1、河南農業大學本科生畢業論文（設計）任務書 論文（設計）題目 煙葉機械加工性能和主要化學成分的關系分析 學 院 農 學 院 專 業 煙 草 工 程 班 級 煙草工程2004-1班 學 號 040114006 姓 名 衛 盼 盼 2007 年 7 月 19 日論文（設計）選題的來源、目的與意義：煙葉的機械加工性能不僅受煙葉加工過程的影響，而且與其化學成分密切相關。化學成分的差異性在一定程度上決定了煙葉抗破碎能力的差異。因此，通過探討煙葉機械加工性能與煙葉主要化學成分之間的關系，不僅對豐富卷煙原料質量評價體系，減少煙葉加工過程中造碎都具有重要的理論意義和現實意義,而且還可為卷煙工業中煙葉原料的選用及

2、工藝處理提供參考。論文（設計）的主要內容：選自2007年平頂山和洛寧科技示范園的烤煙煙葉的41個煙葉樣品，品種為中煙100和NC89，成熟采收，烘烤后取上部葉（B2F、B2L）、中部葉（C3F、C3L）、下部葉（X2F、X2L）3個部位6個等級。另外，選自貴州畢節、重慶彭水、湖北恩施烤煙及白肋煙、云南寶山香料煙6個煙葉樣品，成熟采收烘烤后，均取中部葉。測定機械加工性能，包括抗張力、抗張強度、延伸率、抗破碎指數的測定；測定主要化學成分包括總糖、還原糖、煙堿、總氮、蛋白質、淀粉、鉀、氯、果膠的測定進度計劃（進度時間、主要工作內容）：2007年07月-2007年08月：翻閱資料，制定實驗方案2007

3、年09月-2007年10月：在實驗室測定煙葉的機械加工性能2007年11月-2007年12月：在天昌復烤廠測定車間煙葉的機械加工性能2008年03月-2008年04月：測定煙葉的主要化學成分2008年05月-2008年06月：撰寫論文的初稿以及修改和最終定稿主要參考文獻：1 于建軍.卷煙工藝學M.中國農業出版社, 2003.2 黎根，畢慶文，汪健，等,烤煙主要化學成分與煙葉品質關系研究進展J，河北農業科學 2007，11(6)：69.3 閏克玉，王建民，屈劍波，等河南烤煙評吸質量與主要理化指標的相關分析J煙草科技，2001，(10)：594 王瑞新煙草化學M北京：中國農業出版社，20035 王

4、建民, 馬 林, 胡開利, 等. 打葉過程中煙葉造碎情況分析J. 煙草科技, 2001(7): 34.6 宮長榮,于建軍,等.煙草原料初加工M.中國輕工業出版社, 1993.7 于建軍, 代惠娟, 李愛軍, 等. 金攀西烤煙主要化學成分與評吸質量的灰色關聯度分析J. 河南農業大學學報, 2007,41(6): 605610. 論文（設計）工作起訖日期： 2007 年 7 月 10 日 至 2008 年 5 月 20 日指導教師（簽名）院長（簽名）河南農業大學本科生畢業論文（設計） 題 目 煙葉機械加工性能和主要化學成分的關系分析 學 院 農 學 院 專業班級 煙草工程2004-1 學生姓名 衛

5、 盼 盼 指導教師 于 建 軍 撰寫日期： 2008 年 5 月 18 日煙葉機械加工性能和主要化學成分的關系分析衛盼盼(農學院煙草工程04-1班)摘要：通過對河南41個烤煙煙葉樣品以及其他地區的烤煙和白肋煙、香料煙的6個煙葉樣品的研究，分析了煙葉機械加工性能與主要化學成分的關系。實驗結果表明：抗張力、抗張強度與總糖、還原糖、淀粉、果膠正相關，與煙堿、總氮、蛋白質、鉀負相關；延伸率和果膠極顯著正相關，與總糖、還原糖、鉀正相關，與淀粉、煙堿、總氮、蛋白質、氯負相關；煙葉抗破碎指數與總糖、還原糖、果膠極顯著正相關，與淀粉正相關，與煙堿、總氮、蛋白質、鉀、氯極顯著負相關。關鍵詞：煙草；化學成分；烤煙

