雪茄烟叶发酵技术研究进展

姜 宇 周 文 周 康 赵晨婕

（四川中烟工业有限责任公司长城雪茄烟厂，四川 什邡 615000）

0 引言

雪茄是一种特殊的烟草制品。传统意义上的雪茄是指全部用雪茄烟叶手工卷制而成的烟卷，从外到内由茄衣、茄套和茄芯3部分组成。相比普通卷烟，雪茄具有劲头大、香气丰满且香味浓郁等特点［1］。受生态条件、生产技术等多方面因素影响，国产雪茄烟叶原料普遍存在风格特征不明显、香气质感较粗糙等问题。一直以来，国产中高端雪茄烟叶原料以进口原料为主。近年来，国产雪茄特别是手工雪茄销量由2015年的173.5万支增长至2021年的2 294.0万支［2］。随着国产雪茄产销量日益增长，以及受国外雪茄原料因新型冠状病毒肺炎疫情无法及时进入我国等各方面因素的影响，各工业企业均面临原料短缺的问题，因此，提高对国产雪茄原料品质的掌控能力，降低工业企业对进口原料的过度依赖是亟待解决的问题。

在雪茄烟叶生产中，烟叶原料的品质受品种［3-4］、栽培［5］、晾制［6-7］、发酵等多方面因素的影响。其中，发酵是影响雪茄烟叶品质提升的主要环节。采用合适的发酵工艺可以有效改善烟叶的外观质量、物理特性、化学成分和感官品质。

1 雪茄烟叶发酵机制及意义

1.1 雪茄烟叶发酵机制

有关烟叶发酵的机制研究始于1858年［8］，目前共有3种假说［9］，分别为氧化作用、微生物作用和酶作用。氧化作用假说认为，烟叶本身所含的某些无机元素（铁、镁）等导致烟叶被空气中的氧催化氧化，这一过程就是烟叶发酵。朱大恒等［10］研究表明，在有氧条件下发酵的烟叶其多种化学成分含量比无氧环境下发酵的烟叶下降更多，说明烟叶发酵过程中氧气含量对烟叶中主要化学成分的降解和转化起到了至关重要的作用。微生物作用假说是由科学家小什列晋格于1880年提出的，他认为烟叶发酵初期是由微生物的活动引发的，而烟叶中的无机元素等催化剂则为后续发酵提供了动力。酶作用假说由科学家列夫提出，他认为烟叶中存在的一些酶类，如过氧化氢酶和氧化酶等，是引起烟叶发酵的主要原因。20世纪50年代，有研究发现烟叶本身所含的蛋白质有将近1/2被自身的酶所水解，产生了大量的氨基酸；也有研究发现，烟叶中的酶和微生物共同作用影响烟叶发酵［11-13］。例如，韩锦峰等［14］认为在烟叶发酵初期，烟叶中的酶起主导作用，而微生物的作用发挥则贯穿整个发酵过程。综合目前的研究结果，人们普遍认为烟叶的发酵是由氧化、微生物和酶三者共同作用的结果［15］。

1.2 雪茄烟叶发酵的目的及意义

发酵是提高烟叶可用性和感官质量的一种加工方法，分为自然醇化和人工发酵两类。自然醇化是指将调制后的鲜烟叶，也就是原烟，置于一定温度和湿度环境中，一两年后烟叶的内在成分发生变化，烟叶本身的品质缺陷被修复。人工发酵是指通过模拟自然发酵的环境，将烟叶置于发酵室内，通过人工调节环境的温湿度，加快烟叶的发酵速度。这种发酵方法的发酵周期短，比较经济实用，但工艺流程和操作步骤与自然醇化相比较为复杂。在普通卷烟生产过程中，一般会通过外加香料、香精的方式增加香气，用以弥补烟叶本身的缺陷。但雪茄烟燃吸过程中香气物质的释放完全来自烟叶本身，对烟叶的品质要求更高。因此，采用科学、合理的发酵方法一直都是烟草科技工作者的研究热点与重点［16］。

