淺談煙葉主要化學(xué)成份與卷煙配方的相互關(guān)系

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在化學(xué)分析工作中，多年來(lái)，我一直本著尊重科學(xué)，大膽實(shí)踐、探求科技新路為目標(biāo)，結(jié)合實(shí)際工作，分別對(duì)進(jìn)廠的煙葉和成品煙絲的內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行了化驗(yàn)分析，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐提供了可靠的數(shù)據(jù)。

本人長(zhǎng)期為事業(yè)默默無(wú)聞地探索著，為了社會(huì)的發(fā)展，國(guó)家的進(jìn)步，始終以那種艱苦奮斗，自強(qiáng)不息的精神無(wú)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(jí)領(lǐng)導(dǎo)和同志們的好評(píng)。近幾年來(lái)，先后發(fā)表多篇文章，其中“運(yùn)用檢測(cè)手段分析降低原料消耗增加企業(yè)利潤(rùn)的途徑”獲省級(jí)一等獎(jiǎng)；“淺議烤煙四十級(jí)標(biāo)準(zhǔn)煙葉的化學(xué)成份與煙葉質(zhì)量的相關(guān)性”獲省級(jí)二等獎(jiǎng)等。最近“淺談煙葉主要化學(xué)成份與卷煙配方的相互關(guān)系”一文刊載在《中國(guó)發(fā)展探索世紀(jì)優(yōu)秀文庫(kù)》一書(shū)中，并獲一等獎(jiǎng)。由于自己在平時(shí)工作中不斷努力，通過(guò)了高級(jí)化驗(yàn)員考核，并取得了合格證書(shū)。自學(xué)了科技日語(yǔ)并達(dá)到一定水平，學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)技術(shù)及各儀器的操作技術(shù)。結(jié)合平時(shí)的工作實(shí)際寫(xiě)出論文10余篇，其中多篇獲獎(jiǎng)。

在平時(shí)工作中，個(gè)人尊重科學(xué)、尊重實(shí)踐、努力探索本行業(yè)新路子，自己的勞動(dòng)也得到了社會(huì)的承認(rèn)。

煙葉的主要化學(xué)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(xué)成分已達(dá)5259種。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外的煙草科研工作者，均想從煙草化學(xué)上來(lái)探索出一種用化學(xué)成份表示煙草質(zhì)量的方法。近幾年來(lái)，隨著化學(xué)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(shuō)明煙草的主要化學(xué)成份對(duì)其質(zhì)量的影響，但還不能完全用化學(xué)成份的含量來(lái)表示煙草在“吃味”、“香氣”方面的特性。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，對(duì)煙草所含更多的化學(xué)成份的探討還是一個(gè)任重而道遠(yuǎn)的長(zhǎng)期研究課題。從目前卷煙生產(chǎn)對(duì)煙葉的要求來(lái)看，我們必須掌握煙葉的主要化學(xué)成份和特性以及對(duì)煙草質(zhì)量產(chǎn)生的影響，為設(shè)計(jì)卷煙配方提供參考。

一、煙葉的主要化學(xué)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?yàn)槠咸烟欠肿咏Y(jié)構(gòu)中含有醛基（－CHO）又稱(chēng)醛糖，果糖分子中含有酮基（-C=O）也稱(chēng)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(xué)分析中，用這一性質(zhì)來(lái)檢測(cè)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(wú)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(guò)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(gè)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(xì)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(jí)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(dāng)煙葉含水份多時(shí)煙葉的彈性韌性就增大，含水少時(shí)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(guò)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(duì)煙葉質(zhì)量影響較大，在燃燒時(shí)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(cè)煙葉化學(xué)成份時(shí)不直接檢測(cè)蛋白質(zhì)，而是通過(guò)測(cè)得的氮元素來(lái)?yè)Q算出蛋白質(zhì)含量，從煙株部位來(lái)看，中部煙葉含量低于上部煙葉．它隨著煙葉等級(jí)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?yàn)楹袩焿A，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(lái)看，上部煙葉含量最高。煙堿容易和酸進(jìn)行化學(xué)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(cè)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(duì)卷煙質(zhì)量影響很大，卷煙在燃燒時(shí)，揮發(fā)堿受熱進(jìn)入煙氣中，對(duì)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(mǎn)，吸食后感到舒適。

3．有機(jī)酸

煙葉甲含有機(jī)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(píng)果酸、草酸、琥珀酸含量最多，這四種酸占煙葉中的有機(jī)酸的70%，雖然含量高但不是揮發(fā)酸，所以對(duì)卷煙香氣元明顯影響，但對(duì)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(rùn)舒適，所以在卷煙生產(chǎn)中，經(jīng)常加入有機(jī)酸來(lái)調(diào)整卷煙吸味品質(zhì)，尤其對(duì)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(jī)酸更為重要。

4．礦物質(zhì)

