雪茄烟叶堆积发酵的共性技术参数和工艺控制
系统研究与验证雪茄烟叶发酵的技术参数,为精准调控雪茄烟叶的发酵工艺提供数据支撑。
开展堆积发酵温湿度场测定、初始水分、封盖材料、堆垛规格等共性技术参数试验,并对气味进行感官评价。
烟垛中心温度显著高于四周位置,湿度场呈现相反趋势;发酵温度和强度随发酵时间的延长而逐渐降低。发酵前期,中、上部叶易发生霉变,诱因主要为回潮不均匀和局部水分过高;水分含量高和堆垛尺寸大可以加速发酵,密封性好的封盖材料可改善发酵效果。烟叶气味由发酵前类似干草的生青气味演变到中期的腐臭、氨味和辛辣味,后期逐渐形成甜味、辛香、酸香和类似成熟水果的风味。
堆积发酵工艺参数的核心是控制水分和温度,烟叶初始水分应按前期适中、中期高、后期低的原则;茄芯下部、中部和上部叶的发酵温度上限为45、48和55 ℃,茄衣烟叶应降低约5 ℃。发酵时长、高温周期、升温速度、气味纯度、油分、颜色、燃烧性和灰色是判定发酵质量优劣的关键指标。
Generic Fermentation Technology Parameters and Process Control for Cigar Tobacco Leaves
To study and validate the technical parameters for cigar leaf fermentation, providing data support for precisely regulating the fermentation process of cigar leaf.
The common technical parameters such as temperature and humidity fields, initial moisture, sealing material and stack size were tested, and the smell was evaluated.
The temperature at the center of the stack was significantly higher than that around it, while the relative humidity exhibited an opposite trend. Both fermentation temperature and intensity gradually decreased over time. In the early stages of fermentation, mold growth was likely to occur in the cutters and upper leaves due to uneven return tide and excessive localized moisture. High moisture content and larger stack sizes could accelerate fermentation, while effective sealing materials could improve fermentation quality. The aroma of tobacco leaves evolved from a hay-like scent before fermentation to rancid, ammoniacal odour, and spicy notes during the midstage, ultimately developing into sweet, spicy, sour, and fruity flavors in the late stage of fermentation.