2 雪茄烟叶发酵工艺

雪茄烟晾制结束后会进行农业发酵和工业发酵。这两类发酵均属于人工发酵，经过两次发酵后的烟叶才能应用于雪茄烟卷制。农业发酵的目的是促进烟叶中淀粉、蛋白质等大分子物质降解、转化，减少烟叶的青杂气，使其特征香气显露。而工业发酵则是工业企业采用不同的方法和技术，在一定的温湿度条件下对雪茄烟叶进行二次发酵，目的是根据品牌需求赋予其所需的风格特色。常用的雪茄烟叶发酵工艺有堆积发酵、装箱发酵和介质发酵，应根据烟草品种、调制后烟叶状态、烟叶用途和生产环境条件选择对应的发酵工艺。采用合适的发酵工艺可以减轻烟叶的青杂气，降低刺激性，使香气显露、烟气醇和、油分更加充足［17-18］。经过发酵，烟叶中的蛋白质、糖类等大分子物质降解为有机酸、羰基类化合物等香气前体物，同时经过发酵的烟叶外观质量也会得到改善，如支脉变细、光泽度提升、叶面颜色更为均匀［19］。

2.1 堆积发酵

堆积发酵是雪茄烟叶初次发酵广泛采用的发酵方式，一般用于茄芯烟叶发酵，也可用于茄衣和茄套烟叶发酵，但容易破坏烟叶的完整性，降低工业使用价值［20］20。烟叶晾制下架后，先根据烟叶的品种和部位进行分组，然后对同一品种、同一部位的烟叶进行初分级，并将同等级的25～30片烟叶扎为一把。根据发酵房的面积合理规划烟堆大小，烟叶堆垛规格一般为长3.0～4.0 m、宽1.5～2.0 m、高1.0～1.5 m，垛形一般为长方形，每堆烟叶质量1 500～3 000 kg。堆码时烟叶把头朝外、叶尖朝内，烟把与烟把之间循序相压、交叉堆放，减少烟叶间的空隙，利于热量集聚。堆积好后，烟垛上覆盖麻袋片，在烟堆侧面四个方向中央插上温度检测探头，并挂上标识卡。码垛好的雪茄烟叶应堆放在垫木板上，垫木板上需要铺麻袋片等铺垫物，避免烟叶与地面直接接触。

发酵前，茄衣烟叶初始含水量应控制在20%～24%，茄芯烟叶初始含水量应控制在20%～27%。烟叶初始含水量过低，则发酵升温慢且温度低，难以达到预期的发酵效果；烟叶初始含水量过高，则发酵增温快，容易造成烟叶发酵过度，出现压油、碳化等现象。在发酵过程中，当堆芯温度升至预设温度时，应立即进行翻堆，翻堆的原则是上翻下、内翻外，如此循环操作，直至发酵结束。

2.2 装箱发酵

装箱发酵工艺具有垛形小、发酵温湿度易控制等优点，是实现雪茄烟叶精准发酵的最佳方法之一，常用于茄衣和茄套烟叶发酵［21-22］。发酵箱长120 cm、宽100 cm、高100 cm，一次发酵烟叶120～180 kg。装箱时，将茄衣、茄套烟叶顺木箱长方向平铺烟把，第二把烟叶压在第一把烟叶的叶尖1/3处，逐层装至箱口，压实烟叶，盖严棉布、麻袋片及盖板。发酵5～7 d后，当温度达到预设温度时，应立即翻垛。翻垛时要轻抖烟把、撕开粘连叶片，含水量较高时应将烟把晾在通风的室内，以便于散热、散味和排除过多的水分。当烟叶温度降至正常室温时，进行第二次装箱，方法同第一次装箱。如此循环操作，当叶片颜色明显加深、色泽均匀一致、刺激性大幅度下降时，发酵结束。

2.3 介质发酵

介质发酵是在烟叶中添加水以外的其他发酵介质（如糊米水［23］、冬青胶［24］、红米浆［25］、葡萄糖［26］、槭树糖浆［27］和纯牛奶［28］等）后，采用堆积、装箱等方式进行发酵的方法。添加的物质本身往往具有特殊香味，在雪茄烟叶发酵过程中可以丰富雪茄烟叶本身的味道。徐世杰［29］尝试在雪茄烟叶发酵中添加米酒、菊花、绿茶等提取物，通过添加不同介质进行发酵处理，能够提高抽吸干净度，减少口腔刺激，增加甜感，增加细腻度，提高燃烧性。

