自然醇化對(duì)煙?？捎眯缘挠绊?/h1>
2019-06-04 03:02:10程向紅王宏偉楚文娟趙偉民彭玉富田海英
煙草科技 2019年5期
程向紅，王宏偉，楚文娟，周 浩，趙偉民，彭玉富，田海英*
1. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，鄭州市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)經(jīng)開(kāi)第三大街8 號(hào) 450016
2. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司安陽(yáng)卷煙廠，河南省安陽(yáng)市煙廠路1 號(hào) 455004
以煙梗為原料生產(chǎn)的梗絲具有較高的填充性、燃燒性，其應(yīng)用對(duì)降低卷煙成本、控制焦油、降低危害性具有重要的意義[1]，部分卷煙配方中梗絲比例已達(dá)30%以上，煙梗已成為卷煙原料的重要組成部分。朱尊權(quán)[2]指出，煙葉可用性是指工業(yè)上的使用價(jià)值，能夠適應(yīng)卷煙加工處理，消耗少、成本低、質(zhì)量好，符合有關(guān)衛(wèi)生安全要求。煙?？捎眯灾伢w現(xiàn)在所制得梗絲的物理特性、感官質(zhì)量和安全性方面。已有研究[3-6]表明，不同產(chǎn)區(qū)、不同部位梗絲在顏色、光澤、填充值、感官質(zhì)量、有害成分釋放方面差異明顯。
自然醇化與煙葉質(zhì)量密切相關(guān)[7-11]，對(duì)煙葉化學(xué)成分、感官質(zhì)量、有害成分釋放量有較大影響。但有關(guān)自然醇化對(duì)煙?？捎眯缘挠绊懷芯旷r見(jiàn)報(bào)道。因此，以國(guó)內(nèi)烤煙主產(chǎn)區(qū)上部、中部煙梗為原料，每一自然醇化階段后制得梗絲，分產(chǎn)區(qū)、部位研究了梗絲物理特性（顏色、光澤、填充值）、感官質(zhì)量、焦油釋放量、CO 釋放量和危害性指數(shù)（H）的變化，旨在為煙梗原料在卷煙配方中的使用提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 材料
實(shí)驗(yàn)用煙梗為2015 年云南（曲靖）、貴州（畢節(jié)）、四川（涼山）、福建（南平）、湖南（郴州）、河南（三門(mén)峽、許昌）打葉復(fù)烤后上部B2F（B）、中部C3F（C）煙梗。單等級(jí)梗絲煙支的選材：卷煙紙透氣度70 CU、定量27 g/m3；醋纖濾棒規(guī)格24.1 mm×100 mm、3.0 Y/35 000、壓降2 700 Pa、圓周24.2 mm；無(wú)孔接裝紙寬度58 mm。煙支規(guī)格：84（=59+25）mm×24.4 mm。
1.2 方法
將煙梗原料在室外用帆布覆蓋存放，從煙葉生產(chǎn)第二年度開(kāi)始，每隔6 個(gè)月為一個(gè)自然醇化階段，共5 個(gè)階段。
梗絲由河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司（河南中煙）制梗絲線氣流干燥法生產(chǎn)。由于不同梗絲樣本填充值差異較大，梗絲煙支的卷接無(wú)法以質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，因此以煙支硬度（63±10）%為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行卷制，單支空筒輔材平均質(zhì)量為0.224 5 g。比較由不同自然醇化時(shí)間煙梗制得梗絲的物理特性（顏色、光澤、填充值）、感官質(zhì)量、煙氣中焦油釋放量、CO 釋放量和H 值。
色度由最淺到最深分值分別為1～10 分，梗絲顏色越白越淡，分值越低；顏色越深越黑，分值越高；以5 分（正黃、金黃）為最好。光澤分值分別為1～10 分，梗絲光澤越暗淡、油分越少，分值越低；光澤越鮮亮、油分越足，分值越高。梗絲煙支的感官評(píng)吸由15 名河南中煙具有國(guó)評(píng)資格的專業(yè)評(píng)委共同評(píng)吸，分為香氣質(zhì)、雜氣、刺激性、余味4 個(gè)單項(xiàng)，每項(xiàng)9 分，總分共36 分，計(jì)算出總分平均值。
按照GB/T 16447—2004[12]的方法平衡水分，分別按照GB/T 19609—2004[13]、GB/T 23356—2009[14]、YC/T 255—2008[15]、GB/T 23228—2008[16]、YC/T 253—2008[17]、YC/T 377—2010[18]、GB/T 21130—2007[19]、YC/T 254—2008[20]的方法檢測(cè)梗絲煙支主流煙氣中焦油、CO、苯酚、NNK、氰化氫（HCN）、氨（NH3）、苯并[a]芘（B[a]P）、巴豆醛的釋放量。由于每種煙支的質(zhì)量差異較大，梗絲煙支是以硬度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行卷制，為便于比較分析，把煙氣中有害成分釋放量結(jié)果折算為單位燃燒梗絲質(zhì)量釋放量，把H 折算為單位燃燒梗絲質(zhì)量危害性指數(shù)（H′，g-1），單位燃燒梗絲質(zhì)量=梗絲質(zhì)量×（煙支長(zhǎng)度-接裝紙長(zhǎng)度-3）/（煙支長(zhǎng)度-濾嘴長(zhǎng)度）[21]。
H 的計(jì)算依據(jù)謝劍平等[22]的方法進(jìn)行。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)處理
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22 軟件進(jìn)行分析，采用Excel 2007 軟件進(jìn)行圖表制作。
數(shù)據(jù)處理：以產(chǎn)區(qū)為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，求出各部位的平均值；以部位為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，求出各產(chǎn)區(qū)的平均值；以醇化時(shí)間為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，求出各產(chǎn)地、各部位的平均值。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同醇化階段梗絲各指標(biāo)分析
