低氧贮存片烟解封后理化指标和质量变化研究

黄 磊，李艺萌，钟 帅，金保锋，高晋军，王晓园，关罗浩，王初亮，黄妧婷，李 敏

（1广东中烟工业有限责任公司原料供应中心，广州 510310；2华南理工大学食品科学与工程学院，广州，510640）

0 引言

烟叶经过复烤之后，通常还具有一些不能满足市场口味的品质，为了让烟叶更符合市场需求，企业通常需将复烤后的烟叶进行一段时间的醇化处理，以协调烟叶内在化学成分，改善烟叶的品质[1-3]。随着烟草科技的发展，烟叶的醇化方法也各有差异，以前比较常见的醇化方法是自然醇化，即将烟叶放置在自然环境中醇化。与此同时，物理气调法也逐步发展起来[2]，由于国内南方地区的环境较湿润，人们通常将烟叶置于低氧密封环境中进行醇化或长期贮存，以防止烟叶发生霉变、虫害、水分超标等质量问题[4-6]。

为延缓烟叶醇化、防霉、防虫，在实际仓贮过程中，烟叶一般维持在氧浓度2%以下。在较长时间低氧环境贮存启用时，由于正常环境的氧气浓度较高，适应了低氧环境的烟叶重新暴露在正常氧气浓度的环境下，烟叶质量、化学成分、酶活性可能发生变化，进而影响烟叶的品质，从而影响卷烟的生产使用[7-8]。目前，大量的研究集中在烟叶醇化和储存的方法，以及烟叶醇化和储存过程中理化性质的变化上，对于低氧密封醇化的烟叶解封后的性质变化研究较少。通常烟叶在解封后3个月内性质变化最为剧烈[9]。为探究低氧密封醇化的烟叶解封后的品质变化，本研究通过测定解封后3个月内烟叶的碘值、色差值、pH、多酚氧化酶活性等指标的变化，结合烟叶外观质量和感官质量的变化，综合判断低氧密封醇化的烟叶解封后3个月的品质变化，以期为低氧养护的烟叶使用时解封的品质变化探索有效的防护措施和管理方法。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

供试材料为广州霸王仓库新烟复烤入库后即低氧密封维持24个月以上的2017年湖南湘西复烤片烟B2F等级5批、2017年云南文山复烤片烟C3F等级5批。

磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、碘酸钾、碘化钾、邻苯二酚、聚乙烯吡咯烷酮、石英砂均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 存放条件及取样方法 2种片烟的5批样品中，2020年9月解封4批样品，存留1批样品继续低氧密封存放作为对照。解封后的样品和继续低氧密封样品同等室内环境条件下避光存放。分别在解封当时、解封1个月后、解封2个月后、解封3个月后对这4批解封样品进行理化性质测定和外观、感官评价，同时在3个月后对继续低氧密封存放的对照样品进行理化性质测定和外观、感官评价。

1.2.2 烟叶碘值的测定 碘值测定方法在参考文献[10]的基础上略有改动。将烟叶放置于40℃烘箱中平衡2 h，使用粉碎机打粉并过100目筛。称取过筛后的粉末5 g置于100 mL锥形瓶中，加入50 mL无CO2蒸馏水，37℃避光水浴震荡1 h，静置1 h后，使用低速离心机在5000 r/min下离心10 min。取5 mL上清液于试管中，向其中加入2 mL碘酸钾、2 mL碘化钾，避光静置反应1 h。反应结束后，取200 μL反应液，用无CO2蒸馏水稀释至5 mL，震荡均匀后过0.45 μm滤膜，使用紫外分光光度计分别在455、483 nm波长下测定滤液的吸光度。

1.2.3 烟叶pH的测定 pH测试方法参考《烟草及烟草制品 pH的测定（YC/T 222—2007）》[11]，使用pH计测量。

1.2.4 烟叶色差值的测定 参考陈飞程等[12]的方法，使用色差仪进行检测。

1.2.5 烟叶多酚氧化酶活性的测定 在参考文献[13]的基础上略有变动，测定方法主要分为多酚氧化酶（PPO）的提取和多酚氧化酶活性的测定。（1）PPO提取，称取叶片1 g，加入0.05 mol/L pH 6.8的磷酸缓冲液8 mL和少量聚乙烯吡咯烷酮（PVP），少量石英砂，冰浴中研磨匀浆；13000 r/min、4℃离心20 min，取上清液。（2）PPO活性测定，在试管中依次加入0.2 mol/L邻苯二酚1.5 mL、0.05 mol/L pH 6.8的磷酸缓冲液1.5 mL、PPO提取液50μL；以蒸馏水代替PPO溶液作为空白对照。在398nm波长下测定OD值。放入分光光度计后读数1次，反应2 min后读数1次。酶活性以每分钟每克鲜重烟叶OD值的变化表示[ΔOD/（g·鲜重·min）]。