The core parameters for bulk fermentation technology are the control of moisture content and fermentation temperature. The initial moisture of tobacco leaves should be moderate in the early stage, high in the middle stage, and low in the late stage. The upper temperature limits for the lower leaves, cutters, and upper leaves of filler should be 45, 48, and 55 ℃, respectively; while wrapper tobacco leaves should ideally be around 5 ℃ lower. Key indicators for assessing fermentation quality include fermentation duration, high-temperature cycles, heating rate, flavor purity, oil content, color, combustibility, and ash characteristics.
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雪茄烟叶发酵是在控制环境温湿度的条件下,烟叶在酶、微生物等因子的共同作用下发生物质转化,以改善吸食品质和加工性能,使其符合工厂加工需求的完整过程和方法。雪茄烟叶在晾制后仍处于生烟状态,表现为明显的青杂色、韧性差、易破碎;其评吸质量存在香味不足、杂气重、刺激性大、烟气粗糙、辛辣和苦涩等缺陷[1-2],因此,必须经过一定时期的发酵,以显著改善其品质和加工性能。雪茄烟原料的发酵是晾制后烟叶进一步新陈代谢的过程,包括物质转化、降解、挥发等多条途径[1, 3]。成功发酵的雪茄烟叶,其外观、内在质量和物理特性均得到不同程度的改善。烟叶的颜色由浅变深,变得更加均匀一致,表面的生青色有所减弱,表现出更加成熟的特征,且烟叶的组织变得更加细致。内在质量的变化主要体现在消除生青气、腥气、杂气等[4-7],雪茄烟的特征香气显著,口感趋于醇和,刺激性、苦涩味与劲道都相应减轻。物理特性的改变主要包括烟叶的吸湿性、弹性和燃烧性。雪茄烟叶的发酵主要分为自然发酵和人工发酵两大类。自然发酵所需时间较长,占用仓库面积较大,烟叶的周转速度较慢,经济性较差[8];而人工发酵的方法主要包括堆积发酵法、装箱发酵法、压力发酵法、蒸汽发酵法等。人工发酵在烟叶质量上可与自然发酵相媲美,并且具有发酵周期短、成本低等优点,因此,目前雪茄烟叶的发酵普遍采用人工堆积发酵法。
雪茄烟叶堆积发酵不是一个独立的环节,包括烟叶的杀虫处理、初步分拣、加湿还原、水分平衡、发酵(堆垛、翻垛、拆垛)、分拣分级、控湿、打包/装箱等过程[9-10],构成了一条完整的流水线工艺。影响雪茄烟叶发酵的因素包括温湿度、氧气、微生物等外在因素,以及烟叶的酶含量、pH值、部位和内含物质等内在因素。研究表明:温度与湿度对雪茄烟叶发酵存在交互作用,其中温度对化学成分的贡献大于湿度,而湿度对香气成分的质量分数及其感官质量的贡献更为显著[11]。在有氧发酵条件下,更有利于提高香气质和香气量;而在厌氧发酵条件下,有助于改善烟气的细腻度、干净度,减少刺激性[12]。微生物在代谢过程中会产生多种活性酶,这些酶分泌到胞外,从而降解烟叶内的大分子有机化合物[13-15]。除了上述关键因素外,影响雪茄烟叶发酵质量的其他因素,如初始水分、堆垛规格和覆盖材料等,造成的发酵质量不稳定尚未见系统报道。中国雪茄烟叶原料的生产及应用整体起步较晚,发酵环节仍存在技术体系不成熟、发酵设施不健全、机理研究不深入以及与工业使用结合点不清晰等短板,多数关键技术或参数仍以经验判断为主,缺乏科学的试验分析与验证。因此,本研究以雪茄烟叶发酵技术的关键环节为切入点,系统开展发酵技术参数的研究与验证,为精准调控雪茄烟叶的发酵工艺提供数据支撑,旨在切实解决目前发酵操作工艺不规范、发酵质量评价指标不明确,以及霉变率和造碎率偏高等瓶颈问题。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
