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文档简介
烟叶醇化基础知识——储运管理部内部学习资料目录目录
一、烟叶醇化的基本概念二、烟叶在自然醇化过程中的变化三、影响烟叶自然醇化的因素四、烟叶醇化调控技术一、烟叶醇化的基本概念
烟叶醇化是利用技术手段对烟叶进行科学的加工和管理以促进烟叶的生理生化变化,达到改变和提升烟叶质量,使之达到最佳吸食效果的过程。分为自然醇化和人工发酵两种。
烟叶经初加工后,因自然醇化能更好地提升烟叶品质,现阶段各企业烟叶原料保障充分,已基本不再采用人工发酵方式。针对我们目前的工作实际,现就经打叶复烤后的片烟自然醇化的基本内容和基础知识进行简单的介绍,并和大家一起共同探讨工作中涉及的一些实际问题。(一)未经醇化的烟叶存在的缺陷叶片带青,具有青杂气;后熟反应不充分,致香物质未充分显露,影响香气质、香气量,吸食表现为一种令人不愉快的生青气和土杂气,中下部低次烟叶和上部烟叶还具有苦涩辛辣反应,刺激性大,余味粗糙而不纯净,灰色较黑,燃烧性较差,吸阻较大。(二)烟叶自然醇化的作用
1、减少或消除烟叶带有的青色,烟叶的颜色变深,而且均匀一致。
2、减少烟叶青杂气和土杂气,使烟叶优美的香气能充分显露出来,或使香气变得较浓郁。
3、减少烟叶辛辣味,减轻刺激程度,使吸味醇和;也能减轻某些低等级烟叶的苦涩辛辣、滞舌的程度。
4、使叶面部分树脂失去黏性,一部分果胶分解,从而减弱烟叶的吸湿性,改进烟叶燃烧性。
(三)烟叶自然醇化的意义
1、烟叶自然醇化达到最佳的质量状态,需要2—3年时间,因此企业必须储备充足的烟叶,为稳定烟叶叶组配方提供了可靠保障。
2、烟叶自然醇化是稳定和提高卷烟质量,使企业取得长足发展强有力支撑。
3、烟叶自然醇化要求的充足原料保证为我们研究不同类别、不同档次、不同地区、不同年份烟叶的质量变化规律提供了物质基础,便于总结它们内在质量变化与烟叶生产及初加工环节的联系,以改进和提高烟叶生产和初加工质量。二、烟叶在自然醇化过程中的变化
(一)外观变化
1、颜色变化
烟叶颜色与质体色素、多酚类化合物及棕色色素有关。
烟草质体色素包括叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等,是烟草生长过程中进行光合作用的重要物质。叶绿素包括叶绿素a、叶绿素b、脱镁叶绿素等,是烟叶成熟和调制过程中变化最剧烈的标志性物质,叶绿素在成熟和调制过程中降解形成叶醇,叶醇进一步脱水形成新植二烯和植物呋喃等降解产物。类胡萝卜素类色素主要有叶黄素、新黄质、紫黄质和β-胡萝卜素,在醇化过程中,质体色素进一步降解,形成香味物质,烟叶颜色更为均匀。烟叶中的多酚类物质主要有绿原酸、新绿原酸、芸香苷,在酶促作用下发生棕化反应,形成大量棕色色素,使(一)外观变化烟叶颜色转深。烟叶中的还原糖与氨基化合物发生缓慢的非酶棕化反应,产生棕色色素(类黑精),对颜色的转深也有一定作用。2、油分变化
油分在醇化的前期有一定程度的增加,随着醇化的继续进行而逐渐呈下降趋势。3、色度变化随着醇化的进行,一般均匀度及饱和度向好的方面转化,到某一醇化时间达到最好,而光泽则一般会逐渐变暗。4、成熟度
随着醇化的进行,烟叶原有的青杂气、土杂气等不良反应逐渐淡化,香味逐渐显露,达到充分后熟时,(一)外观变化
香气质、香气量最佳,随着醇化的继续,这些指标呈下降趋势。
(二)物理特性变化
1、吸湿特性:烟叶在自然醇化过程中,由于亲水性物质如果胶质、可溶性糖、蛋白质等不同程度的减少,烟叶的吸湿性和持水能力降低,而弹性有所改善。
2、干物质的变化:烟叶在自然醇化过程中,由于内含物的部分分解、挥发,干物质的含量减少。干物质损失量与烟叶的品种、等级、类型以及醇化条件有关。
3、燃烧性:燃烧性与烟叶内在化学成分的组成有密切关系。烟叶在自然醇化过程中,由于内含物的氧化,不易燃烧物质如蛋白质、氨基酸、可溶性糖含量的减少,吸湿性的下降,以及部分有机酸盐含量的增加,使烟叶的燃烧性得到改善。(三)化学变化
1、碳水化合物的变化(1)淀粉的变化:烟叶在醇化过程中,淀粉被转化为糊精、麦芽糖或葡萄糖,淀粉含量降低。
(2)果胶质的变化:烟叶中的果胶主要由乳糖、阿拉伯糖、乳糖酸聚合成的多聚糖或糖酸甲酯,有游离和钙盐两种存在形式。果胶类物质具有还原性,能进一步分解。烟叶中含有相当数量的果胶质,尤其是上部烟。在烟叶醇化过程中,果胶容易被酸、碱或酶水解,果胶质水解释放出甲醇,甲醇又可进一步氧化为甲醛、甲酸等成分,给烟气带来刺激性。但果胶是吸湿性物质,烟叶经过醇化后,果胶含量降低,降低了烟叶的吸湿性和膨胀性,使烟叶的弹性得到改善。(三)化学变化
