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雪茄烟叶发酵影响因素研究概述

周权威 贾玉红 李品鹤 杨振 张佳巍
  
安家(建筑与工程)
2022年20期
四川中烟长城雪茄烟厂 四川 什邡 618400

摘要:发酵是改善雪茄烟叶品质的重要过程,能够决定雪茄烟叶质量和制成品品质的重要工序。本文综述了雪茄烟叶的发酵研究进展,针对影响雪茄烟叶发酵的因素进行了分析,总结了发酵对于雪茄烟叶的作用,并对我国雪茄烟叶发酵的研究方向做了展望。

关键词:发酵、雪茄烟叶

雪茄烟是用烟草做茄芯,烟草或含有烟草成分的材料做茄衣、茄套(如有)卷制而成,具有雪茄型烟草香味特征的烟草制品。雪茄烟一般具有香气浓郁、吸味丰满、劲头大、烟气为碱性、焦油与烟碱比值小等特点,雪茄烟叶按其在产品中的用途可分为茄衣、茄套和茄芯[1]。雪茄烟叶发酵是雪茄生产过程中的重要环节之一,没有经过发酵的雪茄烟叶含有青杂气、土腥气、地方性杂气,残留比较重,雪茄烟叶经过发酵处理后会使得杂气减少,残留减轻,香气凸显,吃味变得醇和,烟气变得舒适细腻,燃烧性略有增强,提高可用性[2-3]。

近年来,随着经济发展和人民生活水平的提高,雪茄的消费群体不断扩大,中式雪茄产销量呈较快增长态势,2018年国产雪茄销售26亿支,是2012年的3.2亿支的8倍,五年间年均增长率约40%。雪茄市场的高速发展,对优质雪茄烟叶原料需求也愈加明显。长期以来,国内雪茄工业企业都是从国外进口雪茄烟叶原料,既推高了生产成本,又无法保证原料的品质和稳定供应,中式雪茄发展受到严重制约。因此,通过发酵提高国产原料利用率,改善国产原料品质,提高烟叶原料保障能力,实现雪茄烟叶国产化。

1、雪茄烟发酵机制

国内外关于烟叶发酵机理的研究主要集中在3个假说[4],即3个方面的作用:(1)氧化作用;(2)微生物作用;(3)烟叶本身所具有的酶的作用。这3个假说能够帮助我们对雪茄烟叶发酵的理解更加深入。

1.1 氧化作用 氧化作用假说是1867年前苏联科学家涅斯列尔和什列晋格提出[5].认为烟叶中所含的无机元素(Fe,Mg等)是引起烟叶发酵的催化剂,烟叶发酵则主要是这些无机元素与空气中的氧进行催化的氧化过程。

1.2 微生物作用 19世纪80年代,小什列晋格提出了微生物作用假说[5]。他认为引起发酵最初作用的是微生物,后续过程才是在无机催化剂的作用下进行的。

1.3 酶作用 酶作用假说[5]是由列夫提出的,他认为烟叶发酵主要是烟叶中所含的氧化酶、过氧化酶、过氧化氢酶等作用引起的。

然而在现有的研究中,这三种作用在发酵过程中到底是如何存在还没有一个统一的说法,是三种作用同时存在,还是其中1种或2种作用同时出现;是三种作用对在发酵中的贡献相同,还是以其中1种或2种作用为主,其他作用为辅。

2、影响雪茄烟发酵的因素

2.1温湿度对雪茄烟叶发酵的影响

在雪茄烟发酵过程中,无论是雪茄烟叶内部物质的氧化作用还是雪茄烟叶中的酶和微生物催化作用的发生,都需要提供适宜的环境条件。其中影响雪茄烟叶发酵的最大的环境条件是温度和湿度。

