润梗及梗丝干燥前后原料致香成分的变化

祁 林， 刘 泽， 唐习书， 王仕宏， 刘 静， 李思源， 高 辉*

〔1.红云红河烟草(集团)有限责任公司，云南 昆明 650231； 2.云南中烟工业有限责任公司， 云南 昆明 650231； 3.云南同创检测技术股份有限公司， 云南 昆明 650106〕

在卷烟制丝加工过程中，烟草原料加工要经过加温、加湿和干燥热处理工序，温度和湿度等外界条件在不断发生变化，必然引起烟草内部化学成分的一系列变化，从而直接影响卷烟成品的内在质量[1]。自国内烟草行业将特色工艺研究列为重大战略性课题以来，各烟草企业及科研院所对制丝过程松散回潮和叶丝干燥2个主要热处理工序加工前后物料化学成分的变化进行了大量的研究[2-5]。烟梗作为卷烟配方的重要组成原料，其制丝过程与制叶丝有许多相似之处，主要热处理包括润梗(洗梗、烟梗回潮和烟梗增温)和梗丝干燥工序，而关于制梗丝过程中主要热处理工序前后原料化学成分的变化尚未见研究报道。为此，选择2016年云南昆明产红大C3F醇化后烟梗作为制梗丝原料，制梗丝过程加工参数保持相对稳定，测定润梗和梗丝干燥2个工序前后原料致香成分的含量[6]，利用独立样本T检验方法进行差异显著性分析，研究制梗丝过程中主要热处理工序加工对烟梗原料致香成分的影响，以期为制梗丝主要加工工艺技术参数的优化及工艺控制的改进提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 烟梗 为2016年云南昆明产红大C3F醇化烟梗，由红云红河烟草(集团)有限责任公司会泽卷烟厂提供。

1.1.2 原料样品 原料样品的大样本共计4个，每个大样本5 kg，取自制梗丝工序的4个位置。

1.2 方法

1.2.1 取样方法 待制梗丝工序进入稳定生产后，分别在水洗梗入口、烟梗增温出口、梗丝膨胀单元入口及气流干燥工序出口的固定位置取样，4个位置每次取样约100 g，每次取样间隔时间约10 s，4个位置均取样50次，即得到润梗工序前后和气流干燥工序前后4个原料样品的大样本各5 kg；在实验室分别对4个大样本进行充分混匀，再从每个大样本的不同位置取样5次，每次约200 g作为待检样品。

1.2.2 致香成分测定 将润梗及梗丝干燥前后的样品置于(40±1)℃的烘箱中烘干(约4 h)，使用旋风磨粉碎过60目筛，所得烟末置于22℃、相对湿度为60%的恒温恒湿箱中平衡48 h。按照文献[7-8]中的方法采用气相色谱/质谱联用仪测定烟梗和梗丝中的致香成分，对润梗和梗丝干燥工序前后致香成分按官能团、酸性、碱性和中性进行分类汇总，并计算出润梗和梗丝干燥工序前后致香成分的变化率。

变化率=[(工序后致香成分含量-工序前致香成分含量)/工序前致香成分含量平均值]×100%

1.3 数据处理

采用Excel 2010对数据进行处理，R(R i386 3.1.2)语言分别对润梗和梗丝干燥工序前后烟梗原料的致香成分含量进行独立样本T 检验。

2 结果与分析

2.1 润梗工序前后烟梗致香成分的含量

从表1看出，润梗工序前后烟梗醇类、酮类和酯类等致香成分含量的变化。醛类和酯类致香成分：润梗后分别从14.887 μg/g和22.782 μg/g升至15.549 μg/g和24.585 μg/g，变化率分别为4.45%和7.91%，升幅均不显著；醇类和酮类致香成分：润梗后分别从21.441 μg/g和22.062 μg/g降至19.942 μg/g和19.570 μg/g，变化率分别为-7.00%和-11.30%，醇类致香成分降幅不显著，酮类致香成分降幅达极显著水平。酸性致香成分：润梗后从88.653 μg/g降至75.769 μg/g，变化率为-14.53%，降幅达极显著水平；碱性致香成分：润梗后从1.844 μg/g升至2.372 μg/g，变化率28.63%，升幅达极显著水平；润梗前后中性致香成分无明显变化。

