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    倉儲煙葉霉變防治研究進展

      信息來源:   發布時間:2021-07-07  點擊數:

    煙葉是重要的經濟作物之一,其采收后經過初烤和復烤加工后,還需經過1~1.5 a 的儲存周期才能達到自然醇化,醇化后的煙葉內在品質和工業可用性均較高.但是,煙葉自然醇化需要的儲存時間較長,且在儲存期間煙葉容易發霉.目前,我國每年儲存的煙葉達200萬t以上,在儲存期間因煙葉發霉導致的損失很大.煙葉霉變輕則使煙葉品質下降,重則使煙葉喪失使用價值.由于煙葉霉變既影響煙草行業的經濟效益,又影響卷煙產品的質量,進而影響消費者的健康,因此,煙葉霉變防治技術研究已成為當前我國煙草行業的重要任務之一[1].近年來,在煙草行業科技人員的努力下,煙葉霉變防治技術研究已取得了一定進展和成效.

    1 入庫煙葉防霉技術

    1.1 倉庫地點選擇

    地勢高、供水充足、排水通暢,是選擇倉庫地點的必要條件.庫區要能保障生產、生活和消防用水,要具備滿足日常及高峰用水的充沛水源,同時還要有良好的排水條件,確保雨季和汛期無積水之患[2].只有庫區和庫外干燥,才能保證倉庫內部干燥,減少煙葉霉變發生的概率.

    1.2 倉庫霉菌的菌源控制

    因為空倉消毒可有效減少新入庫煙葉霉變的菌源,所以每年新調撥的煙葉入庫前,必須徹底清掃倉庫內的煙葉碎片,并用福爾馬林等消毒劑噴灑倉庫四壁、頂棚、地面及庫內用品,進行空倉消毒,以殺死倉庫內的煙葉霉菌,避免倉庫內原有的霉菌成為新入庫煙葉霉變的菌源[3].

    1.3 控制新入庫煙葉的水分含量

    煙葉入庫時要嚴格檢查其含水率,對水分超過限值規定的煙葉不得入庫儲存,同時對其單獨進行處理,其中:對于含水率大于18%的原煙,要提前進行打葉復烤,嚴防發生霉變;對于含水率大于13%的片煙,要立即翻垛開箱,攤開煙葉,降溫除濕,并盡量提前用于卷煙產品的生產,以減少煙葉霉變.此外,采用日常倉儲煙葉保管養護技術,使新入庫原煙的含水率保持在16%~18%之間;片煙的含水率保持在11%~13%之間,以防止新入庫的煙葉發生霉變[4].

    2 庫內煙葉規范堆碼技術

    要將不同產地、品種、等級的煙葉分開堆放,因為不同類別的煙葉品質不同,含水率也不同,所以分開堆放既方便使用,又可降低霉變率.同時,庫內不同的煙葉堆垛之間、煙垛與墻壁之間、煙垛與屋頂之間至少要間隔0.5~1.0 m, 煙垛的底部距離地面至少要間隔 0.5 m, 煙垛的高度也要按規定控制(一般堆碼4層),以保證煙垛之間通風、散熱、排濕順暢,從而降低垛內煙葉的霉變率.因此,合理堆垛有利于降低煙葉霉變率.

    3 在庫煙葉檢查技術

    3.1 庫區和庫內的溫濕度檢查

    要使用溫濕度儀對煙葉倉庫內部的溫濕度變化動態進行監測.由于庫內溫濕度的變化受庫外大氣溫濕度的影響較大,特別是在夏季多雨的高溫高濕天氣下,要根據倉庫外面的天氣變化情況,調節煙葉倉庫內部的溫濕度.當倉庫內的溫度較高時,要開排風扇降溫;當倉庫內的濕度較高時,要開除濕機或撒干燥劑除濕.將倉庫內的溫度降到25~30 ℃ 以下、空氣濕度降到70%以下,防止煙葉霉變.對庫內溫濕度變化進行例行檢查時,若發現溫濕度異常,應及時處理.