温度是雪茄烟叶发酵的必要条件之一,只有当烟叶达到一定的温度,发酵才可能发生,并逐步完成发酵过程。乔保明等[6]的研究结果指出,随发酵温度的升高,雪茄烟叶颜色逐渐变深,烟叶的整体质量变好,但当发酵温度过高时,雪茄烟叶会发酵过度,烟叶质量下降。李晶晶等[7]研究指出随着发酵温度的升高,雪茄烟叶的特有亚硝胺(TSNAs)含量逐渐上升,当温度超过一定温度时,雪茄烟叶的特有亚硝胺(TSNAs)含量显著增加。而随着发酵湿度的升高,雪茄烟叶的特有亚硝胺(TSNAs)的增加量持续下降,当发酵湿度提高到一定程度时,特有亚硝胺(TSNAs)的含量显著下降。王洁等[8]研究了在发酵过程中环境湿度对雪茄烟品质的影响,结果表明发酵过程中随着环境中湿度的升高,烟叶厚度和烟叶质重逐渐减小,导致含梗率增大,但烟叶中致香成分的含量逐渐升高,烟叶内部化学成分转化程度也随之升高,但当相对湿度过高时,糖类等化学物质降解过度,使烟叶刺激性增大,且容易于发生霉变,烟叶的可用性降低。

2.2其他环境条件对雪茄发酵的影响

余永茂等[9]的研究指出在烟叶发酵过程中使用紫外线进行处理,能够加快烟叶发酵,降低能源消耗,紫外线能够加快烟叶发酵主要是通过促进烟叶内部物质的氧化作用而实现的。杜佳等[10]研究了发酵研究了在发酵过程中有无氧气对雪茄烟叶化学成分、香气物质以及品质和风格的影响。研究发现雪茄烟叶在有氧条件下,出现烟碱含量下降,常规化学成分也呈现下降趋势,香气物质呈现下降趋势;在无氧条件下,烟碱含量呈下降趋势,常规化学成分基本呈减少趋势,香气物质总体呈现波动趋势。

2.3发酵时间对雪茄发酵的影响

宋世旭等[11]的研究发现,雪茄烟入库后长时间(21~27个月)的发酵醇化能够进一步的改善烟叶品质和物理特性,但更长时间养护醇化对烟叶综合品质提升效果不明显。张锐新等[12]研究发现随着发酵时间的增加,雪茄烟叶中致香物质先升高再降低,常规化学成分呈下降趋势;发酵时间过长时,雪茄烟叶香气物质下降,不利于烟叶品质提升。

2.4不同发酵方法对雪茄发酵的影响

雪茄烟叶的常规发酵方法主要是自然发酵和人工发酵2类。自然发酵存在发酵时间较长,周转较慢,占用面积较大,经济性差[13-14]。雪茄烟叶人工发酵的方法主要有堆积发酵法、装箱发酵法和介质发酵法等。应当根据不同的雪茄烟叶品种、烟叶状态、烟叶用途和生产环境条件,选择不同的发酵方法。堆积发酵适用于茄衣、茄套和茄芯,装箱发酵适用于茄芯和茄套,介质发酵(糊米、红米、冬青胶、酒酿汁、枣子汁等介质)适用于茄芯。经过人工发酵的烟叶质量相当于陈烟质量,并且具有发酵周期短、成本低等优点[15]。所以,国内外雪茄工业企业多采用人工发酵烟叶的方法。

堆积发酵法是指在一定的含水条件下,将烟叶堆码成一定体积的烟堆,使烟叶自热产生热量,促进烟叶内发生生物化学变化,改进烟叶加工特性和品质的一种方法。通过堆积发酵的烟叶能够明显改善烟叶外观质量、内在品质,提高工业可用性。装箱发酵法是指将烟把或烟叶装入木箱内,再进行自然发酵或人工加热的发酵方式[16]。介质发酵是在烟叶中添加水以外的其他发酵介质后采用堆积、装箱等方式进行发酵的方法[17]。

目前已有一些研究在雪茄发酵过程中添加外源酶制剂和微生物,胡希等[18]将从烟草中分离筛选的两株细菌添加到雪茄烟叶表面进行人工堆积发酵,结果表明添加微生物能够降低总植物碱和挥发碱,提高烟叶的感官质量,改善烟叶的吃味,降低刺激性;李宁[19]等研究发现从雪茄烟叶表面分离出的菌株为蜡样芽胞杆菌,在堆积发酵过程中添加后比对照能明显降低总氮含量和植物碱含量,同时烟气特征和劲头及刺激性能够明显改善;汪长国等[20]发明的一种枯草芽孢杆菌可湿性粉制剂使用在雪茄烟发酵中能降低12.82%~25.31%的蛋白质含量,缩短发酵时间。