(3)、可溶性糖的变化:总糖一般呈下降趋势,在烤烟醇化过程中,还原糖与氨基酸发生持续的非酶棕化反应,产生棕色色素(类黑精)和数种对烟气香吃味有良好作用的香味化合物。2、
含氮化合物的变化:含氮化合物包括蛋白质、烟碱、氨基酸、胺类、氮杂环类等。
(1)片烟在自然醇化过程中,总氮的含量无明显变化。
(2)烟碱和挥发碱的变化:烟碱和挥发碱都是烟叶中重要的化学成分,烟碱含量的高低主要影响卷烟的劲头和浓度,而挥发碱对烟气的刺激性有较大贡献。片烟醇化过程中烟碱含量明显下降,转化为烟酸、氧化烟碱、可的宁等产物。挥发碱含量也明显下降。在烟叶醇化过程中盐碱
(三)化学变化
及其它生物碱可能被亚硝酸盐继续氧化,使得烟草特有亚硝胺含量增加。
(3)氨基酸的变化:在烤烟醇化过程中,氨基酸可以发生多种化学变化。如氧化脱氨,生成少一个碳原子的醛或酸;脱羧反应生成胺;也可与糖类发生非酶棕化反应,形成类黑精和多种香味物质。3、脂肪酸和有机酸的变化
烟草中的低级脂肪酸指碳原子数在十二以下的酸,一般具有挥发性,也称为挥发酸,较为重要的包括ß-甲基戊酸、2-甲基戊酸及2-甲基丁酸。一般认为,烟叶等级越高,低级脂肪酸的含量也越高。烟草中的有机酸主要有草酸、苹果酸、柠檬酸等。(三)化学变化烟叶在自然醇化的过程中,脂肪酸和有机酸总量增加,烟叶酸性增强,其中挥发酸含量增加较多。4、酚类物质的变化
烟草中的酚类可分为简单酚类和多酚类,简单酚类对烟叶香气有一定影响,在烟叶醇化过程中,对甲基苯酚、2-甲氧基-乙烯基苯酚、对乙烯基苯酚等简单酚类成分的含量增加。多酚类物质包括绿原酸、新绿原酸、芸香苷等,多酚类物质是重要的香气前体物,在烟叶醇化过程中可氧化成醌,形成棕褐色物质,醇化过程中多酚类物质呈明显下降趋势。(三)化学变化5、pH的变化pH是衡量烟叶质量的一个指标,能够反映烟草烟气强度(含氮碱类)、刺激性,也可间接反映芳香性;一般认为pH值稍低的烟叶,烟气刺激性较小,较柔和。片烟pH随着醇化的进行均呈降低趋势。
片烟醇化过程中还原糖含量(%)的变化产地部位醇化时间(月)降幅%912151821福建上部19.017.417.418.516.916.314.2中部22.621.721.021.620.619.215.0四川上部25.825.324.725.122.922.612.4中部26.927.026.626.526.225.26.3云南上部22.422.921.822.021.921.06.2中部26.726.525.424.423.322.416.1湖北上部中部16.222.318.121.812.420.612.921.014.420.512.019.625.912.1东北上部25.423.423.524.524.622.710.6中部24.924.523.524.822.622.88.4贵州中部24.623.722.823.122.120.815.46片烟醇化过程中挥发碱含量(%)的变化醇化时间(月)福建S04福建S05福建宁化C3F河南C3F云南S0100.1810.2440.1320.1560.16860.1790.2360.1320.1420.16790.1610.2240.1260.1360.161120.1530.2140.1260.1350.161180.1720.2080.1240.1340.159210.1560.2050.1230.1350.154240.1630.2070.1200.1340.150300.1520.2040.1190.1320.144330.1470.1930.1190.1190.132片烟醇化过程中挥发酸含量(%)的变化产地部位醇化时间(月)升幅(%)6912151821福建上部0.150.220.260.280.290.33116.9中部0.170.240.260.290.310.35105.9四川上部0.130.190.230.240.260.27107.7中部0.140.180.190.230.250.29107.1云南上部0.140.190.210.230.240.2685.7中部0.130.190.230.260.270.28115.4湖北上部0.120.180.210.220.220.24100.0中部0.130.170.190.190.230.26100.0东北上部0.100.120.140.170.200.21110.0中部0.100.150.170.170.190.20100.0贵州中部0.150.210.230.240.270.31106.7醇化过程中多酚含量(%)的变化取样时间绿缘酸新绿缘酸芸香苷莨菪亭4-o-咖
啡喹呢
酸多酚总
