烘烤过程中烟叶淀粉颗粒结构及理化性质的变化
作者单位：河南农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：宫长荣
授予年度：2010年
摘 要：本试验采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,系统研究了烘烤过程中三个不同阶段和不同温湿度条件下烟叶淀粉基本成分及微生物处理后淀粉含量的差异,对烟叶在烘烤过程中淀粉颗粒结构和凝胶特性的变化和影响因素,以及淀粉粘度、透光率变化规律的相关理论进行了较为系统的研究,旨在为其在烘烤工艺上的优化提供了参考。其主要结论如下: 1.从烟叶四个淀粉基本成分指标的变化情况来看,烘烤过程中烟叶淀粉基本成分在变黄期变化相对剧烈。对烟草淀粉的基本成分进行了分析:鲜烟叶粗脂肪含量为0.74%,淀粉水分的含量为14.73%,灰分的含量为0.63%,结合磷的含量较少为0.19%。其中粗脂肪、水分和灰分是随着烘烤的进行而变小的,而结合磷含量是逐渐增大的。到变黄阶段结束时,水分、粗脂肪、灰分的减少幅度分别为71.41%、17.56%、22.22%,均大于定色和干筋阶段的降解;但灰分的减少幅度最大出现在定色阶段。 2.随着烘烤进程的推进,烟叶淀粉基本成分(除灰分外)都呈现减少趋势。四个温湿度处理中,在高温(40℃)高湿(相对湿度95～90%)变黄条件下,淀粉水分在快速升温定色(从42℃开始升温,1℃/h,达到52℃后延长12～20h)处理下降幅较大,而灰分无论慢速升温定色(从42℃开始升温,1℃/3h,在54～55℃不停留),还是快速升温定色(从42℃开始升温,1℃/h,达到52℃后延长12～20h)处理,下降均最为显著。慢速升温定色(从42℃开始升温,1℃/3h,在54～55℃不停留)条件下,脂类化合物变化幅度均分别大于另外2个处理,能有效使烤烟中淀粉与脂肪结合较疏松,从而淀粉中蛋白质含量较低,使脂肪更加容易分离,减少产生异味,有利于烟叶内含物质的分解转化积累,形成优良的烟叶品质。 3.通过生物显微镜观察对非晶颗粒态烟草淀粉颗粒、烟草淀粉颗粒形貌进行分析,可以看出非晶颗粒态淀粉与烟草淀粉相比,结晶区被破坏,虽然颗粒基本形状仍然保持着烟草淀粉颗粒松散的无定形结构,但颗粒表面发生了巨大变化,呈现网络状结构,存在明显的爆裂孔,大大提高了微生物降解的反应活性。在烘烤过程中,微生物对非晶颗粒态烟草淀粉颗粒作用速度较快,随着作用时间的延长淀粉颗粒逐渐减少,2 h后淀粉颗粒基本完全消失,降解比较完全。烘烤过程微生物降解2h和烤烟淀粉含量变化四个处理整体降解的大小为:T3T4T1T2。 4.烘烤过程中7个时段样品的透光率,在测试温度为40～70℃时均随着测试温度的上升呈现出“平缓-升高的趋势。在测试温度70℃以后,透光率整体显著升高。在测试温度为95℃时,烟草淀粉糊的透光率在7个时段都接近100%。在变黄阶段,各测试温度下淀粉透光率先降低又显著升高,至变黄结束(60h)时,除60℃外,其它测试温度下淀粉透光率与变黄初期(12h)淀粉透光率的差异均不显著(P0.05)。在定色阶段(60～72h),各测试温度淀粉透光率显著升高,然后呈现缓慢增长趋势。在干筋阶段(95～125h),各测试温度(除50℃、80℃和85℃外)淀粉透光率均显著升高且达到最大值。测试温度为80℃和85℃时,淀粉透光率没有显著升高,差异不显著(P0.05)。 5.通过对烘烤过程中添加不同化学成分对透光率影响的分析,可以看出NaCl降低淀粉糊的透光率,而蔗糖、柠檬酸则可提高其透光率。此外,淀粉的老化作用也严重影响着淀粉糊的透光率,烘烤过程中烟叶淀粉老化和淀粉透光率呈现出密切相关的关系,随着烟草淀粉的透光率升高,淀粉的老化作用是明显下降的。 6.通过对烘烤过程中添加不同化学成分对淀粉粘度影响的分析,可以看出各个时段淀粉的粘度均随NaCl、NaHC03添加量的增加而下降。而随着蔗糖量的增加,淀粉的粘度却随之增大。在烘烤过程中,转速30r/min和60r/min处理后烟叶淀粉的粘度均随着烘烤温度的升高而增高的,其中转速30r/min处理后淀粉的粘度整体是明显大于转速60r/min处理后烟叶淀粉粘度。pH4和pH6处理烟叶淀粉的粘度在烘烤过程中呈现出倒“U字的趋势,在变黄阶段逐渐升高,分别在42℃和48℃达到最高点,然后急剧下降,直到烘烤结束。 7.试验结果表明,烘烤中烟叶淀粉凝胶弹性、黏着性呈逐渐下降的趋势。在此过程中NC89和云烟87差异并不显著(P0.05),42℃时NC89显著高于云烟87,42℃后其含量低于云烟87。烘烤中NC89和云烟87的恢复性随着烘烤的进行逐渐降低,之间差异较大,尤其在38～42℃之间云烟87的恢复性显著高于NC89。定色阶段后期和烤后烟叶的恢复性值较小,NC89在54℃和烤后烟叶的恢复性值之差为0.01,和云烟87在此阶段恢复性值之差相同。
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