不同部位和产地烟梗可用性分析

程向红 董顺德 楚文娟 陈伟 彭玉富 王根发

摘要：【目的】探讨烤烟烟梗部位和产地对其综合可用性的影响，为烟梗资源在卷烟中的优化应用及卷烟配方设计提供技术支撑。【方法】分析国内6个产地（云南楚雄、贵州毕节、重庆、湖南郴州、福建南平、河南平顶山）烤烟上部、中部和下部烟梗梗丝样本的物理特性、感官质量、烟气中有害成分释放量及危害性指数。【结果】物理特性部位间以中部>上部>下部；产地间以楚雄、南平和毕节较好，重庆和郴州较差。感官质量部位间以上部>中部>下部；产地间以重庆较低，其他产地差异不明显。焦油释放量以上部>中部、下部，产地间以平顶山、郴州和重庆较高，南平和毕节较低。一氧化碳释放量部位间以楚雄和南平表现为中部>上部>下部，其他4个产地表现为上部>中部>下部；产地间以平顶山和楚雄较高。危害性指数部位间以上部>中部>下部，产地间以平顶山、楚雄和重庆较高。【结论】烟梗的部位和产地是影响其可用性的重要因素，卷烟产品选取烟梗原料时，应根据该产品对烟梗各质量指标要求的实际情况进行比较选择。

关键词： 烟梗；部位；产地；可用性

中图分类号： S572；TS411 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）07-1193-05

0 引言

【研究意义】随着制丝工艺技术水平的提高和降焦减害措施的需要，卷烟企业在卷烟配方中掺配的梗丝比例逐渐增大。梗丝具有填充值高、燃烧性能好、焦油释放量低等特性（钟科军等，2001；汪显国等，2014），添加至卷烟中不仅能降低卷烟成本、节约原料，还可以改变烟气组分、降低焦油量（王兵等，2004；陈帅伟等，2015）。目前，卷烟工业企业在使用烟梗时，只是将物理特性相近的烟梗原料进行混合加工，尚未关注到烟梗部位、产地对所制成梗丝综合可用性的影响。不同产地及同一产地不同部位的烟梗质量均有一定差异，找出部位和产地对烟梗可用性的影响规律，可使烟梗资源在卷烟配方中得到优化配置，充分发挥烟梗资源的潜质。【前人研究进展】近年来，不少学者研究了加工工艺对梗丝和卷烟质量的影响，如王慧等（2008）评价了微波工艺膨胀烟梗应用于卷烟的效果；金哲等（2012）分析了微波处理、滚筒干燥处理和膨化塔处理等3种工艺梗丝对卷烟质量的影响；岳先领等（2014）将物理性状相近的烟梗分组加工，能够提高梗丝物理特性方面的质量。也有学者对烟叶烟气中有害成分释放量进行了研究，如陈敏等（2012）、程向红等（2015）分析了不同部位、产地烟叶的主流烟气成分及危害性指数，结果表明，部位和产地是影响烟叶主流烟气成分及危害性指数的重要因素。随着梗丝在卷烟中重要性的提高，对梗丝烟气安全性方面的研究也逐渐增多，如杨伟祖等（2006）、彭黎明等（2007）、李峰等（2009）的研究结果表明，梗丝燃烧后的产物虽然与烟叶燃烧后的产物有较大区别，但也产生大量的有害物质。【本研究切入点】目前，有关不同部位和产地烟梗及梗丝综合可用性方面的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】以国内6大主产区不同部位的烟梗为研究对象，将烟梗制成梗丝后，分析梗丝物理特性、感官质量、烟气有害成分释放量及危害性指数的差异，探讨部位和产地对烟梗综合可用性的影响，为烟梗资源在卷烟中的优化应用及卷烟配方设计提供技术支撑。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验烟梗为2013年度云南楚雄、贵州毕节、重庆、湖南郴州、福建南平、河南平顶山打叶复烤后上部B2F（B）、中部C3F（C）、下部X2F（X）烟梗。梗丝烟支的选材：卷烟纸透气度70 CU，克重27 g/m3；醋纤滤棒规格24.1 mm×100.0 mm、3.0 Y/35000、压降2700 Pa，圆周24.2 mm；无孔接装纸宽度58.0 mm。烟支规格：84.0（25+59）mm×24.4 mm。

1. 2 试验方法

梗丝由河南中烟大生产线气流干燥法生产，梗丝烟支的卷接以烟支硬度（63±10）%、且不空头为标准，单支空筒辅材平均质量0.2245 g，比较不同产地和部位的梗丝物理特性、感官质量、烟气中有害成分释放量及危害性指数。

