王鳳蘭 王 磊 謝益民 劉 敏

(1.湖北中煙技術(shù)中心重組煙葉應(yīng)用技術(shù)研究湖北省重點實驗室，湖北武漢，430040；2.湖北工業(yè)大學(xué)制漿造紙工程學(xué)院，湖北武漢，430068)

·煙梗纖維·

銨堿法預(yù)處理煙梗纖維提高造紙法煙草薄片品質(zhì)的研究

王鳳蘭1王 磊2，*謝益民2劉 敏1

(1.湖北中煙技術(shù)中心重組煙葉應(yīng)用技術(shù)研究湖北省重點實驗室，湖北武漢，430040；2.湖北工業(yè)大學(xué)制漿造紙工程學(xué)院，湖北武漢，430068)

采用銨堿法[CO(NH2)2和KOH]對煙梗纖維進行預(yù)處理，以改善煙梗纖維的物理性能，提高造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量。結(jié)果表明，在CO(NH2)2用量1.0%、KOH用量1.0%、處理溫度45℃和處理時間3.0 h條件下，煙梗基片的抗張指數(shù)、松厚度和柔軟度分別為32.8 N·m/g、2.89 cm3/g和37.3 mN，與未預(yù)處理煙?；啾确謩e提高了9.33%、16.5%和27.4%；卷煙感官評吸表明，與采用普通造紙法煙草薄片卷制的卷煙相比，經(jīng)上述銨堿預(yù)處理后的造紙法煙草薄片卷制的卷煙，感官評吸得分最高，比普通卷煙高1.9分。

煙梗；造紙法煙草薄片；銨堿法；感官評吸

(*E-mail:wanglei820117@163.com)

煙梗是原煙在打葉復(fù)烤過程中的產(chǎn)物，在原煙中的含量為25%～30%。與煙葉相比，煙梗的綜纖維素、木素和果膠的含量較高，總糖、總氮和煙堿的含量較低，香氣較弱，直接影響其在原料中的使用價值，最終會影響造紙法煙草薄片的品質(zhì)，如雜氣增加等[1- 6]，因此，有必要對煙梗原料或其漿料進行必要的預(yù)處理。

目前在造紙法煙草薄片的生產(chǎn)中多采用在煙梗提取液中加入堿性物質(zhì)或采用生物酶的方法對煙梗進行處理，但這些方法受時間和環(huán)境等因素的局限，影響處理效果；而在貯藏期多采用人工發(fā)酵或生物酶處理法，但該法存在環(huán)境要求比較苛刻、處理時間長等缺點[7- 8]。目前尚未見對煙梗漿料進行預(yù)處理的研究報道。

本實驗以疏解后的煙梗纖維為原料，采用銨堿法對煙梗纖維進行預(yù)處理，即采用尿素[CO(NH2)2]和堿性化合物(KOH)協(xié)同處理，以達到改善煙梗纖維物理性能和煙草薄片感官質(zhì)量的目的，提高造紙法煙草薄片的品質(zhì)。

1 實 驗

1.1 實驗原料與儀器

煙梗由湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供；CO(NH2)2、KOH，分析純，國藥集團提供。

KRK 2500-II高濃盤磨，日本KRK公司；RK-3A凱塞法抄片器，德國BTG公司；L&W抗張強度測試儀、L&W挺度測定儀、L&W厚度測定儀，美國ABB公司；恒溫水浴鍋等。

1.2 實驗方法

首先，將水洗滌后的煙梗在高濃盤磨上進行解纖處理(磨盤間距為0.5 mm，解纖1次)；然后進行銨堿預(yù)處理，煙梗纖維濃度控制在(10±1)%；銨堿預(yù)處理后的煙梗纖維經(jīng)過提取、固液分離(提取溫度(65±5)℃，料液比1∶3.75，時間40 min)；隨后進行煙梗纖維的磨漿處理，磨漿至(30±2)°SR，磨漿后煙梗漿料制備成定量為(65±2)g/m2的煙?；?，檢測煙梗基片物理性能并進行煙草薄片感官質(zhì)量評吸，確定最佳銨堿法預(yù)處理煙梗纖維的工藝條件。銨堿預(yù)處理時，以CO(NH2)2的用量、KOH用量、處理溫度和處理時間為影響因素，進行正交實驗(見表1)。

