堆积发酵时间对五指山茄衣烟叶品质的影响

张锐新　苏谦　杨昌鹤　陈芳

摘要：为探索海南茄衣品种烟叶适宜于工业生产的堆积发酵时间，从海南五指山市雪茄研究基地H-382品种中挑选晾制好的茄衣烟叶作为供试材料，研究堆积发酵过程中茄衣烟叶外观质量、常规化学成分、中性致香物质的变化。结果表明，堆积发酵18 d时，类胡萝卜素类降解产物和新植二烯含量最高;堆积发酵24 d时，氮碱比值最接近1，苯丙氨酸类致香物质、类西柏烷类降解产物及茄衣中性致香物质（新植二烯除外）含量最高;堆积发酵30 d时，茄衣外观质量评价得分最高，棕色化反应产物含量最高，钾氯比值最高。综合来看，堆积发酵30 d左右较为合适，能够使海南茄衣烟叶更有利于工业运用。

关键词：堆积发酵;海南;茄衣烟叶;品质;外观质量

中图分类号：S572.092文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）04-0057-05

Abstract In order to explore the suitable stacking fermentation time for industrial production of Hainan cigar wrapper varieties， the air-dried cigar wrapper leaves of H-382 variety were selected from the Wuzhishan Cigar Research Base of Hainan as test materials. The changes of appearance quality， conventional chemical components and neutral aroma-producing substances of cigar leaves during stacking fermentation were studied. The results showed that the contents of carotenoid degradation products and neophytadiene were the highest after 18 days of stacking fermentation. The ratio of nitrogen to alkali was the closest to 1 after 24 days of stacking fermentation， and the contents of phenylalanine aromatic substances， cephalane-like degradation products and neutral aromatic substances （except neophytadiene） of cigar wrapper were the highest. After 30 days of stacking fermentation， the evaluation score of cigar wrapper appearance quality， the content of browning reaction products and the ratio of potassium to chlorine were the highest. In conclusion， 30 days of stacking fermentation was more suitable， which could make Hainan cigar wrapper tobacco more conducive to industrial application.

Keywords Stacking fermentation; Hainan; Cigar wrapper tobacco; Quality; Appearance quality

精美的茄衣彰显着一支雪茄的档次和品质[1]。高档雪茄对于茄衣烟叶的使用都十分考究[2]。茄衣的颜色均匀度、弹性强弱、完整度、叶脉走向、身份厚薄及其与茄芯的配伍性等都是重要的考量标准[3-5]。雪茄烟叶的调制条件相比烤烟温和，调制结束时烟叶中仍存有一定量的活性酶和微生物[6]。进行发酵就可以有效利用烟叶中的活性酶及微生物，从而对烟叶的颜色、身份、燃烧性、杂气、香气等品质指标进行改善[7]。

目前国内外发酵雪茄烟叶主要采用堆积发酵法，它是改善烟叶外观质量、内在品质及工业可用性的重要手段[8-10]。经比较发现海南岛的纬度与古巴相差不大，气候环境对于生产雪茄烟来说较为适合，有着生产优质雪茄烟叶的巨大潜力，是我国未来雪茄烟生产的重要产地之一[11]。目前关于海南雪茄茄衣烟叶的研究大多集中在大田生产、烟叶调制或人工发酵方面，而有关适用于工业堆积发酵的研究鲜有报道[12-14]。故本试验以海南省五指山市主栽茄衣品种H-382为材料，研究其堆积发酵过程中烟叶外观质量、常规化学成分、中性致香物质等的变化，探索发酵时间对雪茄烟叶品质的影响，旨在为合理发酵海南雪茄茄衣提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为2017年海南省五指山市雪茄基地的H-382茄衣品种烟叶。

1.2 试验设计及方法

供试烟叶堆积发酵在海南省五指山市雪茄发酵室进行。2017年6月將茄衣烟叶堆积放入发酵室。烟叶含水率为（24±1）%，发酵室环境湿度为（65±5）%，平均温度为28℃。将所选茄衣烟叶成捆码成直排，叠放在码垛盘做的平台上，其上盖硬纸板以形成光滑平面（3 m×4 m），共放4 000 kg，垛顶用塑料薄膜遮盖。搭建烟垛时放置两根管子，第一根应置于垛内1/3高度处，第二根置于垛内2/3高度处，用于放置温度计。发酵处理过程中，温度每天稳步升高2～3℃，尤其是在发酵初期，烟垛最高温度达到45℃时翻垛。翻垛时轻轻抖动把烟，使烟叶间进入新鲜空气，并释放部分水分。发酵0 d时取样1次，之后每隔6 d取样1次，试验周期36 d，共取样7次，一次取样1 kg烟叶。部分烟叶用于外观质量评价，剩余样品-20℃冷藏。样品全部取完后对烟叶进行化学分析。