量2003.031.3540.2621.5140.0320.3423.5042003.061.2240.2431.3940.0300.3173.1982003.091.2080.2331.2320.0320.3183.0232003.120.9860.21310.210.0380.3002.5572004.060.9570.2111.0580.0400.2922.5572004.081.1050.2321.1580.0320.3152.601片烟醇化过程中pH的变化醇化时间(月)福建S04福建S05福建宁化C3F河南C3F云南S0105.0605.2004.9605.3255.53564.8955.1404.7805.2205.46094.8005.0204.7105.1805.340124.6804.9054.7005.1705.190184.6604.8704.5805.1305.175214.6054.8304.5155.1205.080244.5754.7754.5005.0905.080304.5354.7654.4505.0555.065334.4904.7054.4054.7955.025(四)香味物质变化1、萜类化合物的降解产物
烟草中绝大多数的降异戊二烯类化合物都来自以下三种萜类前体物:类胡萝卜素、赖百当类、西柏烷类。
(1)类胡萝卜素及降解产物
类胡萝卜素是烟草中的重要色素(质体色素)。质体色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素是绿色植物的标志性物质,是植物进行光合作用、吸收光能和进行光能转化的主要物质,也是烟叶成熟和调制过程中变化最剧烈的标志性物质,包括叶绿素a、叶绿素b、脱镁叶绿素等。一般来说,新鲜烟叶中的叶绿素含量为0.5%-4%,随着成熟和调制过程的进(四)香味物质变化行,其含量逐渐降低,烘烤调制后烟叶中常以衡量存在。新鲜烟叶的类胡萝卜素主要有叶黄素、新黄质、紫黄质和β-胡萝卜素。类胡萝卜素氧化降解因双键断裂位置的不同分别生成C9、
C10、C11、C13产物,这些物质进一步转化分解形成分
子量较小的致香成份。Enzell和Wahlberg认为烟草中大
约有80种香味物质来源于类胡萝卜素的氧化降解,这些
类胡萝卜素降解产物香味阈值低,对烟叶香气贡献率大,
如异佛尔酮、β-环柠檬醛、二氢猕猴桃内酯、巨豆三
烯酮、β-紫罗兰酮和β-二氢大马酮等。(四)香味物质变化
叶黄素占成熟后烟叶中总类胡萝卜素含量40%~60%。在
醇化过程中,经过氧化、还原、脱水等反应生成氧化异佛尔酮、
3-羟基-α-紫罗兰酮、巨豆三烯酮、氧化依杜兰和二氢氧化依
杜兰。巨豆三烯酮有五种异构体,只有一种存在于新鲜烟叶中,
其余四种都是在调制和醇化过程中产生的。
无环状结构的类胡萝卜素,在调制和醇化后也发生一系列
的氧化裂解反应,生成降异戊二烯类化合物,目前鉴定出15种
此类化合物。它们经进一步转化,可生成香叶基丙酮、金合欢
酮等。醇化过程中类胡萝卜素含量的变化(10-6
)储存时间(月)玉溪KX1元江KX1玉溪KC1元江KC1玉溪KB1元江KB1089.6789.6791.3391.3392.6292.62480.6771.3481.2076.1373.4069.20679.3068.0074.3370.3364.7163.21971.3365.1364.6764.3064.7161.501269.3163.9463.3162.5662.6358.041564.1661.4360.5758.3460.2155.211858.2250.2458.8653.2559.0650.042160.3145.2553.4150.0654.8143.572448.7940.2152.1446.3151.21(四)香味物质变化(2)西柏烷类降解产物
西柏烷类化合物最初以无香味表面蜡质的形式存在于新鲜烟叶中,只有通过醇化才能降解转化为香味物质,主要产物是茄酮及其衍生物。醇化两年的烟叶,茄酮的含量可增加两倍。茄酮是重要的中性香味物质,本身具有很好的香气,它的进一步转化产物,如茄醇、茄尼呋喃等也是很好的致香物质。(四)香味物质变化
(3)赖百当类化合物的降解产物
经过调制和醇化,90%以上的赖百当类化合物发生氧化降解,生成分子量较小的化合物,包括C18、C17、C16、C15、C14等,其中比较有实用价值的是C
16化合物。对改善烟叶香味非常有效。2、类酯的代谢产物类酯是指一些相对分子质量较大的甘油酯、糖酯、磷脂、烃、醇以及脂肪酸。类脂物质存在于烟叶内部,也分布在烟叶表面。烟叶表面类脂物质主要是C
27~C
