普洱片烟在广州、昆明两地同步醇化的差异

2024-04-10牛慧伟卢荟霖关罗浩王初亮潘雯丽王建和

烟草科技 2024年3期

黄磊，战磊，李赛，牛慧伟，卢荟霖，关罗浩，王初亮，潘雯丽，王建和，李敏*

1. 广东中烟工业有限责任公司，广州市海珠区赤岗路62 号 510145

2. 华南理工大学食品科学与工程学院，广州市天河区五山路381 号 510640

3. 中国烟草总公司职工进修学院，郑州市金水区鑫苑路7 号 450008

片烟原料贮存醇化是烟叶原料提质增效的重要环节。已有相关的研究表明，调控仓储条件能有效控制片烟的醇化进度，进而影响片烟的品质。浦绍占［1］研究了不同仓储条件下，受温湿度条件的影响，烟叶上细菌种群结构、酶活性和化学成分质量分数的变化。闫铁军［2］通过研究不同产区烟叶配方模块外观质量、感官质量、化学成分、香气物质和酶活性等指标的变化情况，发现烟叶的不同产地会使其具有不同的理化性质，并且在醇化过程中烟叶的香气成分和内在化学成分变化的程度也有明显差异。管恩森等［3］研究了自然醇化和人工醇化对烤烟感官质量的影响，与自然醇化相比，人工醇化方式对烟叶品质提升效果更好。烟叶经过合理的醇化期，能减少新鲜烟叶本身存在的缺陷，提升烟叶品质。但烟叶在达到最佳醇化品质后，若不采取措施，随着醇化的继续，烟叶品质将逐步下降［4-6］。其中，人工气调醇化通过富氮降氧改变仓储环境，从而抑制烟叶因氧化引起品质下降的方法逐渐受到青睐。范坚强等［6］研究表明，密封降氧能减少烟草醇化过程中的多酚下降幅度和转深程度，并提高烟叶外观质量。目前，大多研究仅聚焦于贮存环境或人工气调醇化对片烟的影响，但针对片烟在不同地域环境结合人工气调醇化处理下化学成分变化的研究较少。因此，选择云南普洱产的2 个等级片烟，分别在广州、昆明两地同步醇化，并结合两地养护实际情况，从外观质量、感官质量和化学成分等方面分析广州和昆明两地采用不同醇化方式时普洱片烟品质的变化，旨在为根据片烟库存周期而选择醇化地点，实施个性化醇化养护提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

选取2018 年云南普洱产的中部桔色二级的混打片烟和上部桔色一级的单打片烟为材料，并分别记为中桔二片烟和上桔一片烟。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

3 箱中桔二片烟原料含水率基本一致，分别为11.81%、11.78%、11.89%；3 箱上桔一片烟原料的含水率也基本一致，分别为11.77%、11.65%、11.72%。醇化处理：1 箱放置在昆明仓库采用自然醇化方式处理，样品记为KZ；1 箱放置在广州仓库采用自然醇化处理，样品记为GZ；1 箱放置在广州仓库采用覆膜密封降氧醇化处理，即片烟箱覆膜密封后，在密封垛内充入氮气以置换出空气，将垛内气体的氧体积分数维持在2%以下，样品记为GJ。考虑到只有华南高温地区气候条件才需要采用密封降氧方式延缓片烟醇化，因此，昆明醇化仓库不设置密封降氧处理。

实验原料在云南师宗经2018 年9 月初烤、2019年初复烤加工后，于2019 年5 月分别放置在广州、昆明两地仓库。分别在2019 年8 月、2019 年11 月、2020 年3 月、2020 年6 月、2020 年9 月、2021 年1 月和2021 年4 月共进行7 次取样。以片烟放置时的2019年5 月为起始处理时间，7 次处理时间分别记为3、6、10、13、16、20 和23 月，并对7 次取样的样品进行化学成分分析及外观和感官评价。将取样样品先统一放置在-18 ℃的冰箱冷冻保存，全部取样完成后集中开展检测。将用于化学成分分析的烟叶打磨成粉，过孔径0.25 mm（60 目）筛，混合均匀，每份样品平行测试两次，取平均值。

1.2.2 外观质量评价

采用文献［7］中的方法并进行部分修改。每个评价指标分值为0～100 分，分数越高表示对应质量越好，判定档次及分值如表1所示。

表1 片烟外观质量评价方法Tab.1 Evaluation criteria for appearance quality of tobacco strips

1.2.3 感官质量评价

参照GB 5606.4—2005［8］和YC/T 138—1998［9］中的方法进行片烟感官质量评价，判定档次如表2所示。

表2 片烟感官质量评价Tab.2 Evaluation criteria for sensory quality of tobacco strips

1.2.4 化学成分分析

按照烟草行业标准方法分别测定醇化烟叶样品的总植物碱［10］、总糖［11］、还原糖［12］、pH 值［13］、多酚［14］和氨基酸［15］的质量分数。

1.2.5 数据处理

运用Microsoft Excel 2007 软件进行数据处理，使用Origin 8.5软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 两地贮存温度差异分析