雪茄烟叶发酵除了常用的堆积发酵法和装箱发酵法,国内研究者还采取了其他的发酵方法。刘仡等[21]研究发现使用橡木桶对雪茄烟叶进行发酵,可以有效提高雪茄烟叶的香气质,降低雪茄烟叶中的杂气,雪茄烟叶香气更加醇和,余味更舒适,烟叶质量更高,烟叶的可用性提高。谭绍安等[22]采用热蒸汽加湿—散叶堆积发酵法处理雪茄烟叶,能够使发酵时间缩短,发酵后的烟叶质量和颜色均匀性明显提升,烟叶舒适性提高,评吸满意度提高,香气质与香气量进一步显露,青杂气和刺激性下降,提升雪茄烟叶的风格特征。

3、展望

目前,国内外关于雪茄烟发酵的研究已经取得一些成果,但仍然存在一些不足之处,在发酵技术参数及方法主要还是依靠传统经验和习惯,对于发酵过程中的机理研究还不够深入,对于发酵工艺也缺乏合理的指标来衡量发酵的效果,对于不同产地的雪茄烟叶发酵方法还不够系统,因此,需要加强对雪茄烟叶发酵工艺和发酵机理的研究和探索,进而摸索出适合不同雪茄烟叶的发酵方法,使雪茄烟叶发酵理论更加丰富和完善,从而使国产雪茄烟叶能够更好的投入到使用中,为中式雪茄的发展提供助力。

4、参考文献

[1] 闫克玉, 赵铭钦. 烟草原料学[M]. 科学出版社, 2008.

[2] 赵晓丹, 史宏志, 钱华,等. 不同类型烟草常规化学成分与中性致香物质含量分析[J]. 华北农学报, 2012.

[3] 彭玉富, 杨铁钊, 刘茂林,等. 加速烟叶发酵的技术方法[J]. 河北农业科学, 2009, 13(002):62-64.

[4] 于建军, 李琳, 庞天河,等. 烟叶发酵研究进展[J]. 河南农业大学学报, 2006.

[5] 于建军, 宫长荣. 烟草原料初加工[M]. 中国农业出版社, 2009.

[6] 乔保明, 田煜利, 刘学兵,等. 发酵温度对雪茄烟茄芯烟叶质量影响分析[J]. 中国科技信息, 2018(8):2.

[7] 李晶晶, 史宏志, 杨兴有,等. 发酵条件对雪茄芯叶TSNAs及其前体物含量变化的影响[J]. 中国烟草学报, 2019, 25(6):6.

[8] 王洁. 海南茄衣采收成熟度及调制发酵技术研究[D]. 河南农业大学, 2015.

[9] 余永茂, 孙洪义. 加速烟叶发酵的方法[J]. 烟草科技, 1990(5):2.

[10]杜佳. 雪茄茄衣在有氧和厌氧发酵条件下质量变化规律研究[D]. 河南农业大学.

[11]宋世旭, 杨军, 夏立,等. 雪茄烟叶堆积发酵方法:.

[12]张锐新, 苏谦, 杨昌鹤,等. 堆积发酵时间对五指山茄衣烟叶品质的影响[J]. 山东农业科学, 2020, 52(4):5.

[13]韩富根. 烟草化学[M]. 中国农业出版社, 2010.

[14]万德建, 吴创, 杜佳,等. 雪茄烟叶发酵方法研究进展[J]. 山西农业科学, 2017, 45(7):4.

[15]宫长荣. 烟草调制学[M]. 中国农业出版社, 2003.

[16]金敖熙. 雪茄烟生产技术[M]. 轻工业出版社, 1982.

[17]张倩颖、罗诚、李东亮、蔡文. 雪茄烟叶调制及发酵技术研究进展[J]. 中国烟草学报, 2020, 26(4):6.

[18]胡希. 微生物降解雪茄烟碱含量的研究[J]. 陕西农业科学, 2014, 60(8):3.

[19]李宁, 寇明钰, 刘林,等. 蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)筛选鉴定及在雪茄烟叶发酵中的应用研究[J]. 中国烟草学报, 2012, 18(2):5.

[20]汪长国, 李宁, 戴亚,等. 一种雪茄烟叶发酵用可湿性粉剂: CN, CN103082402 A[P].

[21]刘仡. 雪茄烟叶橡木桶发酵技术[J]. 南方农业, 2019, 13(3):2.

[22]谭绍安, 田煜利, 刘学兵,等. 雪茄烟叶加湿堆积发酵技术研究与应用[J]. 安徽农业科学, 2017, 45(23):4.

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