叶丝加料和叶片加料对卷烟内在质量的影响

赵静芬　李坚　黄江　刘政　邹克兴　朱静　李日南

摘要[目的]研究叶丝加料工艺对卷烟内在质量的影响，为叶丝加料工艺在卷烟生产中的应用提供依据。[方法]评价并比较了叶片加料和叶丝加料工艺制成的卷烟产品中常规化学成分、致香成分、有害成分及感官质量的差异。[结果]常规化学成分无明显变化，只有水溶性总糖在叶丝加料贮存2 h后，会有一定程度的上升。相比叶片加料工艺，叶丝加料工艺可使卷烟中致香成分有一定程度的增加。卷烟烟气常规指标无明显变化，叶丝加料工艺制成的样品卷烟主流烟气大多数有害成分的释放量及危害性指数稍有降低。叶丝加料样品香气丰富性增强，谐调性更好，余味更纯净。[结论]叶丝加料工艺应用于卷烟生产中对卷烟内在质量无负面影响。

关键词卷烟叶丝加料；叶片加料；内在质量；常规化学成分；致香成分；有害成分

中图分类号TS45文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）31-0096-04

Abstract[Objective] The effects of cut strip casing method on smoking quality of cigarette were studied to provide theoretical support for using of cut strip casing in tobacco processing.[Method] The routine chemical components and aromatic and harmful components and the sensory quality of cigarettes subject to strip casing and cut strip casing separately were assessed and compared.[Result] The content of routine chemical components changed little，while the content of water soluble total sugar in sample of cut strip casing was to a certain extent of rising； comparing with strip casing，cut strip casing improved the content of aromatic components to a certain extent； the routine analytics in cigarette smoke changed little，while most of the harmful components and hazard index of mainstream smoke decreased in sample of cut strip casing； in sample of cut strip casing，sensory quality was improved with richer aroma，better harmony and the more pure aftertaste.[Conclusion] The cut strip casing method has no negative effect on smoking quality of cigarette.

Key wordsCigarette；Cut strip casing；Strip casing；Smoking quality；Routine chemical component；Aromatic component； Harmful component

加料是卷烟制丝生产的重要工序，加料与卷烟产品的感官质量、加工过程中在制品的物理质量和化学成分变化都有直接关系，对提升卷烟产品感官质量、发挥烟叶原料潜质、改善烟叶不良缺陷以及提高料液有效利用率和制丝生产效率等都有直接影响[1]，因此，国内外都将加料技术视为卷烟制丝生产线关键技术之一。叶丝加料工艺技术是近年来卷烟工业企业采用的一种新的加料技术[2]，该技术是将片烟制成叶丝后进行加料，由于叶丝组织结构比较疏松，孔数量较多，呈蜂巢状，更利于料液吸收，因此采用叶丝加料的方式，将会提高加料精度、加料均匀性和料液有效利用率，简化制丝工艺流程，降低生产能耗，提高制丝生产效率。目前行业内对于叶丝加料的工艺、设备等方面有了系统研究[3-10]，如工艺流程、工序加工技术参数的优化，加料机筒体机构的改进等，并且实现了采用叶丝加料技术的大规模连续化稳定生产。然而，与传统的叶片加料工艺技术相比，叶丝加料工艺的流程、设备以及关键工序加工技术参数等都发生了较为明显的改变[2-4]，加料过程中原料与料液的相互作用、运动状态等也发生了改变。因此，为保持和强化卷烟产品的质量风格，笔者评价和比较了采用叶丝加料和叶片加料工艺制成的烟丝中常规化学成分、香味成分及有害成分的异同，旨在为卷烟产品应用叶丝加料工艺方式提供数据支撑。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1原料及主要试剂。某牌号二类卷烟配方烟叶，南宁卷烟厂提供。二氯甲烷、甲醇、环己烷（SP），美国Fisher公司；无水硫酸钠（AR），上海化学试剂公司；萘、苊烯、二氢苊、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[α]蒽、苯并[e]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[α]芘、二苯并[α]蒽、9-苯基蒽（内标）（纯度≥98%），德国DR公司；水中铵离子成分分析标准物质、水中氰标准溶液，中国计量科学研究院；邻苯二甲酸氢钾、浓盐酸（AR），广东汕头西陇化工厂；异烟酸、1，3-二甲基巴比妥酸、吡啶（AR）、二氯甲烷、甲醇、环己烷（色谱纯）、甲烷磺酸（纯度>99%），比利时Acros公司；聚乙氧基月桂醚Brij35（30%溶液），荷蘭Skalar公司；NNK、N-戊基-（3-甲基吡啶基）亚硝胺、巴豆醛-2，4-二硝基苯肼衍生物（纯度>97%）、B[α]P、d12-B[α]P（纯度>98%）、乙腈（色谱纯）、苯酚，北京百灵威化学试剂公司；50 mg硅胶固相萃取柱，美国Varian公司。

1.1.2主要仪器。制丝500 kg/h试验小线，昆明船舶设备基团有限公司；振动筛，郑州烟草研究院；SM450直线型吸烟机，英国CERULEAN公司；RM200A转盘吸烟机，德国Borgwaldt KC公司；Agilent 7890A/5975C气相色谱-质谱分析仪（GC/MS），美国Agilent公司；ICS5000离子色谱仪、IonpacCS12A阳离子交换分析柱、IonpacCG12A阳离子交换预柱，美国Dionex公司；Agilent 1260液相色谱仪，美国Agilent公司；连续流动分析仪，德国BRAN+LUBBE公司；TurboVapⅡ浓缩仪，美国ThermoFinigan公司；旋转蒸发仪，瑞士BUCHI公司；AE200电子天平（感量：0.000 1 g），瑞士Mettler公司；5 mL SPE C18，美国Agilent公司；玻璃层析柱，上海申玻仪器公司。

