不同组合原烟配方模块替代C3F质量分析

陈强华，李 峥，张晓兵，钟永健，赵程虹，朱宏福，徐志强

(浙江中烟工业有限责任公司技术中心，浙江杭州 310024)

配方打叶是国际上通行的原料供给模式，国外烟草企业在卷烟原料生产中已普遍使用，且技术已相对成熟稳定[1-4]。原烟配方模块就是打破原有国标等级界限，按照卷烟品牌配方的需求，将不同等级、相同或相近风格特征的原烟按一定比例掺配在一起，在打叶复烤过程中经均质化加工后形成一个质量稳定的片烟等级，供卷烟产品配方使用[5-7]。形成的片烟等级具有较大的数量，同时具有稳定的内在品质和外观质量[8-10]，为卷烟工业企业产品风格和品质的稳定发展提供了强有力的支撑。

随着我国“卷烟上水平”基本方针的不断贯彻落实，产品结构快速提升，对优质烟叶原料供给提出了更高的要求[11]。目前，全国烟叶供需总量大致平衡，但结构性矛盾日渐突出，各工业企业对中部上等烟的需求量逐年攀升[12-13]。烤烟C3F等级在收购的中部上等烟中占比较高，且卷烟企业对该等级的需求量也较大。配方人员在设计配方模块时，主要以参配原料的化学成分和感官质量作为配方调整的方向和最终质量判断的依据[14-17]，同时还需要考虑等级数目、数量和采购成本等因素。因此，采用科学合理的方法将不同部位、多个等级烟叶转换成C3F的感官质量，可在一定程度上缓解工业需求的结构性矛盾。该研究以湖南永州产区C3F感官质量为标准，将不同等级烟叶按一定比例均匀掺配后，形成适合卷烟需求的替代配方模块，以期提高不同等级烟叶的可用性，为卷烟配方的改进提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料2021年湖南永州产区的B2F、B3F、C2F、C2L、C3F、C3L、C4L、X2F、X2L共9个等级的烤烟原烟。

1.2 试验方法

1.2.1取样方法。每个原烟等级的烟叶样品分为3份，分别用于外观质量评价、感官质量评价和常规化学成分检测。

1.2.2外观质量评价。将各等级原烟样品平衡含水率至16%～18%，根据烤烟分级标准[18]对各等级样品的外观质量进行评价，评价内容包含成熟度、叶片结构、身份、油分、色度5个品质因素，并判断样品外观是否青杂。

1.2.3感官质量评价。对样品进行回潮、去梗、切丝、烘干，将烟丝含水量控制在12.5%±0.5%，根据国标GB 5606.4—2005《卷烟 第4部分：感官技术要求》，组织7名评吸人员采用暗评的方式进行评吸，按9分制进行打分，感官质量评价包含香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、刺激、余味、燃烧性、灰色9项指标，并将香气质、香气量、杂气、刺激性、余味5项评价指标的得分进行求和，计算出总分以区分不同等级烟叶的感官评吸质量。

1.2.4常规化学成分检测。按照5点随机取样法，将各等级的原烟样品分别混匀后随机取样，取样后剔除烟叶主脉，粉碎过筛，采用流动分析法[19]检测各等级样品的总糖、还原糖、烟碱、总氮。具体参照标准如下：总糖参考YC/T 159—2002，还原糖参考YC/T 216—2007，总氮参考YC/T 161—2002，烟碱参考YC/T 161—2002。并计算出糖碱比、氮碱比和两糖比以分析化学成分协调性。

1.3 数据处理采用SPSS 25和Excel 2013软件进行试验数据的处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 原烟质量分析

2.1.1外观质量和调拨价格分析。从外观质量评价结果和各等级原烟调拨价格(表1)可以看出，各等级成熟度均表现为成熟；中、下部烟结构为疏松，上部烟叶为尚疏松，身份评价表现出明显的部位特征，下部叶为薄至稍薄，中部叶为稍薄至中等，且中部叶随等级提升，叶片厚度呈增长趋势，上部叶为稍厚；油分指标仅X2L、X2F和C4L等级烟叶表现为稍有，其余等级烟叶均为有；C3F、C2F、C2L、B2F等级烟叶的色度为强，其余等级烟叶均为中；且各等级样品外观均无明显青杂现象。综合各项指标来看，所取各等级原烟样品等级层次明显，不同等级烟叶外观质量存在差异，符合标准要求。

表1 各等级烟叶外观质量和调拨价格

2.1.2化学成分分析。由表2可知，上部烟叶的总糖、还原糖含量较低，但烟碱、总氮含量明显高于中、下部烟叶，糖碱比和氮碱比较低，化学成分协调性较差。中、下部烟叶呈现出“高糖低碱”的特点，整体来看化学成分协调性表现较好。各等级烟叶的两糖比均高于0.80，表明烟叶成熟度较好。