31的饱和烷烃,这些类化合物大多无味,在调制和醇(四)香味物质变化化后也不发生变化。烟叶内部的类脂物由于相对分子质量高,不易挥发而没有香味,但有一小部分类脂物在光、空气或酶的作用下,可被降解为相对分子质量较低的双萜、茄尼醇、酸等挥发性物质,从而对烟草香气有一定影响。这些降解产物还可以类脂的降解途径包括三甘油酯或其他类脂水解释放出脂肪酸;脂肪氧化酶氧化不饱和酸,如亚油酸、亚麻酸等,这些反应先生成过氧化物,然后分解为进一步转化。类脂的降解途径包括三甘油酯或其他类脂(四)香味物质变化水解释放出脂肪酸;脂肪氧化酶氧化不饱和酸,如亚油酸、亚麻酸等,这些反应先生成过氧化物,然后分解为饱和及不饱和的醇、醛等一系列化合物,如3-己烯酸和乙酸-3-己烯醇酯等。不饱和脂肪酸及其初级降解产物一般具有刺激性和强烈的青草气息,而相应的己烯醇酯则具有醇美的酒香气息。3、苯丙氨酸的代谢产物
烟草中苯丙氨酸的代谢转化也是影响香味的重要过程之一。在醇化过程中,苯丙氨酸经脱氨、脱羧、氧化和还原、酯化等一系列反应,生成肉桂酸、苯甲醛、苯丙酸、苯乙酸、苯甲酸、苯甲醇、苯(四)香味物质变化乙醇、甲酸苯甲酯、乙酸苯甲酯、苯甲酸甲酯、甲酸苯乙酯、乙酸苯乙酯、苯乙酸甲酯和苯酚等,这些都是烟草中含量较丰富的香味成分。在烤烟调制和醇化过程中,苯甲醛、苯乙醛是微量成分,变化不大,但苯甲醇、苯甲酸、苯乙醇、苯乙酸和苯丙酸含量明显增加,醇化6个月后达到最高。随着醇化过程的继续,初级代谢产物进一步转化,使得苯乙酸甲酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯甲醇酯等酯类成分增加。4、非酶棕色化反应产物在新鲜烟叶中含有发生Maillard反应所需的氨(四)香味物质变化基酸和还原糖,它们在叶片中反应生成香味中间体Amadori化合物,其含量约占调制后烤烟烟叶干重的2%。在烤烟的醇化过程中,起初的Amadori化合物持续增加随后呈减少趋势。烤烟醇化两年后,烟叶中的Amadori化合物含量达到最高值,继续醇化,其含量逐渐减少。(五)感官质量变化感官质量的变化主要表现为香气质变好、香气量增加、劲头及浓度变小、青杂气减少、刺激性减轻、口感更为舒适。香气随着醇化的进行而逐渐增多,到某一醇化时间时,香气达到最佳,之后会保持一段时间,随着醇化的继续进行,香气将逐渐变差;劲头及浓度将随着醇化的进行而逐渐变小;杂气随着醇化的进行逐渐减轻;口感随醇化的进行而逐渐变好,到某一醇化时间时,口感最为舒适,之后会随着醇化的继续进行而逐渐变差。在醇化过程中,燃烧性也发生了变化,随着醇化的进行,燃烧性增强。片烟醇化过程中的香气变化醇化时间(月)福建S04福建S05福建宁化C3F河南C3F云南S0106.005.257.655.257.2066.545.727.135.557.4397.466.097.335.807.60127.936.327.355.957.68187.677.017.385.957.90217.897.037.535.858.00247.546.697.285.707.90307.186.067.455.537.70336.975.687.135.407.40片烟醇化过程中的口感变化醇化时
间(月)福建S04福建S05福建宁
化C3F河南C3F云南S0106.004.506.756.006.7566.235.046.756.236.8897.205.366.806.406.95127.505.316.836.507.08187.766.026.886.457.18217.676.096.786.207.35247.265.896.686.107.25307.205.556.735.957.16337.015.126.685.986.85片烟醇化过程中的浓度变化醇化时
间(月)福建S04福建S05福建宁
化C3F河南C3F云南S0107.008.506.006.007.0066.767.715.955.977.0096.437.365.875.906.8126.177.345.825.876.80186.066.845.785.876.75215.946.915.825.856.73245.836.845.785.786.72305.676.745.775.786.70335.556.395.755.786.68片烟醇化过程中的杂气变化醇化时
间(月)福建S04福建
S05福建宁化
C3F河南C3F云南S0104.504.506.005.256.0064.955.016.255.586.1096.045.256.455.756.28126.415.216.505.856.35186.495.836.585.856.53216.565.836.535.786.63246.285.536.355.636.58306.175.276.405.486.40336.005.066.255.386.18片烟醇化过程中的吸食品质变化
