超聲水洗梗絲綜合質量的影響研究

摘要：為提高梗絲質量，利用超聲水洗技術，研究了超聲水洗時間和超聲水洗溫度對梗絲造碎、顏色的影響，并進行感官質量評定以及感官質量指標與化學成分的相關性分析。結果表明，不同超聲水洗時間處理的梗絲造碎程度在5～30 min內變化不明顯，30～50 min明顯增大，顏色總體變化不明顯；梗絲的感官質量在30 min時綜合得分較高，其中雜氣減輕、刺激性較小、余味較純凈、舒適度較好。不同超聲水洗溫度處理的梗絲造碎程度隨溫度增加而逐漸減少，顏色逐漸變淺；感官質量在60 ℃處理后綜合得分較高，其中雜氣和刺激性降低、余味和舒適度較好。不同超聲水洗時間處理的梗絲感官質量與總糖、還原糖、總氮、超聲時間的相關性顯著或極顯著；不同超聲水洗溫度處理的梗絲感官質量與總氮、超聲溫度的相關性顯著或極顯著。

關鍵詞：梗絲；超聲溫度；超聲時間；感官評定；化學成分

中圖分類號：TS452 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0377-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.028

梗絲是卷煙配方的重要組分之一，加工良好的梗絲具有較好的填充能力，能夠提高卷煙燃燒性，降低焦油和煙氣、一氧化碳等有害氣體的釋放。但填充梗絲會使卷煙在燃吸過程中出現吃味平淡、刺激性較強和雜氣較重等感官質量缺陷[1-6]。前人研究表明，通過梗絲加工工藝改進能夠改善梗絲質量，提高煙梗在卷煙產品中的使用量[7]，從而更加有效地利用煙梗資源。張娟等[8]研究了制梗絲各工序過程對卷煙感官質量的影響；肖瑞云等[9]采用不同復合酶處理煙梗后，分析了煙梗化學成分和感官質量的變化；這些研究發現梗絲品質對于加工工藝具有較好的響應特征。超聲波是指頻率在2×104～109 Hz的波段[10-12]，其作為一種新的能量形式變革了化學反應，因而日益受到人們的關注。目前，超聲波技術在生物學、有機合成、分析化學、納米材料制備[13-18]等領域的研究較多；但是煙草行業內有關超聲波對梗絲加工工序影響的研究鮮見。為此，試驗采用超聲水洗技術，分析了超聲水洗時間和超聲水洗溫度對梗絲綜合質量的影響，旨在探討利用超聲水洗技術提高梗絲在卷煙配方中添加的可行性，為卷煙減害降焦提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料

梗絲為云南省產的楚雄梗絲（庫存期1a）。主要儀器有DHG-9145A型電熱鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司）、感量0.001 g的PL203型電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）、KBF型恒溫恒濕箱（德國Binder公司）、超聲波清洗機（鄭州生元儀器有限公司）、AA2型連續流動分析儀（德國Bran+Luebbe公司）。

1.2 方法

1.2.1 超聲處理梗絲 選擇超聲波水洗處理時間和處理溫度2個因素進行研究，超聲波水洗處理時間試驗分別設置超聲5、10、20、30、50 min 5個時間處理，超聲溫度均為30 ℃；超聲波水洗處理溫度試驗分別設置20、30、40、50、60 ℃5個溫度處理，超聲時間均為30 min。2個試驗完成后均濾水并烘干，然后置于溫度（22±1） ℃、相對濕度（60±2）%的環境中平衡48 h；觀察梗絲顏色與造碎程度，將其作為物理質量指標。

1.2.2 梗絲感官評吸 以原梗絲為對照樣，卷制卷煙后進行感官評吸。由15名固定評吸人員組成評吸小組，采用對比評吸的方法對原梗絲和不同處理后的梗絲進行評吸鑒別，確定樣品在雜氣、刺激性、余味和舒適度方面的變化趨勢。將4個感官指標分別劃為-2、-1、0、+1、+2計5個檔次進行計分判定，“+”、“-”表示與對照樣相比后感官指標質量的提高和降低，0、1、2分別代表無變化，有變化和變化較大。設對照樣各項指標均為1分，處理后樣品單項感官質量指標平均得分與對照樣差值的絕對值<0.5則表示該處理對該指標影響較小；絕對值≥0.5且<1，表示影響比較大；絕對值≥1，表示影響很大。其中，綜合得分的高低表示對比評吸的好壞程度。

1.2.3 梗絲化學成分含量測定 對不同超聲條件處理后的梗絲樣品，按照國家行業標準采用AA2型連續流動分析儀測定樣品中的總煙堿[19]、總糖、還原糖[20]、總氮[21]含量。梗絲中蛋白質含量的測定方法參見文獻[22]進行。

1.3 數據處理

試驗所得數據用Microsoft Office Excel 2010軟件進行處理，應用SPSS17.0數據處理系統進行分析。

2 結果與分析

2.1 超聲水洗時間對梗絲綜合質量的影響

2.1.1 超聲水洗時間對梗絲物理質量的影響 分別將梗絲在不同超聲水洗時間下進行處理，超聲水洗后梗絲物理質量表現為：隨超聲水洗時間的延長，梗絲造碎程度逐漸增大，但超聲水洗時間為5～30 min時差異不明顯，30～50 min時差異明顯增大（圖1），當超聲水洗時間達到50 min時，造碎程度最大；超聲水洗時間對梗絲的顏色影響不明顯，但超聲水洗時間5 min加工出的梗絲顏色略深于其他時間。因此，梗絲的物理質量在超聲水洗時間為30 min時最合適。