色度由最浅到最深分值分别为1～10分，梗丝颜色越白越淡，分值越低；颜色越深越黑，分值越高；质量较好的梗丝色度应为4～6分，为正黄和金黄。光泽/油份分值分别为1～10分，梗丝光泽越暗淡、油份越少，分值越低；光泽越鲜亮、油份越足，分值越高。梗丝烟支的感官评吸由河南中烟专业评委15人共同评吸，分为香气质、香气量、烟味浓度、杂气、刺激性、余味6个单项，每项5分，共30分，得出总分后计算平均值。

1. 3 测定项目及方法

按照GB/T 6447-2004方法平衡水分，分别按照GB/T 19609-2004、GB/T 23355-2009、GB/T 23356-2009、YC/T 255-2008、GB/T 23228-2008、YC/T 253-2008、YC/T 377-2010、GB/T 21130-2007、YC/T 254-2008的方法检测梗丝烟支主流烟气中焦油、烟碱、一氧化碳（CO）、苯酚、N-亚硝胺（NNK）、氰化氫（HCN）、氨（NH3）、苯并[a]芘（BaP）、巴豆醛的释放量。烟气结果折算为单克梗丝的释放量以便比较分析。

危害性指数依据谢剑平等（2009）的方法计算，危害性指数=（CO/14.2+NNK/5.5+BaP/10.9+巴豆醛/18.6+ 苯酚/17.4+NH3/8.1+HCN/146.3）×10/7。危害性指数折算为单克梗丝的危害性指数。

1. 4 统计分析

试验数据采用Excel 2007进行处理分析。

2 结果与分析

2. 1 梗丝质量指标描述性统计

不同部位和产地梗丝各质量指标的统计结果（表1）表明，变异系数以光泽/油份最大（27.67%），CO最小（1.22%），总体呈现出光泽/油份>色度>危害性指数>填充值>焦油>感官質量>CO的趋势。色度、光泽/油份和感官质量为左偏态峰，其余指标均为右偏态峰。色度、填充值和CO的峰度大于0，为尖峭峰，数据分布较集中，其余指标的峰度小于0，为平阔峰，数据较分散。

2. 2 梗丝物理特性

2. 2. 1 色度 色度是判断梗丝颜色深浅程度的指标，梗丝色度较深和较浅均对成品卷烟产生负面影响，降低成品卷烟烟支端面的外观质量。梗丝色度较深会发黑发暗，较浅则发白刺眼。由图1可以看出，随着烟梗部位的升高，梗丝的色度增强，中部较适中，上部偏浅，下部偏深；产地整体上以楚雄、南平和毕节烟梗梗丝的色度适中，平顶山较浅，重庆和郴州较深。

2. 2. 2 光泽/油份 光泽/油份是反映梗丝鲜亮程度的指标，梗丝的光泽/油份直接影响成品卷烟烟支的光泽分值。在卷烟国标GB 5606-2005成品卷烟质量检验中，光泽赋值为5分，说明光泽对于卷烟质量的重要性，不同梗丝样本掺兑至卷烟配方后，势必影响卷烟整体的质量。由图2可以看出，中部梗丝的光泽明显优于上部和下部；产地整体上以楚雄、南平和毕节的烟梗梗丝光泽较好，而重庆和郴州较差。

2. 2. 3 填充值 梗丝填充值是反映梗丝填充性能大小的指标，卷烟配方中使用梗丝的一个重要原因是利用梗丝的高填充性降低烟丝消耗及成本，同时也降低焦油、CO和其他烟气中的有害成分释放量，从而提高卷烟安全性。梗丝的填充值越高，其利用率越高。从图3可以看出，部位间填充值规律较明显，上部>中部>下部；产地间差异性较小，整体上以平顶山和毕节烟梗梗丝的填充值较高，楚雄和重庆较低。说明梗丝的填充值与烟梗的部位密切相关，与产地相关性较小。

2. 2. 4 整体物理性状 通过以上对梗丝色度、光泽/油份和填充值的分析，发现梗丝物理可用性部位以中部较高，上部次之，下部较低；产地以楚雄、南平和毕节较好，重庆和郴州较差。

2. 3 梗丝感官质量

梗丝应用于卷烟配方中，一方面是为了减害降焦降成本，另一方面也是为了改善卷烟感官质量，梗丝能够平衡烟气的酸碱性，柔和烟气，掩盖部分杂气。不同部位、不同产地的烟叶感官質量有较大差异性，同样，烟梗制成梗丝后，其感官质量也有较大差异性，应用到卷烟配方后，也会影响成品卷烟的感官质量。由图4可以看出，不同部位梗丝的感官质量总分排序为：上部>中部>下部；产地除重庆烟梗梗丝的感官质量较低外，其他产地间的差异不明显，说明部位是影响梗丝感官质量的主要因素。

