气调贮存技术对片烟醇化质量的影响

杨欣玲，杨永锋，张俊岭，张书伟，刘 勇，王根发，孙九喆，申洪涛，刘茂林，梁 淼，侯 佩*

(1.河南中烟工业有限责任公司 技术中心，河南 郑州 450000； 2.河南中烟工业有限责任公司 许昌卷烟厂，河南 许昌 461000； 3.郑州轻工业学院 食品与生物工程学院，河南 郑州 450002)

气调贮存技术对片烟醇化质量的影响

杨欣玲1，杨永锋1，张俊岭1，张书伟1，刘 勇2，王根发1，孙九喆1，申洪涛1，刘茂林1，梁 淼3，侯 佩3*

(1.河南中烟工业有限责任公司 技术中心，河南 郑州 450000； 2.河南中烟工业有限责任公司 许昌卷烟厂，河南 许昌 461000； 3.郑州轻工业学院 食品与生物工程学院，河南 郑州 450002)

为实现气调贮存法在仓储过程中片烟最佳品质状态的持续保持和醇化时间的有效调控，选取自然醇化1 a的片烟样品，采用气调贮存与自然醇化的方法，对其醇化过程的外观质量、化学成分和感官质量进行了对比分析。结果表明：醇化过程中，自然醇化处理的片烟外观颜色发深，褐变，并伴随有出油现象，而气调贮存处理的片烟色度均匀，饱满度较好，开垛后3个月与自然醇化接近或相同。自然醇化与气调贮存的片烟总糖和还原糖含量均逐渐降低，但气调贮存的片烟两糖比高于自然醇化处理；总氮和烟碱含量下降趋势较平缓，气调贮存的片烟氮碱比更接近1，化学成分协调性更优。醇化6～12个月，自然醇化处理的片烟感官质量高于气调贮存处理；但醇化第18个月后，气调贮存处理的片烟感官质量高于自然醇化处理，且气调贮存处理片烟的最佳感官质量较自然醇化处理提高0.5～1.5分；此外，气调贮存较自然醇化使片烟保持最佳醇化质量的时间延长6个月。综上，气调贮存法可通过调节环境气体组分的方式，影响片烟醇化质量，延长片烟最佳品质状态保持期，实现片烟品质控制。

片烟； 气调贮存； 烟叶醇化； 化学成分； 感官质量； 醇化峰值

烟叶醇化的主要目的是优化质量结构，改善和提升烟叶可用性，保证品质稳定性，更好地满足产品对烟叶质量和特色的需求。烟叶醇化过程中会发生一系列复杂的化学变化，青杂气和刺激性明显减轻，香气显露，色泽均匀且加深[1]，总体质量水平呈现先上升后下降的趋势[2-4]。探究片烟醇化过程中质量变化趋势和规律[5-7]是当前烟草行业的重点和持续性课题。目前，工业上普遍采用的自然醇化在实践中存在很多不足，如仓储养护过程中的磷化铝熏蒸毒害大、醇化周期不易调控、醇化质量最佳状态保持时间较短等，若烟叶未能在最佳品质期内用完，烟叶品质将会下降，原用于高档成品卷烟的烟叶也只能降级使用，这将会造成巨大的经济损失。因此，自然醇化无法满足产品对片烟醇化过程及醇化质量的新需求。

近年来，随着国内外对环境保护的日益重视，减少和禁止使用剧毒熏蒸方式的呼声日益高涨。新的仓储方式替代磷化铝熏蒸显得非常迫切。气调贮存(controlled atmosphere storage, CAS)是指通过改变贮藏环境中的气体成分，达到防治害虫、霉变和保持储物品质的一种贮存养护技术。CAS在粮食[8]、蔬菜[9-10]及中药材[11]等贮存上的应用国内外已有研究。近年来，CAS对鲜切木菠萝鳞茎[12]以及沙梨[13]、苹果[14-16]等水果品质和代谢的影响研究报道较多，但利用CAS技术调控片烟保持最佳品质状态的报道较少。鉴于此，在片烟气调贮存养护过程中，通过分析外观质量、感官质量、化学成分及其协调性的变化，探讨醇化质量和醇化时间的有效调控，旨在为合理调控烟叶醇化进程，提高烟叶醇化质量和工业可用性，实现醇化最佳质量状态与工业使用的精准结合提供参考依据。