    3.2 煙垛內部煙包的溫濕度檢查

    雖然煙葉霉變率與庫外和庫內溫濕度有關,但是對煙葉霉變影響最大的因素是煙垛內部的溫濕度,特別是煙包內部的溫濕度.因此,不僅要關注庫外天氣變化和監測庫內的溫濕度動態,還要定期檢查煙垛和煙包內部的溫濕度.檢查煙垛和煙包內的溫濕度時,既可用溫濕度儀定量測量,還可通過人的手和嗅覺進行感觀檢查:將手插入煙垛和煙包內,若感覺到手發熱,且嗅到煙葉的濃香味,表明煙葉已經發熱,有霉變的可能,要及時翻垛、翻煙包,以降低溫濕度,避免煙葉發霉[5].

    此外,煙垛和煙包內初烤煙葉的含水率對煙葉霉變的影響也較大.因此,要定期檢查露天和庫內堆碼的煙垛和煙包內煙葉的含水率.檢查初烤煙葉含水率主要有2種方法:1)抽取煙樣用烘箱法測量;2)手握煙葉根據感觀判斷.手握煙葉時,若主筋和葉片發軟,主筋不容易折斷,葉片沒有響聲,說明初烤煙葉的含水率較高[6].而復烤片煙可根據所抽取的煙樣,用烘箱法測量其煙葉含水率,或用手摸葉片,憑手感判斷其煙葉含水率.若煙葉含水率較高,應立即翻垛開包,通風除濕[7].

    4 物理防治技術

    4.1 利用核輻射和微波技術防霉

    核輻射和微波防霉是儲煙物理防霉技術中的兩種重要物理防治技術.劉書成等[8]以鈷60為輻射源,開展鈷60-γ射線照射卷煙成品的試驗,結果表明,γ射線照射可有效殺死卷煙產品上的霉菌,且對卷煙產品的質量安全沒有不好的影響;朱宏建等[9]也以鈷60為輻射源,在卷煙生產流水線上開展鈷60-γ射線照射盒裝卷煙成品的試驗,結果顯示,γ射線在生產流水線上對原包裝的卷煙產品開展輻射處理,可殺死包裝盒內卷煙產品煙絲上的霉菌,從而延長卷煙產品的儲存時間.后面這項核輻射防霉菌技術值得關注,由于它是在生產流水線上進行,其成果容易在生產上推廣應用.目前,僅見到核輻射防霉菌技術在卷煙產品方面的研究,而該技術在倉儲煙葉方面的應用鮮有報道,原因可能是卷煙產品的價值比煙葉原料的高,且煙葉數量比卷煙產品數量大得多,導致對煙葉進行核輻射的難度較卷煙大、成本高.

    微波防霉菌技術也是一項重要的物理防治技術[10].陳奇生[11]研究表明,應用微波照射食品具有殺死霉菌、防止食品發霉的作用;李倩等[12]研究顯示,應用微波照射煙葉可減少煙葉水分含量,有效控制煙葉霉變.

    綜上所述,核輻射技術和微波照射技術對煙葉霉菌的防治效果明顯,均可在流水線上進行自動化操作,具有較好的應用前景.但是,其目前尚處于試驗階段,且一次性投資成本較高,應用中還涉及人身安全防護問題,因此至今尚未在煙草行業中推廣應用.

    4.2 利用氣調技術防霉

    所謂氣調技術就是在一個密閉的空間內,充入N2 或CO2氣體以改變煙葉倉儲環境中的氣體成分,將煙葉倉儲環境調在低氧狀態,殺死好氧性霉菌,實現防止煙葉霉變和保持煙葉品質的目標.采用氣調技術防止煙葉霉變,方法簡便、安全、無污染,但要求密閉空間內的煙葉含水量合格[13].否則,在密閉空間內,濕度不能散發,煙葉反而容易發霉.