由图1 可知，广州仓库的月平均温度明显高于昆明仓库，实验期间广州仓库年平均温度为25.34 ℃，3～11 月的月均温度在20.94～31.33 ℃之间。昆明仓库年平均温度为18.57 ℃，最高月均温度为7月的23.04 ℃，最低月均温度为1 月的13.48 ℃。广州仓库与昆明仓库月平均温差范围为2.75～9.01 ℃，两地的月均最大温差出现在5 月，月均最小温差在12月。

2.2 两地贮存普洱片烟化学成分的差异

2.2.1 总植物碱的质量分数

总植物碱的质量分数是衡量片烟品质优劣的主要指标之一［16］，其中，烟碱是烤烟体内合成的次生代谢产物，也是烟草感官特征的重要成分。由图2可知，处理3 月时，经广州自然醇化、昆明自然醇化和广州降氧醇化处理的上桔一片烟的总植物碱质量分数接近，中桔二片烟的总植物碱质量分数略有差异，但在0.15%以内；且中桔二片烟的总植物碱质量分数小于上桔一片烟。这可能和不同部位片烟特性有关。张志灵等［16］发现不同部位片烟的总植物碱差异较大，司辉等［17］也表明云南中部烟的烟碱质量分数低于上部烟，且在醇化过程中没有明显规律。在本研究中的醇化过程中，上桔一片烟的总植物碱质量分数波动下降，广州降氧醇化和昆明自然醇化烟叶的总植物碱质量分数在醇化过程中接近，广州自然醇化烟叶的总植物碱质量分数最低；对于中桔二片烟，昆明自然醇化的总植物碱质量分数先增大后下降，广州降氧醇化的总植物碱质量分数持续下降，广州自然醇化的总植物碱质量分数则先增大再下降后再增大，但整体保持较低水平。一方面可能是由于广州整体温度较高，加速了含氮化合物的降解［18］；另一方面可能是因为自然醇化时氧气更充足，使某些好氧微生物在此条件下降解物质的能力更强。

图2 广州、昆明两地醇化普洱片烟总植物碱质量分数的变化Fig.2 Mass fraction variations of total alkaloids in Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

2.2.2 总糖和两糖比的变化

醇化烟叶中水溶性总糖在一定范围内可以调节烟气酸碱平衡和烟叶吸味，是决定烟气醇和度和甜度的主要因素［18］。烟叶中还原糖与总糖质量分数的比值，即两糖比，常作为重要指标用于评价片烟的香味和内在品质［19］。醇化烟叶的总糖和还原糖的质量分数以及两糖比的变化如图3 所示，随着醇化的进行，两种烟叶的总糖质量分数在广州地区醇化时总体上均呈下降趋势，在昆明自然醇化时变化相对较小。中桔二片烟的还原糖质量分数在醇化过程中波动变化，而上桔一片烟的还原糖质量分数在广州醇化过程中下降明显，在昆明自然醇化过程中变化不大。此外，两种片烟在3 种处理条件下两糖比总体上均呈上升趋势。这说明整体而言，还原糖质量分数的下降速率比总糖慢，这可能是因为一部分还原糖直接被微生物利用导致总糖质量分数下降；同时，片烟中淀粉和木聚糖等大分子碳水化合物分解产生了新的还原糖，对还原糖进行了“补充”，使表观上还原糖的下降速率低于总糖。处理时间为23月时，广州自然醇化的中桔二片烟的两糖比升幅最大，为12.28%；昆明自然醇化上桔一片烟的两糖比升幅最小，仅为2.54%。广州两种醇化处理方式在10～16 月期间（2020 年3—9 月份）的总糖质量分数总体上下降均较快，主要原因可能是此期间广州月平均气温较高，化学反应和微生物作用加剧，总糖的消耗加快；而昆明气温较低，自然醇化处理的总糖质量分数下降较慢。

图3 广州、昆明两地醇化普洱片烟总糖和还原糖的质量分数以及两糖比的变化Fig.3 Variations in mass fractions of total sugars and reducing sugars and reducing sugar/total sugar ratio in Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

