充氮氣調對片煙醇化品質及力學特性的影響

孫建鋒，殷延齊，李 臻

（江蘇中煙徐州卷煙廠，江蘇 徐州 221000）

充氮氣調防蟲技術是通過分子篩制氮設備將氧氣從空氣中分離出來，將分離出氧氣的高濃度氮氣（≥99.5%）充入經過嚴格密封的煙葉堆垛內，并維持一定的時間（45 d）后，使煙葉害蟲窒息而死，來達到防治煙葉害蟲的目的［1，2］。充氮氣調法作為綠色環保的貯藏技術之一，被廣泛應用于農業與食品產品中。隨著煙草行業“十四五”綠色低碳循環發展工作方案的發布，充氮氣調法在卷煙工業企業的應用得到了充分的關注和重視。目前對充氮氣調法的研究，多集中在對煙草甲、煙草粉螟不同蟲態的致死效果及防治時間上，對于煙葉醇化品質變化的研究不夠全面，尤其是缺少對煙葉力學特性的關注［3-7］。本研究通過充氮氣調與常規防治兩種處理方式對片煙的醇化品質及力學特性進行對比，以期為煙葉大規模的推廣應用提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用2020 年度云南麗江復烤片煙，品種為KRK26，等級為DBBFAPK，儲存于2 個倉間，分別進行常規防治和充氮氣調法防治。

1.2 試驗設置

試驗于2021 年5—11 月于江蘇中煙徐州卷煙廠蘇山頭庫區煙葉醇化庫實施。試驗前對試驗垛位進行溫濕度調節，使試驗的垛位溫度保持在25～30 ℃、相對濕度60%～70%。充氮氣調法空間氧氣濃度≤2%的時間為45 d。2 種儲存工藝處理各設置4 組重復。常規法儲存樣本編號為XT1、XT2、XT3、XT4，充氮氣調法儲存樣本編號為ST1、ST2、ST3、ST4。

1.3 測定方法

1.3.1 片煙外觀質量評價 外觀評價由江蘇中煙原料部及徐州卷煙廠5 名具有資質人員組成，評價項目包含顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度6個項目，權重分別為23%、21%、17%、16%、12%、11%，片煙外觀質量評定標準詳見表1。

表1 片煙外觀質量評定標準

1.3.2 常規化學成分 由中國農業科學院青州煙草所采用連續流動化學分析儀，在充氮氣調結束后取樣測定。

1.3.3 感官質量 由江蘇中煙徐州卷煙廠專業評吸人員進行評價。評吸質量打分采用百分制：香氣質（15 分）、香氣量（15 分）、雜氣（10 分）、濃度（10 分）、刺激性（10 分）、余味（15 分）、協調度（15 分）、燃燒性及灰色（10 分），總分100 分。

1.3.4 力學特性 由安徽渦陽煙葉復烤廠技術中心測定。采用質構儀測定剪切強度和穿透強度。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2017 和SPSS 21.0 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 兩種處理對煙葉外觀的影響

由圖1 和表2 可以看出，樣品外觀質量評價總體差異很小。充氮氣調和常規兩組進行比較，除顏色外，其他外觀指標基本保持一致。充氮氣調組的顏色飽和度、光澤度要優于常規組，其色澤更為艷麗。

圖1 兩種處理煙葉外觀顏色

表2 兩種處理煙葉外觀品質檢測結果

2.2 兩種處理對煙葉內在化學品質的影響

由表3 可知，兩種處理對煙葉內在化學品質整體呈現出差異性。充氮氣調法的4 個樣本總糖、還原糖的含量均高于常規方法；而且煙堿、總氮、鉀、氯含量大多數低于常規方法。表明在煙葉醇化過程中，總糖、還原糖的分解速度與空間氧氣濃度存在相關性，低氧環境會抑制糖類大分子物質的分解。

表3 煙葉內在化學品質檢測結果 （單位：%）

2.3 兩種處理對煙葉力學特性的影響

煙葉力學特性是煙葉的物理特性之一，主要反映煙葉的內在質量、加工特性，并與制絲過程的切絲工序密切相關。穿透強度是煙葉力學檢測的重要指標之一，可為煙葉加工過程中的造碎提供數據支撐，是反映煙葉韌性的重要指標；煙葉的剪切力指煙葉在一定水分條件下被剪切至斷裂時所能承受的最大外力，反映煙葉結構的疏松程度。

由表4 可知，兩種處理對剪切強度和穿透強度兩種煙葉力學特性的檢測數據無明顯差異性。檢測數據經雙樣本方差（表5）分析，剪切強度數據P為0.152，大于0.05，說明兩樣本總體方差相等；穿透強度數據P為0.026，小于0.05，說明兩樣本總體方差不相等。基于F檢驗結果，對剪切強度和穿透強度2個指標的檢測數據分別開展雙樣本等方差假設t-檢驗和雙樣本異方差假設t-檢驗，統計分析得P分別為0.708、0.536，均大于0.05，說明兩種處理方式對剪切強度和穿透強度兩種煙葉力學特性的影響無顯著性差異。

表4 煙葉力學特性檢測結果

表5 雙樣本統計分析結果

2.4 兩種處理對煙葉評吸結果的影響

由表6 可知，兩種方式處理后的煙葉感官評吸質量得分差異不明顯，與常規方法相比，充氮氣調法處理后的片煙感官評吸得分略降低了0.4 分，相關感官評價指標得分無顯著差異。

表6 兩種處理煙葉評吸結果

3 小結與討論

通過試驗研究及對比分析，得到如下研究結論。①充氮氣調法對煙葉外觀的影響優于常規方法，顏色的飽和度、光澤度要優于對照組，表現為色澤更為艷麗；②充氮氣調法對煙葉力學特性、評吸結果無顯著性影響；③充氮氣調法對煙葉的醇化進度有影響，表現為總糖、還原糖等大分子物質的降解速度小于常規方法。可能原因是在低氧環境下，延緩了煙葉的氧化還原反應，影響程度尚需后續觀察［8-10］。該研究結果為大規模采用充氮氣調法提供了很好的參考和依據。同時，鑒于樣本數量較小，影響因素是否受環境溫濕度等影響尚需繼續觀察。