AOTF-NIR快速检测再造烟叶涂布液主要化学指标

为了快速检测造纸法再造烟叶涂布液的化学品质,采用声光可调近红外光谱(AOTF-NIR)技术在模拟生产温度(70℃)下采集了89个再造烟叶涂布液样品的漫透射光谱,连续流动分析法测定了这些样品的烟碱、总糖、还原糖、氯离子及钾离子含量,采用偏最小二乘法(PLS)将样品的光谱数据与其烟碱、总糖、还原糖、氯离子及钾离子含量测定值拟合,建立了预测再造烟叶涂布液烟碱、总糖、还原糖、氯离子及钾离子含量的NIR模型,并用随机挑选的16个样品验证了这些模型的预测能力.结果表明,烟碱、总糖、还原糖、钾离子和氯离子模型预测的平均相对偏差分别为2.01％,1.71％,1.75％,1.83％和1.68％,RSD各为1.44％,0.95％,1.12％,0.91％,0.51％.结论,AOTF-NIR法可用于再造烟叶涂布液烟碱、总糖、还原糖、钾离子和氯离子含量的快速检测.     

近红外透射法预测再造烟叶中的5种主要化学成分

为了解近红外(NIR)透射法预测再造烟叶中烟碱、总糖、还原糖、总氮和钾含量的可行性,以100个有代表性的再造烟叶样品作为模型校正集,15个样品为验证集,通过偏最小二乘法(PLS)建立了这5种成分的NIR透射模型,并对模型的预测效果和重复性进行评价.结果表明:①烟碱、总糖、还原糖、总氮和钾NIR透射模型的相关系数分别为0.9268、0.9575、0.9252、0.8024和0.9665;除烟碱外,总糖、还原糖和总氮模型平均相对预测偏差均低于5%,钾的模型平均绝对预测偏差低于0.20;5种化学成分模型的预测相对标准偏差都低于5%;②NIR透射模型的预测精确度比漫反射法略低.NIR透射法适合于批量再造烟叶样品中烟碱、总糖、还原糖、总氮和钾含量的快速分析.     

造纸法再造烟叶使用方式对其利用率和卷烟理化指标的影响

为提高造纸法再造烟叶的有效利用率,在气流和薄板两种干燥条件下,对造纸法再造烟叶采用片掺配和丝掺配两种使用方式时的有效利用率、所卷制卷烟的感官质量、常规化学成分和批内焦油、烟碱的波动情况进行了试验分析。结果表明:①在气流干燥条件下,采用丝掺配使用方式时,造纸法再造烟叶的有效利用率由片掺配时的80.8%提高到93.1%;在薄板干燥条件下,采用丝掺配使用方式时,造纸法再造烟叶的有效利用率由片掺配时的89.8%提高到93.3%;②造纸法再造烟叶使用方式由片掺配变为丝掺配后,烟丝中的水溶性糖、还原糖明显降低,卷烟烟气焦油量明显降低,但批内焦油波动明显增大;两种使用方式时卷烟的感官质量存在明显差异。     

声光可调-NIR法预测烟草中的总烟碱、总糖、还原糖和总氮

采用声光可调(AOTF)-近红外光谱(NIR)仪和Unscrambler化学计量学光谱分析软件,通过旋转扫描的方式测定了534个不同年份、不同地区、不同等级国产烤烟烟叶样品的NIR,采用PLS1建立了测定烟草中总烟碱、总糖、还原糖和总氮的校正模型,并用这些模型对41个未知烤烟烟叶样品进行了预测。结果表明:总烟碱、总糖、还原糖和总氮含量的NIR预测模型的决定系数R2分别为0.9869、0.9851、0.9733和0.9721,预测的平均相对偏差分别为4.21%、2.23%、2.91%和3.60%。AOTF-NIR技术适用于烟草中总烟碱、总糖、还原糖和总氮含量的快速分析。     

特定真菌在造纸法再造烟叶中的应用研究

为了合理调节造纸法再造烟叶中化学成分之间的组成关系,提高再造烟叶的品质,利用特定的C2真菌微生物对原料萃取浓缩液进行处理,并对处理后的浓缩液及再造烟叶中的植物碱、总糖、还原糖、总氮进行分析测定,结果表明C2真菌处理能明显降低萃取浓缩液中总糖、还原糖的含量,使得再造烟叶中糖/碱、糖/氮趋于更合理,再造烟叶经感官评吸测试表明,C2真菌处理后明显改善了再造烟叶卷烟香气质量,减少了卷烟的杂气和刺激性。     