將各醇化階段梗絲樣本指標(biāo)量化后求出平均值，分析顯著性水平（表1），并比較分析每一醇化階段梗絲樣本各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差（圖1）。由表1 可以看出：①自然醇化時(shí)間對(duì)梗絲填充值、感官質(zhì)量、焦油釋放量和CO 釋放量影響顯著；②隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，色度和光澤標(biāo)準(zhǔn)差呈直線下降趨勢(shì)，這說(shuō)明自然醇化能夠逐步縮小各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲顏色色度和光澤的差異；③填充值標(biāo)準(zhǔn)差在醇化前期下降，24 個(gè)月時(shí)最小，然后又稍有回升，這說(shuō)明自然醇化也能夠縮小各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲填充值的差異，各產(chǎn)區(qū)、各部位梗絲填充值在24 個(gè)月時(shí)差異最小；④焦油釋放量標(biāo)準(zhǔn)差先下降，又回升，再下降，這說(shuō)明自然醇化對(duì)各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量沒(méi)有明顯的規(guī)律性影響，但在一定程度上也能縮小各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量的差異；⑤感官質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)差在18 個(gè)月時(shí)達(dá)到最大，然后稍有回落，這說(shuō)明自然醇化18 個(gè)月時(shí)，各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲感官質(zhì)量差異最大；⑥CO 和危害性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差沒(méi)有明顯的變化規(guī)律和變化量，自然醇化對(duì)二者影響不明顯。
2.2 梗絲物理特性
2.2.1 色度
色度是判斷梗絲顏色深淺程度的指標(biāo)。梗絲顏色較深和較淺均會(huì)使梗絲與葉絲顏色差異明顯，與葉絲適配性降低，給成品卷煙帶來(lái)負(fù)面影響，降低成品卷煙煙支端面的外觀質(zhì)量。
表1 不同醇化時(shí)間梗絲可用性指標(biāo)分析①Tab.1 Analysis of usability index of cut stems aged for different time
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，各產(chǎn)區(qū)梗絲色度呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)（圖2），醇化初期顏色過(guò)深產(chǎn)區(qū)（湖南）梗絲色度大幅下降，醇化初期顏色過(guò)淡產(chǎn)區(qū)（河南許昌）梗絲色度則大幅上升，醇化初期顏色較淡產(chǎn)區(qū)（河南三門(mén)峽）梗絲色度也呈上升趨勢(shì)。不同產(chǎn)區(qū)梗絲色度的這種趨中、趨好變化不但能夠改善梗絲顏色，而且能夠縮小各產(chǎn)區(qū)梗絲顏色的差異。
圖2 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲色度的影響Fig.2 Effects of aging time on color of cut stems from different planting areas
由圖3 可以看出，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，上部梗絲色度在醇化前期稍有加深，18 個(gè)月后趨于穩(wěn)定；中部梗絲色度大體上呈上升趨勢(shì)；色度變化的幅度中部＞上部。這說(shuō)明，自然醇化對(duì)中部梗絲色度影響較大，對(duì)上部梗絲色度影響較小。
圖3 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲色度的影響Fig.3 Effects of aging time on color of cut stems from different stalk positions
2.2.2 光澤
光澤是反映梗絲鮮亮程度的指標(biāo)，梗絲的光澤直接影響成品卷煙煙支的光澤分值。在GB 5606—2005[23]中，光澤賦值為5 分，說(shuō)明光澤對(duì)于卷煙質(zhì)量的重要性。
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，各產(chǎn)區(qū)梗絲光澤變化趨勢(shì)不一致（圖4），醇化初期光澤較差產(chǎn)區(qū)（河南三門(mén)峽、許昌）梗絲光澤逐步提高，醇化初期光澤較好產(chǎn)區(qū)梗絲光澤變化較小。這說(shuō)明，自然醇化能明顯提高低光澤產(chǎn)區(qū)梗絲光澤，縮小不同產(chǎn)區(qū)梗絲光澤的差異。
圖4 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲光澤的影響Fig.4 Effects of aging time on luster of cut stems from different planting areas
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，上部梗絲光澤變化不太明顯，中部梗絲光澤逐步提高（圖5）。這說(shuō)明，自然醇化對(duì)中部梗絲光澤影響較大，對(duì)上部梗絲光澤影響較小。
圖5 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲光澤的影響Fig.5 Effects of aging time on luster of cut stems from different stalk positions