表1 正交實驗設(shè)計表

1.3 煙?；锢硇阅軝z測

抗張強度按照GB/T 453—2002進行測定；松厚度按照GB/T 451.3—2002進行測定；柔軟度按照GB/T 8942—2002進行測定。

2 結(jié)果與討論

煙梗纖維按正交實驗設(shè)計進行銨堿法預(yù)處理并抄造基片，其結(jié)果如表2所示。正交實驗分析結(jié)果如表3～表7所示。

2.1 煙?；箯堉笖?shù)的正交分析結(jié)果

由表3可以看出，對煙?；目箯垙姸葋碚f，影響因素的主次關(guān)系依次是KOH用量、CO(NH2)2用量、處理溫度和處理時間，其最佳水平組合是A2B3C3D4，即對煙梗纖維的預(yù)處理條件為：CO(NH2)2用量1.0%、KOH用量2.0%、處理溫度45℃和處理時間3.0 h。

表2 銨堿法預(yù)處理煙梗漿料的正交實驗結(jié)果

表3 煙?；箯堉笖?shù)的正交分析結(jié)果

根據(jù)上述正交實驗的最佳處理條件，進行驗證實驗，表4為抗張強度最優(yōu)時，煙梗纖維經(jīng)此條件下銨堿預(yù)處理后，所抄煙梗基片的物理性能。由表4可知，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能(柔軟度值越小，其柔軟性能越好)與煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理所抄煙?；啾龋謩e提高了15.3%、10.5%和21.0%。

表4 銨堿法預(yù)處理后煙?；奈锢硇阅?/p>

2.2 煙?；珊穸鹊恼环治鼋Y(jié)果

由表5可以看出，對煙梗基片的松厚度來說，影響因素的主次關(guān)系依次是KOH用量、CO(NH2)2用量、處理溫度和處理時間，其最佳水平組合是A2B2C3D4，即對煙梗纖維的預(yù)處理條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時間3.0 h。

表5 煙?；珊穸鹊恼环治鼋Y(jié)果

表8 卷煙感官質(zhì)量評吸結(jié)果 分

注 煙草薄片的制備條件：木質(zhì)纖維20%，煙梗末70%，CaCO310%，煙草薄片定量100 g/m2(煙草提取液涂布量為35 g/m2)。

根據(jù)上述正交實驗的最佳處理條件，進行驗證實驗，表6為松厚度最優(yōu)時，煙梗纖維經(jīng)此條件下銨堿預(yù)處理后，所抄煙?；奈锢硇阅?。由表6可知，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能與煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理所抄煙?；啾?，分別提高了9.3%、16.5%和27.4%。這是由于采用銨堿法預(yù)處理煙梗纖維時，可以使煙梗細胞壁中的木素、半纖維素等高分子物質(zhì)和果膠等大分子物質(zhì)有一定程度的轉(zhuǎn)化，從而改善煙梗的細胞壁結(jié)構(gòu)，同時果膠等大分子物質(zhì)的存在，共同導(dǎo)致煙?；乃珊穸扰c未經(jīng)預(yù)處理的基片相比有一定程度的提高。

2.3 煙?；彳浂鹊恼环治鼋Y(jié)果

由表7可以看出，對煙?；娜彳浶阅軄碚f，影響因素的主次關(guān)系依次是KOH用量、CO(NH2)2用量、處理溫度和處理時間，其最佳水平組合是A2B2C3D4，即對煙梗漿料的處理條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時間3.0 h。在此條件下，進行驗證實驗，結(jié)果如表6所示，煙梗基片的抗張指數(shù)、松厚度和柔軟性能與未經(jīng)預(yù)處理基片相比，分別提高9.33%、16.5%和27.4%。

