技术领域
本发明涉及一种烟叶生产环节提高烤烟上部烟叶品质的添加剂及方法，属于烟草领域。
背景技术
由于当前我国大部分烤烟上部烟叶存在叶片偏厚、组织结构紧密、烟碱含量偏高、还原糖及糖碱比低、内在化学成分不协调、烟气粗糙、劲头过大、生理冲击感强、含氮杂气与碱性气息突出、干燥感明显等质量缺陷，烤烟上部烟叶未能及时在卷烟产品中得到大幅利用，多年累积导致卷烟工业企业库存有相当规模的上部不适用烟叶原料。
现实的烤烟上部不适用烟叶库存压力迫使卷烟工业企业与其它院所学者加大了对提高上部烟可用性的栽培、调制、醇化与工艺处理等各方面技术研究。其中在调制、醇化与工艺处理方面的有关专利有：
红塔烟草(集团)有限责任公司白晓莉等发明了“一种提高低等级烟叶品质的复合添加剂和应用方法”。该复合添加剂由苯丙氨酸、麦芽低聚糖醇、苹果酸钾按重量比0.25～1.0:0.5～5.0:0.25～0.5混合后制成。其应用方法是先配置复合添加剂的溶液，添加至低等级烟叶后，在特定的温湿度条件下醇化特定时间。该发明的复合添加剂可以显著地提高低等级烟叶香气，降低杂气，有效地减少烟气对口腔的辛辣刺激，改善口感，显著地提高低等级烟叶的可用性。
红云红河烟草(集团)有限责任公司张玲等公开了“一种烟草保润剂及其应用”专利，其保润剂由碱金属盐、海藻提取物、天然保湿因子、氨基酸和多元醇组成，在加热条件下搅拌均匀后按0.5％～2％比例应用于烟丝、造纸法再造烟草、卷烟纸和嘴棒以及其他烟草制品上，能够具有明显保留烟丝水分，增加烟气湿润感，降低刺激，明显提高喉部舒适性。该公司者为等发明公开了“一种烟用复合酶添加剂及其制备方法和应用”专利，其利用现有的商品化酶制剂产品，结合烟叶的主要化学成分，通过单酶处理烟叶实验结果，按照合适比例组成复合酶添加剂用于烟叶的人工醇化发酵，认为复合酶添加剂明显提高中下等上部烟叶和中部烟叶的香气量，愉悦性等品质，杂气、刺激性等下降，烟气浓度和劲头减小，余味变得舒适。
川渝中烟工业公司李东亮等公开了“一种应用蒸汽爆破技术改善烤烟上部烟叶品质的方法”，其是将烤烟上部烟叶进行蒸汽爆破，对汽爆后的上部烟叶进行干燥，将干燥后的上部烟叶进入切丝膨胀工序后用于卷烟配方，认为该方法有效降低了烤烟上部烟叶中的总植物碱含量，增加了还原糖含量，减轻了上部烟叶的刺激性和劲头，使烤烟上部烟叶在卷烟配方中的使用比例从10％增加到15％，有效提高了上部烟叶的利用率。
丁峰发明了烤烟烟叶烘烤调质活化剂，在鲜叶入烤房之前，用农用喷雾器将活化剂溶液均匀喷雾到鲜叶上，三段式烘烤的变黄阶段，加速各种物质的转化，定色阶段又能抑制叶片物质的大量消耗，防止烤成黑烟，即可达到烘烤调质。
此外，还有一些学者进行了相关研究并发表了论文。如，程玉渊等为改善上部烟叶质量，在烘烤前对上部烟叶分别喷洒苹果酸、柠檬酸、蔗糖、硼酸和H2O2等5种化学物质，并对不同处理的烟叶外观质量、化学成分和评吸质量进行分析。结果表明，烤前喷洒这5种化学物质均能显著提高上部桔黄色烟叶所占比例；烤前喷洒苹果酸10g/杆烟和柠檬酸5g/杆烟对上部烟叶化学成分含量和评吸质量均无显著影响；烤前喷洒蔗糖20g/杆烟和硼酸2g/杆烟均增加了上部烟叶的香气量，提升了上部烟叶的质量档次；烤前喷洒H2O22mL/杆烟显著降低上部烟叶烟碱含量，显著提高上部烟叶中石油醚提取物总量，改善烟叶香气质，并提高烟叶的质量档次。