淺談煙葉主要化學成份與卷煙配方的相互關(guān)系

在化學分析工作中，多年來，我一直本著尊重科學，大膽實踐、探求科技新路為目標，結(jié)合實際工作，分別對進廠的煙葉和成品煙絲的內(nèi)在質(zhì)量進行了化驗分析，對指導(dǎo)生產(chǎn)實踐提供了可靠的數(shù)據(jù)。

本人長期為事業(yè)默默無聞地探索著，為了社會的發(fā)展，國家的進步，始終以那種艱苦奮斗，自強不息的精神無私地奉著，并在本崗位上取得了令人矚目的成就。受到了上級領(lǐng)導(dǎo)和同志們的好評。近幾年來，先后發(fā)表多篇文章，其中“運用檢測手段分析降低原料消耗增加企業(yè)利潤的途徑”獲省級一等獎；“淺議烤煙四十級標準煙葉的化學成份與煙葉質(zhì)量的相關(guān)性”獲省級二等獎等。最近“淺談煙葉主要化學成份與卷煙配方的相互關(guān)系”一文刊載在《中國發(fā)展探索世紀優(yōu)秀文庫》一書中，并獲一等獎。由于自己在平時工作中不斷努力，通過了高級化驗員考核，并取得了合格證書。自學了科技日語并達到一定水平，學習了計算機技術(shù)及各儀器的操作技術(shù)。結(jié)合平時的工作實際寫出論文10余篇，其中多篇獲獎。

在平時工作中，個人尊重科學、尊重實踐、努力探索本行業(yè)新路子，自己的勞動也得到了社會的承認。

煙葉的主要化學成份是決定煙葉內(nèi)在品質(zhì)的因素之一�，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)煙葉和煙氣中各種化學成分已達5259種。長期以來國內(nèi)外的煙草科研工作者，均想從煙草化學上來探索出一種用化學成份表示煙草質(zhì)量的方法。近幾年來，隨著化學分析技術(shù)的提高和現(xiàn)代化的分析儀器的應(yīng)用，只能夠說明煙草的主要化學成份對其質(zhì)量的影響，但還不能完全用化學成份的含量來表示煙草在“吃味”、“香氣”方面的特性。

從長遠來說，對煙草所含更多的化學成份的探討還是一個任重而道遠的長期研究課題。從目前卷煙生產(chǎn)對煙葉的要求來看，我們必須掌握煙葉的主要化學成份和特性以及對煙草質(zhì)量產(chǎn)生的影響，為設(shè)計卷煙配方提供參考。

一、煙葉的主要化學成份及特性

1．碳水化合物

煙葉中的碳水化合物有可溶性的糖和不可溶性的多糖。

（l）可溶性糖有單糖和雙糖。煙葉中的葡萄糖和果糖屬于單糖，蔗糖和麥芽糖屬于雙糖。因為葡萄糖分子結(jié)構(gòu)中含有醛基（－CHO）又稱醛糖，果糖分子中含有酮基（-C=O）也稱為酮糖，醛基和酮基在堿性溶液中都能還原酒石酸銅，所以在煙草化學分析中，用這一性質(zhì)來檢測煙葉中單糖含量，烤煙單糖含量一般在10％—25％之間，單糖含量的高低是衡量煙葉優(yōu)劣的重要因素。

雙糖屬非還原性糖，只有在酸性條件下水解成單糖之后，才能與酒石酸銅在堿性溶液中發(fā)生還原反應(yīng)。

（2）不溶性的多糖屬于高分子碳水化合物，煙葉中的多糖包括淀粉、纖維素和果膠等，多糖與單糖雙糖不同，它即不溶于水，也無還原能力，但在酸性條件下和酶的作用也能水解成單糖，但數(shù)量很少，所以在煙葉中起的作用也較少。淀粉在成熟的煙葉中的含量為10％—30％，在于制和發(fā)酵過程中轉(zhuǎn)化為單糖、雙糖及糊精，所以為提高煙葉內(nèi)在質(zhì)量，煙葉發(fā)酵是一個重要步驟，發(fā)酵技術(shù)的高低直接影響淀粉的轉(zhuǎn)化率。

纖維素是構(gòu)成煙葉細胞組織和骨架的基本物質(zhì)，煙葉中含纖維素的量一般在11％左右，它隨著煙葉等級的下降而增加。

果膠在煙葉中含量為12％左右，果膠影響煙葉的彈性韌性等物理性能，由于果膠的存在，當煙葉含水份多時煙葉的彈性韌性就增大，含水少時就發(fā)脆易碎，果膠分子結(jié)構(gòu)中還含有甲醇，影響煙草吃味，因果膠分子易水解，煙葉在發(fā)酵過程中在酶的催化下，果膠發(fā)生水解便可除掉甲醇，提高煙葉質(zhì)量。