6、；物理特性The analysis of mechanical process capability and main chemical composition Wei pan-pan（tobacco engineering 2004-1 of Agronomy College）Abstract：In order to analyze the research of the mechanical process capability and the main chemical composition, 41 samples of flue-cured tobacco in Henan as w

7、ell as 6 samples of flue-cured tobacco in other areas, burley tobacco and the spice tobacco were researched. The experimental result indicated: The stretching resistance and the tensile strength had positive correlation with soluble sugar, reducing sugar, starch and pectin content, and had negative

8、correlation with nicotine, total nitrogen, protein and potassium content. The elongation ratio had significant positive correlation with pectin content, and had positive correlation with soluble sugar, reducing sugar potassium content, and had negative correlation with starch, nicotine, total nitrog

9、en, protein and chlorine content; The index of resisting to break had significant positive correlation with soluble sugar, reducing sugar and pectin content, and had positive correlation with starch content , and had significant negative correlation with nicotine, total nitrogen, protein, potassium

10、and chlorine content,.Key words：Tobacco; Chemical composition; Flue-cured tobacco; Physical property煙葉的機械加工性能包括抗張力、抗張強度、延伸率和抗破碎性等。抗破碎性能提高，在制品的造碎率可明顯降低，使產品質量提高，消耗下降。煙葉的機械加工性能不僅受煙葉加工過程的影響，而且與其化學成分密切相關。煙葉的化學成分是決定煙葉內在品質的因素1，品質因素在很大程度上決定煙葉的經濟價值。化學成分的差異性在一定程度上決定了煙葉抗破碎能力的差異。因此，探討煙葉機械加工性能與煙葉主要化學成分之間的關系，對于豐富

11、卷煙原料質量評價體系，減少煙葉加工過程中造碎都具有重要的理論意義和現實意義。本文研究了煙葉機械加工性能與主要化學成分之間的關系，以期為卷煙工業中煙葉原料的選用及工藝處理提供參考。1材料與方法1.1 試驗材料 材料選自2007年平頂山和洛寧科技示范園的烤煙煙葉，包括郟縣、葉縣、汝州、舞鋼、魯山、寶豐、洛寧7個縣41個煙葉樣品，品種為中煙100和NC89，成熟采收，烘烤后取上部葉（B2F、B2L）、中部葉（C3F、C3L）、下部葉（X2F、X2L）3個部位6個等級。另外，選自貴州畢節、重慶彭水、湖北恩施烤煙及白肋煙、云南寶山香料煙6個煙葉樣品，成熟采收烘烤后，均取中部葉。1.2 測試項目及方法 機

12、械加工性能分析抗破碎指數的測定：取有代表性的15片煙葉，回潮后分別在葉尖、葉中、葉基（盡量避開主脈和支脈）裁成2cm×1cm的煙片，將煙片放在T=（22±1），RH=（85±2）%條件下平衡48h，后稱取3g平衡后的煙片，放入植物粉碎機中粉碎3s，過1.0篩子后稱重，用未穿過篩網的煙片重量占測試煙葉樣品重量的百分比值表示煙葉的抗破碎指數。根據以下公式 抗破碎指數=未通過1.0篩子煙樣/試樣質量×100%抗張力、抗張強度、延伸率的測定2：取有代表性的10片煙葉，沿主脈裁成15cm×1.5cm的長條，將長條放在T=（22±1），RH=（7

13、0±3）%條件下平衡48h，用ZKW23型薄片抗長強度試驗機測定抗張力、抗張強度、延伸率。主要化學成分分析 總糖、還原糖、煙堿、鉀、氯的測定采用連續流動儀法；總氮、蛋白質、淀粉的測定參考王瑞新3的方法；煙葉果膠的測定參照閆克玉4,5的方法。2 結果與分析2.1 煙葉機械加工性能分析煙葉機械加工性能在一定程度上反映了煙葉的發育狀況和成熟程度，是評價煙葉物理質量的重要指標之一。煙葉的機械加工性能主要通過煙葉抗張力、抗張強度、延伸率和抗破碎性來度量6。抗張強度是指當煙葉受到外部拉力的作用時，葉組織會發生形變而產生一個與拉力相互平衡的應力，當煙葉承受的外部拉力增強到一定程度時，就會導致煙葉斷