2.1.2 超聲水洗時間對梗絲感官質量的影響 不同超聲水洗時間對梗絲的感官質量影響情況的評吸結果見圖2。由圖2A可知，隨著超聲水洗時間的增加，雜氣得分表現為先增加后減少，當超聲水洗時間為30 min時，得分最高；刺激性、余味和舒適度得分均呈現逐漸增加的趨勢。其中超聲50 min時，刺激性與對照差值的絕對值≥0.5<1，表明此超聲時間處理的影響比較大，其余各單項指標得分與對照差值的絕對值均小于0.5，說明超聲水洗時間對其影響較小。由圖2B可知，隨著超聲水洗時間的增加，超聲處理梗絲的綜合得分先增加后減少，當超聲水洗時間為30 min時，得分最高，且高于對照原梗絲。綜合來看，在試驗范圍內，當超聲水洗時間為30 min時感官質量較好。

綜合考慮梗絲的物理質量和感官質量，在試驗范圍內，當超聲水洗時間為30 min時，梗絲的綜合質量較好。

2.2 超聲水洗溫度對梗絲綜合質量的影響

2.2.1 超聲水洗溫度對梗絲物理質量的影響 分別將梗絲在不同超聲水洗溫度下進行處理，水洗后梗絲物理質量表現為：隨超聲水溫的升高，梗絲造碎程度逐漸減少，當超聲水溫達到30 ℃以后造碎量差異不明顯；顏色逐漸變淺（圖3）。

2.2.2 超聲水洗溫度對梗絲感官質量的影響 不同超聲水洗溫度處理后梗絲的感官質量對比評吸結果見圖4。圖4A表明，雜氣、刺激性、余味和舒適度各單項指標得分隨著超聲水洗溫度的增加均表現為遞增的趨勢，當水洗溫度為60 ℃時，雜氣、刺激性和舒適度指標得分與對照差值的絕對值均大于0.5，表示該條件對其影響較大，而其他條件下對各指標影響較小。圖4B表明，綜合得分隨超聲水洗溫度增加而增加，當溫度大于40 ℃時，超聲處理梗絲的綜合得分高于對照原梗絲。總體而言，在試驗范圍內，當超聲水洗溫度為60 ℃時，梗絲的綜合質量較好。

綜合考慮梗絲的物理質量和感官質量，在試驗范圍內，當超聲水洗溫度為60 ℃時，梗絲的綜合質量較好。

2.3 簡單相關分析

2.3.1 感官質量與化學成分、超聲時間的簡單相關分析 對不同超聲時間處理后梗絲的感官質量指標與化學成分含量、超聲時間進行相關分析，結果見表1。由表1可知，雜氣與總氮含量呈顯著負相關，與其他化學成分均呈負相關，與超聲時間呈正相關；刺激性與還原糖含量呈顯著負相關，與總糖、總氮含量呈負相關，與總煙堿、蛋白質含量呈正相關，與超聲時間呈顯著正相關；余味、舒適度與總煙堿、蛋白質含量及超聲時間呈正相關，與其他化學成分呈負相關；綜合得分與總糖、還原糖含量呈極顯著負相關，與總氮含量呈負相關，與總煙堿、蛋白質含量呈正相關，與超聲時間呈顯著正相關。

2.3.2 感官質量與化學成分、超聲溫度的簡單相關分析 對不同超聲溫度處理后梗絲的感官質量指標與常規化學成分、超聲溫度進行相關分析，結果見表2。由表2可知，4個感官質量指標和綜合得分與總糖、還原糖含量都呈負相關；舒適度、綜合得分與總氮含量呈顯著負相關，與總煙堿、蛋白質含量呈正相關；雜氣、余味與總煙堿、蛋白質含量呈正相關，與總氮含量呈負相關；雜氣、舒適度、綜合得分與超聲溫度呈極顯著正相關；余味與超聲溫度呈顯著正相關。刺激性與超聲溫度呈正相關，與總煙堿、蛋白質含量呈負相關，與總氮含量呈極顯著負相關。

3 小結

1）梗絲的造碎程度在超聲時間5～30 min時差異不明顯，在30～50 min時造碎程度明顯增大，但顏色變化不明顯；梗絲的感官質量在超聲時間為30 min時綜合得分較高，其中雜氣最低、刺激性較小、余味純凈、舒適度較好。綜合考慮梗絲的物理質量和感官質量，最佳超聲水洗時間為30 min。隨超聲水溫的升高，梗絲造碎程度逐漸減少，顏色逐漸變淺；感官質量在溫度為60 ℃時綜合得分較高，雜氣和刺激性較低、余味和舒適度較好。結合梗絲的物理質量和感官質量，最佳超聲水洗溫度為60 ℃。

2）不同超聲水洗時間處理后梗絲的感官質量指標雜氣與總氮含量呈顯著負相關，與其他化學成分均呈負相關，與超聲時間呈正相關；刺激性與還原糖含量呈顯著負相關，與總糖、總氮含量呈負相關，與總煙堿、蛋白質含量和超聲時間呈正相關或顯著正相關；余味、舒適度與總煙堿、蛋白質含量及超聲時間呈正相關，與其他化學成分呈負相關；綜合得分與總糖、還原糖、總氮含量呈極顯著負相關和負相關，與總煙堿、蛋白質含量和超聲時間呈正相關或顯著正相關。

3）不同超聲水洗溫度處理后梗絲的4個感官質量指標和綜合得分與總糖、還原糖含量呈負相關；舒適度、綜合得分和刺激性與總氮含量呈顯著或極顯著負相關；刺激性與5個化學成分含量呈負相關或極顯著負相關，與超聲溫度呈正相關；雜氣、舒適度、綜合總分和余味與超聲溫度呈極顯著或顯著正相關。

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