1 材料和方法

1.1试剂、仪器及材料

气氛调控剂由北京盈丰利泰科贸有限公司提供。

仪器及材料：PE/PA膜、塑料热合封口机、抽风机、温湿度检测仪、测氧仪、二氧化碳检测仪、垛底衬垫材料、冰柜等。

供试片烟样品产地为河南洛阳、信阳，云南曲靖，黑龙江哈尔滨，福建三明、南平，四川攀枝花；部位为中部和上部；选择的片烟样品均大约已经自然醇化1 a，根据产区入库的差异，云南、福建和四川产区烟叶工业收购较早，当年入库，为2013年的片烟；河南和黑龙江工业收购较晚，次年入库，为2012年的片烟。共计9个样品，具体情况见表1。其中，2012年信阳C019等级是C2F∶C3F=1∶9的配方组合；2012年哈尔滨C013等级是C2F∶C3F=1∶3的配方组合；2013年攀枝花C023等级是C2F∶C3F=2∶3的配方组合。

表1 供试片烟样品信息

1.2试验设计

试验于2014年3月开始在河南中烟许昌卷烟厂格罗科仓库进行，设置气调贮存和自然醇化(CK)2个处理，分别参照《片烟贮存养护 气调贮存法》(YC/T 322—2009)和《烟叶贮存保管办法》(GB/T 23220—2008)2个标准执行。试验共设计9个试验垛，每个试验垛包含9个样品(表1)各2箱(共18箱)。其中，1号试验垛进行自然醇化处理(CK)；2—7号试验垛采用气调贮存，分别在第6、12、18、24、27、30个月拆垛取样，每次每个样品取样2 kg，放置在低温冰箱(-10 ℃)内保存，试验结束后进行化学成分测定和感官质量评吸；8号试验垛用于外观质量检测，在气调贮存密封前，将片烟烟箱顶部撕开，使片烟裸露以便观测，气调密封后，每隔3个月通过观测口观察外观质量并记录；9号试验垛用于气调贮存12个月开垛后自然醇化条件下第1、3、6个月的外观质量观测。

1.3测定项目及方法

1.3.1 外观质量 采用目测划分的方式，对各样品的颜色、色度和油分进行质量档次划分。其中，颜色分青、正黄、金黄、深黄、浅橘红、橘红、红棕、棕褐，共8档；色度分浓、强、中、弱、淡，共5档；油分分多、有、稍有、少，共4档。

1.3.2 化学成分 还原糖、总糖含量的测定参照YC/T 159—2002 《烟草及烟草制品水溶性糖的测定》，总氮含量的测定参照YC/T 161—2002 《烟草及烟草制品总氮的测定》，烟碱含量的测定参照YC/T 160—2002 《烟草及烟草制品总植物碱的测定》。

1.3.3 感官质量评价 由河南中烟评吸委员会成员采用感官质量评吸法对片烟醇化过程中的感官质量进行评定，各项感官指标项目评价按照9分制，感官总分为各项实际得分乘以权重之和(表2)。

