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烤烟抗破碎指数最佳试验条件的测定卫盼盼1，于建军1*，杜阅光2，崔登科2，陈红丽1，代惠娟3，叶贤文1（1河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，郑州市文化路95号450002，2天昌国际烟草有限公司，河南许昌461000；3河北中烟工业公司，石家庄市工农路360号050051）摘要：以河南平顶山中烟100为试材，验证了用烟叶抗破碎指数评价烟叶抗破碎性的可行性和稳定性，通过十个相对湿度梯度和正交试验，分析总结出烟叶抗破碎指数的最佳测定条件。结果表明：抗破碎指数的最佳测定条件为，烟叶在T=（22±1）℃，RH=（85±2）%的条件下平衡水分48h，称取3g烟片粉碎3s后过φ1.0mm的筛网。关键词：烤烟；抗破碎指数；最佳测定条件中图分类号：TS411.1文献标识码：A文章编号：ResearchontheoptimumConditionofFlue-curedTobaccoShatterResistanceIndexYuJian-jun1,WeiPan-pan1,DuYue-guang2，CuiDeng-ke2,ChenHong-li1,DaiHui-Juan3,YeXian-wen1（1.HenanAgriculturalUniversity,NationalTobaccoCultivation&Physiology&BiochemistryResearchCenter,Zhengzhou450002,Henan,China;2TianchangInternationalTobaccoCo.Ltd.，Xuchang461000,China;3.HebeiBranchofChinaTobaccoIndustrialCorporation,Shijiazhuang050051,Hebei,China）Abstract:TheZhongYan100ofPingDingshanwastakenasexperimentalmaterial,inordertoverifythefeasibilityandstabilityofevaluatingtobaccoshatterresistancebyShatterResistanceIndex.Theoptimumtestconditionoftobaccoresistanceindexwasanalyzedby10relativehumiditygradienttestsandorthogonaltests.Theresultsindicatedthat:theoptimumconditionoftobaccoshatterresistanceindexwasthat,tobaccoleafwasequilibriummoisture48hintheconditionofT=（22±1）℃，RH=（85±2）%,weighed3gtobaccoleaf,smashed3s,andsiftedthroughφ1.0mm.Keywords:flue-curedtobacco;shatterresistanceindex;theoptimumcondition烟草是特殊的农产品，以对叶片加工处理来实现其经济价值的。烟叶在储藏、运输及工业加工过程中不可避免的会受到挤压、切割、撞击、摩擦、撕裂等不同程度不同方向的机械外力的作用，尤其是在在打叶复烤加工过程中，难免会产生一些造碎，成为碎末和碎片，这大大降低了烟叶的可用性，影响烟草企业的经济效益[1]。对于已经进入复烤企业的烟叶来说，如何降低其造碎，最大程度的实现其工业价值，是企业长期以来比较重视的问题之一。目前，针对降低烟草的破碎，研究重点已经从如何在加工过程中降低烟叶的破碎率[2~7]，转向了减少烟叶在新机器应用中的造碎[8~10]。烟叶的造碎不仅与其自身内在的化学物质有关，还受外界因素的影响，如烟叶加工过程中的周围环境温湿度[11~13]，加工机械的工艺参数[14~16]等。对于烟叶的抗破碎性虽然在烟草教材及相关参考文献中经常提到，但也只是通基金项目：河南省烟草专卖局资助项目作者简介：于建军（1957-），学士，教授，河南农业大学烟草学院烟草加工系，从事烟草化学和烟草加工工艺研究。E-mail:yujj5655@163.com收稿日期：过眼观、手摸得出的一个模糊的概念，而对烟叶抗破碎性的测定方法以及如何评价这一重要因素，在国家标准及ISO标准中一直是个空白。本文从实验室条件出发，验证了用烟叶抗破碎指数评价烟叶抗破碎性的可行性和稳定性，找出测定烟叶抗破碎指数的理论最佳条件，为以后的进一步理论研究提供参考，也为以后的打叶实际生产提供指导。1材料与方法1.1试验材料材料：选自2008年平顶山烤烟烟叶，品种为中烟100，等级B2F、C3F、X2F。仪器：m307996微型植物粉碎机，筛网孔径（φ3.0mm、φ2.5mm、φ2.0mm、φ1.0mm），LRH-150-S恒温恒湿培养箱；1.2试验设计为方便试验数据的记载与分析，提出烟叶的抗破碎指数定义为：在一定试验条件下，未通过筛孔的烟叶质量占样品质量的百分比。1.2.1可行性实验方法设计烟叶回潮后取15片，分别在叶尖、叶中、叶基（尽量避开主脉和支脉）裁2cm×1cm的烟片，将烟片放置于T=（22±1）℃，RH=（50±2）%、（65±2）%、（85±2）%的环境中平衡水分48h，后称取10g烟片放入粉碎机，粉碎5s后，将烟样用不同型号筛网过筛，分别对未过筛烟样称重，抗破碎指数较大的烟叶抗破碎能力较强，反之，则较差。通过对上中下三部位烟叶的抗破碎指数比较与实际生产的吻合程度来验证试验的可行性。1.2.2重现性实验方法设计烟叶回潮后取15片，分别在叶尖、叶中、叶基（尽量避开主脉和支脉）裁2cm×1cm的烟片，将烟片放入环境温湿度为T=（22±1）℃，RH=（65±2）%的恒温恒湿箱中平衡水分48h，后称取10g烟片放入粉碎机，粉碎5s后过4种不同型号筛网测定烟叶的抗破碎指数。