14、裂，此時的極限應力值就是煙葉的抗張強度。煙葉承受拉力時達到的最長長度與原始長度的比值就是延伸率。抗破碎性是指在煙葉各種機械力（如摩擦、擠壓、撞擊、撕打等）的作用下抵抗破碎的能力。煙葉的機械加工性能與煙葉質量關系密切，煙葉承受外力的能力越強，柔性越好，在工業應用過程中造碎就越少、可用性越高。煙葉機械加工性能指標見表1。表1 煙葉機械加工性能指標分析表Table 1 The index analysis of tobacco mechanical process capability取樣地點品種等級抗張力/N抗張強度/(cN/mm2)延伸率/%抗破碎指數/%郟縣中煙100X2F2.11140.68

15、24.0680.204X2L1.71113.6820.6074.606C3F2.56170.6427.4882.547C3L2.81187.125.3383.189B2F1.80119.9921.2578.703B2L2.94196.1424.4879.951舞鋼NC89X2F2.77184.6616.5379.042X1L1.79119.3218.6277.209C3F2.35156.7424.7083.165C3L2.08138.9122.9181.295B2F2.25149.8725.4080.872魯山紅大X2F1.86124.0121.9878.600X2L2.04136.2418.

16、5479.376C3F2.63175.3224.4983.484C3L2.12141.5825.1881.214B2F1.98132.2124.1580.535B2L1.83121.7719.2380.329寶豐K326X2F2.14142.5214.1676.818X1L2.36157.0217.278.561C3F2.41160.4231.5782.623C3L1.78118.3526.2081.530B2F2.10140.0017.3379.426B2L2.02134.4319.8880.213葉縣中煙100X2F1.90126.5724.1076.543X1L2.26150.5423.

17、2479.469C3F2.54169.4027.0280.840C3L1.4697.4628.0482.579B2F1.98132.0026.4880.453B2L2.57171.4129.7080.333汝州中煙100X2F2.51167.0123.2878.285X2L1.83122.0224.4079.628C3F2.19145.8031.8283.775C3L1.93128.9417.2782.706B2F2.34155.6628.9081.960B2L2.69179.4628.4081.323重慶彭水K326C3F2.1140.1516.6381.15湖北恩施K326C3F1.631

18、08.6618.6080.368貴州畢節K326C3F2133.428.3084.237河南寶豐K326C3F2.41160.4231.5776.623河南洛寧K326C3F1.59106.2620.9869.92洛煙4號C3F1.4495.8518.1373.855中煙100C3F1.51100.6625.6071.16長脖黃C3F1.9513021.7076.187云煙202C3F2.03135.0114.8573.401湖北恩施鄂煙4號中部淺紅黃二級1.4294.6615.9561.539云南保山巴斯瑪中部2.07137.9926.6278.501從表1可以看出，平頂山烤煙抗張力集中在1

19、.4 N 2.9N，抗張強度集中在97 cN/mm2196 cN/mm2，延伸率集中在14%31%，抗破碎指數集中在74%83%。 其他地區烤煙的抗張力集中在1.4 N 2.4 N，抗張強度集中在100 cN/mm2160 cN/mm2，延伸率集中在17%31%，抗破碎指數集中在71%81%。白肋煙和香料煙的抗張力、抗張強度和延伸率跟烤煙相似，白肋煙的抗破碎指數比烤煙的抗破碎指數低，香料煙的抗破碎指數與烤煙相近。2.2 煙葉主要化學成分分析研究資料表明7，煙葉主要化學成分與評吸質量、外觀質量、物理特性及安全性等方面有著密切聯系，煙葉中主要化學成分的含量和比值確定了煙葉及其制品的煙氣特征，進而決