    在煙葉倉儲中使用最廣泛的物理防霉方法就是氣調貯存法[14].而在氣調貯存法中,實際生產上應用最廣的是密封降氧儲存法,該方法是目前我國煙葉倉儲中最常用和最實用的物理防霉技術.密封降氧儲存法就是將煙垛用塑料薄膜等材料密封起來,讓煙葉的呼吸作用消耗密閉空間中的氧,導致缺氧狀態,使好氧性霉菌的滋生受到抑制;或者在密閉空間中充入CO2、N2、O3或加入脫氧劑等進行降氧處理,防止好氧性霉菌生長繁殖.因為引起煙葉霉變的霉菌多數是好氧性的,只能在有氧環境中存活,所以氧氣是影響霉菌存活的條件[15].目前,紅云紅河集團在原煙儲存中普遍采用密封降氧法,實踐證明該方法防止煙葉霉變效果明顯.

    賴成連等[16]開展常規、低溫和密封降氧3種貯存方法對比試驗,結果表明,密封降氧防止原煙霉變的效果最好;王雪梅[17]報道,在密閉環境內,將O2質量分數降到2%以下,即可殺死好氧性霉菌,或保持O2質量分數不變,將CO2質量分數提高到50%,也可殺滅全部好氧性霉菌.因此,在煙堆密封后,通過煙葉本身的耗氧作用來降低O2質量分數,或通過向密封堆內充入CO2等來降低O2的比例,均具有明顯減少煙葉霉變的效果.值得注意的是,上述方法的前提是密封堆內的煙葉含水率正常、溫濕度要受控.目前,紅云紅河集團在煙葉倉儲中普遍采用的是密封自然降氧法,因為在密封條件下再充入CO2,將進一步增加防霉成本.此外,對于充入CO2的密封降氧技術,還需進行大量的試驗研究,才能進一步完善該方法.

    4.3 調節溫度防霉

    原煙在露天以煙垛形式堆放時,垛心的煙包溫度容易升高,出現“燒包”現象,導致煙葉發生霉變.因此,在原煙堆放過程中,要加強巡檢,每隔5~7 d檢查1次垛內溫度,當垛內溫度超過35 ℃時,要及時翻垛降溫,減少煙葉霉變[5].

    片煙在庫內以堆垛形式堆放時,要監測庫內外溫度,若庫內溫度高于庫外,則打開風機或換氣扇進行通風降溫;反之,若庫內溫度低于庫外溫度,應密閉門窗[18].

    4.4 調節濕度防霉

    原煙在露天以堆垛形式儲存時,垛心煙包受外圍煙包阻擋,煙包內的水分不易散發.在堆放過程中,每隔5~7 d 要檢查1次煙垛內煙包的煙葉水分,若發現煙葉水分過高時,要及時翻垛,通風除濕,并剔除水分超限煙葉,提前復烤.

    片煙在庫內以堆垛形式堆放時,要監測庫內外濕度,若庫內濕度高于庫外,可開風機或換氣扇通風排濕;反之,若庫內濕度低于庫外濕度,應密閉門窗,防止外界濕氣入侵.當庫內濕度高于75%時,可開除濕機強制排濕,或在庫內距離煙垛 1 m 以外,將除濕劑CaCl2或CaCO3(生石灰)裝在容器內吸除空氣中的濕氣,并注意及時將用過的除濕劑移出庫外處置[18,19].

    由于云南省的氣候條件得天獨厚,一般情況下庫內溫濕度都不會太高,若遇到庫內溫濕度偏高的情況,將倉庫大門打開自然通風,即可降溫降濕.

    5 生物防治技術

    微生物的生物防治就是利用有益微生物或其代謝產物抑制有害微生物,以菌制菌.換言之,就是利用有益微生物的拮抗作用來抑制有害微生物.而霉菌的生物防治,則是利用有益菌或其代謝產物對霉菌的拮抗作用來抑制霉菌的生長和繁殖[20,21].

    5.1 利用有益菌防治霉菌

    研究表明,利用有益菌(拮抗菌)可有效防治霉菌.例如:李梅云等[22]研究表明,某些酵母菌劑對片煙表面上的根霉菌及青霉菌的生存有顯著的抑制作用;朱大恒等[23]研究顯示,從煙葉上分離到的拮抗性菌,對煙葉霉變有顯著的抑制作用.