2.2.3 填充值
填充值對(duì)煙支物理指標(biāo)、感官質(zhì)量和煙氣指標(biāo)均有重要影響。
由圖6 可知，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，各產(chǎn)區(qū)梗絲填充值均先下降又緩慢回升，填充值的最低點(diǎn)為醇化18～24 個(gè)月時(shí)。醇化初期填充值越高產(chǎn)區(qū)的梗絲，其填充值變化幅度越大。在醇化后期，不同產(chǎn)區(qū)梗絲填充值差異明顯縮小。
由圖7 可知，隨著醇化時(shí)間的延長(zhǎng)，上部、中部梗絲填充值均先大幅下降，然后緩慢回升，兩部位梗絲填充值的最低點(diǎn)均為醇化24 個(gè)月時(shí)。
圖6 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲填充值的影響Fig.6 Effects of aging time on filling value of cut stems from different planting areas
圖7 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲填充值的影響Fig.7 Effects of aging time on filling value of cut stems from different stalk positions
2.3 梗絲感官質(zhì)量
梗絲感官質(zhì)量直接影響著卷煙產(chǎn)品的吸食質(zhì)量。隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，河南許昌、湖南梗絲感官質(zhì)量呈下降趨勢(shì)，其他產(chǎn)區(qū)梗絲感官質(zhì)量在18 個(gè)月前稍有提高，之后持續(xù)下降（圖8）。上部、中部梗絲感官質(zhì)量在醇化前期稍有提高，18 個(gè)月后則顯著下降（圖9）。
圖8 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲感官質(zhì)量的影響Fig.8 Effects of aging time on sensory quality of cut stems from different planting areas
圖9 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲感官質(zhì)量的影響Fig.9 Effects of aging time on sensory quality of cut stems from different stalk positions
2.4 梗絲煙氣中有害成分釋放量及危害性指數(shù)
2.4.1 焦油
梗絲中細(xì)胞壁物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，糖類和煙堿等煙草香味物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較小[24-25]；雖然與煙絲相比，梗絲燃燒后煙氣中焦油的釋放量較低[6]，但仍不能被忽視。
由圖10 可知，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，不同產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在醇化前期下降幅度較大，后期趨于穩(wěn)定；焦油釋放量越高產(chǎn)區(qū)的梗絲，隨醇化進(jìn)度，焦油釋放量下降幅度越大。這說(shuō)明，自然醇化能明顯降低梗絲焦油釋放量，縮小不同產(chǎn)區(qū)間的差異。
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，上部、中部梗絲焦油釋放量均大幅下降，醇化前期的下降幅度大于后期（圖11）。
圖10 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量的影響Fig.10 Effects of aging time on tar release of cut stems from different planting areas
圖11 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲焦油釋放量的影響Fig.11 Effects of aging time on tar release of cut stems from different stalk positions
2.4.2 CO
梗絲中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，這些物質(zhì)的不完全燃燒會(huì)釋放較高的CO，梗絲燃吸后CO 的釋放量遠(yuǎn)高于葉絲[6]，因此CO 釋放量是影響其在卷煙配方中使用比例的重要因素。
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，不同產(chǎn)區(qū)梗絲CO 釋放量呈現(xiàn)大幅持續(xù)上升趨勢(shì)（圖12）；上部、中部梗絲CO釋放量均大幅持續(xù)上升，上升的幅度中部＞上部（圖13）。
圖12 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲CO 釋放量的影響Fig.12 Effects of aging time on CO release of cut stems from different planting areas
2.4.3 危害性指數(shù)
卷煙危害性指數(shù)是綜合卷煙煙氣中7 種有害成分得出的綜合評(píng)價(jià)數(shù)值，其值越大，卷煙危害性越大；其值越小，卷煙危害性越小[22]。梗絲作為卷煙配方的重要組成，其燃燒后煙氣中7 種有害成分釋放量直接影響著卷煙的危害性指數(shù)。
圖13 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲CO 釋放量的影響Fig.13 Effects of aging time on CO release of cut stems from different stalk positions
