国产雪茄茄套产品性能分析

王小升，张文军，吴建霖，陈宇超，周 俊，李忠任

（中烟施伟策（云南）再造烟叶有限公司，云南玉溪 653100）

随着国内经济持续发展，新兴消费群体快速成长，雪茄烟消费在国内经济发达地区和旅游城市逐渐兴起。在国家烟草专卖局大力支持和积极引导下，国内雪茄烟蓬勃发展，中式雪茄进入了快速升温期。中国卷烟销售公司统计数据显示，2013—2017 年，国产雪茄烟批发销量从4.32 亿支增至15.13 亿支，批发销售额从5.08 亿元增至13.37 亿元。2019 年1—4 月，国产雪茄烟销量16.59 亿支，同比增长96.17%。对比北美、西欧雪茄烟人均年消费近20支，2018 年中国雪茄烟人均年消费约2 支，进一步说明中国雪茄市场潜力较大。尽管相对于西欧和北美的雪茄销售基数很小，但中国的雪茄潜在消费群体越来越大，发展态势良好。国内雪茄企业竞争日趋激烈，国产雪茄10 余个品牌中，较具竞争力的主要有四川什邡雪茄厂的长城、狮牌雪茄，武汉烟草集团的茂大、顺百利品牌雪茄，将军烟草集团的将军牌雪茄、黄山卷烟总厂的王冠牌雪茄等。随着国内雪茄市场的不断扩大，雪茄品牌及式样层出不穷。根据制作方式和结构，国产雪茄分为手制雪茄、半手制雪茄、机制雪茄和卷烟型雪茄四大类，除卷烟型雪茄外层不分茄衣茄套外，其他类型的雪茄均由茄芯、茄套（内包皮）、茄衣（外包皮）三部分组成，而茄套是包裹茄芯、固定茄芯结构、形成雪茄形状的主要部分，茄套分为烟叶或非烟叶原料（含烟草成分的材料或再造烟叶），机制雪茄和半机制雪茄多采用非烟叶原料作为茄衣茄套［1-3］。再造烟叶茄衣茄套的生产技术被国外供应商所掌握，且不对中国输出，使得国内再造烟叶茄衣茄套生产技术存在空白，国内市场多采用含有20%以上烟草成分的材料作为茄衣茄套，通常使用涂布卷烟纸。胡少东等［4］公开了一种雪茄风味卷烟纸的涂布制备方法，其雪茄风味卷烟纸的涂布制备方法可有效增强卷烟的雪茄风味，并增加烟气的浓度和厚实感。国内对再造烟叶茄衣茄套的相关研究较少，基本没有产品使用再造烟叶作为茄衣茄套［5-8］。本研究以国内雪茄厂使用的4 个茄套产品为研究对象，对产品的物理性能、化学成分和致香成分等方面进行对比分析，为再造烟叶茄套产品研究开发提供数据支持，实现再造烟叶多元化应用的同时，为国内再造烟叶茄套的应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料 样品A（咖啡色涂布卷烟纸）、样品B（瓦青色涂布卷烟纸）、样品C（咖啡色涂布卷烟纸）和样品D（红褐色涂布卷烟纸），样品均采用编码表示。

1.1.2 仪器和设备 GC7890B-MS 5977 型气相色谱-质谱联用仪；Agilent 6890B 型气相色谱仪（美国Agilent 公司），Futura2 型连续流动自动化学分析仪（法国Alliance 公司）；F81.83800 型抗张强度测试仪（FRANK-PTI），ZH-4 型厚度测定仪（TMI），3-1750A 型马弗炉（VULCAN），BSA2202S-CW 型分析天平（赛多利斯科学仪器有限公司）；VEGA SB 型扫描电镜（捷克TES-CAN 公司）；TQY500 型透气度测定仪（众沃仪器技术有限公司）；切片器［中烟施伟策（云南）再造烟叶有限公司自制］；GLY-A2 型咖啡机（昆明咖博贸易有限公司）；MorFi Compact 型纤维形态分析仪（TECHPAP France）；ZBJ-1 型纸浆标准解离机（长春市纸张试验机厂）；CR-410 型色彩色差仪（日本柯尼卡美能达公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 物理指标检测 样品在温度（20±2）℃、湿度60%±2% 条件下平衡48 h，抗张强度按照GB/T 12914—2008《纸和纸板 抗张强度的测定》进行测量，厚度按照GB/T 451.3—2002《纸和纸板厚度的测定》进行测量，透气度按照GB/T 458—2008《纸和纸板透气度的测定》进行测量，定量按照GB/T 451.2—2002《纸和纸板定量的测定》进行测量，松厚度由片基厚度和定量计算得到，具体计算式如下。