供试雪茄品种包括云雪36号、云雪38号和云雪39号。种植和晾制地点位于云南省玉溪市澄江市龙街街道张家村(24°65′N,102°88′E,海拔1 753 m),大田期日均温21.15 ℃,日照时间4.6 h,相对湿度74.00%。大田期为2022年5—8月,晾制期为7—9月。发酵地点位于云南省玉溪市元江哈尼族彝族傣族自治县,海拔800 m,发酵期室内日均温22.28 ℃,相对湿度62.03%,发酵期为2022年10月至次年3月。
1.2 研究方法
1.2.1 雪茄烟叶堆积发酵温湿度场的测定
以云雪38号和云雪39号中部叶为试验材料,按长4.5 m×宽1.5 m×高1.5 m的堆垛尺寸进行堆垛,每个堆垛放置6个温湿度监测仪(图1)。分茄衣和茄芯品种的发酵工艺持续62 d。其中,茄衣翻垛7次,每次翻垛为1个发酵周期,不同发酵周期(F1~F7)分别为13、24、32、38、45、54和62 d;茄芯翻垛8次,每次翻垛的发酵周期(F1~F8)分别为8、12、23、29、41、48、55和62 d。每次翻垛时均统计霉变烟叶(叶面或叶脉上有新霉菌滋生)的占比。
1.2.2 不同初始水分含量的发酵效果评价
以茄衣品种云雪36号的下部叶和中部叶为试验材料,分别设置下部叶的水分处理为18%、22%和25%,中部叶的水分处理为20%、25%和28%。每个处理挑选质量档次和水分含量均匀一致的烟叶20 kg,做好标记,测定水分含量。根据回潮前的烟叶含水量计算加水量,回潮后堆成小堆密封平衡2 h,平衡结束后堆在大烟垛同一水平的中心层,观察并记录回潮后烟叶的外观和在烟垛中的温湿度。
1.2.3 烟垛不同封盖材料的发酵效果评价
挑选质量等级均匀一致的茄芯品种云雪39号上部叶作为试验材料,设置3种封盖材料处理:透气性较好的麻片、透气性中等的帆布和透气性差的密封罩。按长4.5 m×宽1.5 m×高×1.2 m的堆垛尺寸进行堆垛,每个堆垛放置6个温湿度监测仪,设定每个发酵周期的发酵温度为50 ℃,烟垛中心温度达到设定温度或出现降温时进行翻垛,发酵60 d后统计每个发酵周期的温湿度。
1.2.4 不同堆垛尺寸的发酵效果评价
挑选质量等级均匀一致的茄芯品种云雪38号上部烟叶作为试验材料,设置3种堆垛尺寸处理:常规标准堆垛,长×宽×高=4.5 m×1.5 m×1.5 m;长边矮垛,长×宽×高=4.5 m×1.5 m×1.0 m;短边小垛,长×宽×高=1.5 m×1.5 m×1.5 m。在发酵过程中监测温度变化,发酵结束后测定不同处理烟叶中的常规化学成分。
1.2.5 发酵过程的气味感官评价
由5名从事发酵工作的专业人员和12名发酵操作工人组成气味评价组,采用10分制对发酵前、发酵前期、发酵中期和发酵后期烟垛散发出的气味进行评分。评分规则为:非常明显(8~10分)、明显(5~7分)、稍有(1~4分)和无(0分)。
1.2.6 烟叶化学成分指标测定
参照行业标准YC/T 161—2002、YC/T 468—2021、YC/T 159—2019、YC/T 216—2013和YC/T 249—2008,采用流动连续法测定总氮、总烟碱、总糖、还原糖、淀粉和蛋白质的含量。
1.2.7 数据处理与统计分析
采用单因素方差分析法(ANOVA)分析不同处理的温度、湿度和化学成分等多组变量之间的显著差异;采用Fisher最小显著差异检验法(Fisher’s LSD)检验多组变量的差异水平。在OriginPro 2023中使用Paired Comparison Plot (v3.10)进行Fisher’s LSD分析和制图;数据表示为“平均值±标准差”。
2. 结果与分析