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，不同產(chǎn)區(qū)梗絲危害性指數(shù)沒(méi)有明顯的變化規(guī)律，也沒(méi)有明顯的變化量（圖14）。上部梗絲危害性指數(shù)在24 個(gè)月前有較大幅度的上升，之后趨于穩(wěn)定；中部梗絲危害性指數(shù)則持續(xù)小幅上升（圖15）。
圖14 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲H′值的影響Fig.14 Effects of aging time on H′value of cut stems from different planting areas
圖15 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲H′值的影響Fig.15 Effects of aging time on H′value of cut stems from different stalk positions
3 討論
孫平等[26]研究了煙梗人工醇化過(guò)程中主要化學(xué)成分的變化，結(jié)果表明，人工醇化過(guò)程中煙梗pH 呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，醇化后期的變化幅度減弱；還原糖和總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì)；總氮和總植物堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變；5-羥甲基糠醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先降低后又逐漸升高；煙梗醇化對(duì)促進(jìn)Maillard 反應(yīng)具有積極作用。本研究結(jié)果表明，自然醇化對(duì)梗絲顏色、光澤和焦油釋放量有積極作用，對(duì)梗絲填充值、感官質(zhì)量、CO 釋放量也有重要影響。
為了清晰表征梗絲顏色隨醇化時(shí)間的變化規(guī)律，本研究中將顏色變化以色度絕對(duì)值來(lái)表述，而沒(méi)有以顏色質(zhì)量分值表述。這樣，分部位進(jìn)行分析時(shí)，由于不同產(chǎn)區(qū)梗絲色度的變化方向不一，不同醇化時(shí)間梗絲色度的顯著性檢驗(yàn)沒(méi)有達(dá)到顯著水平，但并不代表自然醇化對(duì)色度的影響不顯著。
梗絲的填充值遠(yuǎn)高于葉絲，其填充值的變化對(duì)卷煙煙支吸阻、硬度、感官質(zhì)量等的影響程度也遠(yuǎn)大于葉絲[27]。梗絲填充值在自然醇化24 個(gè)月前大幅下降，之后緩慢回升，高填充值產(chǎn)區(qū)的梗絲變化幅度更大。因此，使用梗絲時(shí)，應(yīng)避開(kāi)填充值的大幅變化期，使高填充值產(chǎn)區(qū)的煙梗得到充分醇化。
目前，關(guān)于煙葉感官評(píng)價(jià)已有成熟的方法，但針對(duì)梗絲的感官評(píng)價(jià)方法尚未建立。梗絲中致香成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低、細(xì)胞壁物質(zhì)（纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)、木質(zhì)素）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，細(xì)胞壁物質(zhì)熱解時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的揮發(fā)性羰基化合物，這些化合物產(chǎn)生刺激性的嗆咳，引起口腔收斂[28]。卷煙配方中使用梗絲要盡量控制雜氣、刺激、余味等負(fù)面作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，煙梗在醇化12 至18 個(gè)月時(shí)梗絲感官質(zhì)量稍有提高，然后逐漸下降，這種變化趨勢(shì)與煙葉自然醇化有相似之處[10,29]，煙葉自然醇化24 到30 個(gè)月時(shí)，感官質(zhì)量明顯提升，然后逐漸下降。梗絲感官質(zhì)量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)要早于煙葉6個(gè)月左右，這可能與煙梗中糖類、煙堿、其他含氮化合物等致香物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低、降解過(guò)快有關(guān)。煙梗的化學(xué)組成與煙葉相差較大，也有學(xué)者分析了煙梗的化學(xué)組成[24-25]，但煙?；瘜W(xué)成分與梗絲質(zhì)量的關(guān)系還未明確，還有待深入研究。
卷煙煙氣中焦油和CO 釋放量是卷煙主流煙氣限制性指標(biāo)，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，梗絲焦油釋放量大幅下降，但CO 釋放量卻大幅上升。本研究中，在梗絲7 種有害成分釋放量的檢測(cè)中也發(fā)現(xiàn)，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，變化較為明顯的成分有苯酚、HCN、B[a]P，變化不明顯的有巴豆醛、NH3、NNK，H 變化也不太明顯。因此，在選擇煙梗醇化周期時(shí)，應(yīng)結(jié)合卷煙產(chǎn)品實(shí)際需求。
4 結(jié)論
（1）自然醇化對(duì)煙?？捎眯杂休^大影響，直接影響著梗絲顏色、光澤、填充值、感官質(zhì)量、焦油釋放量和CO 釋放量，對(duì)梗絲危害性指數(shù)影響不太明顯。
（2）自然醇化能夠使醇化初期顏色過(guò)深、過(guò)淡梗絲顏色得到明顯改善，提高醇化初期光澤較差梗絲的光澤；自然醇化能夠逐步縮小不同產(chǎn)區(qū)梗絲顏色和光澤的差異。
（3）隨自然醇化進(jìn)程，梗絲填充值先大幅下降后有所回升；醇化初期填充值越高產(chǎn)區(qū)的梗絲，其填充值變化幅度越大；自然醇化能夠縮小不同產(chǎn)區(qū)梗絲填充值的差異。
