打叶复烤过程烟叶性质、质量指标与出片率的相关性

2011-01-31张其龙符再德胡新林张自杰石大章杨再斌

浙江农业科学 2011年3期

张其龙，张晖，符再德，2，李辉，胡新林，张自杰，石大章，杨再斌

(1.湖南省湘西鹤盛原烟发展有限责任公司，湖南吉首 416000;2.吉首大学林产化工工程省级重点实验室，湖南张家界 427000;3.吉首大学生物资源与环境科学学院，湖南吉首 416000)

张其龙1，张晖1，符再德1，2，李辉2，3，胡新林1，张自杰1，石大章1，杨再斌1

采用相关性分析法，研究打叶复烤过程中烟叶常规化学成分、物理指标和质量指标与出片率的关系，结果表明，不同部位烟叶常规化学成分、物理指标和质量指标与出片率的显著水平与相关系数不同，这能为设计具有各自部位特色的打叶复烤工艺，提高烟叶出片率提供指导。

打叶复烤;出片率;相关性分析

打叶复烤是烟叶从投入原料到产出成品的一个连续制造过程，在这个制造过程中除了产品质量以外，出片率是加工企业最为关注的经济技术指标。根据国家烟草专卖局科教司和烟叶生产购销公司编制的《烟叶打叶复烤工艺规范》规定，出片率是指烟叶原料经过打叶复烤后，成品片烟标准重量占净投料烟叶标准重量的百分比。影响打叶复烤出片率的因素主要为:来料物理特性，打叶设备型号与性能，打叶过程的工艺参数。目前国内对于出片率的研究主要集中在打叶过程的参数优化［1－3］，对于烟叶性质、打叶过程质量指标与出片率的关系研究较少。作者通过对不同等级烟叶常规化学成分、物理特性以及打叶复烤过程中的质量指标与出片率的相关性分析，旨在为提高打叶质量，提高出片率提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为2009年度湖南省张家界、吉首、龙山、永顺产的50个不同烟叶样本，其中上部烟叶等级样本15个，中部烟叶等级样本20个，下部烟叶等级样本15个。所有烟叶样本由湖南省湘西鹤盛原烟发展有限责任公司提供。

实验仪器有CA24型叶片振动分选筛 (北京长征高科技公司)、CA14型叶含梗检测机 (北京长征高科技公司)、MT-C水分测定仪 (Brabender公司)，Matrix-Ⅰ型近红外光谱仪 (德国Bruker公司生产);旋转式粉碎机 (北京长征高科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 物理特性指标检测

单叶长度 (cm)、单叶宽度 (cm)、单叶重(g)分别为随机抽取50片烟叶的平均长度、平均宽度和平均质量。测定之前每一烟叶样品平衡含水率为 16% ～18%［4］。

烟片结构、叶中含梗、梗中含叶、长梗率，含水率取样，检测方法按《打叶复烤工艺规范》执行。

叶面密度(g·m－2):随机抽取10片含水率为15%左右的烟叶，每片烟叶任取1个半叶，沿着半叶的叶尖、叶中及叶基部等距离取5个点，用圆形打孔器打5片直径为15 mm的圆形小片放在水分盒中，在100℃条件下烘2 h，冷却30 min后称重，计算叶面密度。

原始出片率 (%):随机抽取20片烟叶，平衡含水率到16.5%±0.5%，抽梗，然后称取烟片的重量，计算原始出片率。

1.2.2 常规化学成分分析

运用Matrix-Ⅰ型近红外光谱仪测定其常规化学成分 (还原糖、钾、氯、总氮、烟碱、总糖)含量。光谱扫描范围4 000～9 000 cm－1，分辨率8 cm－1，每个样品扫描64次 (约30 s)。采用Bruker公司OPUS6.5分析软件计算样品常规化学成分含量，定量分析模型由湖南中烟集团技术中心提供。

数据使用SPSS13.0统计分析。相关分析模块在评价指标之间进行双变量相关分析，双尾检测。相关系数|r|≥0.8，视为高度相关;0.5≤|r|＜0.8，视为中度相关;0.3＜|r|＜0.5，视为弱相关［5］。