式中，B为松厚度，单位为g/cm3；G为定量，单位为g/cm2；t为厚度，单位为mm。

1.2.2 灰分的检测 灰分按照GB/T 742—2008《造纸原料、纸浆、纸和纸板灰分的测定》进行测量。

1.2.3 热水可溶物（HWS）的检测 HWS 按照YC/T 571—2018《再造烟叶热水可溶物含量的测定索氏提取法》进行测量。

1.2.4 常规化学成分检测 分别按照烟草行业YC/T 159—2002、YC/T 160—2002、YC/T 161—2002、YC/T 34—1996、YC/T 173—2003、YC/T 162—2011 的标准分析方法测定再造烟叶中的总糖/还原糖、烟碱、总氮、钾、氯含量。

1.2.5 致香成分检测 采用同时蒸馏萃取法（SDE）测定样品中致香成分，称取样品20.00 g 置于500 mL两口圆底烧瓶中，加入20 g 氯化钠和250 mL 蒸馏水；另取50 mL 二氯甲烷置于250 mL 圆底烧瓶中，加入0.10 mL 浓度为1 mg/mL 的乙酸苯乙酯内标溶液。同时蒸馏萃取3 h，向二氯甲烷溶液中加无水硫酸钠干燥至少2 h，40 ℃常压浓缩至1 mL，进行GCMS 分析。

GC 条 件：HP-5MS［30.00 m×0.25 mm（id）×0.25 μm］毛细管色谱柱为载气He，流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；进样量1 μL，分流比为10∶1；程序升温，初温50 ℃，保持2 min，以3 ℃/min 升到200 ℃，保持2 min，再以6 ℃/min 升到260 ℃，保持5 min。

MS 条件：质谱检测器传输线温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四级杆温度150 ℃；电磁源EI；电离能70 eV；质量数33～550 amu；质谱扫描方式为全扫描（SCAN）；溶剂延迟3.5 min。MS 谱库，NIST11.0.假定相对校正因子为1，内标法定量。

1.2.6 保润剂含量检测 将样品切丝，称取样品1.000 0 g（精确到0.000 1 g），加入50 mL 内标萃取液后，取上层清液有机滤膜过滤，用Agilent 6890B 型气相色谱仪进行GC-FID 定量；准确称取烟丝样品0.150 0 g（精确到0.000 1 g），利用卡尔费休水分测定仪检测水分。

样品中目标物百分含量（X）按照以下公式计算，以每克试样中含有目标物的质量数表示。

式中，X为加热不燃烧试样中目标物百分含量，单位为%；c为稀释液中目标物的浓度，单位为mg/mL；c0为空白试验中目标物的浓度，单位为mg/mL；m为加热不燃烧试样重量，单位为g；w为试样样品水分。结果以2 次平行测定结果的平均值表示，精确到0.01%，平行测定结果的相对平均偏差应小于2%。

1.2.7 纤维形态分析 称取一定量的样品用ZBJ-1纸浆标准解离机解离，再用MorFi Compact 型纤维形态分析仪对样品纤维宽度、长度和卷曲度等指标进行检测。

1.2.8 电镜扫描分析 采用VEGA3 SB 型扫描电镜观察样品表面形态和片基结构。

1.2.9 色度检测 采用CR-410 型色彩色差仪D65光源，进行L*、a*和b* 的测定，每次测试前用白板（CR-A43，日本柯尼卡美能达公司）进行校准，正面统一为涂布面，每片样品检测3 个点并取平均值。

1.2.10 数据统计与分析 采用Excel 2016 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 物理指标检测结果

对比表1 中各样品检测值，样品间纵向抗张强度差异不大；其中样品A 的定量最高，为50.00 g/m2，高于其他3 个样品，常规卷烟纸定量为28～35 g/m2，造纸法再造烟叶定量为105～115 g/m2，4 个样品定量均高于常规卷烟纸，低于造纸法再造烟叶，涂布前基材的定量和涂布率决定了最终成品的定量；厚度、密度及松厚度检测值中，样品D 的厚度最小，在定量与B、C 接近的条件下，样品D 的密度最大，松厚度最低；4 个样品透气度在31～112 CU，样品间透气度存在差异，透气度直接影响抽吸品质，一般根据与芯材的配伍性确定透气度。