表2 各项感官指标项目

注：括号内数字为该项的总分值；感官总分(T)=(A+B)× 2.0+(C+D)×1.5+E+F+G+H。

2 结果与分析

2.1醇化过程中片烟外观质量的变化

醇化过程中9个试验材料的外观质量变化趋势较为一致。由表3可以看出，自然醇化第3～9个月，片烟样品的外观质量表现为颜色橘黄，有油分，色度尚均匀、尚饱满，光泽度强；第12～18个月，片烟色度与之前没有明显变化，但颜色加深，并伴随有出油现象；第21～30月，片烟颜色加深褐变，出油明显。气调贮存第3～9个月片烟样品的外观质量与同时期自然醇化处理表现一致；第12～24个月，颜色和油分分别保持较稳定的橘黄色和有，色度改善，均匀度为均匀，饱满度为饱满；第27～30个月，色度的均匀度和饱满度变差。自然醇化第21个月后片烟外观质量下降，气调贮存从第27个月起片烟样品外观质量下降，因此，气调贮存更有利于片烟外观质量的保持，气调贮存保持片烟最佳外观质量的时间较自然醇化延长了6个月。

表3 醇化过程中片烟外观质量的变化

注：橘黄-深黄、深黄-棕褐表示2种颜色在1种样品中同时存在；有-出油表示油分有和出油在1种样品中同时存在。

气调贮存12个月后开垛，开垛后1、3、6个月的片烟样品的外观质量表明，颜色由橘黄变深，色度的均匀度和饱满度变差；随着开垛后自然醇化时间的延长，片烟样品的外观质量接近同期自然醇化处理。可见，气调贮存处理可有效遏制片烟颜色变深，并使片烟的最佳色度保持更长的时间，且外观质量好于自然醇化烟样，这与范坚强等[5]研究得出的密封降氧醇化开垛后，烟叶外观质量变差，又恢复到自然醇化状态的结论一致。建议在实际生产中，醇化到位的开垛片烟应尽快使用，未使用完时需要继续使用气调贮存。

2.2醇化过程中片烟化学成分的变化

2.2.1 糖含量 总糖和还原糖含量被认为是体现烟叶优良品质的指标，是香气质、香气量等形成的物质基础[12-13]，也是决定烟气醇和度的主要因素[14]。烟叶醇化过程中总糖和还原糖在酶和微生物的作用下进一步发生氧化分解，并与氨基化合物发生非酶促棕色化反应。从图1可以看出，总体而言，自然醇化处理片烟的总糖含量在醇化24个月以前降幅相对较为明显，后期趋于平缓；气调贮存处理片烟总糖含量在醇化18个月以前降幅相对较为明显，后期趋于平缓。在整个变化过程中，气调贮存处理片烟的总糖含量下降12.86%，自然醇化处理下降14.16%。从图2可以看出，随着醇化时间的延长，自然醇化处理片烟的还原糖含量变化趋势为醇化前期下降明显，醇化后期趋于平缓，气调贮存处理片烟的还原糖含量在醇化12个月以前有小幅度的上升，醇化12～24个月下降，后期趋于平缓，在整个变化过程中，气调贮存处理片烟的还原糖含量下降6.46%，自然醇化处理下降15.00%。从整个醇化过程看，片烟样品的总糖和还原糖含量总体呈下降趋势。随着醇化时间的延长，醇化前期总糖含量降幅相对较为明显，后期变化较为平缓。

图1 片烟总糖含量随醇化时间的变化

图2 片烟还原糖含量随醇化时间的变化

由表4可知，在醇化过程中气调贮存处理片烟的还原糖/总糖大多数在0.90以上，自然醇化处理大多在0.85左右，可以明显看出，气调贮存处理片烟样品的还原糖/总糖高于自然醇化处理。说明气调贮存处理片烟的化学成分协调性更好，这是片烟醇化质量优化的表现。气调贮存条件下，氧化反应和微生物的作用受到抑制，碳水化合物的醇化分解也受到抑制，延缓了烟叶的醇化进程，还原糖含量降低较为缓慢，两糖比明显高于自然醇化处理，这也是保持片烟优良品质的内在表现之一。