闫克玉等利用化学试剂改善上部烟丝品质时发现双氧水能使香气质改善，香气量增加，刺激性和杂气减轻；乙酸能使香气质改善，香气量增加，烟气浓度和劲头减小，刺激性和杂气减轻，余味变好；磷酸氢二钾能使卷烟燃烧性增强，烟灰变白紧卷；双氧水、乙酸、磷酸氢二钾混合添加处理，效果更好，烟叶主要化学成分也发生一定程度的变化，水溶性总糖增加，总氮减少，烟碱减少，挥发酸增加，挥发碱减少。
从上述文献可以看出，许多烟草工作者正通过在烘烤调制、仓储醇化、切丝加工等各环节努力解决上部烟质量较差、利用率不高的问题，虽然这些方法均有一定效果，但前述专利方法仅采用外加物质或高温处理来掩盖或修饰已经入库的不适用烟叶质量缺陷，没有在烟叶生产环节提早介入，使得效果有限或实现能力(设备、物质使用许可)受限；程玉渊、闫克玉等学者采用的方法虽然考虑到上部烟化学成分特点而涉及到在上部烟上加糖或酸等来改善化学成分平衡，但没有考虑同时添加糖和酸，且所选的蔗糖在热解过程中带来刺激性，不适宜在烟草上直接添加使用；硼酸在目前卷烟生产中的许可受限。
发明内容
针对现有技术中对烤烟上部烟叶的处理方法存在的缺陷，本发明的一个目的是在于提供一种在烟叶生产环节中使用的添加试剂，在烤烟上部烟叶采摘前添加该添加剂，使烤烟上部烟叶在烘烤后外观无变化，而内在感官品质得到明显改善，该添加剂原料来源广、廉价，使用操作简单，满足推广使用。
本发明的另一个目的是在于提供一种在烟叶生产环节中通过添加添加剂，使烤烟上部烟叶在烘烤后外观无变化，但内在感官品质得到明显改善的方法；该方法操作简单，处理成本低，添加剂的作用一直延续到醇化完毕，提高了烤烟上部烟叶的卷烟配方使用价值。
本发明提供了一种烟叶生产环节提高烤烟上部烟叶品质的添加剂，该添加剂为pH在1～5之间的含单糖的酸性水溶液，其中，单糖的质量百分比浓度为2～15％。
本发明的添加剂还包括以下优选方案。
优选的添加剂中单糖为己糖和/或戊糖。
较优选的单糖为转化糖、葡萄糖、果糖、木糖中的一种或几种。单糖最优选为转化糖。
所述的转化糖可以通过以下方法制备得到：采用食用磷酸作为转化剂，将蔗糖溶于水，加入转化剂，在115℃～135℃条件下不断搅拌，使之颜色变成棕褐色即可。
优选的添加剂中含单糖的酸性水溶液中酸的成分为磷酸、苹果酸、柠檬酸、醋酸中的一种或几种。酸成分最优选为磷酸(食用级磷酸)。
优选的添加剂中含单糖的酸性水溶液酸成分的加入量为使含单糖的酸性水溶液的pH在1～5之间。
最优选的添加剂中含单糖的酸性水溶液pH为1.5～2.5。
本发明的添加剂的制备方法是：将单糖溶于水，再通过加酸调节至适当pH。
本发明还提供了一种烟叶生产环节提高烤烟上部烟叶品质的方法，该方法是在烤烟生长阶段，于中部烟叶采收后至上部烟叶采收前，将含单糖的酸性水溶液添加在烤烟上部烟叶表面后，按正常方法采收和烘烤。
本发明的烟叶生产环节提高烤烟上部烟叶品质的方法还包括以下优选方案：
优选的方案中单糖为己糖和/或戊糖；较优选为转化糖、葡萄糖、果糖、木糖中的一种或几种。最优选为转化糖。
优选的方案中含单糖的酸性水溶液pH为1～5；pH最优选为1.5～2.5。
优选的方案中含单糖的酸性水溶液中酸的成分为磷酸、苹果酸、柠檬酸、醋酸中的一种或几种。酸成分最优选为磷酸(食用级磷酸)。