表1 物理指标检测结果

2.2 灰分及碳酸钙含量检测结果

由表2 可以看出，4 个样品的灰分含量均较高，平均值为23.7%，样品B 的灰分含量最低，为19.4%，4 个样品均为涂布卷烟纸，其中添加了大量填料，致使灰分含量偏高。碳酸钙为较常见填料，添加至卷烟纸中有改善燃烧灰色和燃烧速度的作用，再造烟叶中通常也添加碳酸钙来增加填充值同时调节燃烧速度［9］，改善燃烧灰色，但添加量远不及卷烟纸，再造烟叶作为茄衣茄套使用，相对其作为芯材来说燃烧速度和燃烧灰色较重要，再造烟叶茄衣茄套燃烧速度在达到卷烟纸燃烧速度的同时需与芯材燃烧速度相匹配，故需调整再造烟叶茄套产品中碳酸钙含量来改善其燃烧速度和灰色。表2 中碳酸钙含量的检测结果也充分说明了上述推断。

表2 灰分检测结果（单位：%）

2.3 热水可溶物（HWS）检测结果

热水可溶物（HWS）是指再造烟叶成品经过热水完全萃取后，热水可溶物占再造烟叶干重的百分含量，是衡量再造烟叶品质的重要指标，HWS 主要来源于涂布液，HWS 与涂布率呈正相关［10-12］，而涂布液和涂布率是决定再造烟叶产品感官品质的重要因素，因此HWS 间接反映了产品的感官质量。由表3 可知，各样品间HWS 存在较大差异，样品A 的HWS 最高，而样品B、C、D 的HWS 均低于20%，可推断该样品涂布率均低于20%，所含烟草成分未达到20%。造纸法再造烟叶HWS 一般控制在35%～50%，高于样品HWS 含量，作为茄套使用对产品感官质量提升有一定贡献。

表3 热水可溶物检测结果

2.4 常规化学成分检测结果

烟草及烟草制品常规化学成分主要包括糖类、含氮化合物和有机酸等，从表4 可以看出，样品各化学成分含量均较低，部分成分未检出，说明各样品涂布的基础物质不含烟草成分。化学成分是表征烟草及烟草制品品质的主要指标，总糖、还原糖过低会影响产品吸食品质，表现在烟味淡薄，杂气、木质气重，烟气粗糙，刺激性大，余味不舒适［12］。样品总糖含量最高仅1.6%；总植物碱主要表征烟碱含量，烟碱含量的高低对卷烟烟气的劲头、刺激性、余味等评吸指标有很大影响，劲头方面需满足抽吸者的生理需求，但不能过大而引起不适，一定含量的烟碱有利于产品的抽吸品质。常规再造烟叶总糖和还原糖含量在10%以上，总植物碱约为1%，样品中总糖、还原糖和总植物碱含量较低，远不及再造烟叶。氯离子含量过高会有熄火的现象［12］，4 个样品氯含量均较低，样品D 的氯含量检测值为0。降焦减害是行业内研究的重要课题，硝酸盐是烟草及其制品的一个安全性指标。由表4 可知，样品A 和C中硝酸盐含量较高，其中样品A 硝酸盐含量为1.2%，明显高于常规再造烟叶。

表4 常规化学成分检测结果（单位：%）

2.5 致香成分检测结果

烟草香味是评定烟草及其制品的重要因素，而烟草香味主要来源于烟草中的致香成分［13，14］。再造烟叶的香味主要来源于烟草原料中的致香成分，致香成分检测结果（表5）中，样品A 的致香成分种类及含量最多，且由图1 可知，样品A 中致香成分种类覆盖面较广，而样品B 和D 醇类致香成分分别占总致香成分的78%和68%。4 个样品均以卷烟纸为基材进行涂布，而卷烟纸采用木浆抄造而成，本身不含有致香物质，样品的致香物质均来源于涂布液，由此可推断涂布液中未添加烟草成分，使用的是与烟草颜色相近的染色剂。