（4）隨自然醇化進(jìn)程，梗絲感官質(zhì)量先小幅上升、后大幅下降；焦油釋放量持續(xù)大幅下降；CO 釋放量則持續(xù)大幅上升。
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1. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，鄭州市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)經(jīng)開(kāi)第三大街8 號(hào) 450016
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以煙梗為原料生產(chǎn)的梗絲具有較高的填充性、燃燒性，其應(yīng)用對(duì)降低卷煙成本、控制焦油、降低危害性具有重要的意義[1]，部分卷煙配方中梗絲比例已達(dá)30%以上，煙梗已成為卷煙原料的重要組成部分。朱尊權(quán)[2]指出，煙葉可用性是指工業(yè)上的使用價(jià)值，能夠適應(yīng)卷煙加工處理，消耗少、成本低、質(zhì)量好，符合有關(guān)衛(wèi)生安全要求。煙?？捎眯灾伢w現(xiàn)在所制得梗絲的物理特性、感官質(zhì)量和安全性方面。已有研究[3-6]表明，不同產(chǎn)區(qū)、不同部位梗絲在顏色、光澤、填充值、感官質(zhì)量、有害成分釋放方面差異明顯。
自然醇化與煙葉質(zhì)量密切相關(guān)[7-11]，對(duì)煙葉化學(xué)成分、感官質(zhì)量、有害成分釋放量有較大影響。但有關(guān)自然醇化對(duì)煙?？捎眯缘挠绊懷芯旷r見(jiàn)報(bào)道。因此，以國(guó)內(nèi)烤煙主產(chǎn)區(qū)上部、中部煙梗為原料，每一自然醇化階段后制得梗絲，分產(chǎn)區(qū)、部位研究了梗絲物理特性（顏色、光澤、填充值）、感官質(zhì)量、焦油釋放量、CO 釋放量和危害性指數(shù)（H）的變化，旨在為煙梗原料在卷煙配方中的使用提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 材料
實(shí)驗(yàn)用煙梗為2015 年云南（曲靖）、貴州（畢節(jié)）、四川（涼山）、福建（南平）、湖南（郴州）、河南（三門(mén)峽、許昌）打葉復(fù)烤后上部B2F（B）、中部C3F（C）煙梗。單等級(jí)梗絲煙支的選材：卷煙紙透氣度70 CU、定量27 g/m3；醋纖濾棒規(guī)格24.1 mm×100 mm、3.0 Y/35 000、壓降2 700 Pa、圓周24.2 mm；無(wú)孔接裝紙寬度58 mm。煙支規(guī)格：84（=59+25）mm×24.4 mm。
1.2 方法
將煙梗原料在室外用帆布覆蓋存放，從煙葉生產(chǎn)第二年度開(kāi)始，每隔6 個(gè)月為一個(gè)自然醇化階段，共5 個(gè)階段。
梗絲由河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司（河南中煙）制梗絲線氣流干燥法生產(chǎn)。由于不同梗絲樣本填充值差異較大，梗絲煙支的卷接無(wú)法以質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，因此以煙支硬度（63±10）%為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行卷制，單支空筒輔材平均質(zhì)量為0.224 5 g。比較由不同自然醇化時(shí)間煙梗制得梗絲的物理特性（顏色、光澤、填充值）、感官質(zhì)量、煙氣中焦油釋放量、CO 釋放量和H 值。
色度由最淺到最深分值分別為1～10 分，梗絲顏色越白越淡，分值越低；顏色越深越黑，分值越高；以5 分（正黃、金黃）為最好。光澤分值分別為1～10 分，梗絲光澤越暗淡、油分越少，分值越低；光澤越鮮亮、油分越足，分值越高。梗絲煙支的感官評(píng)吸由15 名河南中煙具有國(guó)評(píng)資格的專業(yè)評(píng)委共同評(píng)吸，分為香氣質(zhì)、雜氣、刺激性、余味4 個(gè)單項(xiàng)，每項(xiàng)9 分，總分共36 分，計(jì)算出總分平均值。
按照GB/T 16447—2004[12]的方法平衡水分，分別按照GB/T 19609—2004[13]、GB/T 23356—2009[14]、YC/T 255—2008[15]、GB/T 23228—2008[16]、YC/T 253—2008[17]、YC/T 377—2010[18]、GB/T 21130—2007[19]、YC/T 254—2008[20]的方法檢測(cè)梗絲煙支主流煙氣中焦油、CO、苯酚、NNK、氰化氫（HCN）、氨（NH3）、苯并[a]芘（B[a]P）、巴豆醛的釋放量。由于每種煙支的質(zhì)量差異較大，梗絲煙支是以硬度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行卷制，為便于比較分析，把煙氣中有害成分釋放量結(jié)果折算為單位燃燒梗絲質(zhì)量釋放量，把H 折算為單位燃燒梗絲質(zhì)量危害性指數(shù)（H′，g-1），單位燃燒梗絲質(zhì)量=梗絲質(zhì)量×（煙支長(zhǎng)度-接裝紙長(zhǎng)度-3）/（煙支長(zhǎng)度-濾嘴長(zhǎng)度）[21]。
H 的計(jì)算依據(jù)謝劍平等[22]的方法進(jìn)行。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)處理
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22 軟件進(jìn)行分析，采用Excel 2007 軟件進(jìn)行圖表制作。
數(shù)據(jù)處理：以產(chǎn)區(qū)為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，求出各部位的平均值；以部位為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，求出各產(chǎn)區(qū)的平均值；以醇化時(shí)間為對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，求出各產(chǎn)地、各部位的平均值。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同醇化階段梗絲各指標(biāo)分析