煙葉中的礦物質(zhì)種類(lèi)繁多，一般含量為10％上下，從煙株的部位來(lái)分，以下部煙葉含量較高，其中對(duì)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(qiáng)，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(guò)1％則燃燒性較差，當(dāng)氯離子達(dá)到1．5％以上時(shí)煙草就熄火，以上是一種概括的說(shuō)法，確切的說(shuō)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(qiáng)，若在2以下則煙草熄火，所以應(yīng)把鉀氯比調(diào)制到適當(dāng)?shù)谋壤?br />
二、煙葉的主要化學(xué)成份對(duì)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(biāo)，如硬度、吸阻、重量等，這些指標(biāo)受卷煙生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)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(xué)成份含量及比例關(guān)系，對(duì)人的感官產(chǎn)生的各種感覺(jué)的一個(gè)總的反映。近一二十年來(lái)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?jī)?yōu)劣主要是由煙葉所含的主要化學(xué)成份及比例關(guān)系的協(xié)調(diào)性決定的，所以在設(shè)計(jì)卷煙配方時(shí)，煙葉的主要化學(xué)成份指標(biāo)．是選評(píng)煙葉優(yōu)劣，確定各等級(jí)煙葉比例及卷煙煙氣質(zhì)量的重要依據(jù)。

為了設(shè)計(jì)出一個(gè)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(xué)成份為依據(jù)，結(jié)合配方師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)卷煙配方。

1．總糖量對(duì)卷煙質(zhì)量的影響

煙葉的含糖量一向被認(rèn)為是體現(xiàn)卷煙良好吃味的重要標(biāo)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(duì)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(zhuān)家施本克教授尋找了用糖和蛋白質(zhì)的比值來(lái)說(shuō)明卷煙吸味品質(zhì)和煙葉品質(zhì)，

稱(chēng)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(duì)卷煙質(zhì)量起到一定的作用，但不能認(rèn)為糖是決定卷煙質(zhì)量的決定性因素，更不能認(rèn)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(gè)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(gè)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(dú)發(fā)揮其作用，還必須和煙堿協(xié)調(diào)起來(lái)，才能使煙氣豐滿(mǎn)、醇和、吃味甜潤(rùn)、舒適。若糖高煙堿低煙氣無(wú)勁頭，吸味平淡，香氣不足吸食后不過(guò)癮；若煙堿高糖低，煙氣勁頭大、不醇和、吸后無(wú)舒適感。為此國(guó)內(nèi)外的卷煙配方師們，又在長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐中，尋找出糖和煙堿適宜的比例關(guān)系，稱(chēng)為糖堿比值，此值一般在10：1—15：1為準(zhǔn)。

2．煙堿含量對(duì)卷煙質(zhì)量的影響

煙堿俗稱(chēng)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(xué)成份，具有產(chǎn)生興奮的刺激作用，同時(shí)也是卷煙產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的主要標(biāo)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(xiàng)重要指標(biāo)。

配方師在選擇煙葉擬定配方時(shí)，必須掌握住各等級(jí)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(jì)產(chǎn)品的需要和當(dāng)?shù)叵M(fèi)者的口味來(lái)確定煙堿的高低。

現(xiàn)在卷煙生產(chǎn)方向?yàn)橹薪褂秃偷徒褂途頍煟档徒褂偷耐瑫r(shí)煙堿也會(huì)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(shuō)煙破和焦油之間要有一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系。經(jīng)研究和實(shí)踐認(rèn)為10：1至15：1適宜，也就是說(shuō)每支煙含焦油10～15毫克含煙堿1毫克，配方師在設(shè)計(jì)卷煙配方時(shí)應(yīng)特別重視這個(gè)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(gè)尼古丁值來(lái)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(chēng)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(jiàn)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(qiáng)對(duì)煙葉化學(xué)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(duì)煙葉原料的選擇。在對(duì)煙葉的選擇方面，一是依靠感官，二是依靠化學(xué)分析，對(duì)煙葉主要化學(xué)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(duì)煙葉的化驗(yàn)分析起步較早，八十年代初我廠投資70萬(wàn)元建立中心化驗(yàn)室，配備了大、中專(zhuān)畢業(yè)生，購(gòu)置了英國(guó)進(jìn)口302型吸煙機(jī)、氣相色譜儀、原子吸收分光光度計(jì)等大型儀器，針對(duì)卷煙生產(chǎn)中的急需解決的問(wèn)題開(kāi)展了大量工作。

八十年代初卷煙熄火是困擾煙廠最大的問(wèn)題，化驗(yàn)室對(duì)進(jìn)廠的煙葉含氯離子情況全部化驗(yàn)了一遍，配方師根據(jù)各等級(jí)煙葉的情況選擇煙葉，進(jìn)行調(diào)劑，很快基本解決了卷煙熄火的大問(wèn)題。此后對(duì)進(jìn)廠的本省和外省及進(jìn)日煙葉的主要化學(xué)成份全部進(jìn)行了化驗(yàn)分析，并建立了各等級(jí)煙葉主要化學(xué)成份檔案。及時(shí)準(zhǔn)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。