20、定了煙葉的工業使用價值，即工業可用性。因此，用煙葉主要化學成分指標鑒定煙葉品質具有科學性，主要化學成分含量狀況在煙葉品質鑒定中有著重要的指導作用，已成為卷煙工業企業衡量煙葉原料質量的重要考核對象之一。主要化學成分考核指標包括總糖、還原糖、煙堿、總氮、蛋白質、淀粉、鉀、氯、果膠等7。煙葉中各種化學成分的含量反映了煙葉的質量狀態8。煙葉的化學成分非常復雜，主要化學成分包括總糖、還原糖、煙堿、總氮、蛋白質、淀粉、鉀、氯、果膠等。煙葉主要化學成分分析結果見表2。表2 煙葉主要化學成分分析表Table 2 The analysis of main chemical components of tobac

21、co leaf 產地品種等級總糖/%還原糖/%煙堿/%總氮/%蛋白質/%淀粉/%鉀/%氯/%果膠/%郟縣中煙100X2F23.44621.7281.1591.0865.5346.6041.5580.6710.751X2L23.64521.2511.6321.1815.62010.4311.7950.407.819C3F24.97923.6031.7971.7348.8958.7311.6320.436.602C3L24.66722.1521.8421.3046.16210.5211.7150.416.105B2F23.47221.3582.0951.1825.1247.2891.7960.53

22、9.350B2L23.53421.5941.6981.2726.11610.3501.0130.557.690舞鋼NC89X2F25.99823.0832.2161.1784.9689.0951.0120.446.780X1L24.76521.8652.261.5217.06510.0851.3250.296.295C3F25.72220.4942.8331.0853.7215.7541.4010.508.223C3L25.83019.2302.8991.1824.2605.9781.2500.4610.152B2F24.09120.0663.0091.7397.6198.9631.3250.

23、557.257魯山紅大X2F24.52522.9761.9631.6778.36511.0481.3260.654.349X2L25.39323.8191.8191.5247.56411.0801.5630.613.425C3F29.14823.3001.0031.7069.5805.9131.7140.499.828C3L25.10423.0571.4451.6778.9198.1442.1830.518.443B2F24.89922.6401.4781.0544.98910.1931.4780.415.772B2L25.13924.0201.3791.3927.21410.3521.632

24、0.464.247寶豐K326X2F24.76322.6022.261.6768.0349.5051.1690.528.083X1L27.61322.4002.2381.6758.0538.4241.0900.567.917C3F25.75622.7532.1721.5817.5383.0181.2460.4211.296C3L25.23521.7802.2381.6497.8906.0811.0160.468.253B2F23.75821.8301.211.6769.1686.3551.0130.359.522B2L25.56223.4021.7641.1785.4556.9831.0890

25、.3810.545葉縣中煙100X2F23.65621.1792.4911.4286.2389.3361.1700.599.499X1L24.30723.5191.1491.82610.16912.4881.3210.634.520C3F23.66022.1532.3921.8669.07910.8191.4060.443.617C3L24.35423.4081.3681.1795.89410.7641.9480.5712.209B2F29.71825.0321.8751.5567.70310.2191.4070.329.206B2L24.42621.5541.7641.3056.25011.

26、9131.6380.365.793汝州中煙100X2F23.21221.3922.1611.4566.7709.6231.5560.6111.080X2L23.48921.8522.0291.7078.4789.5271.4810.525.926C3F23.35022.0481.9961.6808.3469.5911.4840.567.260C3L23.87522.3611.611.4641.16310.9941.3990.405.995B2F26.85025.0721.2690.8093.68810.4651.7200.3710.565B2L25.30624.7341.3021.1795.9

27、6110.6281.6360.565.283重慶彭水K326C3F23.68220.7523.7651.4625.0759.6292.1880.563.866湖北恩施K326C3F23.51022.3043.6441.8267.4766.8462.9530.444.175貴州畢節K326C3F29.96423.7033.2931.4275.3635.3961.9470.794.892河南寶豐K326C3F23.75621.7532.1721.5817.5383.0181.2460.4211.296河南洛寧K326C3F23.77817.1533.2292.20110.2727.7301.401