表4 醇化过程中片烟还原糖/总糖的变化

2.2.2 总氮和烟碱含量 总氮含量是衡量烟叶品质优劣的主要指标之一。在烟叶燃吸过程中，含氮化合物直接影响烟气的酸碱度、生理强度和香气浓度，但过多的含氮化合物会造成烟气的刺激性增加，香气质量变差。烟碱含量高低是烟草和卷烟工业中重要的品质指标[17]。在含氮化合物中，通常认为氮碱比在1左右为宜[18]。从图3可以看出，随着醇化时间的延长，自然醇化处理片烟的总氮含量在醇化12个月前呈小幅上升趋势，醇化12～24个月变化平缓，醇化24个月后小幅上升；气调贮存处理片烟的总氮含量在醇化24个月前变化较为平缓，醇化后期下降，在整个变化过程中，气调贮存处理片烟的总氮含量下降5.04%，自然醇化处理则上升7.00%。从图4可以看出，随着醇化时间的延长，2种醇化方法片烟的烟碱含量变化趋势一致且较为平缓，在整个变化过程中，气调贮存处理片烟的烟碱含量下降10.01%，自然醇化处理烟碱下降6.57%。此外，从表5结果来看，气调贮存处理片烟的氮碱比更接近1，化学成分协调性更好。

图3 片烟总氮含量随醇化时间的变化

图4 片烟烟碱含量随醇化时间的变化

表5 醇化过程中片烟总氮/烟碱的变化

2.3醇化过程中片烟感官质量的变化

9个试验材料感官质量得分变化趋势较为一致。由表6可知，本试验条件下，自然醇化过程中，前期醇化进程较快，片烟感官质量得分上升，于醇化第12个月达到最佳品质状态，醇化18个月后片烟感官质量得分下降。气调贮存过程中，醇化前期感官质量得分上升，醇化第18～24个月达到最佳品质状态；醇化24个月以后醇化感官质量得分下降。从整个醇化过程看，醇化前期(6～12个月)自然醇化处理的片烟感官质量得分高于醇化同期的气调贮存处理；气调贮存处理片烟的最佳醇化感官质量得分较自然醇化处理提高，样品NO1、NO2提高0.5分，NO4提高1.5分，其他样品感官质量提高1.0分，且气调贮存处理使片烟保持最佳醇化质量的时间较自然醇化处理延长6个月。

表6 醇化过程中片烟感官质量评吸得分

从图5可以看出，随着醇化时间的延长，醇化前期自然醇化较气调贮存有利于改善片烟品质，片烟感官质量得分相对高于气调贮存处理；醇化中期，自然醇化的片烟顺利达到醇化的最佳状态，而气调贮存的片烟感官质量仍处于上升阶段；醇化后期，自然醇化的片烟感官质量已发生衰退，而气调贮存的片烟仍可保持较好的吸食品质。

图5 片烟感官质量随醇化时间的变化

3 结论与讨论

本研究选取自然醇化1 a的片烟样品作为供试材料，对比了气调贮存和自然醇化过程中片烟外观质量、感官质量、化学成分及其协调性的变化，结果表明，气调贮存有利于片烟外观品质的改善，可以有效控制自然醇化过程中片烟颜色变深，褐变。范坚强等[5]研究表明，密封降氧能在一定程度上抑制醇化过程中的酶促棕化反应，绿原酸、新绿原酸、芸香苷含量和多酚总量的下降幅度及颜色转深程度均低于常规仓储，外观质量和吸味质量明显高于常规仓储，这与本研究结果一致。此外，本研究结果显示，气调贮存有利于提高片烟的化学成分协调性，气调贮存处理片烟的两糖比多在0.90以上，自然醇化处理则为0.85左右，气调贮存处理明显高于自然醇化处理。陈万年等[7]研究表明，自然醇化条件下，福建片烟的最佳醇化期在醇化18～21个月，云南片烟的最佳醇化期为21个月；而本试验自然醇化处理的片烟最佳感官质量状态在醇化第12个月，考虑到本试验所选片烟材料已大约进行自然醇化1 a和不同样品的入库时间存在差异，与陈万年的研究结果也基本一致。自然醇化条件下，片烟最佳感官质量状态保持的时间很短，在片烟投入使用时，常会错过片烟的最佳感官质量期；而气调贮存处理的片烟最佳感官质量状态在醇化18～24个月，较自然醇化处理延长了最佳品质的保持期。因此，气调贮存是一种较好的片烟仓储醇化方式。在片烟投入使用时，可以根据片烟气调贮存醇化过程中变化规律对原料进行统筹规划，合理分配，确保片烟原料处于最佳品质状态下进行使用。

