充氮氣調(diào)對片煙醇化品質(zhì)及力學(xué)特性的影響

孫建鋒，殷延齊，李 臻

（江蘇中煙徐州卷煙廠，江蘇 徐州 221000）

充氮氣調(diào)防蟲技術(shù)是通過分子篩制氮設(shè)備將氧氣從空氣中分離出來，將分離出氧氣的高濃度氮氣（≥99.5%）充入經(jīng)過嚴(yán)格密封的煙葉堆垛內(nèi)，并維持一定的時間（45 d）后，使煙葉害蟲窒息而死，來達(dá)到防治煙葉害蟲的目的［1，2］。充氮氣調(diào)法作為綠色環(huán)保的貯藏技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)品中。隨著煙草行業(yè)“十四五”綠色低碳循環(huán)發(fā)展工作方案的發(fā)布，充氮氣調(diào)法在卷煙工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用得到了充分的關(guān)注和重視。目前對充氮氣調(diào)法的研究，多集中在對煙草甲、煙草粉螟不同蟲態(tài)的致死效果及防治時間上，對于煙葉醇化品質(zhì)變化的研究不夠全面，尤其是缺少對煙葉力學(xué)特性的關(guān)注［3-7］。本研究通過充氮氣調(diào)與常規(guī)防治兩種處理方式對片煙的醇化品質(zhì)及力學(xué)特性進(jìn)行對比，以期為煙葉大規(guī)模的推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用2020 年度云南麗江復(fù)烤片煙，品種為KRK26，等級為DBBFAPK，儲存于2 個倉間，分別進(jìn)行常規(guī)防治和充氮氣調(diào)法防治。

1.2 試驗設(shè)置

試驗于2021 年5—11 月于江蘇中煙徐州卷煙廠蘇山頭庫區(qū)煙葉醇化庫實施。試驗前對試驗垛位進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)，使試驗的垛位溫度保持在25～30 ℃、相對濕度60%～70%。充氮氣調(diào)法空間氧氣濃度≤2%的時間為45 d。2 種儲存工藝處理各設(shè)置4 組重復(fù)。常規(guī)法儲存樣本編號為XT1、XT2、XT3、XT4，充氮氣調(diào)法儲存樣本編號為ST1、ST2、ST3、ST4。

1.3 測定方法

1.3.1 片煙外觀質(zhì)量評價 外觀評價由江蘇中煙原料部及徐州卷煙廠5 名具有資質(zhì)人員組成，評價項目包含顏色、成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、身份、油分、色度6個項目，權(quán)重分別為23%、21%、17%、16%、12%、11%，片煙外觀質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

表1 片煙外觀質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 常規(guī)化學(xué)成分 由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青州煙草所采用連續(xù)流動化學(xué)分析儀，在充氮氣調(diào)結(jié)束后取樣測定。

1.3.3 感官質(zhì)量 由江蘇中煙徐州卷煙廠專業(yè)評吸人員進(jìn)行評價。評吸質(zhì)量打分采用百分制：香氣質(zhì)（15 分）、香氣量（15 分）、雜氣（10 分）、濃度（10 分）、刺激性（10 分）、余味（15 分）、協(xié)調(diào)度（15 分）、燃燒性及灰色（10 分），總分100 分。

1.3.4 力學(xué)特性 由安徽渦陽煙葉復(fù)烤廠技術(shù)中心測定。采用質(zhì)構(gòu)儀測定剪切強(qiáng)度和穿透強(qiáng)度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2017 和SPSS 21.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種處理對煙葉外觀的影響

由圖1 和表2 可以看出，樣品外觀質(zhì)量評價總體差異很小。充氮氣調(diào)和常規(guī)兩組進(jìn)行比較，除顏色外，其他外觀指標(biāo)基本保持一致。充氮氣調(diào)組的顏色飽和度、光澤度要優(yōu)于常規(guī)組，其色澤更為艷麗。