2.1 堆积发酵温湿度场的规律
由图2可知:整个发酵周期内,烟垛中心(Tm1)和中心层外围(Tm4)温度最高,其次依次为上层(Tm2)、下层(Tm3)、上角(Tm5)和下角(Tm6)。由图3可知:不同发酵周期(每个峰代表1个发酵周期)中,茄芯烟叶6个监测点的温度存在显著差异,不同监测点的最高温差出现在第3个发酵周期(F3),为9.5 ℃;茄衣烟叶的温度也存在同样的规律,且发酵期间不同监测点的最高温差为6.8 ℃。随着发酵周期的延长,各温度场的温差逐渐减小,烟垛的发酵温度和升温速度总体呈现前期快后期慢的趋势。由图4可知:烟垛的湿度场由高至低依次为下角(RH6)、下层(RH3)、上角(RH5)、上层(RH2)和中心(RH1和RH4),与温度场的数据呈相反趋势。
2.2 堆积发酵烟叶的霉变规律
由图5可知:烟叶霉变主要发生在发酵前期。下部叶在第2个发酵周期后基本不会产生霉变,而中部叶和上部叶分别在第6和第8次翻垛后不会再出现霉变,霉变烟叶的比例依次为上部叶>中部叶>下部叶。叶尖和叶主脉是霉变发生的主要位置,霉变多发生在烟垛的上层,顶层往下的第2和第3层烟叶霉变情况最为严重。霉变的诱因主要为烟叶水分含量过高和烟把局部回潮不均匀。
2.3 不同水分含量对烟叶发酵效果的影响
观察不同初始水分回潮后的烟叶状态,本研究提出了评价加湿回潮效果的5个关键指标:吸湿均匀度、造碎程度、柔软度、舒展度和水渍斑。下部叶回潮至水分含量为18%时,会出现吸湿不均匀、造碎多、柔软度差等问题;回潮至水分含量为25%时,存在舒展度低垂和少量水渍斑。中部叶回潮至水分含量为20%时,出现吸湿不均匀、造碎多、柔软度差等问题;回潮至水分含量为28%时,出现舒展度过度低垂和水渍斑增多的问题。在整个发酵周期中,前3个发酵周期的温度差异不明显;从第4次翻垛开始,烟叶初始水分含量越高,发酵温度也越高(图6),初始水分含量为20%和25%的下部叶,其发酵温度最高温差为6.9 ℃;初始水分含量为20%和28%的中部叶,其发酵温度最高温差为4.8 ℃。综合烟叶回潮后的感官质量、发酵温度变化和发酵后烟叶的外观质量可知:不同部位的适宜初始水分含量为下部叶20%~24%、中部叶22%~28%、上部叶25%~30%。
2.4 不同封盖材料对发酵效果的影响
由表1可知:在相同的时间(60 d)内,不同封盖材料烟垛的发酵周期分别为密封罩11次,帆布8次,麻片7次;烟垛的最高温度分别为48.1、44.1和41.7 ℃,密封罩封盖的烟垛高温周期明显多于帆布和麻片封盖的烟垛。从烟垛的升温速度来看,密封罩整体呈现前期快、中期适中、后期缓慢的趋势,符合雪茄烟叶堆积发酵的温度变化趋势;而麻片的升温速度则较为不均匀。从烟垛的相对湿度变化来看,在相同的发酵周期内,相对湿度的极差总体为密封罩<帆布<麻片,表明密封罩封盖的烟垛保湿效果较好,烟垛的湿度场较为均匀。
封盖材料
sealing
material发酵周期
fermentation
cycle温度/℃ temperature 相对湿度/% relative humidity 均值
mean
value最小值
minimum
value最大值
maximum
value日升温速度
rate of daily temperature
increase极差
range均值
mean
value最小值
minimum
value最大值
maximum
value极差
range密封罩