表6 銨堿法預(yù)處理后煙?；奈锢硇阅?/p>

表7 煙?；彳浂鹊恼环治鼋Y(jié)果

2.4 卷煙感官評吸

選擇煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理的造紙法煙草薄片(簡稱“煙草薄片Ⅰ”)、抗張強度最優(yōu)銨堿預(yù)處理煙梗纖維煙草薄片(簡稱“煙草薄片Ⅱ”)、松厚度和柔軟度最優(yōu)銨堿預(yù)處理煙梗纖維煙草薄片(簡稱“煙草薄片Ⅲ”)分別卷制卷煙進行感官評吸[9-11]，結(jié)果見表8。由表8可知，煙草薄片Ⅲ得分最高為93.6，比煙草薄片Ⅰ高1.9分，因此，銨堿法預(yù)處理煙梗纖維的最佳條件為CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時間3.0 h。即銨堿法預(yù)處理后煙草薄片能在一定程度上改善煙梗纖維產(chǎn)生的刺激性、雜氣，有增加余味及諧調(diào)、豐富煙香的作用。

3 結(jié) 論

采用銨堿法對煙梗纖維進行預(yù)處理，通過正交實驗優(yōu)化處理條件，以改善煙梗纖維的物理性能、提高造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量。

3.1 煙梗基片抗張強度最優(yōu)時，銨堿預(yù)處理煙梗纖維最佳條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量2.0%，處理溫度45℃和處理時間3.0 h。在此條件下，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能與空白樣品相比，分別提高15.3%、10.5%和21.0%。

3.2 煙?；珊穸群腿彳浶阅茏顑?yōu)時，銨堿預(yù)處理煙梗纖維最佳條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時間3.0 h。在此條件下，煙梗基片的抗張指數(shù)、松厚度和柔軟性能與空白樣品相比，分別提高9.33%、16.5%和27.4%。3.3 由卷煙感官評吸結(jié)果可知，銨堿法預(yù)處理煙梗纖維最佳條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時間3.0 h。此條件下，煙草薄片的感官評吸得分最高為93.6，比煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理抄造的煙草薄片感官評吸高1.9分。

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(責(zé)任編輯：董鳳霞)

Urea and Potassium Hydroxide Pretreatment of Tobacco Stem Fiber to Improve the Quality of Reconstituted Tobacco

WANG Feng-lan1WANG Lei2,*XIE Yi-min2LIU Min1

(1.HubeiKeyLabofAppliedResearchInstituteofReconstitutedTobacco,TechnologyCenterofHubeiTobacco,Wuhan，HubeiProvince, 430040； 2.SchoolofPulp&PaperMakingEngineering,HubeiUniversityofTechnology,Wuhan,HubeiProvince, 430068)

Urea and potassium hydroxide were used to pretreat the tobacco stems pulp in order to improve the quality of the reconstitued tobacco. The optimum pretreatment conditions were as following: urea 1.0%, potassium hydroxide 1.0%, treatment temperature 45℃, treatment time 3.0 h. Under the condition, the tensile strength, the bulk and the softness of the tobacco stem paper were 32.8 N·m/g, 2.89 cm3/g and 37.3 mN, increased 9.34%, 16.5% and 27.5% compared with the control sample respectively. At the same time, smoking experience of the treated reconstitued tobacco indicated that its offensive odor and the stimulation were lower, the aroma and harmony increased compared with the normal reconstitued tobacco.

tobacco stem; reconstitued tobacco; urea and potassium hydroxide; smoking

王鳳蘭女士，工程師；主要從事重組煙葉工藝技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)方面的工作。

2013- 09- 23(修改稿)

國家自然科學(xué)基金資助項目(31070521，30901140)。

TS721+. 4

A

0254- 508X(2014)02- 0040- 04

*通信作者：王 磊先生，E-mail:wanglei820117@163.com。