优选的方案中含单糖的酸性水溶液中单糖的质量百分百浓度为2～15％。
优选的方案中含单糖的酸性水溶液按2～8克/叶的比例添加在烤烟上部烟叶表面。最优选为将含单糖的酸性水溶液按4～6克/叶的比例添加在烤烟上部烟叶表面。
优选的方案中的含单糖的酸性水溶液通过喷洒方式添加在烤烟上部烟叶上和/或下表面，雾化粒径为50～300微米。最优选为将含单糖的酸性水溶液通过喷洒方式添加在烤烟上部烟叶的上表面和下表面，雾化粒径优选为150～200微米。
优选的方案中采摘的烤烟上部烟叶在采摘前15天内，将含单糖的酸性水溶液添加在烤烟上部烟叶表面。
优选的方案中所述的含单糖的酸性水溶液中根据烤烟上部烟叶生长与成熟状况以及以往烤烟上部烟叶质量情况，选择性添加起助燃作用的钾盐、促进类胡萝卜素分解的物质、抑制多酚氧化酶活性的物质、促进细胞壁分解的物质中的一种或几种。所述的促进胡萝卜素分解的物质为氯化钙、磷酸亚铁与亚油酸的组合物；抑制多酚氧化酶生成的物质为谷胱甘肽或半胱氨酸；促进细胞壁分解的物质纤维素酶、果胶酶或脱落酸。
本发明的有益效果：本发明首次在烟叶生产环节对烤烟上部烟叶进行特殊添加剂处理，处理过的烤烟上部烟叶在烘烤后外观质量相对未用添加剂处理的烤烟上部烟叶无变化，但内部感官品质指标得到有效改善，使不适用的烤烟上部烟叶可用性明显提高。采用本发明方法处理过的烤烟上部烟叶内部感官质量指标的显著改善主要表现在：焦甜香韵显现，香气粗糙感得到改善，枯焦杂气降低，碱性气息减弱，烟气更加醇和细腻，生物碱对喉部的冲击感降低，余味更加舒适干净。此外，本发明采用的添加剂原料来源广，使用操作简单，成本低，有利于推广使用。
附图说明
【图1】为实施例1的方法处理过的烤烟上部烟叶与没有任何处理的烤烟上部烟叶的外观对照图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明内容的进一步说明，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
转化糖制备：称取蔗糖15克，加水18克、食用磷酸0.4克，在120℃条件下不停搅拌至变成棕褐色即可。
含转化糖的酸性水溶液制备：取上述转化糖热溶液，加食用磷酸0.6克，用水稀释到200克，搅拌均匀后过滤备用，此时酸性水溶液的糖浓度约7.5％，pH值约1.9。
在上部烟叶上使用方法：在湖南张家界产区，正常采收40片成熟的上部烟叶，将上述配好的含转化糖的酸性水溶液，用小型喷雾装置均匀喷洒在上述刚刚采收的烟叶正反两面，然后与对照同时装在同一个烟草烤箱内，按常规技术进行烘烤。
结果：
1、烟叶外观：处理后的烟叶与对照无明细差异。如图1所示。
2、烟叶内在感官质量
与没有任何试剂处理的对照样比，焦甜香韵明显增加，香气质地基本未变，杂气(特别是氮杂气)明显降低，劲头下降且分散，冲击感减弱，余味舒适程度、干净程度较明显改善，柔和细腻感变好，略显生津感。
表1 处理试剂对湖南张家界产区上部烟质量的影响(正常采收后处理、小烤箱烘烤)
实施例2
转化糖制备：称取蔗糖300克，加水360克、食用磷酸8克，在120℃条件下不停搅拌至变成棕褐色即可。