sealed cowlingS1 26.2 22.4 41.8 6.5 19.4 90.5 84.4 97.4 10.7 S2 29.8 26.1 35.6 3.2 9.5 83.8 82.5 84.7 10.9 S3 38.7 31.6 48.1 8.3 16.5 83.4 83.0 84.0 10.7 S4 36.9 31.6 45.6 7.0 14.0 82.5 82.0 83.5 13.0 S5 33.5 25.9 46.8 5.2 20.9 84.4 81.8 87.8 2.2 S6 35.1 27.4 44.6 3.5 17.3 84.3 82.0 87.5 1.0 S7 34.8 26.2 41.6 1.9 15.4 84.0 82.0 91.7 1.6 S8 32.5 26.7 43.9 1.9 17.2 84.2 79.6 91.5 6.0 S9 31.2 25.9 36.6 1.0 10.7 83.3 80.2 88.1 5.5 S10 27.6 22.7 33.6 1.1 10.9 82.7 79.6 87.2 9.8 S11 28.2 22.4 33.1 0.8 10.7 83.1 80.6 85.6 5.6 帆布
canvasC1 27.0 20.1 44.0 3.0 23.9 87.8 80.8 93.2 12.4 C2 38.3 32.1 44.1 3.0 12.0 87.4 82.9 97.6 14.7 C3 31.6 27.0 38.7 1.1 11.8 86.1 80.4 90.4 9.9 C4 27.3 24.3 29.9 1.0 5.7 84.4 81.0 87.9 6.9 C5 27.1 24.1 29.6 0.5 5.5 84.3 80.5 86.6 6.2 C6 24.8 22.0 26.6 0.7 4.6 84.9 81.9 88.2 6.4 C7 23.0 21.1 26.2 0.7 5.2 89.2 83.8 95.0 11.2 C8 22.8 20.8 25.8 0.8 5.0 88.8 72.3 93.3 21.0 麻片
sackM1 27.6 20.2 37.3 1.3 17.1 86.7 78.9 91.7 12.8 M2 27.5 25.5 29.4 0.4 3.9 84.4 73.1 92.6 19.5 M3 33.1 23.1 41.7 2.7 18.7 87.4 72.1 90.7 18.6 M4 32.5 27.7 36.3 1.2 8.6 86.2 83.2 90.1 6.9 M5 30.4 27.1 33.1 0.9 6.0 88.1 86.0 90.8 4.8 M6 26.5 23.7 29.2 0.6 5.5 88.9 85.4 94.0 8.6 M7 24.0 21.6 26.9 0.7 5.3 88.5 81.7 91.7 10.0 注:S1~S11、C1~C8和M1~M7分别表示采用3种封盖材料在60 d内不同的发酵周期。
Note: S1-S11, C1-C8 and M1-M7 indicate different fermentation cycles within 60 days using three sealing materials, respectively.2.5 不同堆垛尺寸对发酵效果的影响
由图7可知:在相同发酵周期内,常规标准烟垛的发酵温度均高于短边小垛和长边矮垛。在前3个发酵周期,短边小垛的发酵温度高于长边矮垛,这表明烟垛高度对发酵的影响较大,而烟垛长度对发酵温度的影响较小。烟垛升温需要一定的压力以减少烟把间的透气性,烟垛的高度和体积越大,发酵作用越强烈。进一步分析不同烟垛尺寸发酵后烟叶的内在化学成分,结果(图8)显示:常规标准烟垛发酵后烟叶的烟碱、淀粉和总糖含量显著低于长边矮垛,而总氮、蛋白质和还原糖则无显著差异,这表明堆垛体积和压力较大的发酵更有利于促进烟叶中淀粉等大分子物质的降解。
2.6 雪茄烟叶发酵过程中的气味变化
由图9可知:发酵前的烟叶主要表现为雪茄烟味、生青气、干草味和泥土味;发酵前期和中期,氨味、辛辣味和腐臭味逐渐凸显,生青气、烟熏味等不良气味逐渐减弱;进入发酵后期,醇甜、酸香、果香、清甜、蜜甜、焦糖等特征香气明显增强,发酵前期和后期的氨气味、生青气、泥土味等杂气显著减弱或消失,雪茄烟味明显增加。雪茄烟叶的发酵是彰显其风格特征的必要调制工艺,能够丰富烟叶的香气并消减不良气味。
3. 讨论