2.2.3 片烟pH值

pH 值反映烟叶醇化过程中的酸碱平衡状态，是评估烟叶醇化质量的重要指标之一［20］。由图4 可知，随着醇化的进行，两种片烟的pH 值均持续下降。这可能是因为在醇化过程中，大分子物质因发生复杂的化学反应而分解，生成了更多的有机酸。此外，微生物的脱氨效应也是降低pH 值的一个原因。两种烟叶pH 值下降幅度由大到小依次为广州自然醇化、广州降氧醇化、昆明自然醇化。从两地3 种醇化处理至23 月时（第7 次取样）pH 值的总变化看，中桔二片烟在广州自然醇化、密封降氧处理的总降幅分别是昆明自然醇化总降幅的357.7%、272.2%；上桔一片烟在广州自然醇化、密封降氧处理的总降幅分别是昆明自然醇化总降幅的409.3%、364.6%。这是因为pH 值的变化主要受温度的影响，而密封降氧后氧体积分数的影响相对较小。需要说明的是，在广州的夏季高温阶段，自然醇化和密封降氧处理普洱片烟的pH 值均有一个加速下降的过程（第2 和第5 次取样时），但密封降氧醇化处理的降幅相对平缓。

图4 广州、昆明两地醇化普洱片烟pH值的变化Fig.4 Variations in pH value of Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

2.2.4 多酚的质量分数

多酚类化合物是片烟中一类重要的香气前体物质［21］。两地贮存普洱片烟的多酚质量分数的变化规律见图5。两地贮存醇化过程中，两种片烟的多酚总质量分数均持续下降。其中，广州密封降氧醇化和自然醇化片烟的多酚质量分数降幅差距不大，且均明显大于昆明自然醇化片烟。从两地3 种醇化处理至23 月时（第7 次取样）多酚质量分数的变化比较看，中桔二片烟在广州自然醇化、密封降氧处理的总降幅分别是昆明自然醇化总降幅的514.9%、491.0%；上桔一片烟在广州自然醇化、密封降氧处理的总降幅分别是昆明自然醇化总降幅的461.7%、515.4%。在广州仓库实验处理的3～6 月（2019 年8—11 月份）和13～16 月（2020 年6—9 月份），多酚质量分数下降速率明显加快。这是因为温度是醇化的主要影响因素，广州夏季高温期生化反应速度加快，多酚氧化酶活性提高，多酚消耗速度加快。

图5 广州、昆明两地醇化普洱片烟多酚质量分数的变化Fig.5 Variations in polyphenol mass fraction of Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

2.2.5 氨基酸的质量分数

片烟醇化时，蛋白质转化成氨基酸，同时氨基酸参与美拉德反应，产生致香成分，因此，氨基酸质量分数的降低幅度能够很好地体现片烟醇化的程度［22］。两地贮存普洱片烟氨基酸的变化规律见图6。两种片烟氨基酸的质量分数均随醇化时间延长逐步下降，其中，广州地区片烟中氨基酸的降幅明显高于昆明地区，而广州自然和降氧醇化下烟叶氨基酸质量分数降幅相近。这可能是因为氨基酸的消耗主要受温度影响［23］。此外，美拉德反应也会影响醇化过程中氨基酸的质量分数。从3 种醇化处理至23 月时（第7 次取样）片烟的氨基酸质量分数变化看，中桔二片烟在广州自然醇化、密封降氧处理的总降幅分别是昆明自然醇化总降幅的322.2%、300.1%；上桔一片烟在广州自然醇化、密封降氧处理的总降幅分别是昆明自然醇化总降幅的283.0%、327.8%；且在第2 次和第5 次取样时，氨基酸的消耗受高温季节影响而有所加快［24］。

图6 广州、昆明两地醇化普洱片烟氨基酸质量分数的变化Fig.6 Variations in amino acid mass fraction of Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

2.3 两地贮存普洱片烟外观质量的差异分析

两种片烟的总体外观评价评分如图7 所示。可知，在处理的23 月内，广州密封降氧醇化和自然醇化普洱片烟的外观质量总评分均先上升后下降，中桔二片烟在第13 月（2020 年6 月份）出现质量拐点，上桔一片烟在第10 或13 月（2020 年3 或6 月份）出现质量拐点；而昆明自然醇化处理的两种普洱片烟外观质量总评分均持续上升，未出现质量拐点，且在处理16 月（2020 年9 月份）后，优于广州两种醇化处理片烟。这可能是因为广州环境温度整体偏高，多酚和氨基酸的消耗速度较快，生成的香味物质有利于提升感观分值，使片烟能更快达到最佳品质醇化期；随着醇化的继续进行，多酚和氨基酸等化学成分过度消耗，杂气增多，表观颜色继续加深，导致质量总评分下降［22］。相比之下，昆明环境温度整体较低，多酚和氨基酸等化学成分消耗速率较缓慢，使片烟的颜色等指标能持续保持稳定，因此，质量总评分未出现下降趋势。此外，中桔二片烟在广州降氧醇化后的外观质量评价总分优于自然醇化。上桔一片烟虽然在广州降氧处理时外观质量评价总分先出现拐点，但在16 月（2020 年9 月份）后评价总分仍高于广州自然醇化处理。说明降氧处理有利于提高广州地区烟叶醇化后的外观质量。