    5.2 利用植物提取物抑制霉菌

    目前,利用植物提取物防止煙葉發霉,已成為一個新興的研究方向.譚龍飛等[24]認為,植物提取物五香粉的精油對黃曲霉、青霉、黑曲霉等真菌有顯著的抑制效果,而這3類真菌正是引起煙草霉變的主要霉菌,因此,由于五香粉精油等植物提取物具有防治煙葉霉變的潛力,在煙草防霉方面有廣闊的應用前景[24].

    6 化學防治技術

    早期人們主要利用化學防霉劑對霉菌的抑制作用來防止煙葉霉變.而化學防霉劑的防霉機制就是通過破壞霉菌的細胞膜、細胞壁或抑制霉菌細胞內酶的活性來抑制霉菌的生長[21].在煙草和食品工業中,傳統的化學防霉劑主要有山梨酸、苯甲酸和丙酸等,后來廣泛使用的化學防霉劑是一種新型的酯型防霉劑富馬酸二甲酯[9].有許多研究者對上述防霉劑的作用進行了探討,例如:李春艷等[25]研究了引起河南煙葉霉變的主要霉菌,測定山梨酸鉀等6種防霉劑對霉菌的抑制作用,發現這6種防霉劑對黃霉菌、桔青霉菌和黑霉菌均有明顯的抑制效果;楊建卿等[26]研究表明,富馬酸二甲酯對煙葉霉菌的抑制作用最強;孔凡玉等[3]報道,富馬酸二甲酯于1981年被美國食品藥品管理局(FDA)批準作為食品添加劑,它對30余種霉菌、細菌及酵母菌有很強的抑制作用,且使用劑量較低、無異味、無殘留,這些優點使其在防止煙葉霉變上具有廣闊的應用前景.

    目前,防霉劑已作為食品添加劑加入食品中,用于食品的防霉保鮮.然而,消費者對防霉劑作為食品添加劑的安全性十分關注,擔心防霉劑添加到食品中會影響人體健康.值得慶幸的是,防霉劑一般在低劑量情況下,只會破壞微生物細胞,只有在大劑量時,才會破壞動物細胞.因此,只要將防霉劑的劑量嚴格控制在國家標準規定的范圍內, 就能保證食品的安全.因此,理想的煙草防霉劑,應該既能抑制霉菌滋生,又安全,且價格便宜、效果明顯、方便使用[27],這也是科研人員研發新型防霉劑所追求的目標.此外,彭清云等[1]研究表明,用熏蒸劑(磷化氫、環氧乙烷等)熏蒸也有抑制煙葉霉菌的作用.因此,研發能抑制或殺死霉菌的熏蒸劑也是化學防霉的另一個研究方向.值得一提的是,在倉庫密閉環境內,用熏蒸法殺菌比較容易操作,且熏蒸劑一般滲透性較強,對殺死煙垛和煙包內部的霉菌效果較好.

    7 問題與展望

    目前,我國煙草行業在煙葉倉儲管理中由于煙葉霉變造成的損失仍較大.此外,煙葉霉變還會對人體健康造成潛在威脅.因此,煙草行業應高度重視煙葉霉變的綜合防治工作.當前盡管各煙草企業投入了大量的人力、物力和資金進行倉儲煙葉防霉工作,但是倉儲煙葉霉變的狀況仍難得到完全和有效控制,該問題仍然是煙葉倉儲工作中普遍存在的一大難題,有待于進一步研究和解決.

    雖然煙葉霉變的防治技術研究已經取得一定進展,但很多新的防治技術仍處于試驗、研究階段,尚不成熟,且可操作性不強.也就是說,經濟、安全、有效的煙葉防霉方法還很少.為此,煙草科技人員應進一步研究煙葉霉變的原因、條件、影響因素和霉變機理,尋找導致煙葉霉變的關鍵因子,找到防止煙葉霉變的關鍵技術措施,為煙葉霉變的綜合治理提供可靠依據和有效方法.

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