含转化糖的酸性水溶液制备：取上述转化糖热溶液，加食用磷酸12克，用水稀释到4000克，搅拌均匀后过滤备用。此时酸性水溶液的糖浓度约7.5％，pH值约1.9。
在上部烤烟上使用方法：将上述配好的含转化糖的酸性水溶液，于成熟采收前两天，用农用喷雾器均匀喷洒在120株仅留有上部6～7叶的湖南张家界产区上部成熟烟叶的正反两面；两天后采收，并与对照同时装入同一个烤房内，按常规技术进行烘烤调制。烘烤完毕，取同叶位烟叶进行分析检测与感官评价。
结果：
1、烟叶外观：处理后的烟叶与对照也无明细差异。
2、烟叶内在感官质量
从下表2可以看出，与对照比，焦甜香韵更加凸显，枯焦杂气(特别是含氮、偏碱性的上部烟气息)明显减弱，劲头分散，对喉部的冲击感减弱，烟气更加柔和细腻，余味更加舒适干净，且略显生津感。
表2 处理试剂对湖南张家界产区上部烟质量的影响(田间处理、大烤房烘烤)
实施例3
1、材料准备
转化糖制备：称取蔗糖90克，加水108克、食用磷酸2.4克，在120℃条件下不停搅拌至变成棕褐色即可。
含转化糖的酸性水溶液制备：取上述转化糖热溶液，加食用磷酸3.6克，用水稀释到1200g，搅拌均匀后过滤备用。
其它试剂：冰醋酸(乙酸)、葡萄糖、果糖、木糖均为购买的分析纯。
2、方法
采用单因素试验法，在湖南张家界产区同一烤烟田块(该烟田总施氮量8.5kg，氮磷钾比例为1:1.2:2.6，行株距为1.1m×0.5m)，按表3所述处理条件，逐一选择仅留有上部6叶的40株成熟烤烟叶片进行添加试验；各处理采收后与对照装在同一个烟草烤房内，按常规技术进行烘烤。调制完毕，取同叶位烟叶进行外观与感官评价。
3、结果
表3的处理2～5的结果显示，与处理1的结果比，总体感官质量都明显得到改善。但是转化糖的添加浓度在2～15wt％且使用量在2～8克/叶较为适宜，而提高转化糖浓度或增加使用量，容易出现焦糊味；降低转化糖浓度或减少其用量，焦甜香表现程度不理想。
从表3的处理6～8的结果可以看出，与处理1的结果比，总体感官质量都明显得到改善。但是采用食用磷酸作酸性成分时效果最佳，而采用醋酸等可食用酸作为酸性成分时，易使烤后烟叶有醋酸残留；降低处理试剂pH时，易使烟叶受到伤害，而提高处理试剂pH时，烟叶劲头分散程度不好、冲击感仍明显。
从表3的处理9～11的结果可以看出，与处理1的结果比，总体感官质量都明显得到改善。但喷雾粒径不宜过大，烟叶也最好通过双面喷洒本发明的添加剂，才能达到最佳的处理效果。处理试剂采用水柱喷射或喷雾时粒径过大，易出现喷射不均匀、试剂易溅射滴落而浪费；仅在烟叶一个表面喷洒处理试剂，效果没有上下两个表面同时喷洒好。
从表3的处理12～17的结果可以看出，与处理1的结果比，总体感官质量都明显得到改善。但是从处理12～14可以看出，单独采用葡萄糖、果糖或木糖作为糖原料，在焦甜香表现方面没有转化糖好。
从处理15～17可以看出，在转化糖中加入50％木糖或转化糖中加入少量促进胡萝卜素与细胞壁分解的物质一起喷洒至烟叶表面，焦甜香表现较好，但对烟叶评吸质量稍有影响，故需要选择合适的物质添加量；处理16结果还表明，在打顶后7天、上部烟叶尚处于生长发育阶段，不宜提早施加酸度过大的化学试剂，以免对烟叶外观造成影响。
综合处理1～17的结果来看，上部烟叶的内在感官品质都有不同程度的提高，处理1的效果最好。
表3 不同处理对上部烤烟品质的影响