圖1 兩種處理煙葉外觀顏色

表2 兩種處理煙葉外觀品質(zhì)檢測結(jié)果

2.2 兩種處理對煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)的影響

由表3 可知，兩種處理對煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)整體呈現(xiàn)出差異性。充氮氣調(diào)法的4 個樣本總糖、還原糖的含量均高于常規(guī)方法；而且煙堿、總氮、鉀、氯含量大多數(shù)低于常規(guī)方法。表明在煙葉醇化過程中，總糖、還原糖的分解速度與空間氧氣濃度存在相關(guān)性，低氧環(huán)境會抑制糖類大分子物質(zhì)的分解。

表3 煙葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)檢測結(jié)果 （單位：%）

2.3 兩種處理對煙葉力學(xué)特性的影響

煙葉力學(xué)特性是煙葉的物理特性之一，主要反映煙葉的內(nèi)在質(zhì)量、加工特性，并與制絲過程的切絲工序密切相關(guān)。穿透強(qiáng)度是煙葉力學(xué)檢測的重要指標(biāo)之一，可為煙葉加工過程中的造碎提供數(shù)據(jù)支撐，是反映煙葉韌性的重要指標(biāo)；煙葉的剪切力指煙葉在一定水分條件下被剪切至斷裂時所能承受的最大外力，反映煙葉結(jié)構(gòu)的疏松程度。

由表4 可知，兩種處理對剪切強(qiáng)度和穿透強(qiáng)度兩種煙葉力學(xué)特性的檢測數(shù)據(jù)無明顯差異性。檢測數(shù)據(jù)經(jīng)雙樣本方差（表5）分析，剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)P為0.152，大于0.05，說明兩樣本總體方差相等；穿透強(qiáng)度數(shù)據(jù)P為0.026，小于0.05，說明兩樣本總體方差不相等?；贔檢驗結(jié)果，對剪切強(qiáng)度和穿透強(qiáng)度2個指標(biāo)的檢測數(shù)據(jù)分別開展雙樣本等方差假設(shè)t-檢驗和雙樣本異方差假設(shè)t-檢驗，統(tǒng)計分析得P分別為0.708、0.536，均大于0.05，說明兩種處理方式對剪切強(qiáng)度和穿透強(qiáng)度兩種煙葉力學(xué)特性的影響無顯著性差異。

表4 煙葉力學(xué)特性檢測結(jié)果

表5 雙樣本統(tǒng)計分析結(jié)果

2.4 兩種處理對煙葉評吸結(jié)果的影響

由表6 可知，兩種方式處理后的煙葉感官評吸質(zhì)量得分差異不明顯，與常規(guī)方法相比，充氮氣調(diào)法處理后的片煙感官評吸得分略降低了0.4 分，相關(guān)感官評價指標(biāo)得分無顯著差異。

表6 兩種處理煙葉評吸結(jié)果

3 小結(jié)與討論

通過試驗研究及對比分析，得到如下研究結(jié)論。①充氮氣調(diào)法對煙葉外觀的影響優(yōu)于常規(guī)方法，顏色的飽和度、光澤度要優(yōu)于對照組，表現(xiàn)為色澤更為艷麗；②充氮氣調(diào)法對煙葉力學(xué)特性、評吸結(jié)果無顯著性影響；③充氮氣調(diào)法對煙葉的醇化進(jìn)度有影響，表現(xiàn)為總糖、還原糖等大分子物質(zhì)的降解速度小于常規(guī)方法。可能原因是在低氧環(huán)境下，延緩了煙葉的氧化還原反應(yīng)，影響程度尚需后續(xù)觀察［8-10］。該研究結(jié)果為大規(guī)模采用充氮氣調(diào)法提供了很好的參考和依據(jù)。同時，鑒于樣本數(shù)量較小，影響因素是否受環(huán)境溫濕度等影響尚需繼續(xù)觀察。