向未发酵的雪茄烟叶喷洒单一及复合微生物制剂或酶制剂等发酵介质，可以提高雪茄烟叶叶面功能菌株的种类及数量，从而促进烟叶内的生化代谢，实现针对性地增香提质、降焦减害。胡希［30］将从烟草中筛选得到的2株细菌分别接种到雪茄烟表面进行人工堆积发酵，发现接种菌株的烟叶发酵后烟碱的降解比例均显著高于未接种烟叶，并且接种菌株的烟叶烟气特征和口感特征改善效果明显。外源添加α-淀粉酶和糖化酶进行发酵，能够促进碳水化合物的降解、转化，降低淀粉含量，提高水溶性糖含量，从而使烟叶化学成分更协调，中和烟气碱性，降低刺激性，增加甜感，使烟叶品质得到改善［31］。寇明钰等［32］利用中性和碱性蛋白酶对茄芯烟叶进行发酵，分别使烟叶中的蛋白质含量降低了18.98%和17.54%，同时烟叶化学成分更加协调、感官品质大大提升。

2.4 其他发酵方式

利用橡木桶进行发酵［33-34］，可以有效去除烟叶杂气、提升香味，并且独特的橡木味还可以丰富烟香的层次感。其工艺流程是将烟叶原料经润叶回潮处理后整齐摆入橡木桶中，并放入发酵房发酵30 d左右，通过设备对房间的温湿度进行调节。另外，雪茄烟叶发酵方法还有蒸汽发酵法［20］34、压力发酵法［35］。这两种发酵方法常用于生产Maduro烟叶。蒸汽发酵法通常应用于工业发酵，是一种将雪茄烟叶放入蒸房内进行发酵的方法。采用这种方法发酵烟叶时，蒸房内的温度和发酵时间需要根据烟叶品质而定，一般以蒸房内的温度80～95 ℃、发酵时间90～110 min为宜。采用蒸汽发酵法发酵出来的烟叶颜色较深、色泽较均匀。另外，由于蒸房内温湿度比较高，蒸汽发酵法可用于发酵那些刺激性大和杂气较重的烟叶。压力发酵法是指在烟叶堆积发酵过程中，在烟垛上面增加质量将烟叶压紧、压实，以提高烟堆内部的温度，从而达到发酵出颜色深、油分足的烟叶的目的。

3 展望

2021年，国家烟草专卖局出台的《国产雪茄烟发展规划》中明确提出，发展中式雪茄烟要以需求为导向，对标国际优质雪茄烟叶质量目标，突破国产雪茄烟叶生产关键技术限制，最终建立品质优良的国产雪茄原料支撑体系的发展目标。与此同时，我国有关雪茄烟叶生产关键技术的研究愈发丰富［6-7，36-37］。

目前，相较于栽培和晾制，雪茄烟叶发酵技术的短板更加突出，有关技术研究不够系统和深入。例如，发酵工艺的选择和发酵关键技术参数还在进一步验证优化中，并未固化形成一套成熟完整的生产技术体系；对于茄衣和茄芯，也并未形成针对性的发酵方式；智能化和精准化的发酵设施研发也尚未展开，我国各大烟叶产区都存在设施保障能力不足等问题，严重影响了雪茄烟叶的均质化生产和品质提升。随着对雪茄烟叶研究的不断深入，采用现代检测分析技术手段并结合微生物学理论揭示雪茄烟叶发酵工艺机制，优化并固化发酵工艺，同时发掘和应用特色微生物和酶等发酵介质，开发安全、特色、高效的介质发酵工艺，同时配套雪茄烟叶全系统发酵设施，精准控制发酵过程中的温湿度，对提升国产雪茄烟叶品质和风格特色、减少对进口雪茄烟叶原料的依赖、降低烟叶原料成本具有重要意义。要想生产具有中国特色的中式雪茄，就必须探索适合中式雪茄的烟叶原料和发酵工艺，提升国产原料的保障水平。