2．含氮化合物

煙葉含氮化合物較多，主要有蛋白質(zhì)、煙堿和游離堿。

（1）蛋白質(zhì)：煙葉中的蛋白質(zhì)對煙葉質(zhì)量影響較大，在燃燒時產(chǎn)生一種臭雞蛋味，其含量在5％—15％之間，蛋白質(zhì)中氮元素的平均含量為16％，在檢測煙葉化學成份時不直接檢測蛋白質(zhì)，而是通過測得的氮元素來換算出蛋白質(zhì)含量，從煙株部位來看，中部煙葉含量低于上部煙葉．它隨著煙葉等級的下降而增加，以頂葉含量最高。

（2）煙堿：煙草之所以能區(qū)別于其他植物主要是因為含有煙堿，烤煙含煙堿在0．5％-3％，而晾曬煙含量在5%以上，從煙株部位來看，上部煙葉含量最高。煙堿容易和酸進行化學反應(yīng)，與草酸、檸檬酸作用，生成草酸鹽和檸檬酸鹽，與硅鎢酸作用生成煙堿硅鎢酸的白色沉淀，用此法可檢測煙葉中煙堿含量。在50℃左右煙堿與水反應(yīng)生成水合物，并具有和水蒸氣共同揮發(fā)而不分解的特性，利用此性質(zhì)可提取煙堿。

（3）游離堿：煙葉中還有一種游離堿，雖然含量很低，但對卷煙質(zhì)量影響很大，卷煙在燃燒時，揮發(fā)堿受熱進入煙氣中，對人的感官產(chǎn)生一種辛辣刺激，但煙氣中還必須有一定量的揮發(fā)堿，用以中和酸度較大的煙氣，使煙氣豐滿，吸食后感到舒適。

3．有機酸

煙葉甲含有機酸在200多種以上，大部分為二元酸和三元酸，其中以檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸含量最多，這四種酸占煙葉中的有機酸的70%，雖然含量高但不是揮發(fā)酸，所以對卷煙香氣元明顯影響，但對卷煙的吸食品質(zhì)影響較大。它可增用煙氣酸性，中和游離堿降低煙氣的辛辣、嗆喉現(xiàn)象，使煙氣變得甜潤舒適，所以在卷煙生產(chǎn)中，經(jīng)常加入有機酸來調(diào)整卷煙吸味品質(zhì)，尤其對用那些含糖量低，含氮量較高的煙葉，在生產(chǎn)中加適量有機酸更為重要。

4．礦物質(zhì)

煙葉中的礦物質(zhì)種類繁多，一般含量為10％上下，從煙株的部位來分，以下部煙葉含量較高，其中對煙草影響較大的有鉀和氯。

煙葉含鉀高則燃燒性和陰燃持火力都較強，煙灰也好。氯離子在煙葉中含量高低，直接影響煙草的燃燒性，若含量在1％以下可使煙草柔軟減少破碎，若超過1％則燃燒性較差，當氯離子達到1．5％以上時煙草就熄火，以上是一種概括的說法，確切的說要看鉀氯比值，二者比值在4以上燃燒性就好；陰燃持火力強，若在2以下則煙草熄火，所以應(yīng)把鉀氯比調(diào)制到適當?shù)谋壤��?br />
二、煙葉的主要化學成份對卷煙質(zhì)量的影響

卷煙質(zhì)量分外在質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量，外在質(zhì)量是指卷煙各種物理性能指標，如硬度、吸阻、重量等，這些指標受卷煙生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)的影響。內(nèi)在質(zhì)量是卷煙在燃燒后，所產(chǎn)生的煙氣中的各種化學成份含量及比例關(guān)系，對人的感官產(chǎn)生的各種感覺的一個總的反映。近一二十年來煙草企業(yè)都將煙氣分析做為衡量卷煙質(zhì)量的重要依據(jù)，卷煙煙氣的質(zhì)量優(yōu)劣主要是由煙葉所含的主要化學成份及比例關(guān)系的協(xié)調(diào)性決定的，所以在設(shè)計卷煙配方時，煙葉的主要化學成份指標．是選評煙葉優(yōu)劣，確定各等級煙葉比例及卷煙煙氣質(zhì)量的重要依據(jù)。

為了設(shè)計出一個優(yōu)質(zhì)卷煙產(chǎn)品或保持卷煙內(nèi)在質(zhì)量的穩(wěn)定，就應(yīng)以煙葉的主要化學成份為依據(jù)，結(jié)合配方師的經(jīng)驗來設(shè)計卷煙配方。

1．總糖量對卷煙質(zhì)量的影響

煙葉的含糖量一向被認為是體現(xiàn)卷煙良好吃味的重要標志，在一定的幅度范圍內(nèi)，含糖量高則卷煙的品質(zhì)好，由于糖在燃燒后產(chǎn)生的煙氣呈酸性，可以中和煙氣中的游離堿（氨），消除煙氣產(chǎn)生的辛辣和嗆喉的刺激。