(评吸总分)醇化时
间(月)福建S04福建S05福建宁
化C3F河南C3F云南S01073.5059.3986.4275.1885.26678.9167.2588.6778.2686.97990.1071.7890.4980.6789.041294.9972.5290.9782.0690.071895.5781.4091.4581.8992.002196.5981.5591.5580.2393.452493.1078.8089.7679.0292.543091.5374.4490.9777.2990.703389.1771.5689.0076.6487.90
第三节、影响烟叶醇化的因数(一)空气温度
空气温度是烟叶醇化的重要因素,环境空气温度越高,烟叶中的生理生化变化越剧烈,醇化速度越快;温度越低,烟叶中的生理生化变化越迟缓,醇化速度越慢。烟叶醇化的最适温度为20℃-30℃。
(二)烟叶含水率及空气湿度
烟叶含水率过低会影响自然醇化进程,但含水率过高会使烟叶颜色变深,影响醇化质量,烟叶含水率保持在12%~13%有利于自然醇化。当环境相对湿度保持在60%~65%时,烟叶含水率将保持在12%~13%。第三节、影响烟叶醇化的因数
(三)氧气烟叶自然醇化过程的实质是烟叶内在化学成分降解、转化与合成的过程,这些过程多数需要有氧气存在时才能充分完成。自然醇化的前期和中期加强通风有利于烟叶的醇化。
(四)微生物的影响
(五)虫害影响
(六)储存时间的影响
(七)压力的影响第三节、影响烟叶醇化的因数
(八)异味的影响
(九)太阳光的影响云南罗平C3F(A)在不同类型仓库
醇化的外观质量变化仓库类型颜色油分光泽饱和度均匀度综合评价武鸣红岭颜色逐渐加深,存放20个月颜色明显
加深,存放32个月烟叶褐变明显。油润感渐强,存放感渐20个月后片烟油润明显增强。逐渐变暗逐渐增加,存放20个月后增加明显。存放20个
月,均匀
度最好,
继续醇化,
略有下降。醇化20个月
外观质量最
好,其次为28个月。蝴蝶山洞库颜色加深,但不明显。略有增加。无明显变化略有增加。略有增加。醇化16、20、
32个月,外
观质量较好。09年3月转
蝴蝶山醇化12个月
后颜色略有
加深,继续
醇化,颜色
变化不明显略有增加变化不
大,醇
化28个
后光泽
变暗。略有增
加,醇
化28个
月后饱
和度下
降。变化不大醇化16个月
外观质量较
好,醇化28
个月后外观
质量下降。
三烟叶醇化的调控技术四、微生物与烟叶醇化
(
一)、烤烟叶面微生物种群
烤烟叶面微生物种群主要包括细菌、放线菌和霉菌三大
类。
细菌主要为芽孢杆菌属梭菌属
和葡萄球菌属细菌;霉菌主要为曲霉属毛霉属和青
霉属霉菌;放线菌主要为链霉菌属、高温放线菌属
和小单孢菌属放
线菌。在其中细菌中的芽孢杆菌为优势种群。
(二)、烤烟醇化过程中叶面微生物数量的动态变化(二)烤烟醇化过程中叶面微生物数量的动态变化1、细菌
烤烟自然醇化过程中,优势种群芽孢杆菌数量逐渐减少。梭菌
属的数量,在自然醇化烟叶中持续减少。葡萄球菌的数量变化则相
反,在自然醇化前期增加,12月后逐渐下降。
2、真菌
曲霉菌和毛霉菌数量有相似的变化规律,在自然醇化过程中呈
现持续下降趋势,曲霉菌在醇化30个月时数量已接近于零,毛霉菌
数量醇化后期也显著低于人工发酵烟叶中的数量。(二)烤烟醇化过程中叶面微生物数量的动态变化青霉菌表现为前
期明显增加,而后期下降的变化规律,在自然醇化结束时青霉菌数
量接近零。3、放线菌链霉菌和高温放线菌数量在自然醇化过程中表现为
减少的趋势。小单孢菌数量在在自然醇化过程中前期较
低,后期较多。(三)烤烟醇化过程中主要酶活性的变化1、淀粉酶α
–
淀粉酶是淀粉降解中的重要酶,在自然醇化12个月,活性达最大
值,而后逐渐下降。
2、蛋白酶
烤烟自然醇化过程中,蛋白酶活性呈现出前期升高而后期下降的单
峰曲线变化规律,在自然醇化2个月达最大值。
3、脂氧合酶
脂氧合酶是脂类降解中的重要酶。在烤烟自然醇化过程中,该酶活
性在醇化初期迅速上升,到6个月时达最高值;而后,随着醇化时间的延
长其活性逐渐下降(三)烤烟醇化过程中主要酶活性的变化
4、多酚氧化酶多酚氧化酶是烟叶中酶促棕化反应的重要酶,它使烟叶多酚氧化
生成醌,并使烟叶颜色加深。在自然醇化过程中,该酶活性呈现逐渐
下降的趋势,在醇化18个月后,该酶活性已很低,且趋于稳定。
5、苯丙氨酸氨裂解酶苯丙氨酸氨裂解酶
是烟叶苯丙氨酸代谢中的重要酶,烤烟中大量的
挥发性香气物质都与它的代谢关系密切,它可催化苯丙氨酸降解,产
生苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛等小分子香气成份,对烟叶香气