氯离子含量对再造烟叶燃烧性的影响

为研究再造烟叶中氯离子含量对再造烟叶燃烧性能的影响,采用同一地区不同浓度氯离子含量的烟梗制备烟草薄片,对烟草薄片的常规化学成分、燃烧性能以及抽吸品质进行分析。结果显示:各样品间总糖、还原糖含量差异不显著,氯离子含量差异显著;氯离子含量在0.60~1.04%之间,其含量与薄片切条燃烧速率和纯薄片卷烟阴燃速率相关性均不显著,且氯离子含量在0.60~1.04%之间对再造烟叶燃烧性影响亦不明显。     

烤烟化学指标和平衡含水率间的关系

为了解烤烟烟叶各项化学指标与其吸湿性间的关系,检测了76种国内外烤烟烟叶样品的吸湿、解湿平衡含水率、总糖、还原糖、总氮、烟碱、氯、钾、pH,并对检测数据进行了简单相关分析、灰色关联度分析和典型相关分析.结果表明:①烤烟烟叶的吸湿、解湿含水率与其总糖、还原糖、pH达到极显著正相关,与钾达极显著负相关,吸湿含水率与总氮达极显著负相关,解湿含水率与总氮达显著负相关,吸湿、解湿含水率与烟碱、氯之间的关系均不显著;②烤烟烟叶的吸湿和解湿含水率与其各化学指标的灰色关联度从大到小的顺序均为总糖、还原糖、pH、氯、烟碱、总氮、钾;③烟叶化学指标对典型变量的载荷量大小顺序为总糖、pH、还原糖、烟碱、氯、钾、总氮.烤烟烟叶的总糖、还原糖含量及pH与其吸湿性间的关系最密切,烟碱、总氮、氯、钾含量也能从一定程度上反映或影响吸湿性.     

江西烤烟主要化学特性的适宜性评价和聚类分析

为研究江西烤烟品质特征和区域特点,对江西省16个县烤烟烟叶的主要化学特性进行了检测、评价和聚类分析.结果表明:①江西烤烟烟叶钾、磷、烟碱、钾氯比、还原糖、两糖比等化学特性符合优质烤烟烟叶要求的样本比例分别为100％,89.03％,87.10％,90.32％,67.10％和61.29％,钾含量均在2％以上,烟碱均在3.5％以下,主要化学特性均较适宜和协调.②烟叶总氮、烟碱、还原糖、钾含量、糖碱比等在部位间差异显著,符合部位分布一般规律.③安福、会昌、永丰、泰和、乐安、峡江等6县烟叶可聚为一类,此类烟叶还原糖、糖碱比、两糖比较高,烟碱含量较低;赣县、资溪、兴国3县可聚为一类,此类烟叶总氮、烟碱含量、两糖比较高,糖碱比较低;广昌、石城、信丰、黎川、瑞金、宁都、宜黄等7县可聚为一类,此类烟叶还原糖、两糖比较低,其它化学特性中等.江西烤烟主要化学特性具有明显区域性特点.     

造纸法再造烟叶氨基酸、Amadori化合物含量分析及工艺影响研究

氨基酸、Amadori化合物与造纸法再造烟叶感官品质密切相关,本文研究国内外代表性造纸法再造烟叶产品中氨基酸、Amadori化合物含量差异,并结合再造烟叶生产过程中氨基酸、Amadori化合物含量变化趋势分析,以指导国产造纸法再造烟叶工业控制。研究结果表明,国内外造纸法再造烟叶产品中氨基酸、Amadori化合物含量有较明显差异,国外产品中氨基酸含量最低,其总量分别仅为烟叶、国产产品均值的46.83%、73.52%,而Amadori化合物中Fru-Leu、Fru-Val、Fru-Ile、Fru-Tyr、Fru-Amb含量高于烟叶和国内产品。结合国产造纸法再造烟叶生产工艺分析,提取、净化过程中氨基酸、Amadori化合物分别损失66.32%、74.24%,但浓缩过程中氨基酸、Amadori化合物含量分别增加了48.05%、76.49%,原料中氨基酸、Amadori化合物产品转移率分别为51.87%、47.12%。因此国产造纸法再造烟叶产品氨基酸、Amadori化合物的调控应重点关注提取、浓缩过程控制。     