图1 不同类别致香成分含量对比

表5 致香成分检测结果

2.6 保润剂含量检测结果

由表6 可知，样品A 中检测出少量丙二醇，样品C 中检测出少量甘油，检出量均较少，排除检测误差可推测样品中未外加丙二醇和甘油。

表6 保润剂含量检测结果（单位：%）

2.7 纤维形态分析结果

从纤维呈像的检测结果（图2）可以看出，各样品均由大量的细小及中长纤维构成，无块状纤维，说明其使用了大量的木浆纤维。由图3 可知，木浆纤维长度集中在0.50～1.25 mm，最高占比为70.8%，主要与制浆过程中打浆度、平均纤维长度的控制有关。由表7 可知，样品纤维宽度分布主要集中在5.00～21.00 μm，最高占比达67.8%，但样品间还存在差异，该指标与打浆度之间没有较大的对应关系。木浆种类直接决定了纤维宽度的分布情况，由此可推断不同样品使用了不同种类的纤维混合制浆而成；在一定范围内，纤维卷曲度的增大，可提高纤维间的结合力，从而提高纸张强度及拉伸率，但卷曲度过大，纤维间摩擦系数过高，则不易成型。表8 数据显示，不同样品的纤维卷曲度分布频率较接近。

图2 纤维呈像

图3 不同样品纤维长度分布检测结果

表7 不同样品纤维宽度分布检测结果

表8 不同样品纤维卷曲度检测结果

2.8 电镜扫描检测结果

由电镜对比（图4）可以看出，样品均由宽度不同的纤维交织结合而成，结构紧密，该结果与纤维宽度分布频率检测结果较一致，同时样品纤维间附着有白色颗粒状或块状物质，该部分物质主要为填料轻质碳酸钙。

图4 样品微观结构电镜对比

2.9 色度检测结果

由表9 可知，各样品间颜色存在较大差异，对颜色贡献较大的红值（a）和黄值（b）尤其明显。此外，各样品的正反面色泽差异较明显，可能是由于采用单面涂布的方式所致。

表9 样品色度检测结果

3 小结与讨论

本研究收集了4 个国内具有代表性的茄套样品，并对其进行了物理性能、化学成分、致香成分和微观结构等方面指标检测。结果表明，样品主要为染色卷烟纸，结合电镜呈像及纤维形态分析检测结果，不同样品由不同木浆纤维混合抄造而成，木浆经制浆后纤维长度集中在0.50～1.25 mm，纤维宽度主要集中在5.00～21.00 μm，然后采用染色材料经单面涂布得到染色卷烟纸，定量在45.00 g/m2左右，最高可达50.00 g/m2，抗张强度大于0.92 kN/m，透气度为31～112 CU，样品间透气度的差异说明需根据样品与芯材的配伍性确定其透气度；为保证产品的燃烧性及包灰性需添加大量填料，填料添加量在20.0%以上；样品HWS 检测值最高达21%，涂布率较低；化学检测结果中，样品总糖含量最高仅1.6%，总植物碱含量基本为0，而样品A 和C 的硝酸盐含量偏高；致香成分检测结果与化学值检测结果较一致，样品中致香成分含量较少，最高仅含有24.47 μg/g，样品所使用的涂布液中没有烟草成分，而是含有与烟草颜色相近染色剂的涂布液。

雪茄烟的生产中，中国雪茄烟外包皮存在燃烧性差、质量不高（颜色暗淡、光泽度差）和标准化程度低等问题［5］，优质晒烟和白肋烟多用于高档雪茄烟，部分茄衣已采用含烟草成分的材料替代，而茄套作为内包皮其要求远不及茄衣，在机制及半机制雪茄中已采用涂布卷烟纸进行替代。而雪茄烟纸即涂布卷烟纸普遍采用有机颜料着色，存在耐光性、耐热性、色泽稳定和环保性差等缺点，并且缺乏烟草天然香味，抽吸品质差［8］。再造烟叶茄套采用天然烟草原料加工而成，含有大于20%的烟草成分，涂布所用的涂布液为烟草原料提取浓缩液，能有效避免涂布卷烟纸中存在的问题，具有天然烟草香，其中烟草成分可高达70%，是优质的茄衣茄套产品。

再造烟叶茄套相对染色卷烟纸具有以下优势。一是富含烟草成分，木浆使用量少；二是有较好的抽吸品质；三是带有天然烟草色泽，色泽稳定，不存在使用有机着色剂带来的缺陷。但局限于国内生产技术，对再造烟叶生产过程中定量控制、透气度控制、产品均匀性控制带来较大的挑战，也是国内茄套生产亟需克服的技术难题。本研究中对收集的代表性染色卷烟纸样品的检测结果，可为再造烟叶茄套生产、技术难关的突破提供一定的数据支持。