雪茄烟叶堆积发酵影响因素众多,是一个非常复杂的微生物、氧化还原及酶促反应相互作用的过程。适宜的烟叶含水量是发酵的基础,而温度则是决定烟叶内部各类化学反应的关键因素。在雪茄烟叶发酵过程中,温度和水分均会影响酶活性,进而影响酶促作用,且不同的温度与湿度之间存在交互作用。
3.1 堆积发酵水分控制
烟叶堆积发酵时,烟垛的温度场和湿度场差异较大。烟垛的温湿度场变化规律及差异分析表明:在雪茄烟叶发酵过程中,需要采取“上下翻中间、中间翻上下,外翻内、内翻外”的原则进行烟叶的重新堆垛发酵,以确保雪茄烟叶的均匀发酵。本研究表明:烟叶初始水分含量对发酵的影响更大,水分含量越高,烟垛升温速度越快。烟叶的初始水分含量是发酵处理工艺中的重要参数之一,既需要足够的水分维持酶活性和微生物生长,又要避免湿度过高会导致微生物大量繁殖,增加霉变发生的概率,严重时可能造成烟叶腐烂。本研究提出5个雪茄烟叶加湿回潮的评价指标:吸湿均匀度、造碎程度、柔软度、舒展度和水渍斑。吸湿均匀度是指外加水分被烟叶吸收的均匀程度,包括烟把内外、叶面和主支脉的水分差异,分为均匀、较均匀和不均匀3个等级;造碎程度是指用双手揉捏烟叶时,烟叶破碎的量和程度,分为多、有、稍有和无4个等级;柔软度是指用手触摸烟叶时感官上的干燥和柔软程度,包括手捏烟叶后的松散状态、叶尖或叶缘的干脆情况,以及轻轻折叠叶主脉中部时是否易发生断裂,分为好、一般、差和较差4个等级;舒展度是指手握回潮后的烟把头,在烟把头向下、叶尖向上的情况下,整把烟叶散开的程度和烟叶间的粘连程度,分为紧密直立、松散适中和过度低垂3个等级;水渍斑是指回潮烟叶表面是否存在明显水分过度的斑块,分为多、有和无3个等级。
通过分析发酵过程中温度场、湿度场、霉变产生、内在化学成分变化及气味变化等可知:烟叶初始水分含量的控制应遵循“前期适中、中期偏高、后期偏低”的原则。前期水分适中不仅能确保烟垛以2~5 ℃/d的升温速度正常升温,还能减少霉变发生。翻垛约2次后增加烟叶含水量,使烟垛以3~10 ℃/d的升温速度快速升温至目标发酵温度,促进大分子物质的降解代谢和挥发性杂气物质的释放,改善烟叶的燃烧性;翻垛6~8次后,烟叶的平衡含水率增加,基本无需加湿,保持相对较低的水分,维持烟垛以1~2 ℃/d的升温速度缓慢发酵,促进致香物质的生成与积累,以及烟叶的适度腐烂。当烟叶终止发酵时,水分应控制在18%~22%,以利于烟叶的醇化养护。
3.2 堆积发酵温度控制
雪茄烟叶发酵温度的设定主要依据烟叶的素质,不同产地、部位及身份的烟叶均存在差异。古巴烟叶从下至上分为Volado、Seco、Ligero和Medio Tiempo 4个部位,其发酵温度上限值分别为45、48、52和55 ℃[10]。国外的发酵温度一般控制在38~45 ℃之间[6, 16],而一些特殊茄芯烟叶的发酵温度可达到70 ℃[17]。本研究中,茄衣烟叶的发酵温度超过50 ℃会降低其韧性和张力,且颜色均匀性降低,叶面容易出现压油斑纹和黑斑。因此,茄衣烟叶的初始水分含量应控制在不超过25%,进行低强度长周期的发酵,以提升茄衣的颜色均匀性和张力。若茄芯烟叶的发酵温度超过55 ℃,会导致油分损失严重、香气减弱和颜色明显加深。此外,如果烟叶的初始水分含量控制合适,烟垛的发酵温度通常达到50~55 ℃后开始降温,只有在水分含量较高的情况下,烟垛才会持续升温。因此,在阳光直射条件下,茄芯下部叶、中部叶和上部叶的发酵温度上限应分别设定为45、48和55 ℃较为适宜;在遮阴栽培条件下,茄衣下部叶、中部叶和上部叶的发酵温度不宜超过40、42和50 ℃。具体应根据不同产区和产季烟叶的自身素质,包括身份厚薄、油分、颜色等进行适当调整。烟垛的封盖材料、堆垛尺寸、翻垛方法、回潮操作等都是影响雪茄烟叶发酵质量的重要保障因素,可以有效改善烟叶的发酵效果。
3.3 堆积发酵过程中烟叶气味的变化