品质的形成有重要作用。在自然醇化过程中,(三)烤烟醇化过程中主要酶活性的变化该酶活性在前期迅速升
高,至6个月时达最大值,而后持续下降。(四)微生物改善烟叶品质的机制1、分泌酶类:微生物在生长发育的过程中可产生多种酶类物质,
或者其代谢产物作用于烟叶诱导或激活烟叶内多种酶系统,进而作
用于烟叶内的化学物质(主要为多糖和蛋白质),使底物充分降解,
转变成小分子的香气物质。2、微生物自身代谢:微生物在其自身生长发育的过程中,通过降
解蛋白质、吸收不同的微量元素,可以合成出不同种类的生物活性
酶,并分泌到胞外环境中。3、产生香味化合物或致香物质的前体物和中间产物(五)微生物及酶制剂在烟叶醇化中的应用酶解和微生物发酵技术在烟草中的应用研究已成为当
前科技工作者关注的热点。利用某些有益的优势增香菌种
对烟叶进行处理,以增加烟叶香气,缩短发酵时间;用蛋白
酶、纤维素酶、淀粉酶等处理低等级烟叶、烟丝或烟梗,
以降解叶中的蛋白质、纤维素、淀粉等生物大分子,减少
烟叶燃烧产生的蛋白臭气和辛辣刺激性,提高低次烟的工
业可用性等。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用1、利用微生物改善烟叶质量(1)、IzquierdoTamayo等人用微生物接种烟叶,香气和性状均
得到改善,当采用微球菌属或杆菌属或两者的混合物接种烟叶时,
烟叶蛋白质含量降低,可溶性氮和酰胺氮含量增加,生物碱含量降
低。(2)、English等认为,烟叶接种枯草芽孢杆菌和羧状芽孢杆菌后
能迅速产生一种使人愉快的香气,随着微生物的生长,烟叶中的总
碳水化合物和还原糖降低,pH值提高。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用(3)、RayF.Dawson的研究表明,嗜热性放线菌属(thermoPhilie
actinomyces)在湿度非常低的醇化烟中生长缓慢,并可使醇化烟叶
产生一种令人喜欢的香气,尤其是水果香气和壤香等(4)Giovannozzi一SermanniG.在实验室内采用微生物Dehar-Yomocosnicrotianace、Micrococcusnicotianae、M.nicotianae
var.liquefaciens、Bacillusp和Arthrobacternicotianae对雪茄
烟用的肯塔基烟叶进行发酵处理,结果发现由于柠檬酸、苹果(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用酸、马来酸和琥珀酸的分解,导致烟叶变为碱性,烟叶中游离氨基酸的含量增加,而Micrococcusnicotianae可利用这些氨基酸进行代谢,产生CO2、氨、丙烷和丙烯。Giovannozzi一SermanniG的后续研究进一步表明,用上述微生物制剂处理的烟叶,总氮、可溶性氮和烟碱含量均大幅度降低。(5)赵铭钦等利用4种由优势增香菌种和高生物活性的a一淀粉酶、蛋白酶等配制而成的烟草发酵增质剂,增质剂的用量为烟叶质量的1.5%,对人工发酵和自然陈化过程中的烤烟烟叶的增质增香效果进行研究。结果表明,烟草发酵增质剂具有促进烟叶内部有机物质的分解与转化,加速烟叶发酵过程、缩短发酵周期等作用。与对照相比,经过发酵增质剂处理后的烟叶香气质改善,香气量增加,烟叶固有的杂气和刺激性减轻,烟叶内部的糖、氮、碱等主要化学成分及其比值趋于协调、平衡。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用
(6)韩锦峰等将由烤烟叶面分离筛选的芽抱杆菌属(Bacillus)和梭状芽抱杆(Clostridium)优势菌种,混合配制成生物制剂(TFA)用于烟叶发酵,将TFA按一定浓度喷洒于未发酵烟叶表面,对照喷蒸馏水。结果表明,TFA可显著加速烟叶发酵过程中化学成分的转变,与对照相比,化学成分更趋协调,评吸质量明显提高.烟叶香气量增加,杂气显著消除,余味改善,发酵后的烟叶质量与未处理的发酵烟叶相比提高了2个档次。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用2、酶制剂的应用(1)为了克服烟梗在制丝时的缺点,Teague等用酶制剂处理烟梗,通过多种市售酶制剂作用效果比较发现,这些酶均可以在不同程度上分解烟梗中的果胶、纤维素和半纤维素,且以纤维酶35和果酸酶R.10效果最为突出。(2)Geisis将能产生果酸酶的E.caratavora和能产生纤维酶的TLongirrachiatum在两者共同需要的培养基中进行混合培养,来同时降解烟梗中的果胶和纤维素,效果显著。