將各醇化階段梗絲樣本指標(biāo)量化后求出平均值，分析顯著性水平（表1），并比較分析每一醇化階段梗絲樣本各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差（圖1）。由表1 可以看出：①自然醇化時(shí)間對(duì)梗絲填充值、感官質(zhì)量、焦油釋放量和CO 釋放量影響顯著；②隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，色度和光澤標(biāo)準(zhǔn)差呈直線下降趨勢(shì)，這說(shuō)明自然醇化能夠逐步縮小各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲顏色色度和光澤的差異；③填充值標(biāo)準(zhǔn)差在醇化前期下降，24 個(gè)月時(shí)最小，然后又稍有回升，這說(shuō)明自然醇化也能夠縮小各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲填充值的差異，各產(chǎn)區(qū)、各部位梗絲填充值在24 個(gè)月時(shí)差異最小；④焦油釋放量標(biāo)準(zhǔn)差先下降，又回升，再下降，這說(shuō)明自然醇化對(duì)各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量沒(méi)有明顯的規(guī)律性影響，但在一定程度上也能縮小各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量的差異；⑤感官質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)差在18 個(gè)月時(shí)達(dá)到最大，然后稍有回落，這說(shuō)明自然醇化18 個(gè)月時(shí)，各部位、各產(chǎn)區(qū)梗絲感官質(zhì)量差異最大；⑥CO 和危害性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差沒(méi)有明顯的變化規(guī)律和變化量，自然醇化對(duì)二者影響不明顯。
2.2 梗絲物理特性
2.2.1 色度
色度是判斷梗絲顏色深淺程度的指標(biāo)。梗絲顏色較深和較淺均會(huì)使梗絲與葉絲顏色差異明顯，與葉絲適配性降低，給成品卷煙帶來(lái)負(fù)面影響，降低成品卷煙煙支端面的外觀質(zhì)量。
表1 不同醇化時(shí)間梗絲可用性指標(biāo)分析①Tab.1 Analysis of usability index of cut stems aged for different time
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，各產(chǎn)區(qū)梗絲色度呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)（圖2），醇化初期顏色過(guò)深產(chǎn)區(qū)（湖南）梗絲色度大幅下降，醇化初期顏色過(guò)淡產(chǎn)區(qū)（河南許昌）梗絲色度則大幅上升，醇化初期顏色較淡產(chǎn)區(qū)（河南三門(mén)峽）梗絲色度也呈上升趨勢(shì)。不同產(chǎn)區(qū)梗絲色度的這種趨中、趨好變化不但能夠改善梗絲顏色，而且能夠縮小各產(chǎn)區(qū)梗絲顏色的差異。
圖2 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲色度的影響Fig.2 Effects of aging time on color of cut stems from different planting areas
由圖3 可以看出，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，上部梗絲色度在醇化前期稍有加深，18 個(gè)月后趨于穩(wěn)定；中部梗絲色度大體上呈上升趨勢(shì)；色度變化的幅度中部＞上部。這說(shuō)明，自然醇化對(duì)中部梗絲色度影響較大，對(duì)上部梗絲色度影響較小。
圖3 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲色度的影響Fig.3 Effects of aging time on color of cut stems from different stalk positions
2.2.2 光澤
光澤是反映梗絲鮮亮程度的指標(biāo)，梗絲的光澤直接影響成品卷煙煙支的光澤分值。在GB 5606—2005[23]中，光澤賦值為5 分，說(shuō)明光澤對(duì)于卷煙質(zhì)量的重要性。
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，各產(chǎn)區(qū)梗絲光澤變化趨勢(shì)不一致（圖4），醇化初期光澤較差產(chǎn)區(qū)（河南三門(mén)峽、許昌）梗絲光澤逐步提高，醇化初期光澤較好產(chǎn)區(qū)梗絲光澤變化較小。這說(shuō)明，自然醇化能明顯提高低光澤產(chǎn)區(qū)梗絲光澤，縮小不同產(chǎn)區(qū)梗絲光澤的差異。
圖4 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲光澤的影響Fig.4 Effects of aging time on luster of cut stems from different planting areas
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，上部梗絲光澤變化不太明顯，中部梗絲光澤逐步提高（圖5）。這說(shuō)明，自然醇化對(duì)中部梗絲光澤影響較大，對(duì)上部梗絲光澤影響較小。
圖5 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲光澤的影響Fig.5 Effects of aging time on luster of cut stems from different stalk positions