雪茄烟叶在发酵的不同时期可以闻到不同的气味,最初阶段是浓烈的青杂气、氨味等刺激性、令人不愉快的气味[2],主要是由于酰胺和氨氮化合物脱氨形成氨气挥发、果胶质降解产生的甲醇,以及烟碱转化降解生成的挥发性游离烟碱等刺激性物质所致。发酵室内的温度、湿度,以及周围空气的湿度和流速都会影响烟叶氨气的释放[1]。因此,雪茄烟叶的翻垛操作需要配备新风换气系统,以避免烟垛和烟叶中产生的氨气、甲醇、一氧化碳及挥发性烟碱等挥发性杂气物质的残留。随着发酵的持续进行,烟叶经历萜烯类化合物降解、美拉德反应以及多酚物质降解等多种化学过程,挥发性香气物质逐渐形成[3, 18-19]。最终,经过长时间缓慢发酵,雪茄烟叶的香气风格特征才会充分显现。本研究通过感官评价分析了雪茄烟叶发酵过程中的气味变化,结果表明:气味由发酵开始的干草气味演变至中期的腐臭、氨味和辛辣味,后期逐渐形成甜味、辛香、酸香和类似成熟水果的香味,但发酵过程中风味演变的物质基础还有待进一步深入研究。
3.4 终止发酵的评价指标
经过堆积发酵后,雪茄烟叶的平衡含水率明显增强[1, 3],霉变烟叶的发生概率显著降低。因此,发酵前期湿度不宜过大,重要的是在相对适中的水分含量下,使烟叶正常升温。发酵中期提高烟叶水分含量有助于快速升温,促进烟叶中蛋白质、淀粉等大分子物质的分解[2, 20]。低温发酵有助于保留香气的丰富度,而高温发酵则可提升成熟度,减少杂气和刺激性[21]。发酵后期,经过一定时间的发酵,烟叶的化学成分和外观质量进入平衡期,此时应降低烟叶水分含量,发酵温度保持在约30 ℃以进行缓慢发酵,促进致香物质的生成和积累,从而提升烟叶的内在品质。发酵时间的长短是决定烟叶特征香气显露的基本条件。国外茄芯烟叶的发酵时间一般为3~6个月[6, 9],而茄衣烟叶多采用自然发酵8~10个月[10, 16]。高温周期和升温速度可以判断烟叶水分控制是否得当:水分过低,升温速度缓慢甚至不会有高温期;水分过高,升温速度过快,发酵质量效果差。风味纯度、油分、颜色、燃烧性、灰色等是评价雪茄烟叶发酵是否达到设定目标的重要参考指标,这些指标具有直观性和可操作性。
4. 结论
雪茄烟叶发酵的核心技术参数是水分和温度,适宜的烟叶含水量是良好升温的基础,而适宜的发酵温度是决定烟叶内部各类化学反应的关键因素。雪茄烟叶的发酵温度和水分应根据烟叶的类型及部位进行分类设定。发酵过程中,前期水分适中可有效减少霉变并促进正常升温;中期较高的水分则有助于增加发酵强度并促进大分子物质降解;后期较低的水分则有助于促进致香物质的生成和积累。茄芯烟叶的下部叶、中部叶和上部叶的发酵温度上限分别为45、48和55 ℃,茄衣烟叶应降低约5 ℃。烟垛的封盖材料、堆垛尺寸、翻垛方法及回潮操作等是改善雪茄烟叶发酵效果和质量的关键控制工艺。评判烟垛发酵效果和烟叶发酵质量的指标包括发酵时长、高温周期、升温速度、风味纯度、油分、颜色、燃烧性及灰色等。
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图 1 温湿度监测位置示意图
注:Tm1/RH1为堆垛中心,Tm2/RH2为堆垛上层,Tm3/RH3为堆垛下层,Tm4/RH4为烟垛中层外围30 cm处,Tm5/RH5和Tm6/RH6分别为烟垛宽立面由外向内30 cm的上角和下角;下同。
Figure 1. Schematic diagram of temperature and humidity monitoring position
Note: TM1/RH1 is the center of stack, TM2/RH2 is the upper layer of stack, TM3/RH3 is the lower layer of stack, TM4/RH4 is 30 cm outside the middle layer of the stack, TM5/RH5 and TM6/RH6 are the upper and lower corners of the stack wide facade from outside to inside, respectively; the same as below.