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用(3)周瑾等对分离自烤烟叶面的微生物菌株fl-6、fl-8、fl-11、fl-23进行固体发酵培养,在发酵产物中提取到对烤烟烟叶纤维素组织有针对性作用的纤维素酶。使用这种酶对玉溪B3F烤烟上部烟叶进行处理。分析结果显示酶制剂处理的烟叶的还原糖含量上升了4.39%—22.38%。评吸结果表明使用该酶制剂处理上部烟叶能增加香气,改善吸味,减轻刺激性,显著提升了上部烟叶的可用性。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用3、降烟碱微生物(1)布朗&威廉森公司从PuertoRican雪茄烟叶上分离出可降解烟碱的PseudomonasPutida及可同时除去烟碱和硝酸盐的CelluLomonas。将此微生物的接种物加到叶片上并进行后处理,烟叶及其烟气中的烟碱分别降低48%和42%,感官评吸结果优良。(2)FrankenburgW.G.等进行了用3种烟籽表面的微生物降解烟碱的研究,烟碱降解生成了甲酰胺、氨、草酸以及微量的丙二酸和琥珀酸。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用(3)CasidaT.E.Jr.等从烟叶中分离出可将烟碱氧化成γ-氨基丁酸的细菌,他们认为,这种菌先作用于烟碱的吡啶环,获得谷氨酸,然后使其脱羧。(4)马林从土壤中筛选出一株具有高效降解烟碱能力的细菌,该细菌在以烟碱为惟一碳源和氮源的培养基中生长良好。在液体培养基中培养(发酵)78h,培养基中的烟碱分解80%以上,在100g烟丝中分别加入2mL该菌酶液(酶蛋白浓度10.15mg/mL)和菌液(109个/mL),各培养2d和7d,其烟碱降低了15.2%和22.1%。(六)微生物及酶制剂在改善烟叶品质中的应用4、产果胶酶微生物果胶质对烟叶品质有不利影响,使烟叶组织粗糙,油分减少,弹性变小,容易破碎。邓国宾等从烟叶叶面分离到产果胶酶真菌18株,经初筛和复筛得到产酶活性较高的一株菌DPE-005。以玉溪B3F烟叶为材料,施加DPE-005菌株所产酶液,在50℃贮存12h。经化学成分检测和对比评吸,果胶质降低了18.15%,烟气中的杂气和刺激性减轻,吸食品质得到提高。五、烟叶的最佳醇化期及适宜醇化时间
(一)、醇化程度的判断1、吸食品质鉴定;2、化学成分分析;3、综合判断。
最佳醇化期的判断:目前主要依赖感官质量的变化判断烟叶最佳醇化期。
吸食品质达到最佳的时间为最佳醇化时间,此时使用烟叶的质量状态最好。适宜醇化时间(适宜贮存时间)即是烟叶处于较好质量状态的醇化时间。不同类型、不同部位、不同等级、不同产地的烟叶,其适宜醇化时间各异,同一种烟叶在不同的环境条件下适宜醇化期也不同。在实际生产中,应根据烟叶的质量状况和环境条件确定适宜的醇化时间。六、烟叶合理库存量的确定保持合理的烟叶库存量及库存结构对一个卷烟厂是至关重要的,烟叶库存量过小,不能保证烟叶的自然醇化时间,烟叶的醇化质量将受到影响;烟叶库存量过大,则占用资金过多,也可能会使某些烟叶醇化过度,同样影响烟叶醇化质量。卷烟厂烟叶合理库存量及库存结构的确定应根据卷烟产品结构及烟叶的适宜醇化时间而定。七、烟叶自然醇化的调控(一)、加快烟叶醇化1、年平均气温较低的北方地区;2、库存量偏少需加快醇化速度的某些烟叶。加快醇化的措施:提高库内温度;加强通风;适当提高复烤片烟水份。(二)、抑制烟叶醇化
对库存量偏大、烟叶已到最佳醇化期而短期内无法使用的烟叶应采取抑制醇化的措施。抑制醇化的措施:降低库内温度;将烟叶转到低温库存放;控制氧气含量(密封降氧)。(三)烟叶自然醇化中温湿度调控烟叶仓库的温湿度管理应围绕着调控自然醇化进行。对于库存量偏紧的烟叶应创造有利于提高醇化速度的温湿度条件,重点是提高库内温度。对库存量适宜的烟叶应在醇化前期提高库内温度以促使醇化,而在醇化的后期采取抑制降温控湿的温湿度管理措施。对于库存量偏大的烟叶应采取降温控湿的温湿度管理措施。八、烟叶自然醇化方面存在的一些问题(一)、北方地区烟叶醇化过于缓慢,烟叶醇化程度不够。(二)、在叶组配方中较好使用的某些等级因使用较快,库存量偏小,醇化程度不够(主要是C3F、C2L、C3L、X2F)。(三)叶组配方中不太好使用的某些等级库存量过大,造成贮存期过长(主要是B3F、B4F,有些卷烟企业B3F、B4F的库存量可以使用10年以上)。八、烟叶自然醇化方面存在的一些问题