2.2.3 填充值
填充值對(duì)煙支物理指標(biāo)、感官質(zhì)量和煙氣指標(biāo)均有重要影響。
由圖6 可知，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，各產(chǎn)區(qū)梗絲填充值均先下降又緩慢回升，填充值的最低點(diǎn)為醇化18～24 個(gè)月時(shí)。醇化初期填充值越高產(chǎn)區(qū)的梗絲，其填充值變化幅度越大。在醇化后期，不同產(chǎn)區(qū)梗絲填充值差異明顯縮小。
由圖7 可知，隨著醇化時(shí)間的延長(zhǎng)，上部、中部梗絲填充值均先大幅下降，然后緩慢回升，兩部位梗絲填充值的最低點(diǎn)均為醇化24 個(gè)月時(shí)。
圖6 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲填充值的影響Fig.6 Effects of aging time on filling value of cut stems from different planting areas
圖7 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲填充值的影響Fig.7 Effects of aging time on filling value of cut stems from different stalk positions
2.3 梗絲感官質(zhì)量
梗絲感官質(zhì)量直接影響著卷煙產(chǎn)品的吸食質(zhì)量。隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，河南許昌、湖南梗絲感官質(zhì)量呈下降趨勢(shì)，其他產(chǎn)區(qū)梗絲感官質(zhì)量在18 個(gè)月前稍有提高，之后持續(xù)下降（圖8）。上部、中部梗絲感官質(zhì)量在醇化前期稍有提高，18 個(gè)月后則顯著下降（圖9）。
圖8 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲感官質(zhì)量的影響Fig.8 Effects of aging time on sensory quality of cut stems from different planting areas
圖9 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲感官質(zhì)量的影響Fig.9 Effects of aging time on sensory quality of cut stems from different stalk positions
2.4 梗絲煙氣中有害成分釋放量及危害性指數(shù)
2.4.1 焦油
梗絲中細(xì)胞壁物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，糖類和煙堿等煙草香味物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較小[24-25]；雖然與煙絲相比，梗絲燃燒后煙氣中焦油的釋放量較低[6]，但仍不能被忽視。
由圖10 可知，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，不同產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在醇化前期下降幅度較大，后期趨于穩(wěn)定；焦油釋放量越高產(chǎn)區(qū)的梗絲，隨醇化進(jìn)度，焦油釋放量下降幅度越大。這說(shuō)明，自然醇化能明顯降低梗絲焦油釋放量，縮小不同產(chǎn)區(qū)間的差異。
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，上部、中部梗絲焦油釋放量均大幅下降，醇化前期的下降幅度大于后期（圖11）。
圖10 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲焦油釋放量的影響Fig.10 Effects of aging time on tar release of cut stems from different planting areas
圖11 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲焦油釋放量的影響Fig.11 Effects of aging time on tar release of cut stems from different stalk positions
2.4.2 CO
梗絲中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，這些物質(zhì)的不完全燃燒會(huì)釋放較高的CO，梗絲燃吸后CO 的釋放量遠(yuǎn)高于葉絲[6]，因此CO 釋放量是影響其在卷煙配方中使用比例的重要因素。
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，不同產(chǎn)區(qū)梗絲CO 釋放量呈現(xiàn)大幅持續(xù)上升趨勢(shì)（圖12）；上部、中部梗絲CO釋放量均大幅持續(xù)上升，上升的幅度中部＞上部（圖13）。
圖12 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲CO 釋放量的影響Fig.12 Effects of aging time on CO release of cut stems from different planting areas
2.4.3 危害性指數(shù)
卷煙危害性指數(shù)是綜合卷煙煙氣中7 種有害成分得出的綜合評(píng)價(jià)數(shù)值，其值越大，卷煙危害性越大；其值越小，卷煙危害性越小[22]。梗絲作為卷煙配方的重要組成，其燃燒后煙氣中7 種有害成分釋放量直接影響著卷煙的危害性指數(shù)。
圖13 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲CO 釋放量的影響Fig.13 Effects of aging time on CO release of cut stems from different stalk positions
隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，不同產(chǎn)區(qū)梗絲危害性指數(shù)沒(méi)有明顯的變化規(guī)律，也沒(méi)有明顯的變化量（圖14）。上部梗絲危害性指數(shù)在24 個(gè)月前有較大幅度的上升，之后趨于穩(wěn)定；中部梗絲危害性指數(shù)則持續(xù)小幅上升（圖15）。
圖14 自然醇化時(shí)間對(duì)不同產(chǎn)區(qū)梗絲H′值的影響Fig.14 Effects of aging time on H′value of cut stems from different planting areas
圖15 自然醇化時(shí)間對(duì)不同部位梗絲H′值的影響Fig.15 Effects of aging time on H′value of cut stems from different stalk positions
3 討論
孫平等[26]研究了煙梗人工醇化過(guò)程中主要化學(xué)成分的變化，結(jié)果表明，人工醇化過(guò)程中煙梗pH 呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，醇化后期的變化幅度減弱；還原糖和總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì)；總氮和總植物堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變；5-羥甲基糠醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先降低后又逐漸升高；煙梗醇化對(duì)促進(jìn)Maillard 反應(yīng)具有積極作用。本研究結(jié)果表明，自然醇化對(duì)梗絲顏色、光澤和焦油釋放量有積極作用，對(duì)梗絲填充值、感官質(zhì)量、CO 釋放量也有重要影響。
為了清晰表征梗絲顏色隨醇化時(shí)間的變化規(guī)律，本研究中將顏色變化以色度絕對(duì)值來(lái)表述，而沒(méi)有以顏色質(zhì)量分值表述。這樣，分部位進(jìn)行分析時(shí)，由于不同產(chǎn)區(qū)梗絲色度的變化方向不一，不同醇化時(shí)間梗絲色度的顯著性檢驗(yàn)沒(méi)有達(dá)到顯著水平，但并不代表自然醇化對(duì)色度的影響不顯著。
梗絲的填充值遠(yuǎn)高于葉絲，其填充值的變化對(duì)卷煙煙支吸阻、硬度、感官質(zhì)量等的影響程度也遠(yuǎn)大于葉絲[27]。梗絲填充值在自然醇化24 個(gè)月前大幅下降，之后緩慢回升，高填充值產(chǎn)區(qū)的梗絲變化幅度更大。因此，使用梗絲時(shí)，應(yīng)避開(kāi)填充值的大幅變化期，使高填充值產(chǎn)區(qū)的煙梗得到充分醇化。
目前，關(guān)于煙葉感官評(píng)價(jià)已有成熟的方法，但針對(duì)梗絲的感官評(píng)價(jià)方法尚未建立。梗絲中致香成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低、細(xì)胞壁物質(zhì)（纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)、木質(zhì)素）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，細(xì)胞壁物質(zhì)熱解時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的揮發(fā)性羰基化合物，這些化合物產(chǎn)生刺激性的嗆咳，引起口腔收斂[28]。卷煙配方中使用梗絲要盡量控制雜氣、刺激、余味等負(fù)面作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，煙梗在醇化12 至18 個(gè)月時(shí)梗絲感官質(zhì)量稍有提高，然后逐漸下降，這種變化趨勢(shì)與煙葉自然醇化有相似之處[10,29]，煙葉自然醇化24 到30 個(gè)月時(shí)，感官質(zhì)量明顯提升，然后逐漸下降。梗絲感官質(zhì)量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)要早于煙葉6個(gè)月左右，這可能與煙梗中糖類、煙堿、其他含氮化合物等致香物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低、降解過(guò)快有關(guān)。煙梗的化學(xué)組成與煙葉相差較大，也有學(xué)者分析了煙梗的化學(xué)組成[24-25]，但煙?；瘜W(xué)成分與梗絲質(zhì)量的關(guān)系還未明確，還有待深入研究。
卷煙煙氣中焦油和CO 釋放量是卷煙主流煙氣限制性指標(biāo)，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，梗絲焦油釋放量大幅下降，但CO 釋放量卻大幅上升。本研究中，在梗絲7 種有害成分釋放量的檢測(cè)中也發(fā)現(xiàn)，隨醇化時(shí)間延長(zhǎng)，變化較為明顯的成分有苯酚、HCN、B[a]P，變化不明顯的有巴豆醛、NH3、NNK，H 變化也不太明顯。因此，在選擇煙梗醇化周期時(shí)，應(yīng)結(jié)合卷煙產(chǎn)品實(shí)際需求。
4 結(jié)論
（1）自然醇化對(duì)煙?？捎眯杂休^大影響，直接影響著梗絲顏色、光澤、填充值、感官質(zhì)量、焦油釋放量和CO 釋放量，對(duì)梗絲危害性指數(shù)影響不太明顯。
（2）自然醇化能夠使醇化初期顏色過(guò)深、過(guò)淡梗絲顏色得到明顯改善，提高醇化初期光澤較差梗絲的光澤；自然醇化能夠逐步縮小不同產(chǎn)區(qū)梗絲顏色和光澤的差異。
（3）隨自然醇化進(jìn)程，梗絲填充值先大幅下降后有所回升；醇化初期填充值越高產(chǎn)區(qū)的梗絲，其填充值變化幅度越大；自然醇化能夠縮小不同產(chǎn)區(qū)梗絲填充值的差異。
（4）隨自然醇化進(jìn)程，梗絲感官質(zhì)量先小幅上升、后大幅下降；焦油釋放量持續(xù)大幅下降；CO 釋放量則持續(xù)大幅上升。
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