烟叶原料对卷烟主流烟气水分的影响

为了解烟叶原料对卷烟主流烟气水分的影响,对云南不同地区生产的98个不同等级的K326、红花大金元、云烟85和V2烟叶样品的总糖、还原糖、总氮、钾离子、氯离子和主流烟气水分的检测数据进行了统计分析。结果表明:①K326、红花大金元、云烟85烟叶主流烟气水分差异不大,平均为3.7 mg/支,V2品种烟叶主流烟气水分平均为2.5 mg支/;②同一品种,上部烟叶主流烟气水分中部烟叶下部烟叶;③同一品种不同产地烟叶主流烟气水分有一定差异,但差异小于部位,尤其是上、中部与下部;④主流烟气水分与烟叶的总糖、还原糖、钾离子负相关,与总氮正相关,与氯离子不相关。     

类芽孢杆菌发酵原料浸提液提升再造烟叶品质

为提升再造烟叶品质,利用烟草中分离的类芽孢杆菌制备静息细胞,对再造烟叶原料浸提液进行发酵处理;采用连续流动分析、气质联用仪（GC-MS）、热裂解-气相色谱质谱（Py-GC/MS）等方法,测定了发酵过程中浸提液中蛋白质、还原糖、氨基酸含量变化;分析了其主要挥发性香味成分;并利用发酵浸提液浓缩涂布制备再造烟叶样品,进行热裂解产物分析和感官评价。结果表明:①发酵浸提液和对照组中的蛋白质、还原糖含量在5 h内持续减少,而氨基酸含量先增高后降低,且发酵浸提液的蛋白质、还原糖含量低于对照,氨基酸含量高于对照;②发酵液中香味物质种类和总量较对照组均有所增加,其中糠醛、糠酮等致香组分增幅明显;③对比再造烟叶裂解产物,发现发酵浸提液浓缩后涂布样品裂解产生的γ-丁内酯、2,3-二氢-5-甲基呋喃、糠醛等典型烟气致香组分提高;④发酵液浓缩后涂布的再造烟叶样品感官品质较对照样品明显提升。利用类芽孢杆菌发酵烟草浸提液,对于提升再造烟叶的感官品质具有促进作用。      

水分、温度和检测光程对在线近红外光谱法测定结果的影响

为提高在线近红外(NIR)光谱仪在制丝线测定烟丝样品常规化学成分的准确度,在实验室模拟在线采集了烟丝样品不同含水率和温度条件下的近红外吸收光谱图,以及不同检测光程下同一个烟丝样品的近红外吸收光谱图,用数学模型预测了烟丝样品不同含水率、温度及不同检测光程下烟丝样品的烟碱和总糖值,并将预测值和化学实测值进行了对比分析.结果表明:①在实验范围内,随着烟丝样品含水率、温度的升高及检测光程的减小,在线NIR测定结果的相对误差有增大的趋势;②在线NIR光谱仪检测烟丝样品的最佳条件:含水率为12％～13％,温度为25～30℃,检测光程为16～20 cm.     

在线固相萃取-离子色谱法测定再造烟叶浆料中的17种有机酸

为测定再造烟叶浆料中有机酸的浓度,利用过滤、离心、在线固相萃取净化和浓缩样品,通过离子色谱阀切换、二元梯度泵清洗再生净化柱,高压泵分离AS11-HC离子色谱柱中的有机酸,建立了同时测定再造烟叶浆料中17种有机酸的在线净化离子色谱法。结果表明:①17种有机酸在0.5~10.0 μg/mL范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法检出限为0.002~0.400 μg/mL,定量限为0.010~0.900 μg/mL。②在2、4、6 μg/mL 3个加标水平的平均回收率为90.5%~117.1%,相对标准偏差为0.4%~4.4%。17种有机酸日内、日间测定结果的变异系数分别在0.59%~2.57%、0.72%~4.80%之间。该方法操作简便、可靠、重复性好,可用于再造烟叶浆料中有机酸的测定。      

生物制备全烟草组分再造烟叶及结构特性分析

为开发高性能加热卷烟用再造烟叶,利用烟草生物发酵获得的细菌纤维素(BC)及其发酵过程中的烟草浸提液和烟草滤渣,混合制备了基于全烟草组分的BC重组再造烟叶; 并将其与市售3种典型加热卷烟再造烟叶进行了对比,从外观形貌、微观结构、主要化学成分、热重性能、热裂解香味产物等方面进行了系统分析。结果表明:①BC重组再造烟叶具有良好的成型性,样品外观均匀,物理指标与市售产品中稠浆法再造烟叶接近; ②对比市售3种典型再造烟叶,BC重组再造烟叶具有相似的红外吸收特征峰,但是扫描电镜显示,BC重组再造烟叶结构致密,BC纤维直径分布在43.68~75.80 nm之间; ③BC重组再造烟叶总吸热量最大,为9.52 J·g-1; ④BC重组再造烟叶的水溶性总糖含量为6.17%,烟碱含量达13.17 mg·g-1,热裂解释放香味物质种类高达45种,其中酮醛类致香物质释放量明显高于对比样品。      

