充氮气调对片烟醇化品质及力学特性的影响

孙建锋，殷延齐，李 臻

（江苏中烟徐州卷烟厂，江苏 徐州 221000）

充氮气调防虫技术是通过分子筛制氮设备将氧气从空气中分离出来，将分离出氧气的高浓度氮气（≥99.5%）充入经过严格密封的烟叶堆垛内，并维持一定的时间（45 d）后，使烟叶害虫窒息而死，来达到防治烟叶害虫的目的［1，2］。充氮气调法作为绿色环保的贮藏技术之一，被广泛应用于农业与食品产品中。随着烟草行业“十四五”绿色低碳循环发展工作方案的发布，充氮气调法在卷烟工业企业的应用得到了充分的关注和重视。目前对充氮气调法的研究，多集中在对烟草甲、烟草粉螟不同虫态的致死效果及防治时间上，对于烟叶醇化品质变化的研究不够全面，尤其是缺少对烟叶力学特性的关注［3-7］。本研究通过充氮气调与常规防治两种处理方式对片烟的醇化品质及力学特性进行对比，以期为烟叶大规模的推广应用提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用2020 年度云南丽江复烤片烟，品种为KRK26，等级为DBBFAPK，储存于2 个仓间，分别进行常规防治和充氮气调法防治。

1.2 试验设置

试验于2021 年5—11 月于江苏中烟徐州卷烟厂苏山头库区烟叶醇化库实施。试验前对试验垛位进行温湿度调节，使试验的垛位温度保持在25～30 ℃、相对湿度60%～70%。充氮气调法空间氧气浓度≤2%的时间为45 d。2 种储存工艺处理各设置4 组重复。常规法储存样本编号为XT1、XT2、XT3、XT4，充氮气调法储存样本编号为ST1、ST2、ST3、ST4。

1.3 测定方法

1.3.1 片烟外观质量评价 外观评价由江苏中烟原料部及徐州卷烟厂5 名具有资质人员组成，评价项目包含颜色、成熟度、叶片结构、身份、油分、色度6个项目，权重分别为23%、21%、17%、16%、12%、11%，片烟外观质量评定标准详见表1。

表1 片烟外观质量评定标准

1.3.2 常规化学成分 由中国农业科学院青州烟草所采用连续流动化学分析仪，在充氮气调结束后取样测定。

1.3.3 感官质量 由江苏中烟徐州卷烟厂专业评吸人员进行评价。评吸质量打分采用百分制：香气质（15 分）、香气量（15 分）、杂气（10 分）、浓度（10 分）、刺激性（10 分）、余味（15 分）、协调度（15 分）、燃烧性及灰色（10 分），总分100 分。

1.3.4 力学特性 由安徽涡阳烟叶复烤厂技术中心测定。采用质构仪测定剪切强度和穿透强度。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2017 和SPSS 21.0 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 两种处理对烟叶外观的影响

由图1 和表2 可以看出，样品外观质量评价总体差异很小。充氮气调和常规两组进行比较，除颜色外，其他外观指标基本保持一致。充氮气调组的颜色饱和度、光泽度要优于常规组，其色泽更为艳丽。

图1 两种处理烟叶外观颜色

表2 两种处理烟叶外观品质检测结果

2.2 两种处理对烟叶内在化学品质的影响

由表3 可知，两种处理对烟叶内在化学品质整体呈现出差异性。充氮气调法的4 个样本总糖、还原糖的含量均高于常规方法；而且烟碱、总氮、钾、氯含量大多数低于常规方法。表明在烟叶醇化过程中，总糖、还原糖的分解速度与空间氧气浓度存在相关性，低氧环境会抑制糖类大分子物质的分解。

表3 烟叶内在化学品质检测结果 （单位：%）

2.3 两种处理对烟叶力学特性的影响

烟叶力学特性是烟叶的物理特性之一，主要反映烟叶的内在质量、加工特性，并与制丝过程的切丝工序密切相关。穿透强度是烟叶力学检测的重要指标之一，可为烟叶加工过程中的造碎提供数据支撑，是反映烟叶韧性的重要指标；烟叶的剪切力指烟叶在一定水分条件下被剪切至断裂时所能承受的最大外力，反映烟叶结构的疏松程度。

由表4 可知，两种处理对剪切强度和穿透强度两种烟叶力学特性的检测数据无明显差异性。检测数据经双样本方差（表5）分析，剪切强度数据P为0.152，大于0.05，说明两样本总体方差相等；穿透强度数据P为0.026，小于0.05，说明两样本总体方差不相等。基于F检验结果，对剪切强度和穿透强度2个指标的检测数据分别开展双样本等方差假设t-检验和双样本异方差假设t-检验，统计分析得P分别为0.708、0.536，均大于0.05，说明两种处理方式对剪切强度和穿透强度两种烟叶力学特性的影响无显著性差异。

表4 烟叶力学特性检测结果

表5 双样本统计分析结果

2.4 两种处理对烟叶评吸结果的影响

由表6 可知，两种方式处理后的烟叶感官评吸质量得分差异不明显，与常规方法相比，充氮气调法处理后的片烟感官评吸得分略降低了0.4 分，相关感官评价指标得分无显著差异。

表6 两种处理烟叶评吸结果

3 小结与讨论

通过试验研究及对比分析，得到如下研究结论。①充氮气调法对烟叶外观的影响优于常规方法，颜色的饱和度、光泽度要优于对照组，表现为色泽更为艳丽；②充氮气调法对烟叶力学特性、评吸结果无显著性影响；③充氮气调法对烟叶的醇化进度有影响，表现为总糖、还原糖等大分子物质的降解速度小于常规方法。可能原因是在低氧环境下，延缓了烟叶的氧化还原反应，影响程度尚需后续观察［8-10］。该研究结果为大规模采用充氮气调法提供了很好的参考和依据。同时，鉴于样本数量较小，影响因素是否受环境温湿度等影响尚需继续观察。