣度作為感官屬性因子的可能性。

2.3 吸濕性

吸濕性是煙葉物理特性的指標(biāo)之一，是指煙葉從大氣中吸收水分和向大氣中散發(fā)水分的特性。煙葉之所以具有吸濕性，是由于煙葉屬毛細(xì)多孔性物質(zhì)，其組織結(jié)構(gòu)很像海綿體，內(nèi)表面很大，且含有親水膠體物質(zhì)。

與造紙業(yè)術(shù)語吸水性（可勃值）［21］的表示方法不同，煙葉的吸濕性一般以標(biāo)準(zhǔn)空氣狀態(tài)下（溫度22℃±1℃，相對濕度60%±3%）煙葉的平衡含水率表示，用烘箱法測定。

感知層面，以手握時(shí)的觸覺感受為主，視覺和聽覺感受為輔。可通過實(shí)驗(yàn)確定感官特性與物理量的相關(guān)性建立參比樣，形成參比和評判標(biāo)準(zhǔn)。因此，吸濕性可作為感官屬性因子。

2.4 疏松度

煙葉細(xì)胞排列分布疏密程度的外觀反映即為疏松度，表征的是煙葉細(xì)胞排列分布情況的主觀感知量，以拇指與食指夾觸時(shí)的觸覺感受為主，視覺感受為輔。疏松度是烤煙國標(biāo)葉片結(jié)構(gòu)概念的應(yīng)用基礎(chǔ)，可作為感官屬性因子。疏松與緊密為兩個(gè)極端，所以“疏松度”同時(shí)可用“緊密度”或“疏密度”表達(dá)。

作為感官分析術(shù)語，對食品緊密度的咬噬檢測法［22］不適用于煙葉。疏松度和孔度分別表征的是煙葉細(xì)胞排列分布情況的主觀感知量和客觀物理量，可借用孔度的測量方法測度疏松度。

2.5 粗糙度

粗糙度，或稱細(xì)膩度、細(xì)致度、平滑度，是煙葉表面呈現(xiàn)出的粗劣、毛糙，或細(xì)膩、細(xì)致，或平整、細(xì)滑的感覺及程度。以拇指與食指夾觸煙葉輕微搓動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的觸覺（壓覺）感受為主，視覺感受為輔，是人體對葉片表面的一種感知。分析認(rèn)為，葉面之所以粗糙，與葉片的平衡含水率、油潤程度、網(wǎng)狀支脈的凸起程度、葉面的凸起程度、葉面的褶皺程度、表皮細(xì)胞的破裂程度等因素有關(guān)。

紙品術(shù)語［23］從不同角度對粗糙度和平滑度進(jìn)行了定義，其粗糙度和平滑度均用空氣泄漏法測定。因煙葉與紙品有類似的物理學(xué)特性，其粗糙度的物理檢測可參考紙品粗糙度（平滑度）的空氣泄漏測定法。

2.6 顆粒感

“顆粒感”經(jīng)常出現(xiàn)在內(nèi)含物質(zhì)充實(shí)、成熟度較好、結(jié)構(gòu)細(xì)膩的煙葉的質(zhì)量描述中。一般認(rèn)為，煙葉的顆粒感主要是煙葉在成熟和調(diào)制過程中葉片中堆積的淀粉顆粒形成的。

顆粒感是拇指與食指夾觸煙葉輕微搓動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的觸覺（壓覺）感受，是人體對葉片內(nèi)部淀粉顆粒的一種間接感知。因顆粒感與粗糙度的感知方法相同，對于葉面粗糙的葉片，人體對顆粒感的感知能力極為微弱；對于葉面平滑的葉片，顆粒感似有似無。顆粒感表征的是內(nèi)含物質(zhì)充實(shí)、成熟度較好、結(jié)構(gòu)細(xì)膩的煙葉的生理協(xié)調(diào)狀態(tài)。理論上，煙葉的顆粒感可借由透射電子顯微鏡觀測單位面積內(nèi)淀粉顆粒的分布情況（如大小和數(shù)量、面積占比）進(jìn)行測定。

顆粒感或粒度在食品感官分析［4］、感官分析［24］等領(lǐng)域及日常生活中廣泛運(yùn)用，但適用于煙葉顆粒度檢測的方法和儀器暫未查詢到。

2.7 含梗率

煙葉中煙梗所占的質(zhì)量百分比用含梗率表示，是梗細(xì)胞與煙片細(xì)胞在數(shù)量上的協(xié)調(diào)狀態(tài)。作為煙葉物理特性的指標(biāo)之一，含梗率是稱量、計(jì)算得出，不能被直接感知，不宜作為感官屬性因子。

2.8 柔軟度

手握葉片時(shí)產(chǎn)生的對反向作用力和摩擦力的綜合感受即為柔軟度，力小柔軟，力大硬。手握煙葉時(shí)的觸覺（壓覺）感受為柔軟或硬，在煙葉質(zhì)量描述中用“柔軟”或“硬”表示。