烤烟醇化过程糖碱比、氮碱比的GM(1,1)灰色预测模型

为了指导配方打叶的配方模块设计,利用灰色理论建立了烤烟醇化过程糖碱比GM（1,1）灰色模型、糖碱比新陈代谢GM（1,1）灰色模型、氮碱比GM（1,1）灰色模型、氮碱比指数平滑GM（1,1）灰色修正模型和氮碱比对数GM（1,1）灰色修正模型。模型检验结果表明,建立的各种糖碱比、氮碱比模型都有意义,而且可用作中、长期预测。糖碱比灰色模型精度较高,两种模型精度分别达到了98.37%和99.73%;氮碱比灰色模型通过指数平滑和对数修正后,模型精度分别达到了93.56%和88.52%。     

不同类型的加热卷烟原料性能比较

  目的  为开发适用于加热卷烟烟支用原料,掌握不同制造工艺原料的物理化学特性的区别。  方法  通过收集不同的加热卷烟原料样品,采用光学显微镜法、差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry, DSC）、热重红外联用（TG-IR）和裂解气相色谱质谱联用（Py/GC-MS）分析了加热卷烟原料叶丝结构及热性能。  结果  ① 光学显微镜照片显示加热卷烟用原料烟叶叶丝表面湿润,辊压法和稠浆法再造烟叶丝结构紧密,干法造纸法造纸法叶丝结构呈多孔疏松,湿法造纸法再造烟叶丝纤维结构明显,结构略疏松;②热性能分析表明叶丝、辊压法和稠浆法再造烟叶丝在50℃~400℃温度区间吸热量为（1023±150）J/g、（1280±200）J/g和（1190±180）J/g,较其它再造烟叶丝样品低,吸热量小反映了样品需要较少的外源能量即可达到目标温度;③热重红外联用和裂解气相色谱质谱联用结果表明不同工艺下的加热卷烟原料逸出气体的主要成分差别不大,主要为甘油、二氧化碳和烟碱等,稠浆法样品相较其它样品而言,在200℃~400℃下物质释放更稳定。  结论  烟丝、辊压法和稠浆法再造烟叶丝较干法和湿法再造烟叶丝结构更为致密,单位质量升高相同温度时吸热量更低,在烟支制造过程中提高发烟段原料填充量及节约加热烟具能量等方面具有优势。      

几种烟草薄片的性能及热裂解产物分析

本研究对10种烟草薄片样品(9种国产,1种进口)的化学组分首次进行全面系统的分析和对比。结果表明,烟草薄片的化学组分(热水抽出物含量、总糖含量、还原糖含量、总植物碱含量、总氮含量和灰分含量)存在不同程度的差异,因此其相应的热失重特性和热裂解成分存在差异。利用热重/差示扫描量热法对烟草薄片样品在空气氛围下的质量损失特性进行了分析和对比,研究表明,10种烟草薄片各个阶段的质量损失差别不大,但质量损失对应的温度及最大质量损失速率不同,最终生物炭收率差别较大(8.52%~18.09%);利用热裂解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)技术分析了烟草薄片样品的热裂解特性,在对热裂解产物进行全面分析的基础上,筛选出了其中的关键致香成分(3-甲基-1,2-环戊二酮、D-柠檬烯、正十六酸、2-甲氧基苯酚、丙三醇、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚和亚麻油酸)和有害成分(丙酮、对甲苯酚、醋酸、甲苯和苯酚)。     

不同预处理方法对烟草近红外光谱预测模型的影响

采用基线校正、去卷枳、一阶微分、二阶微分、主成分回归(PCR)和偏最小二乘(PLS)法对198个烟叶样品的近红外光谱和总糖、还原糖、总烟碱含量数据进行了处理,建立了相应的总糖、还原糖和总烟碱校正模型,并将这些模型的回归参数作了比较。结果表明:①二阶微分处理光谱建立的模型的相关系数比基线校正、去卷枳、一阶微分预处理法建立的模型的高,而其相对偏差比基线校正、去卷枳、一阶微分法的低;②PLS算法建立的定量分析模型比PCR算法的好。