2. 4 梗丝烟气中有害成分释放量及危害性指数

2. 4. 1 焦油 梗絲中木质素含量较高，糖及烟碱等烟草香味物质含量相对较少，虽然与烟叶相比梗丝燃烧后烟气中焦油的释放量较低，但仍不能被忽视。由图5可知，不同部位梗丝的焦油释放量以上部高于中、下部；产地间以平顶山、郴州和重庆烟梗梗丝的焦油释放量较高，南平和毕节较低。

2. 4. 2 CO 梗丝中木质素含量较高，木质素的不完全燃烧会释放较高的CO，梗丝燃吸后CO的释放量远高于叶丝，因此CO释放量是影响其在卷烟配方中使用比例提高的一个重要因素。从图6可以看出，CO释放量部位间的规律性不完全一致，楚雄和南平表现为中部>上部>下部，其余4个产地表现为上部>中部>下部；产地以平顶山和楚雄的梗丝烟气CO释放量较高，其他产地间差异性不明显。说明产地是影响梗丝CO释放量的主要因素。

2. 4. 3 危害性指数 卷烟危害性评价指数是一种新的卷烟主流烟气危害性评价方法，其值越大，则危害性越大，值越小，则危害性越小。从图7可以看出，不同部位梗丝烟气的危害性指数排序为：上部>中部>下部；产地以平顶山、楚雄和重庆的危害性指数高于其他产地。

3 讨论

烟叶的可用性是一个综合概念，左天觉（1993）研究认为，可用性是质量加上安全性，朱尊权（2000）研究认为，可用性是工业上的使用价值。工业上要求的可用性是能制成优质的受消费者欢迎的卷烟，并能保持香味稳定；能适应卷烟加工处理，消耗少，出丝率高，成本低；安全性好，符合有关卫生各方面的规定和要求。因此，作为卷烟原料之一的烟梗可用性也应包括外观质量、物理特性、感官质量、化学成分和安全性等。

梗丝中内含物质较少，致香物质相应也较少，不同梗丝的刺激性、余味及杂气等差异性较大，对卷烟感官质量的影响也较明显。因此，感官质量是影响梗丝可用性的一个重要因素。关于烟叶感官评价已有成熟的方法，但针对梗丝感官评价尚未形成公认可行的方法。胡男君和罗思维（2013）对云南烟梗感官质量进行了评价，认为云南烟梗感官质量以中、下部较好，上部较差，与本研究得到的梗丝可用性部位以中部较高、上部次之、下部较低的结果不一致，可能是选材不同或评价方法及指标不尽相同所引起。

烟叶化学成分是影响烟叶质量及可用性的主要因素，可在一定程度上代表烟叶质量（薛超群等，2007）。基于此原因，本研究对梗丝的总糖、还原糖、总氮、烟碱、蛋白质、钾、氯、有机酸、多酚类物质进行了测定，试图找出其与外观质量、感官质量及烟气指标的相关性，但最终未发现有价值的关联性，说明对梗丝的评价不能按照烟叶化学成分评价的方式来进行，有关梗丝质量的评价方法还需开展更多的研究。

与烟叶一样，梗丝的质量与安全性也是一对矛盾。本研究中，梗丝外观质量和感官质量均以上、中部较好，但其焦油释放量和危害性指数也以上、中部较高。这就要求工业使用梗丝时应根据不同产品的实际需求进行相应的调整，以达到梗丝资源的最优配置。

本研究仅探讨了部位和产地对梗丝色度、光泽/油份、填充值、感官质量、烟气成分及危害性指数的影响，尚未研究这些样本加工性状的差异；不同部位和产地的烟梗在制梗过程中，其出丝率、整丝率、碎丝率、梗丝结构状况等也会有一定的差异，从而影响烟梗的加工成本。因此，下一步还应对烟梗加工特性进行更深入研究，从而更精确地指导烟梗在卷烟配方中的应用。

4 结论

烟梗的部位和产地是影响其可用性的重要因素，对梗丝的物理特性、感官质量、烟气安全性指标及危害性指数均有较大的影响。卷烟产品选取烟梗原料时，应根据该产品对烟梗各质量指标要求的实际情况进行比较选择。

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（责任编辑 罗 丽）