紙品的柔軟度［23］用紙張柔軟度測定儀測定，橡膠或塑料涂覆織物柔軟性的測定用扁環(huán)法［24］。煙葉柔軟度的測定可參考上述兩種方法。周立新等［25］借鑒紙品柔軟度的測定方法，發(fā)明了一種煙葉柔軟度的測量及表征方法。

2.9 彈性

煙葉的彈性，即形變壓力撤消后，與煙葉形變恢復(fù)速度和恢復(fù)原狀的程度有關(guān)的機(jī)械質(zhì)地特性。以觸覺（壓覺）感受為前提，視覺感受為主體。定量方面可借由伸長率的檢測量進(jìn)行表征。

2.10 挺度

挺度概念在煙葉質(zhì)量評價(jià)中暫無應(yīng)用。借鑒紙品的挺度［21］概念，煙葉的挺度可表述為：A.攤開葉片，手持葉柄，葉面朝上，葉尖下垂或挺直的程度，此為主脈的挺度；B.攤開葉片，一手持葉柄，一手持葉尖，使葉面朝上、主脈平直，主脈兩側(cè)的煙片下垂或挺直的程度，此為主脈兩側(cè)煙片的挺度；C.手持煙把的把頭，另一端下垂或挺直的程度，此為煙把的挺度。

煙把的挺度是主脈挺度與把內(nèi)橫向卷縮的各葉片間的嵌合力綜合作用的結(jié)果，表征的是群體的配合狀況、群體空間結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。生產(chǎn)中有對上部煙葉及其煙把“直挺”的表述，實(shí)為上述主脈挺度和煙把挺度概念的表達(dá)。

理論上，定義A和定義C可用于考察同產(chǎn)區(qū)煙葉各部位的挺度，不同部位的直挺程度表現(xiàn)為：上部＞中部＞下部，即上部煙葉直挺，下部煙葉大角度彎曲，中部煙葉介于二者之間。定義B可用于考察同產(chǎn)區(qū)煙葉葉片的質(zhì)量性狀，如：葉片厚度、油分、吸濕性、疏松度、柔軟度等的綜合狀態(tài)。這個(gè)綜合狀態(tài)會(huì)在葉片挺度層面產(chǎn)生不同的反映，即直挺還是大角度彎曲。但生產(chǎn)中是否可行還有待探究。煙葉挺度的測定是否可以借鑒紙品挺度測定的靜態(tài)彎曲法和共振法［26］，有待驗(yàn)證。

2.11 韌性

煙葉的耐拉扯程度即為韌性，也可表述為脆性。對內(nèi)含物質(zhì)充實(shí)、成熟度適宜、油分較好的煙葉進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)時(shí)，常有“柔韌性好”的表述，實(shí)為對柔軟度和韌性的綜合描述。

韌性可用抗張強(qiáng)度的物理檢測量進(jìn)行表征。韌性感知過程是破壞性的，同一試樣不具有可再現(xiàn)性、可參比性，不宜作為感官屬性因子。

2.12 抗張強(qiáng)度和伸長率

抗張強(qiáng)度用拉力表征，即在拉力作用下煙葉斷裂時(shí)的極限應(yīng)力值。以動(dòng)覺感受，但精度欠佳，適宜差異較大的試樣間的對比評價(jià)。

伸長率是指在拉力作用下，煙葉斷裂時(shí)伸長量與原長度之比。感官難以準(zhǔn)確判定。

抗張強(qiáng)度和伸長率是煙葉物理特性檢測的常規(guī)指標(biāo)，可用多功能拉力機(jī)測定，但均不宜作為感官屬性因子。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)過甄選，葉片結(jié)構(gòu)的感官屬性因子有7項(xiàng)，分別為：吸濕性、疏松度、粗糙度、顆粒感、柔軟度、彈性和挺度。相應(yīng)的物理檢測指標(biāo)、方法或儀器設(shè)備依次為：平衡含水率（烘箱法）、孔度（掃描電子顯微鏡）、空氣泄漏法、淀粉顆粒（透射電子顯微鏡）、紙張柔軟度測定儀或扁環(huán)法、伸長率（拉力機(jī)）、靜態(tài)彎曲法或共振法。

煙葉外觀質(zhì)量的各品質(zhì)因素（感官屬性）緊密關(guān)聯(lián)，分解的感官屬性因子亦然。尤其是各感覺通道均打開時(shí)，判定一個(gè)因子往往會(huì)或多或少地參考其它因子的表現(xiàn)，形成光圈效應(yīng)。這就為感官屬性因子的分解、感知，參比樣的制作與評判帶來了挑戰(zhàn)，如何有效解決這一問題值得進(jìn)一步思考。