气调贮存技术不仅可以准确地把控片烟的醇化进程，而且可准确量化出片烟醇化至最佳状态或使用的时间；根据产品实际生产需求，气调贮存可高效调控片烟醇化周期，确保片烟原料处于最佳感官质量状态。据此，烟草生产加工企业可结合自身品牌发展规划、生产力布局及原料仓储现状，加强与技术中心、生产部等相关部门沟通、协调，实行原料科学分流，精准调配，进而实现片烟醇化最佳质量状态与工业使用的精准结合。关于复烤后片烟的醇化品质研究，今后还可从物理指标、致香前体物质或致香成分、微生物和酶活性等多个角度进行系统和深入研究，以达到节本降耗和提高效益的目的。

[1] 左天觉.烟草的生产、生理和生物化学[M].朱尊权,译.上海:上海远东出版社,1993.

[2] 朱大恒,韩锦峰,张爱萍.自然醇化与人工发酵对烤烟化学成分变化的影响比较研究[J].烟草科技,1999(1):3-5.

[3] 范坚强,宋纪真,陈万年,等.醇化过程中烤烟片烟化学成分的变化[J].烟草科技,2003(8):19-22.

[4] 孙平,汤朝起,王军,等.烟梗人工醇化过程中主要化学成分的变化[J].烟草科技,2014(4):50-54.

[5] 范坚强,宋纪真,赖成连,等.密封降氧抑制醇化过程中烟片颜色转深试验[J].烟草科技,2005(12):3-5,26.

[6] 赖成连,张增基,赖荣华,等.仓储方式对初烤烟叶质量的影响[J].烟草科技,2008(11):59-62.

[7] 陈万年,宋纪真,范坚强,等.福建和云南烤烟烟片的最佳醇化期及适宜贮存时间[J].烟草科技,2003(7):9-12.

[8] 袁小平,严忠军,付鹏程.粮食气调储藏技术的优势及应用前景[J].粮食储藏,2012,41(5):16-19.

[9] Ozer M H,Akbudak B,Uylaser V,etal.The effect of controlled atmosphere storage on pickle production from pickling cucumbers cv.‘Troy’[J].European Food Research and Technology,2006,222(1/2):118-129.

[10] Majidi H,Minaei S,Almassi M,etal.Tomato quality in controlled atmosphere storage,modified atmosphere packaging and cold storage[J].Journal of Food Science and Technology,2014,51(9):2155-2161.

[11] 俞长芳.气调贮存法在中药贮藏中的应用[J].药学通报,1981,16(9):52-53.

[12] Saxena A,Saxena T M,Raju P S,etal.Effect of controlled atmosphere storage and chitosan coating on quality of fresh-cut jackfruit bulbs[J].Food and Bioprocess Technology,2013,6(8):2182-2189.

[13] Li L M,Xia Y F,Xu C L,etal.The incidence of superficial scald in “Wujiuxiang” pears (Pyruspyrifoliacv.Wujiuxiang) during and after controlled atmosphere storage[J].Journal of Food Quality,2016,39(3):201-208.

[14] Vermathen M,Marzorati M,Diserens G,etal.Metabolic profiling of apples from different production systems before and after controlled atmosphere(CA) storage studied by1H high resolution-magic angle spinning(HR-MAS) NMR[J].Food Chemistry,2017,233:391-400.