1.3 样品品质评价与测定

1.3.1 外观质量评价从烟叶颜色、成熟度、组织结构、身份、油分5个方面对茄衣发酵时的外观品质进行评价。参照烤烟外观品质分析方法[15，16]，将茄衣外观品质指标量化为分值，满分10分，具体评定标准见表1。

1.3.2 常规化学成分烟碱按YC/T 160—2002、总氮按YC/T 161—2002、水溶性糖按YC/T 159—2002、钾按YC/T 217—2002、氯按YC/T 218—2002的方法检测[17]。

1.3.3 中性致香成分含量采用水蒸气蒸馏-二氯甲烷溶剂萃取法提取，用美国HP5890—5972气质联用仪对烟叶样品中性致香物质进行分析[18]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel作图，SPSS 17.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 发酵过程中茄衣外观质量的变化

由表2可知，在整个发酵过程中海南雪茄烟叶颜色整体呈加深趋势，其中6～12 d颜色加深最为迅速，12～30 d颜色加深速度减缓，30 d之后颜色变化不明显。成熟度整体逐渐增加，其中0～6 d变化不明显，6～18 d成熟度增速逐渐加快，18～30 d增速渐缓，30 d后变化不明显。组织结构逐渐疏松，其中0～6 d疏松程度变化不明显，6～36 d疏松速度随发酵天数增加逐渐加快。身份分值随发酵天数增加呈先升高后降低趋势，0～12 d身份变化不明显，12 d后身份变薄速度加快，最佳身份值应在18～24 d之间。油分随发酵天数增加呈增加趋势，0～12 d增速渐快，12～24 d增速渐小，24～36 d变化不明显。可见，发酵天数为30 d时，茄衣外观质量总分最高。

2.2 发酵时间对茄衣烟叶常规化学成分的影响

从图1中可以看出，茄衣烟叶总糖、还原糖含量整体都偏低。在整个发酵过程中茄衣烟叶的总糖含量先增加后减少，总体呈下降趋势，其中0～12 d总糖含量随发酵天数增加而升高，12～36 d则随发酵天数增加而降低且降速随发酵时间延长逐渐减小。还原糖含量则在整个发酵过程中变化不明显。

有研究表明，氮碱比接近1时最为合适，若大于1且逐渐接近2，则烟叶香气浓度降低，香味不足;比值低于1时，香味渐浓，但刺激性随比值减小而增加[19]。由图2可知，茄衣烟叶总氮含量随发酵天数增加逐渐减少;烟碱含量在发酵过程中有波动但发酵前后变化不明显;氮碱比发酵过程中上下波动，整体呈下降趋势，24 d后变化不明显且比值较其它时间更接近于1。

钾含量丰富的烟叶光泽好，燃烧性好，产生焦油量少;氯含量过高则易出现绝火，杂气重，灰质硬等现象[19]。雪茄全部由茄衣烟叶卷制而成，不添加助燃剂等物质，对烟叶本身的燃烧性要求较高，故钾氯比对其品质有着重要影响。

由图3可知，随发酵天数增加，钾含量呈先增加后减少再增加趋势，氯含量呈先增加后减少趋势，钾氯比则呈先减小后增加趋势。发酵30 d时，钾氯比值最高，之后三者变化不明显，趋于稳定。

2.3 不同发酵时间茄衣烟叶中性致香成分的变化

通过对苯丙氨酸类、棕色化产物类、类西柏烷类、胡萝卜素类4类香气前提物质的分类，可研究茄衣烟叶堆积发酵过程中中性致香物质含量的变化[20]。苯丙氨酸类转化产物主要能使烟气中的花香、果香更加突出[20]。由图4可知，苯丙氨酸类致香物质含量0～6 d有所下降，之后随发酵时间延长整体呈先增加后减少趋势且增速较为均匀，30 d后变化不明显。说明堆积发酵过程中苯丙氨酸类致香物质含量在发酵24 d时达到最高。