2 结果与分析

表1为烟叶性质、质量指标与出片率的基本统计特征值。除打叶后叶含梗率、成品片烟叶含梗率、成品烟梗梗含叶率的偏度较大外，其余指标基本上符合正态分布。

2.1 常规化学成分与出片率

烟叶常规化学成分是烟叶在生长、采收、烘烤过程的内在物质积累，不同部位烟叶有着各自的特点，不同部位烟叶常规化学成分在一定范围内与烟叶打叶复烤过程中出片率有着一定的正或负的相关性。从表2看出，不同部位烟叶常规化学成分指标与出片率之间相关性不同。上部烟叶烟碱与出片率呈显著负相关，总糖、总糖比烟碱与出片率呈显著正相关;中部烟叶烟碱与出片率呈极显著正相关，总糖、总糖比烟碱与出片率呈极显著负相关;下部烟叶钾、烟碱与出片率呈显著负相关，总糖、总糖比烟碱呈极显著或显著正相关;其他常规化学成分在不同部位烟叶与出片率间不存在显著相关性。

从相关系数大小来看，烟碱、总糖以及总糖比烟碱与出片率的相关系数较大 (高度相关或中度相关)，表明烟碱、总糖与出片率的关系密切，下部烟叶钾与出片率弱相关。

表1 烟叶样品的物理特性及化学成分指标

表2 不同部位烟叶常规化学成分与出片率的相关系数

2.2 物理指标与出片率

烟叶物理指标是烟叶打叶复烤过程中打叶参数设计的基础。从表3看，不同部位烟叶物理指标与出片率之间相关性不同。上部烟叶单片宽度、单片重量、叶片密度与出片率呈极显著或显著负相关，原始出片率与出片率呈显著正相关;中部烟叶原始出片率、单片长度、单片宽度、单片重量、叶片密度与出片率呈极显著或显著正相关;下部烟叶原始出片率、单片重量、叶片密度与出片率呈极显著或显著正相关;其他物理指标在不同部位烟叶与出片率间不存在显著的相关性。从相关系数大小来看，上部烟叶原始出片率和叶片密度、中部烟叶原始出片率和叶片密度，下部烟叶原始出片率、单片重量和叶片密度与出片率中度相关，上部烟叶单片重量、中部烟叶单片长度和单片重量与出片率弱相关。

表3 不同部位烟叶物理指标与出片率的相关系数

通过对相关性分析可知，不同部位烟叶物理特性与出片率相关性不同，在打叶复烤过程中需对不同部位烟叶进行不同的加工参数设计，形成精细化、特色加工模式，提高烟叶出片率。

2.3 质量指标与出片率

从表4看，不同部位烟叶打叶过程质量指标与出片率之间相关性不同。上部烟叶打叶后大中片率、打叶后长梗率、成品片烟大中片率、成品烟梗长梗率与出片率呈极显著或显著负相关，打叶后烟梗中含叶率、成品烟梗梗含叶率与出片率呈极显著或显著正相关;中部烟叶打叶后大中片率、打叶后长梗率、成品片烟大中片率、成品烟梗长梗率与出片率呈极显著或显著正相关，打叶后梗中含叶率、成品烟梗梗含叶率与出片率呈极显著或显著负相关;下部烟叶打叶后大中片率、打叶后叶含梗率、成品片烟大中片率、成品片烟叶含梗率与出片率呈极显著或显著正相关，打叶后梗中含叶率、打叶后长梗率、成品烟梗长梗率、成品烟梗梗含叶率与出片率呈极显著或显著负相关;其他打叶过程质量检测指标在不同部位烟叶与出片率间不存在显著的相关性。

表4 不同部位烟叶打叶过程质量指标与出片率的相关系数

从相关系数大小来看，中部烟叶打叶后大中片率、下部烟叶成品片烟大中片率与出片率高度相关，上部烟叶成品烟梗梗含叶率、中部烟叶打叶后长梗率和成品烟梗梗含叶率、下部烟叶打叶后大中片率、打叶后叶含梗率和成品烟梗梗含叶率与出片率中度相关，上部烟叶打叶后大中片率、打叶后叶含梗率、打叶后长梗率、成品片烟大中片率和成品烟梗长梗率、中部烟叶成品烟梗长梗率、下部烟叶成品烟梗长梗率与出片率弱相关。

通过对不同部位烟叶打叶过程质量指标与出片率分析，不同部位烟叶不同的质量指标对于烟叶出片率的相关性不同。打叶复烤过程中进行质量指标检测，用以监控打叶复烤，根据不同部位等级烟叶质量指标与出片率的相关性，可建立各自部位烟叶加工过程的质量指标模式，达到优化生产，提高生产效率。