煙葉中的蛋白質(zhì)對卷煙是一種不利因素，燃燒后產(chǎn)生一種使人不愉快的氣味，為了調(diào)節(jié)好煙氣，蘇聯(lián)專家施本克教授尋找了用糖和蛋白質(zhì)的比值來說

明卷煙吸味品質(zhì)和煙葉品質(zhì)，

稱之為施木克值，比值高表明卷煙含糖量高，含蛋白質(zhì)低，卷煙檔次高品質(zhì)好。

糖的存在對卷煙質(zhì)量起到一定的作用，但不能認為糖是決定卷煙質(zhì)量的決定性因素，更不能認為煙葉含糖越高越好，蛋白質(zhì)含量越低越好，各自應(yīng)有一個適宜范圍，糖一般在18％—25％為佳，蛋白質(zhì)一般在5％—10％為好。而且兩者應(yīng)有一個比較適宜的比例關(guān)系，所以施木克值也不是越高越好，一般掌握在2～3之間比較適宜。糖是卷煙的有利因素，但在卷煙中不能單獨發(fā)揮其作用，還必須和煙堿協(xié)調(diào)起來，才能使煙氣豐滿、醇和、吃味甜潤、舒適。若糖高煙堿低煙氣無勁頭，吸味平淡，香氣不足吸食后不過癮；若煙堿高糖低，煙氣勁頭大、不醇和、吸后無舒適感。為此國內(nèi)外的卷煙配方師們，又在長期的研究和實踐中，尋找出糖和煙堿適宜的比例關(guān)系，稱為糖堿比值，此值一般在10：1—15：1為準。

2．煙堿含量對卷煙質(zhì)量的影響

煙堿俗稱尼古丁，是煙草特有的植物堿，是影響煙葉質(zhì)量的重要化學成份，具有產(chǎn)生興奮的刺激作用，同時也是卷煙產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的主要標志，所以控制卷煙產(chǎn)品中的煙堿含量是卷煙質(zhì)量的一項重要指標。

配方師在選擇煙葉擬定配方時，必須掌握住各等級煙葉的煙堿含量和配方煙絲中的煙堿含量，一般要求煙堿含量控制在1．2%—2.2%之間比較適宜，但這不是硬性規(guī)定，配方師可根據(jù)設(shè)計產(chǎn)品的需要和當?shù)叵�費者的口味來確定煙堿的高低。

現(xiàn)在卷煙生產(chǎn)方向為中焦油和低焦油卷煙，但降低焦油的同時煙堿也會降低。配方師必須采取措施保證煙堿在低焦油卷煙中的含量，或者說煙破和焦油之間要有一個適當?shù)谋壤�關(guān)系。經(jīng)研究和實踐認為10：1至15：1適宜，也就是說每支煙含焦油10～15毫克含煙堿1毫克，配方師在設(shè)計卷煙配方時應(yīng)特別重視這個比例關(guān)系，而且要保持它的穩(wěn)定性。

煙葉除了煙堿外，還含有一種揮發(fā)堿（游 離態(tài)煙堿）它的含量高低不決定煙的勁頭，而決定煙氣是否辛辣、嗆喉。為了控制揮發(fā)堿的含量，引用了一個尼古丁值來表示，此值是煙葉中的總煙堿被總揮發(fā)堿除所得的商值，稱尼古丁值，此值越大表明揮發(fā)堿含量低，煙氣就顯得舒適平和，此值越小煙氣就越加辛辣、嗆喉，由此可見尼古丁值與卷煙質(zhì)量呈正相關(guān)系，在一定范圍內(nèi)此值越高，卷煙檔次越高質(zhì)量越好。

三、加強對煙葉化學分析，為卷煙配方提供依據(jù)

卷煙配方質(zhì)量的高低，取決于對煙葉原料的選擇。在對煙葉的選擇方面，一是依靠感官，二是依靠化學分析，對煙葉主要化學成份分析，確定配方，提高卷煙內(nèi)在質(zhì)量起著重大的參考作用，也為摸清各省煙葉質(zhì)量建立煙葉質(zhì)量檔案打下基礎(chǔ)。我廠對煙葉的化驗分析起步較早，八十年代初我廠投資70萬元建立中心化驗室，配備了大、中專畢業(yè)生，購置了英國進口302型吸煙機、氣相色譜儀、原子吸收分光光度計等大型儀器，針對卷煙生產(chǎn)中的急需解決的問題開展了大量工作。

八十年代初卷煙熄火是困擾煙廠最大的問題，化驗室對進廠的煙葉含氯離子情況全部化驗了一遍，配方師根據(jù)各等級煙葉的情況選擇煙葉，進行調(diào)劑，很快基本解決了卷煙熄火的大問題。此后對進廠的本省和外省及進日煙葉的主要化學成份全部進行了化驗分析，并建立了各等級煙葉主要化學成份檔案。及時準確的為配方師提供分析數(shù)據(jù)，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提高。

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