棕色化反应产物中含有许多使人愉悦的香气，对吸食时的吃味影响重大，有利于可可味香气的形成[20]。由图4可知，棕色化反应产物含量0～30 d内随发酵时间延长而增加，其中0～6 d增加缓慢，6～30 d则呈现较为均匀的上涨趋势，30 d后则开始下降。可见，堆积发酵过程中棕色化反应产物含量在发酵30 d时达到最高。

类西柏烷类降解产物通常主要是氧化异佛尔酮和茄酮，茄酮占主要地位，赋予烟叶某种特殊香味。由图4可知，类西柏烷类致香物质含量0～24 d内随发酵时间延长而增加，其中0～6 d增加缓慢，6～12 d增速最快，之后增速逐渐减小;24 d后开始下降，30 d后明显下降。说明堆积发酵过程中类西柏烷类致香物质含量在发酵24 d时达到最高。

类胡萝卜素类降解产物对烟叶品质形成有着重要作用[20]。由图4可知，类胡萝卜素类致香物质含量0～18 d内随发酵时间延长而增加，18～36 d随发酵天数增加含量下降且降速逐渐加快。可见，堆积发酵过程中类胡萝卜素类致香物质含量在发酵18 d时达到最高。

从图5看出，中性致香成分总量（新植二烯除外）0～24 d随发酵天数增加而增加，24 d后开始下降，30 d后降速加快。新植二烯可增加烟气的香吃味，进入烟气时具有醇和香气及减少刺激的作用。其含量0～18 d随发酵天数增加而增加且6～12 d增速最快，18 d后含量开始下降，24 d后降速加快。后期的降低可能与其进一步降解转化为其它低分子的香气成分有关。由此看出，中性致香成分总量（新植二烯除外）在发酵24 d左右达到最高，新植二烯在18 d左右达到最高。

3 讨论

本试验中，堆积发酵结束时外观质量指标除身份继续变薄、组织结构继续变疏松外，其余指标均稳定在某一分值。常规化学成分中，茄衣烟叶总糖、还原糖含量相比烤烟整体偏低，可能主要是由烟叶晾制过程较长且晾制阶段大量消耗總糖、还原糖导致;总糖含量呈先增后降趋势主要原因为：堆积发酵前期微生物对总糖消耗量低于淀粉降解的生成量，后期随生成量的减少与消耗量的增加而下降。总氮含量随发酵时间延长呈下降趋势，烟碱含量变化趋势不明显，可能是由于堆积发酵过程中蛋白质降解速度较快、烟碱与干物质降解速率较为接近所致。钾氯比在发酵后期趋于稳定，可能是由于茄衣烟叶质地较薄、发酵后期前提物质逐渐减少、相关反应逐渐减缓所造成。中性致香成分中，苯丙氨酸转化产物含量先略降低后升高再降低，其前期降低可能是由于干物质消耗和转化产物进一步分解转化所致;后期香气物质普遍减少主要是由于香气前提物质的减少以及较高发酵温度导致香气挥发。同时，还需进一步研究堆积发酵过程中茄衣感官质量的变化，主要针对茄衣杂气种类、大小和香气风格等来探究不同堆积发酵时间茄衣的适用性。

4 结论

通常雪茄的香气主要由茄芯提供，精美的外观及燃烧时灰色的美观则主要依赖茄衣烟叶[21]。茄衣燃烧性不好会导致吸食雪茄时进氧量的降低，从而影响整支雪茄的燃烧。所以茄衣主要提倡外观质量与燃烧性，没有明显杂气即可，香味物质略低可以接受。本研究结果表明，堆积发酵18 d时，类胡萝卜素类降解产物和新植二烯含量最高;堆积发酵24 d时，氮碱比值最接近1，苯丙氨酸类致香物质、类西柏烷类降解产物及茄衣中性致香物质（新植二烯除外）含量最高;堆积发酵30 d时，茄衣外观质量评价得分最高，棕色化反应产物含量最高，钾氯比值最高。结合茄衣要求，综合比较海南省五指山市H-382品种茄衣烟叶的外观特征、常规化学成分及中性致香物质评价结果，堆积发酵30 d左右可使海南茄衣烟叶更有利于工业运用，继续延长堆积发酵时间则不利于茄衣品质提升。

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