对1~3三份烟叶样品进行重复性实验，每个烟样做3次平行测定，每次均进样5次取平均值，若3次平行测定的变异系数均小于5％，则表示本法测定烟叶抗破碎性的重复性较好。1.2.3最佳试验条件设计水分条件设计：将各规格烟叶放在T=（22±1）℃，RH=50、55、60、65、70、75、80、85、90、95%下平衡水分48h后称取10g烟片放入粉碎机，粉碎5s后过4种不同型号筛网，通过对比确定其最佳水分条件。最佳试验条件：烟叶重量A=3、5、7g，粉碎时间B=3、4、5s，筛网孔径=φ1.0mm、φ2.0mm、φ2.5mm做L9（34）正交表进行试验。2结果与分析2.1可行性试验通过对不同部位烟叶样品在不同相对湿度条件下抗破碎指数的测定，结果如下(表1)：表1不同部位、不同相对湿度下烟叶的抗破碎指数Table1Shatterresistanceindexofdifferentpositionindifferentrelativehumidity部位Position温度(℃)Temperature相对湿度(%)Relativehumidity过不同型号筛网烟叶抗破碎指数(%)ShatterResistanceIndexindifferentssizeφ3.0mmφ2.5mmφ2.0mmφ1.0mm上22±15032.0841.2752.1572.03中22±15046.0057.4567.8778.22下22±15025.4836.0349.0064.10上22±16529.7747.0059.4178.50中22±16550.0057.9868.3780.35下22±16522.3541.5656.1772.00上22±18538.0053.9364.4081.53中22±18553.0061.4771.8983.94下22±18530.7344.7359.3276.20由表1可知，在同一相对湿度条件下，烟叶抗破碎指数表现为中部＞上部＞下部。烟叶抗破碎性的大小与化学成分（总糖、还原糖、烟碱、总氮、苹果酸等）、细胞壁结构性生物聚合物（总细胞壁物质、纤维素、半纤维素、果胶、木质素）和周围环境等密切相关[4]。烟叶吸湿性不同是烟叶抗破碎性差异的主要因素[17]，吸湿性较强的中部叶抗破碎性较好，吸湿性较差的下部叶抗破碎性较差。在同一湿度条件下，中部烟所含的细胞壁物质较大于上部，上部略大于下部，理论分析，烟叶的抗破碎性表现为中部＞上部＞下部。因此，试验的结果与实际经验和理论分析是相吻合的，可见采用抗破碎指数法测定烟叶的抗破碎性是可行的。2.2重复性试验利用平均数表示参数的集中趋势，标准差表示离散程度，变异系数表示稳定性。由表2可知，过4种不同型号筛网的3次平行测定值较为稳定，标准偏差较小，其变异系数均小于3％，说明试验数据很理想。结果表明用烟叶抗破碎性指数法测烟叶抗破碎性的数据具有重复性，是稳定的。表2烟叶抗破碎指数重复性试验Table2RepeatabilitytestofShatterResistanceIndex筛网孔径Screendiameter样品编号Samplenumber抗破碎指数测定值(%)ShatterResistanceIndex平均值Mean标准偏差SSD变异系数(%)variationcoefficientsφ3.0mm131.2331.7531.5231.5000.2610.827240.7941.0839.9840.6170.5701.404328.2429.0527.9528.4130.5702.007φ2.5mm143.3843.8142.9543.3800.4300.991256.9057.0355.9756.3360.6091.080339.0037.8538.4538.4330.5751.497φ2.0mm158.9457.6857.1957.9370.9031.558269.1268.9867.9768.6900.6270.913357.4555.3755.5056.1071.1652.077φ1.0mm177.9177.3976.7977.3630.5600.724282.5183.3382.9582.9300.4100.495369.9370.8871.5070.7700.7911.1172.3最佳试验条件2.3.1最佳水分条件烟叶是一种吸湿性很强的物料，在一定水分条件下保持一定的含水率[11]。烟叶的实际加工性能与烟叶性质以及环境湿度有很大关系。通过对湿度的调节，减少烟叶在加工过程中的造碎、提高烟叶原料利用率，对降低能源消耗具有非常重要的意义。本实验以中部叶为材料，分析在不同水分条件下烟叶的抗破碎性，用试验数据说明水分对烟叶抗破碎性的重要影响。表3不同相对湿度下烟叶含水率和抗破碎指数分析与比较Table3AnalysisontobaccomoisturecontentandShatterResistanceIndexindifferentrelativehumidity试验Test温度(℃)Temperature相对湿度(%)Relativehumidity含水率(%)Moisturecontent过不同型号筛网的烟叶抗破碎指数(%)ShatterResistanceIndexindifferentssizeφ3.0mmφ2.5mmφ2.0mmφ1.0mm122±1508.6346.8356.3267.7776.26222±1559.1848.8956.4067.7977.08322±16010.8349.1657.0667.9978.02422±16511.6149.6458.0168.3279.26522±17012.0950.1958.2268.6379.76622±17513.5950.2459.0069.9480.31722±18014.8451.0259.7370.4080.60822±18515.9053.0961.3571.6882.58922±19017.1353.1061.4