图 3 不同发酵周期茄芯烟叶的温度场
注:F1~F8表示第1~8个发酵周期;不同小写字母表示同一发酵周期相关指标的差异显著(P<0.05);下同。
Figure 3. Temperature field of filler tobacco leaves in different fermentation cycles
Note: F1-F8 indicates the 1st to the 8th fermentation period; different lowercase letters indicate significant differences in the related indexes of the same fermentation periods (P<0.05); the same as below.
表 1 不同封盖材料烟垛的温湿度差异
Table 1 Differences of temperature and humidity in stack by different sealing materials
封盖材料
sealing
material发酵周期
fermentation
cycle温度/℃ temperature 相对湿度/% relative humidity 均值
mean
value最小值
minimum
value最大值
maximum
value日升温速度
rate of daily temperature
increase极差
range均值
mean
value最小值
minimum
value最大值
maximum
value极差
range密封罩
sealed cowlingS1 26.2 22.4 41.8 6.5 19.4 90.5 84.4 97.4 10.7 S2 29.8 26.1 35.6 3.2 9.5 83.8 82.5 84.7 10.9 S3 38.7 31.6 48.1 8.3 16.5 83.4 83.0 84.0 10.7 S4 36.9 31.6 45.6 7.0 14.0 82.5 82.0 83.5 13.0 S5 33.5 25.9 46.8 5.2 20.9 84.4 81.8 87.8 2.2 S6 35.1 27.4 44.6 3.5 17.3 84.3 82.0 87.5 1.0 S7 34.8 26.2 41.6 1.9 15.4 84.0 82.0 91.7 1.6 S8 32.5 26.7 43.9 1.9 17.2 84.2 79.6 91.5 6.0 S9 31.2 25.9 36.6 1.0 10.7 83.3 80.2 88.1 5.5 S10 27.6 22.7 33.6 1.1 10.9 82.7 79.6 87.2 9.8 S11 28.2 22.4 33.1 0.8 10.7 83.1 80.6 85.6 5.6 帆布
canvasC1 27.0 20.1 44.0 3.0 23.9 87.8 80.8 93.2 12.4 C2 38.3 32.1 44.1 3.0 12.0 87.4 82.9 97.6 14.7 C3 31.6 27.0 38.7 1.1 11.8 86.1 80.4 90.4 9.9 C4 27.3 24.3 29.9 1.0 5.7 84.4 81.0 87.9 6.9 C5 27.1 24.1 29.6 0.5 5.5 84.3 80.5 86.6 6.2 C6 24.8 22.0 26.6 0.7 4.6 84.9 81.9 88.2 6.4 C7 23.0 21.1 26.2 0.7 5.2 89.2 83.8 95.0 11.2 C8 22.8 20.8 25.8 0.8 5.0 88.8 72.3 93.3 21.0 麻片
sackM1 27.6 20.2 37.3 1.3 17.1 86.7 78.9 91.7 12.8 M2 27.5 25.5 29.4 0.4 3.9 84.4 73.1 92.6 19.5 M3 33.1 23.1 41.7 2.7 18.7 87.4 72.1 90.7 18.6 M4 32.5 27.7 36.3 1.2 8.6 86.2 83.2 90.1 6.9 M5 30.4 27.1 33.1 0.9 6.0 88.1 86.0 90.8 4.8 M6 26.5 23.7 29.2 0.6 5.5 88.9 85.4 94.0 8.6 M7 24.0 21.6 26.9 0.7 5.3 88.5 81.7 91.7 10.0 注:S1~S11、C1~C8和M1~M7分别表示采用3种封盖材料在60 d内不同的发酵周期。
Note: S1-S11, C1-C8 and M1-M7 indicate different fermentation cycles within 60 days using three sealing materials, respectively. -
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