表2 各等级烟叶常规化学成分含量

2.1.3感官质量评价。从表3可以看出，不同等级烟叶感官质量评价指标以香气质、香气量波动较大，浓度、劲头、杂气、刺激性、余味、灰色、燃烧性等指标得分差异均在0.9以下。从总分得分情况来看，中部烟最高，均不低于31.0分，且C2F等级总分最高，为32.4分；下部叶次之，X2F、X2L分别为29.6和29.2分；上部叶得分最低，B2F、B3F分别为27.0和27.5分。表明部位间感官质量差异明显，等级质量较高的烟叶感官质量也较好。

表3 各等级烟叶感官评吸质量得分

为弥补定量评价数值较为抽象的缺点，评吸人员经过分析、归纳对湖南永州产区不同等级烟叶感官评吸质量进行定性描述，具体描述内容如表4所示。

表4 各等级烟叶感官评吸质量定性描述

2.2 原烟配方模块设计以2020年湖南永州产区C3F等级烟叶感官质量为设计目标，通过其他等级烟叶原料的配伍组合达到或接近永州C3F感官质量。以烟碱控制在1.70%～2.35%为核心，糖碱比值控制在13～17，配方等级数目大于5个，成本较C3F明显降低为设计原则，结合各等级烟叶化学成分、内在质量和样品数量等因素设计3个供选的原烟配方，如表5所示。

表5 原烟配方设计

2.3 原烟配方模块感官质量评价组织评吸人员对设计的3个配方进行感官质量评价，同时进行感官缺陷的定性评价，各配方模块感官评价情况如图1所示。由图1可知，3个配方比较，2#配方各项感官质量评价指标中香气质、香气量、劲头、杂气、余味的得分最高。1#配方总分为31.1，主要感官缺陷为焦甜香韵偏弱，香气不足；2#配方总分为31.8，主要感官缺陷为香气较透发，尚柔和，略刺；3#配方总分为30.9，主要感官缺陷为浓度偏大，稍显枯焦气。

图1 不同配方模块感官质量评价指标得分

2.4 原烟配方模块质量符合性评价根据配方模块设计原则，从化学成分、感官质量、配方等级使用比例、成本控制等方面对3个配方模块进行符合性评价，结果如表6所示，其中2#配方模块的缺陷最小、符合性较高。

2.5 配方模块质量改进根据与C3F符合性较高的2#配方存在的质量缺陷，调整相应等级的使用比例进行配方优化设计。从表7可以看出，改进设计的4#配方降低了B3F等级使用比例，增加了X2F等级使用比例，以降低烟碱含量，实现减少刺激性的目的，且最终均价与2#配方基本保持一致。

表7 配方模块改进设计

2.6 改进后配方模块质量评价组织评吸人员对4#配方进行感官质量的定量评价和定性评价。由图2可知，4#配方与C3F等级各项评价指标得分差异均在0.3以内，且总分(32.5分)与C3F等级(32.1分)接近，表明总体质量特征符合目标要求。定性评价描述：浓香型，焦甜香韵较明显，浓度和劲头中等偏小，香气质较好，香气量尚充足，较透发，烟气尚柔和，尚细腻，圆润感中等，略有浮刺，略显干燥，余味略涩口，微有残留，稍有生青气，燃烧性尚好，灰色灰白。综合来看，定性评价和定量评价均反映出4#配方模块的风格特征和品质与C3F的感官质量十分接近。

图2 改进后配方模块感官质量评价

3 结论与讨论

该研究以C3F整体质量为目标，按照原烟配方模块设计原则设计了3个配方模块，从化学成分、感官质量、配方等级使用比例、成本控制等方面对3个配方模块进行符合性评价，综合发现最优配方模块虽然缺陷最小、符合度最高，但仍存在刺激性偏大问题。进而以降低刺激性为改进目标，通过调整相应等级的使用比例来进行配方优化，设计出4#配方模块，其感官质量定量评价中各单项指标分数和总分与C3F接近，感官质量定性评价表明其风格特征和品质特征符合C3F感官质量，说明总体质量特征符合目标等级要求。

该研究最终设计的替代C3F的配方模块，在化学成分、内在质量表现等方面与目标等级质量要求接近，在达到质量目标的同时，较好地实现了原烟等级范围的拓展和潜在资源的挖潜利用，而且也节约了采购成本、降低了优势等级的采购难度，这不仅拓展了烤烟等级的使用范围，同时也明显降低了原料成本。进一步分析发现，替代配方模块虽达到了C3F的质量要求，但是仍存在成本节省不高、上部烟使用比重偏低等问题，这主要与目标等级C3F的化学成分和内在质量特殊性以及其他等级的质量情况有一定关系。目前设计原烟配方模块时主要以感官质量为主要依据，而感官质量评价存在较强的主观性[20]，同时还需要考虑主要化学成分的相近性，其次是等级使用比例、库存数量和采购成本等因素，进一步达到原烟配方的设计要求，以形成匹配度更高、质量更为稳定的替代配方模块[21-22]。对于配方模块复烤加工后的质量变化和多等级配方打叶的工艺参数的相关研究有待进一步完善。