1.2.6 烟叶外观颜色评价 参照《烤烟（GB 2635—92）》[14]，对低氧密封储存烟叶进行解封后的外观颜色评价，通过专业人员对烟叶的颜色、香气成分、叶片色泽均匀度、油分、色度、烟叶品种进行打分，综合评估后得出低氧密封储存烟叶在解封后自然放置的3个月内的外观品质。

1.2.7 统计分析 试验数据使用GraphPad Prism 8.0.1进行作图和标准差分析。

2 结果与分析

2.1 烟叶解封后碘值的变化

烟叶提取液显酸性，当加入KIO3及KI溶液时会发生反应生成单质I2。当溶液中生成碘后，碘会与烟叶提取液中的还原性物质发生反应。随着烟叶醇化程度的加深，其固定氧的能力减弱，即还原性物质减少。因此消耗碘的量将减少，游离碘将增加，结果表现为提取液在455、483 nm处吸光值增加[15-16]。烟叶的碘值吸光度值随陈化时间的延长呈现增加趋势，其数值与香气质和浓度显著正相关，与香气量和劲头显著负相关，与杂气、刺激性、余味相关性不显著[10]。

从图1可知，低氧密封存放的复烤烟叶解封后，在避光自然放置的条件下烟叶碘值呈现逐渐缓慢增加的趋势，C3F的碘值多数情况下高于B2F，但同期继续低氧密封3个月后，测得其碘值的增幅低于自然放置3个月的样品。

图1 低氧密封片烟解封后的碘值

由表1可见，随着放置的时间增加，各组的样品碘值增幅加大。继续低氧密封3个月的样品碘值增幅较小，此外，低氧密封3个月的样品碘值增幅均小于解封2个月的样品。说明低氧密封的样品较解封的样品而言，固定氧的能力强，烟叶中还原性物质的水平高，因此测得碘值较低。

表1 不同处理样品碘值相对于解封当时样品的增幅 %

2.2 烟叶解封后pH的变化

pH能够反映烟草烟气强度（含氮碱类）、刺激性，也可间接反映芳香性。一般认为pH稍低的烟叶，烟气刺激性较小，味道较柔和。片烟pH随着醇化的进行均呈降低趋势[17-18]。

不同样品组的pH变化趋势如图2所示。低氧密封的烟叶解封的第1个月内pH降幅较大，解封后1～3个月期间内，B2F和C3F烟叶的pH均缓慢下降，直至趋近于平缓。此外，低氧密封3个月的样品的pH远大于解封后自然避光存放3个月的样品。从表2可知，解封后自然放置的3个月内，随着时间的变化，2种烟叶的pH降幅逐渐增加，其中C3F烟叶pH降幅略低于B2F烟叶。持续低氧密封烟叶的烟叶pH降幅明显低于解封后自然放置1～3个月的烟叶。

图2 低氧密封片烟解封后pH的变化趋势

表2 不同处理样品相对于解封当时样品的pH降幅 %

2.3 烟叶解封后色差值的变化

不同样品组的色差值变化趋势如图3所示。L值代表明度值，值越大表示表示越偏白；a值代表红绿色度值，正值代表红色度，负值代表绿色度；b值代表黄蓝色度值，正值代表黄色度，负值代表蓝色度；E值是由L值、a值、b值综合计算得出，代表样品的总色差值[19-21]。

从图3A可以看出，低氧密封储存的复烤烟叶解封后，B2F呈现明度逐渐增加的趋势，C3F的明度在低氧密封储存解封自然存放1个月后大幅降低，但在解封自然存放2～3个月的过程中明度缓慢降低，自然存放第3个月时L值低于初始解封时的数值。但同期低氧密封存放3个月烟叶较解封时烟叶的L值略有降低，但变化幅度较小。

由图3B可知，低氧储存样品解封后3个月内a值波动较大，但第3个月的数值略大于解封当天数值，即复烤烟叶在这段期间的烟叶逐步变成红色。如图3C，低氧储存后解封的复烤烟叶b值的变化趋势和a值类似，但区别在于第3个月时b值低于解封当天数值。从a值和b值的整体变化趋势可看出，解封后样品在避光自然放置的过程中颜色逐渐偏向于红蓝色。从图3D可见，E值虽然有一定程度的波动，但整体呈现逐渐下降的趋势。而一直密封储存的复烤烟叶，3个月后L值和E值几乎不变，a值明显上升，b值明显下降。