图7 广州、昆明两地醇化普洱片烟的外观质量评价结果Fig.7 Evaluation results of appearance quality of Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

2.4 感官质量评价结果

两种片烟的感官质量评分如图8 所示。广州地区采用两种醇化方式的中桔二片烟均在处理13 月（2020 年6 月份）后，片烟的细腻程度、香气质、刺激性、甜度和余味指标分值最佳，感官质量评分达到最高（图8a）。广州采用自然和降氧醇化处理的上桔一片烟分别在第10 和第13 月（2020 年3 月份和2020年6 月份）处理后，片烟细腻程度、刺激性和余味指标有所改善，感官质量评分最高（图8b）。在感官质量评分曲线的下降阶段，两种片烟经广州自然醇化处理后的评分下降幅度比广州密封降氧醇化处理下降幅度更大，说明密封降氧处理在一定程度上延缓了最佳醇化期的到来，抑制了片烟感官质量的下降。另外，两种片烟的最佳感官质量评分与最佳外观评分的变化趋势（图7）基本一致。与广州醇化处理感官质量评分的显著下降不同的是，昆明自然醇化处理的普洱烟叶感官质量评分维持在较高的分值区间呈较小波动的态势。结合化学成分分析而言，在醇化前期广州地区温度较高，总糖消化速率较快，pH降幅在5%左右，多酚降幅为15%左右，氨基酸降幅在30%左右，对应的感官质量评分最高。而昆明自然醇化处理片烟在整个醇化期间，总糖质量分数下降较慢，pH 总降幅在2.5%左右；多酚总降幅低于10%，未进入15%左右区间；氨基酸的消耗小于25%，未进入30%左右最佳区间。较好地解释了昆明自然醇化期间烟叶整体质量评价分值较高的原因。昆明贮存环境温度较低，片烟醇化速度较慢，感官质量变化较小，对细微的质量差异感官难以精准区分；在第3 次和第6 次取样时，昆明储存点的环境温度在15 ℃以下，烟叶的感官质量评分较低，随着温度的升高逐渐趋于稳定，烟叶感官质量评分呈现上升趋势，说明过低的温度也不利于片烟醇化。

图8 广州、昆明两地醇化普洱片烟的感官质量评价结果Fig.8 Evaluation results of sensory quality of Pu’er tobacco strips aged in Guangzhou and Kunming

3 讨论

广州、昆明地区及不同氧体积分数条件下醇化后片烟的外观质量、感官质量和化学成分均有一些变化差异。广州两种醇化处理方式片烟的外观和感官质量在处理前期随时间的延长逐渐变优，最佳醇化期为处理的10～13 月；随后随着处理时间的延长逐渐下降，高温期间质量呈现加速变化的趋势。而昆明自然醇化外观和感官质量相对稳定。此外，广州密封降氧醇化的片烟质量优于自然醇化，但效果有限；而昆明自然醇化片烟在醇化处理23 月内，外观和感官质量评分逐渐增加，未出现质量拐点，且处理13月后质量优于广州地区两种处理的质量。

烟叶外观和感官质量受多种化学成分的综合影响。在广州夏季高温季节，多酚和氨基酸的质量分数及pH 值加速下降。在处理的前13 月内，总植物碱、多酚和氨基酸的质量分数逐渐降低，片烟的外观和感官质量评分逐渐增加，可能是醇化过程中烟叶通过美拉德反应等产生更多香气物质，增加了烟气香味和吃味［25］。研究发现，随着醇化的继续进行，pH 值的降幅超过5%，多酚和氨基酸的消耗分别超过15%和30%后，其降解产物造成烟叶化学成分协调性下降，导致片烟处于过度醇化阶段，外观和感官质量的评分整体下降。因此，有必要对上述化学指标变化的幅度和醇化品质的关联性开展更深入的研究。而对于昆明自然醇化的片烟，醇化过程缓慢进行，片烟达到最佳醇化质量所需的时间较长，醇化处理期多酚和氨基酸等的消耗仍在合理区间，所以外观和感官质量评分持续增加，未出现拐点。