表1 润梗工序前后烟梗致香成分的含量

2.2 干燥工序前后梗丝致香成分的含量

从表2看出，梗丝干燥工序前后醇类、醛类和酮类等致香成分含量的变化。醇类、酮类和酯类致香成分：梗丝干燥后分别从17.627 μg/g、18.482 μg/g和23.286 μg/g升至21.621 μg/g、18.974 μg/g和24.485 μg/g，变化率分别为22.66%、2.68%和5.15%，醇类致香成分升幅达极显著水平，酮类和酯类致香成分升幅不显著；醛类致香成分：梗丝干燥后从16.919 μg/g降至12.560 μg/g，变化率为-25.76%，降幅达极显著水平。碱性致香成分：梗丝干燥后从1.514 μg/g降至1.188 μg/g，变化率为-40.04%，降幅达极显著水平；酸性和中性致香成分梗丝干燥前后无明显变化。

表2 干燥工序前后梗丝致香成分的含量

3 讨论与结论

目前，关于卷烟制丝过程中烟草化学成分的变化研究主要集中在制叶丝的松散回潮和叶丝干燥2个主要热处理工序，且研究的主要化学指标为致香成分。蔡继宝等[2-5]研究报道，在片烟松散回潮工序，中性和碱性致香成分含量呈下降趋势，酸性致香成分在不同研究中的变化趋势不同；在叶丝干燥工序，中性致香成分含量呈下降趋势，碱性和酸性致香成分含量在不同研究中的变化趋势不同。烟梗作为卷烟配方的重要组成原料，其制丝工艺流程与制叶丝有许多相似之处，主要热处理工序包括润梗(洗梗、烟梗回潮和烟梗增温)和梗丝干燥。研究结果表明，在润梗工序，碱性致香成分含量显著增加，酸性致香成分含量显著降低，中性致香成分含量无明显变化；在梗丝干燥工序，碱性致香成分含量显著降低，酸性和中性致香成分含量无明显变化。可见，制梗丝与制叶丝主要热处理工序前后原料致香成分的变化趋势存在一定的差异性。主要原因：可能是物料形态、热处理时间及加工强度存在较大差异，导致制叶丝与制梗丝过程原料化学成分变化趋势及变化程度上的差异性。因此，制梗丝过程主要热处理工序原料化学成分的变化不能完全参考制叶丝过程原料化学成分的变化规律。

润梗和梗丝干燥2个热处理工序对烟梗原料致香成分影响的趋势及程度也存在较大差异，润梗工序对酮类、酸性和碱性致香成分影响较大，梗丝干燥工序对醇类、醛类和碱性致香成分影响较大。润梗工序主要是对烟梗进行增温增湿处理，回潮水温和蒸汽温度较气流干燥工艺气体温度低，但工艺环境湿度大，作用时间相对较长，可能是对烟梗中酮类、酸性和碱性致香成分含量影响较大的主要因素之一。梗丝干燥工序主要是通过较高温度的工艺气体在短时间内使梗丝干燥膨胀，作用时间较短，但处理强度较大，可能是对醇类、醛类和碱性致香成分含量产生较大影响的主要因素。此外，由于烟梗与梗丝的形态特征存在较大差异，内部组织结构在热处理工序中与外界环境的接触机会不同，也是2种不同形态的原料在润梗和干燥工序化学成分变化趋势产生较大差异的主要因素之一。在制梗丝主要热处理工序中，不同因素对各物质含量变化的影响程度和原因还有待进一步深入研究。

选择C3F醇化烟梗作为制梗丝原料，利用独立样本T 检验分析润梗和梗丝干燥2个工序前后致香成分的差异性。研究结果表明，经过润梗工序加工处理，烟梗中的酮类和酸性致香成分含量显著降低，碱性致香成分含量显著增加；梗丝经过气流干燥工序加工处理，其醇类致香成分含量显著增加，醛类和碱性致香成分含量显著降低；研究结果可为制梗丝主要加工工艺技术参数的优化及工艺控制的改进提供技术支撑。