28、0.593.090洛煙4號C3F22.75917.0371.5772.48513.8304.4892.0280.5311.581中煙100C3F23.30421.1711.9081.3626.4547.1832.4880.616.510長脖黃C3F24.54620.4322.1941.2135.2117.9782.8110.613.505云煙202C3F23.30719.6911.9082.13711.29710.6001.9440.603.942湖北恩施鄂煙4號中部淺紅黃二級2.8061.3026.0823.78217.0754.6774.4380.861.989云南保山巴斯瑪中部24.01

29、817.5470.6081.4888.6455.3473.8930.5711.256一般認為，烤煙的總糖含量適宜范圍為13 22，還原糖含量適宜范圍為10 18 9。在一定范圍內，總糖、還原糖的含量越高越好。從表2可以看出，平頂山烤煙的總糖集中在23.2%29.1%，還原糖集中在20.0%25.0%，總糖、還原糖含量偏高。其他地區的總糖集中在22.8%30.0%，還原糖集中在17.1%23.7%，總糖、還原糖含量也偏高。白肋煙的總糖和還原糖含量明顯的低于烤煙。香料煙的總糖和還原糖含量與所取烤煙煙樣相似。研究表明，烤煙煙堿含量的適宜范圍為1.53.5，最適含量為2。從表2看出，煙葉煙堿含量在適宜

30、范圍內，以中部煙草的煙堿含量最為適宜。總氮是與煙堿密切相關的一個重要指標，在很多資料上都已經證實10。煙葉中的總氮含量范圍為1.53.5，最適含量為2.5，從表2看出，平頂山烤煙的煙堿集中在1.4%2.8%，總氮集中在1.181.86。其他地區的煙堿集中在1.6%3.7%，氯集中在1.21%2.2%。所取煙葉的煙堿和總氮含量均在適宜范圍內。白肋煙的煙堿和總氮含量明顯高于烤煙。香料煙的煙堿含量低于烤煙，總氮含量與烤煙相似。含鉀量是優質煙葉的重要指標之一11。氯是影響煙葉燃燒性的重要因素。據統計資料介紹，優質煙含鉀量一般大于2.512，提高煙葉含鉀量，不僅使煙葉身份適中，葉色呈桔黃色，燃燒力和持火

31、力顯著改善，而且彈性和柔韌性增加。含氯量一般<1.0%從實驗結果可以看出，平頂山烤煙的鉀集中在1.0%1.8%，氯集中在0.32%0.65%。其他地區的鉀集中在1.2%2.9%，氯集中在0.42%0.79%。平頂山烤煙的鉀含量稍微偏低，氯的含量在正常范圍之內。白肋煙和香料煙的鉀含量均高于烤煙，氯含量與烤煙相似。蛋白質的含量往往與糖含量呈負相關，其與煙草的香氣和吃味有關。淀粉影響煙葉的燃燒性，在調制后的煙葉中的淀粉已經很少。果膠是親水性膠體物質，通過滲透作用吸收水分，對煙葉的吸濕性和彈性有重要作用。從表2可以看出，平頂山烤煙蛋白質集中在3.7%9.5%，淀粉集中在5.8%11.0%，果膠集

32、中在4.4%11.2%。其他地區的烤煙蛋白質集中在5.0%11.3%，淀粉集中在4.5%10.6%，果膠集中在3.1%11.5%。白肋煙的蛋白質含量略微偏高，淀粉含量偏低，果膠含量偏低。香料煙的蛋白質、淀粉、果膠含量均在烤煙含量范圍之內。2.3 煙葉機械加工性能與主要化學成分的簡單相關分析煙葉的機械加工性能與煙葉化學成分密切相關13，且受煙葉加工過程的影響。煙葉化學成分不同，機械加工性能就有一定的差異。探討煙葉機械加工性能與化學成分之間的關系，不僅可以豐富卷煙原料質量評價體系，還可為減少煙葉加工過程造碎提供理論基礎。表3 煙葉機械加工性能與主要化學成分之間的簡單相關系數Table 3 Simp