(四)不同年份的烟叶未做到分库存放理想状态应该是不同年份的烟叶分库存放,根据烟叶的贮存时间决定其醇化养护方式。对新烟及未到最佳醇化期的烟叶应采取促进醇化的烟叶养护模式,而对已过最佳醇化期的烟叶应采取抑制醇化的养护模式。(五)洞库的合理利用问题目前不少卷烟企业租借了一些洞库存放高等级烟叶,但多数企业是将刚复烤的片烟直接放入洞库,这将抑制烟叶的醇化。比较科学的办法是将烟叶在普通仓库存放一年或一年半后再放入洞库。九、烟叶颜色转深的原因及调控(一)醇化烟叶颜色转深的原因烟叶在自然醇化过程中,外观的变化主要表现为随着醇化的进行,颜色逐渐加深,颜色转深主要与两类棕化反应有关,一类是氨基酸和还原糖之间发生的非酶棕化反应,即Maillard反应;另一类为酶促棕化反应,是多酚类物质在多酚氧化酶和过氧化物酶催化下氧化成醌,醌与氨基酸、蛋白质等形成分子量较大的棕褐色色素。非酶棕化反应虽与颜色转深有一定关系,但该反应能生成小分子的香味物质,有利于改善烟叶质量,因此不需控制。而酶促棕化反应对烟叶颜色的转深九、烟叶颜色转深的原因及调控影响极大,其本身并不形成有利于烟叶香气的成分,需要加以控制。(二)、影响酶促棕化反应的因素酶促棕化反应受多酚含量(其中主要是绿原酸含量)、多酚氧化酶活性、氧气、温度、烟叶贮存特性和烟叶水分的综合影响。欲控制烟叶颜色的转深,可通过调控贮存环境的氧气含量、烟叶水分和环境温度来实现。(三)、烟叶颜色转深的调控
1、温度控制:可采用常温库存放一年至一年半后低温库存放,或利用秋冬季节通风办法控制库内温度(外界温度低于库内温度时通风)。九、烟叶颜色转深的原因及调控
2、水分控制:复烤水分控制;包装采用内衬塑料袋的纸箱包装。
3、低氧控制:对烟垛进行密封除氧。十、烟叶防霉及仓库温湿度管理(一)烟叶霉变及危害1、烟叶霉变是由于霉菌在烟叶上滋生繁殖,致使烟
叶发霉变质。霉变后,由于烟叶正常的组织结构遭到破坏,
外观色泽发暗,原有香气消失,产生霉酸臭气,吃味变劣,
刺激性增大,吸时苦涩燥舌,不能入喉,完全失去使用价
值。
2、霉菌广泛地存在于自然界,烟叶本身由于具有吸湿
性,在外界温湿度适宜的情况下,霉菌即会在烟叶上发育
繁殖,引起霉变。在我国,部分烟叶贮存条件较差,烟叶
霉变现象仍有发生。(一)烟叶霉变及危害
3、烟叶霉变的过程:霉变过程分为受潮、发热、
霉腐三个阶段。
表层霉变:烟叶在贮存过程中遇到高湿的环境条件
而温度也适宜于霉菌繁殖时,首先是烟叶的含水率增大,
烟包温度因烟叶本身的呼吸作用加剧而逐渐上升,逐渐
出现霉菌菌丝。这种霉变一般是从烟包表层烟叶开始,
由表层逐渐向深层发展。
包心霉变:烟包中心原始含水率较高的烟叶,或包
内含水率过高的烟把局部出现发热现象,霉菌即在此处
开始繁殖,烟叶失去原有色泽,变为褐色至黑色,发出
强烈的霉腐臭气,并由烟包中心或局部向周围发展,烟
叶成团、成块腐烂。若发现过迟,则可能使全部烟叶失
去使用价值。
(二)、我国目前烟叶霉变的总体情况
1、原烟霉变现象相对严重
我国原烟收购一般从7月份开始,多数产区10月份结束。7-9月份我国多数地方温度高、相对湿度大,加上原烟水分高,
因此极易霉变。
2、南方片烟霉变时有发生
片烟霉变有两种形式,一种是因复烤水分大引起的包心霉
变,这种霉变与外界环境无关;另一种形式是表层霉变,这是
由外界相对湿度高引起的。目前由于多数复烤企业加强了复烤
水分控制,包心霉变现象越来越少。而表层霉变仍比较常见。(三)、霉菌主要种类
1、曲霉菌:是多细胞的菌丝体。不同种的曲霉
菌,分生孢子具有不同的颜色,有黑、黄、白、绿等颜色。常见的曲霉
有黑曲霉、黄曲霉和米曲霉。
2、青霉菌:青霉菌是多细胞霉菌。其孢子穗呈
扫帚状,分生孢子一般呈蓝绿色。常见的青霉有绿青霉、白边青霉和扩
张青霉。
3、根霉菌:根霉菌的菌丝体形成匍匐丝和假
根,在假根相对方向生孢囊梗,孢囊梗顶端生孢子囊,囊内形成大量孢
囊孢子。
4、毛霉菌:菌丝一般呈白色,为单细胞真菌,菌
丝顶端形成孢子囊。孢子囊一般为黑色,成熟孢子囊易破裂释放出孢
子。根据孢子囊梗的分枝情况可将(三)、霉菌主要种类毛霉分为单毛霉、总状毛霉和撤枝毛
霉,常见的有高大毛霉、总状毛霉和鲁氏毛霉。(四)、影响烟叶霉变的因素1、温度几种霉菌发育所需要的温度(℃)霉菌种类最低最适最高棒曲霉
烟曲霉
黑曲霉
杂色曲霉
黄曲霉
产紫青霉
黑根霉
交链孢霉8
10-12
6-8
4-5
6-8
15
1.5-6.5
1-230-323735-3720-30373023-2626-2840-4248-5046-4838-4044-464030-3234-37(四)、影响烟叶霉变的因素2、烟叶含水率
霉菌繁殖温度与烟叶含水率的关系
温度(℃)霉菌易于繁殖的烟叶含水率(%)30~35
25~29
21~25
18~20>15
>17
>19
>21(四)、影响烟叶霉变的因素3、相对湿度
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