图3 低氧密封片烟解封后色差值的变化趋势

2.4 烟叶解封后多酚氧化酶活性的变化

多酚氧化酶（PPO）是一种铜离子结合酶，在组织发育过程中形成，并贮存于叶绿体中[22-23]。烟叶的酶促棕色化反应是在PPO的催化作用下发生的，PPO能分别催化单酚羟基和二羟基酚氧化为O-二酚和O-醌[24]。PPO使多酚类物质氧化成醌，随着醌类物质聚集，醌与细胞内蛋白质的氨基酸反应产生黑色素沉淀，烟叶会呈现出不同程度的杂色，造成烟叶出现挂灰、蒸片、黑糟等现象。同时酶促棕色化反应还会使烟叶叶片变薄，质量减轻，弹性变差，破碎度加大，燃烧力减弱，使烟叶的质量下降[25]。由于多酚类物质是构成烟叶品质和香吃味的必备物质，因此，酶促棕色化反应的发生是造成烟叶质量下降的重要原因之一。

从图4可见，低氧密封储存的片烟解封后，烟叶中的多酚氧化酶活性在解封3个月内呈现明显的逐步增加趋势。其中B2F在解封1～2个月内多酚氧化酶活性较稳定，C3F的多酚氧化酶活性在解封2～3个月内较稳定，但2种烟叶的多酚氧化酶活性均有明显的增加。而观察同期低氧密封存放3个月的样品，其多酚氧化酶的活性远小于解封后自然存放的样品。

图4 低氧密封片烟解封后多酚氧化酶活性的变化趋势

结果表明，低氧密封储存的烤片烟在解封后自然放置时，烟叶中的多酚氧化酶活性增量较明显，会严重影响烟叶原本的品质和香吃味，而一直保持低氧密封存放的烤片烟多酚氧化酶的活性能持续维持在较低水平，从而保证烟叶中的多酚类物质不被酶解，维持烟叶原有的品质。因此，低氧密封储存的烟叶应在解封后尽快的加工处理，或者施加一些抗氧化剂，以防止在解封到加工这一段时间内自然放置过程中的理化性质变化，维持烟叶原有品质。

2.5 外观颜色评价

低氧密封储存烟叶解封后自然放置3个月，持续监测其外观颜色变化，并进行评价打分。从表3分值可知，低氧密封储存烟叶解封后自然放置的过程中，其外观颜色分值逐渐降低。解封后自然放置的过程中对湖南湘西B2F烟叶的色值影响最大，其次是香气和色度，对其均匀度、油分均基本无影响。同时，和持续低氧密封储存3个月的样品对比，可见湖南湘西B2F烟叶在低氧密封储存后，解封3个月内性质和继续低氧储存3个月几乎无差别。观察云南文山C3F烟叶的外观颜色评价得分可知，烟叶解封后自然放置的过程对其颜色、均匀度、色度影响较大，对香气、油分均基本无影响。此外，对于云南文山C3F烟叶，解封后自然放置3个月和持续低氧密封储存3个月的烟叶外观颜色评价得分没有差别。

表3 低氧密封储存烟叶解封后外观颜色评价值

3 结论与讨论

片烟的低氧密封储存可以高效延缓烟叶的品质变化，关于片烟低氧密封气调储存的过程中烟叶的理化性质的变化前人开展了不少研究。任胜超等[26]研究表明，使用物理气调法控制烟叶储存环境中的氧气含量，可以使片烟的醇化过程朝着改善品质的方向进行，有利于保持片烟品质。但关于低氧密封储存解封后的烟叶在短周期内的理化性质的变化研究较少，因此烟叶解封后到加工前这段自然放置时间对烟叶的影响程度的判断尚不明确。

本研究对解封后这段时间B2F和C3F片烟的部分理化特征进行了监控，研究表明，低氧密封储存的片烟解封后自然放置的3个月内，碘值逐渐上升，说明在解封后自然放置这段时间中，烟叶中还原性物质的水平逐渐降低，此外，多酚氧化酶活性的增加也进一步说明了烟叶在这段时间中多酚类还原性物质水平的剧烈下降。在此过程中，烟叶的pH逐渐下降可能是由烟叶中有机酸含量的增加引起的，pH的下降说明在这段时间中烟叶的刺激性逐渐降低。色差值中的L值逐渐增加，a值呈现波动中上升的趋势，b值和E值呈现波动中下降的趋势，并且解封后云南文山C3F的L值和b值始终大于湖南湘西B2F，说明2种烟叶中云南文山烟叶表面的颜色加深更明显。本研究对云南文山C3F和湖南湘西B2F片烟在低氧气调密封储存结束后，自然放置的3个月内理化性质的变化进行了分析和评价，为解封后烟叶的处理提供了理论基础，但关于色差值的变化趋势和内在联系还有待进一步的验证。此外，解封后烟叶的处理和保护方法也有待进一步深入研究。