1.2方法

1.2.1工艺试验方法。

叶片加料试验：按照正常的工艺流程（即叶片先加料后贮存2 h再切丝、烘丝、掺配等）生产，卷制，作为叶片加料样品。

叶丝加料试验：①低水分切丝试验，分别在切丝水分为17.5%、18.0%、18.5%时，进行叶丝加料、烘丝，测试烘丝后填充值、整丝率及碎丝率，每个试验条件下进行3次平行试验，取平均值。②按照①中优化出的切丝水分进行叶丝加料试验，加料后分成3个样品，即样品A（贮存0 h）、样品B（贮存1 h）、样品C（贮存2 h），然后分别进行烘丝、掺配、卷制。

1.2.2检测方法。

常规化学成分分析：参照文献[11-15]对烟丝中常规化学成分（烟碱、总糖、还原糖、总氮、钾、氯）进行测定。

致香成分分析：烟丝样品粉碎过60目筛，采用同时蒸馏萃取方法萃取样品中的致香成分。致香成分提取物添加内标萘后，采用气质联用仪进行分析，结果采用内标法计算。毛細管柱HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度260 ℃；载气为He；流速为1 mL/min；程序升温：50 ℃（1 min）8 ℃/min160 ℃（2 min）8 ℃/min 280 ℃（15 min）；GC-MS接口温度280 ℃；离子源为EI源；电子能量70 eV；扫描范围35～455 amu。

有害成分分析：参照文献[16-18]测定卷烟焦油、烟气烟碱、CO释放量；参照文献[18-24]测定卷烟主流烟气中7种有害成分（CO、HCN、NNK、NH3、B[α]P、苯酚、巴豆醛）释放量，并根据谢剑平等[25]报道的方法，采用以下公式计算烟气危害性指数（H）：

H=（XCO/CCO+XHCN/CHCN+XNNK/CNNK+XNH3/CNH3+XB[α]P/CB[α]P+X苯酚/C苯酚+X巴豆醛/C巴豆醛）×10/7

式中，H为烟气危害性评价指数；XCO、XHCN、XNNK、XNH3、XB[α]P、X苯酚、X巴豆醛分别为卷烟主流烟气中CO、HCN、NNK、NH3、B[α]P、苯酚、巴豆醛释放量实测值；CCO、CHCN、CNNK、CNH3、CB[α]P、C苯酚、C巴豆醛分别为2008年度全国卷烟主流烟气中CO、HCN、NNK、NH3、B[α]P、苯酚、巴豆醛释放量加权平均值，其具体数值分别为14.2、146.3、5.5、8.1、10.9、17.4和18.6。

2结果与分析

2.1低水分切丝试验结果

由表1可知，通过对不同水分下切丝造碎的对比研究，切丝水分应控制在18.0%左右，这样可以将切丝造碎控制在合理的水平，又能给后续的叶丝加料水分调节留有空间，保证叶丝干燥前叶丝加料和叶片加料水分相同，从而保证产品质量。

2.2常规化学成分分析

叶片加料与不同试验条件下的叶丝加料样品分别取样分析常规化学成分，检测结果如表2所示。由表2可以看出，对比叶片加料和叶丝加料，其常规化学成分无明显变化，只有水溶性总糖在叶丝加料贮存2 h后，会有一定程度的上升。

2.3致香成分分析

将叶片加料与叶丝加料的样品取样分析致香成分，共检测出31种物质，具体见表3。

由表3可知，叶丝加料与叶片加料相比，致香成分中2-

乙酰呋喃、2（5H）呋喃酮、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-

酮、苯乙醛、麦芽酚、橙花醇、4-乙基愈创木酚、香兰素、十六酸甲酯的含量变化值超过20%，上述致香成分含量均明显增加。这表明叶丝加料样品料液的吸收率提高。

2.4有害成分分析

2.4.1卷烟烟气常规指标分析。

叶片加料及叶丝加料样品卷烟烟气常规指标见表4。从表4可以看出，采用叶丝加料工艺与叶片加料工艺相比，卷烟烟气中常规指标焦油、烟碱、一氧化碳释放量无显著差异。

2.4.2卷烟主流烟气7种有害成分的分析。

检测叶片加料及叶丝加料样品主流烟气7种有害成分，结果如表5所示。由表5可知，叶丝加料与叶片加料相比，卷烟主流烟气大多数有害成分的释放量及危害性指数稍有降低。

2.5感官质量评价

对叶丝加料和叶片加料样品进行对比评吸，结果见表6。由表6可知，经叶丝加料工艺制成的样品，香气丰富性增强，谐调性更好，余味更干净。

3结论

该研究对叶丝加料低水分切丝进行了试验，优化出适宜的切丝水分条件为18.0%，并在该条件下选取不同的叶丝加料后贮存时间进行试验，然后分析叶片加料与叶丝加料样品中常规化学成分、致香成分、有害成分及感官质量的差异。

叶丝加料工艺与传统叶片加料工艺相比，其常规化学成分无明显变化，只有水溶性总糖在叶丝加料贮存2 h后，会有一定程度的上升。相比叶片加料工艺，叶丝加料工艺可使卷烟致香成分中2-乙酰呋喃、2（5H）呋喃酮、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙醛、麦芽酚、橙花醇、4-乙基愈创木酚、香兰素、十六酸甲酯的含量变化值超过20%，上述致香成分含量均明显增加。这表明叶丝加料样品对料液的吸收率有所提高。叶丝加料与叶片加料相比，卷烟烟气中常规成分无显著差异，而主流烟气大多数有害成分的释放量及危害性指数稍有降低。经叶丝加料工艺制成的样品，香气丰富性增强，谐调性更好，余味更纯净。

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