33、le relevance modulus between the mechanical process capability and main chemical components of tobacco leaf 指標總糖還原糖煙堿總氮蛋白質淀粉鉀氯果膠抗張力0.240.24-0.25-0.22-0.160.04-0.28-0.140.12抗張強度0.240.24-0.25-0.22-0.160.04-0.28-0.140.11延伸率0.140.15-0.11-0.13-0.11-0.090.010.020.29*抗破碎指數0.72*0.77*-0.46*-0.65*-0.59*0.11-0

34、.50*-0.43*0.33* * p<0.05 ， * p<0.01將煙葉機械加工性能與常規化學成分進行簡單相關分析，分析結果見表3，結果表明，抗張力、抗張強度與總糖、還原糖、淀粉、果膠正相關，與煙堿、總氮、蛋白質、鉀負相關；延伸率和果膠極顯著正相關，與總糖、還原糖、鉀正相關，與淀粉、煙堿、總氮、蛋白質、氯負相關；煙葉抗破碎指數與總糖、還原糖、果膠極顯著正相關，與淀粉正相關，與煙堿、總氮、蛋白質、鉀、氯極顯著負相關。 3結論與討論 抗張力、抗張強度與總糖、還原糖、淀粉、果膠正相關，與煙堿、總氮、蛋白質、鉀負相關；延伸率與果膠極顯著正相關，與總糖、還原糖、鉀正相關，與淀粉、煙堿、總

35、氮、蛋白質、氯負相關；煙葉抗破碎指數與總糖、還原糖、果膠極顯著正相關，與淀粉正相關，與煙堿、總氮、蛋白質、鉀、氯極顯著負相關。王建民等13對打葉后不同尺寸葉片及梗帶葉葉片的含糖量、含氮量進行了分析，結果表明：含糖量較低、含氮量較高的煙葉打葉后造碎較多，梗帶葉葉片有較高的含糖量和較低的含氮量。本文的研究結果和王建民等的研究結果基本一致。總糖、還原糖、淀粉、果膠是親水性物質14,15，吸濕能力較強，總糖、還原糖、淀粉、果膠含量高的煙葉機械加工性能普遍較好。于川芳等1618研究結果表明，煙堿、總氮、蛋白質含量高的煙葉身份較厚，葉片組織疏松度較差，煙葉可用性相對較低，這可能是煙堿、總氮、蛋白質含量高的

36、煙葉機械加工性能較差的原因。鉀與煙葉延伸率正相關，這是因為鉀含量高的煙葉，葉片柔軟，組織疏松，富有彈性14,19，煙葉耐拉扯能力較強；鉀與其他機械加工性能負相關，這可能因為鉀含量在一定范圍內越高，煙葉機械加工性能越好，而超過了這個范圍，煙葉機械加工性能反而降低，具體原因有待于進一步研究。氯是煙草生長的必需元素，氯含量過高或過低對煙葉品質均有不良影響，一般認為，煙葉中含有0.3%0.5%的氯是比較合適的2023。當煙葉含氯過高(>1.0)時，會影響碳水化合物代謝，引起淀粉積累，葉片變得肥厚24，當煙葉含氯量不足時，煙葉身份偏薄，內含物不充實，彈性差、易破碎、切絲率低25,26。致謝：在論文完成之際，感謝我的導師于建軍副教授，他嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。感謝代惠娟師姐，這篇論文的每個實驗細節和數據，都離不開代師姐的悉心指導，對論文寫作、修改以及生活和學習上的大力幫助。參考文獻：1 周冀衡, 朱小平，王彥亭，等煙草生理與生物化學M合肥：中國科學技術大學出版社1996,48.2 羅海燕, 方文青, 謝鑫, 等. 打葉質量與出片率的關系J.煙草科技, 2005,(1): 810.3 陳家東,陶智麟,劉全喜.打葉復烤加工過程造碎