[15] Thewes F R,Brackmann A,Both V,etal.The different impacts of dynamic controlled atmosphere and controlled atmosphere storage in the quality attributes of ‘Fuji Suprema’ apples[J].Postharvest Biology and Technology,2017,130:7-20.

[16] Leisso R S,Hanrahan I,Mattheis J P,etal.Controlled atmosphere storage,temperature conditioning,and antioxidant treatment alter postharvest ‘Honeycrisp’ metabolism[J].Hort Science,2017,52(3):423-431.

[17] 薛小平,陈懿,王茂胜,等.烟碱的研究现状[J].安徽农业科学,2008,36(10):4121-4143.

[18] 王瑞新,闫克玉,韩锦峰,等.烟草化学[M].北京:中国农业出版社,2003.

Effect of Controlled Atmosphere Storage(CAS) Technology on the Alcoholization Quality of Flue-cured Tobacco Lamina

YANG Xinling1,YANG Yongfeng1,ZHANG Junling1,ZHANG Shuwei1,LIU Yong2,WANG Genfa1, SUN Jiuzhe1,SHEN Hongtao1,LIU Maolin1,LIANG Miao3,HOU Pei3*

(1.Technology Center,China Tobacco Henan Industrial Co.,Ltd.,Zhengzhou 450000,China; 2.Xuchang Cigrette Factory, China Tobacco Henan Industrial Co.,Ltd.,Xuchang 461000,China; 3.School of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou 450002,China)

To achieve the continuous maintainence on optimum quality state of flue-cured tobacco laminas and the effective regulation and control on alcoholization time for controlled atmosphere storage(CAS) method in the process of storage,the lamina samples of natural alcoholization for 1 a were selected.Comparable analysis on the appearance quality,chemical components and sensory quality of flue-cured tobacco laminas in the process of alcoholization was carried out by using the methods of CAS and natural alcoholization.The results showed that appearance and color through the treatment of natural alcoholization were deep,browning and accompanied by the phenomenon of oil,while color scale of flue-cured tobacco laminas through the treatment of CAS was uniform,fullness was better,and these two methods were close or identical after opening for 3 months.The contents of total sugar and reducing sugar during the process of alcoholization were also gradually decreased,but two sugar ratio of laminas via CAS was higher than that of the natural alcoholization treatment.Compared with the natural alcoholization,the descending trend of total nitrogen and nicotine contents during CAS was gentler,the ratio via CAS is closer to 1,and the coordination of chemical components was more superior.During the period of alcoholization for 6 to 12 months,sensory quality of laminas via the natural alcoholization treatment was more superior than that of CAS treatment.However; after 18 months of alcoholization,sensory quality of laminas via the CAS treatment was more superior than that of the natural alcoholization treatment,and the CAS treatment could improve optimum sensory quality by 0.5 to 1.5 points.Additionally,the CAS treatment could extend the time of optimum alcoholization quality for 6 months,compared with the treatment of natural alcoholization.The CAS method could influence the alcoholization quality of flue-cured tobacco laminas and delay the retention period of optimum quality status for flue-cured tobacco laminas,by regulating the environmental gas composition.

flue-cured tobacco laminas; controlled atmosphere storage(CAS); tobacco alcoholization; chemical components; sensory quality; alcoholization peak

TS44+4

A

1004-3268(2017)10-0153-07

2017-07-05

河南中烟工业有限责任公司项目(ZY2013021)

杨欣玲(1973-)，女，河南汝南人，工程师，硕士，主要从事烟叶质量评价和仓储醇化技术研究。E-mail:yangxinling2008@163.com

*通讯作者：侯 佩(1980-)，男，河南南阳人，助理研究员，博士，主要从事烟草分子育种及醇化相关技术研究。E-mail:pei.hou@zzuli.edu.cn