倉儲片煙霉變的影響因素分析

張成省，王海濱，李更新，孫慧麗，孔凡玉*，蔣光偉

（1.煙草行業病蟲害監測與綜合治理重點實驗室，農業部煙草類作物質量控制重點開放實驗室，中國農業科學院煙草研究所，青島 266101；2.山東中煙工業公司，濟南 251000；3.山東濰坊煙草公司，山東 濰坊 262200；4.山東濰坊煙草公司青州分公司，山東 青州 262200）

煙葉的自然醇化或人工發酵是提高煙葉燃吸品質和可用性的必要環節之一[1]。煙葉醇化貯藏周期長達 1～2年，期間極易發生霉變，使煙葉品質降低或完全失去使用價值。2002年我國加入WTO后，儲煙逐漸由片煙替代把煙，儲煙霉變問題更加突出，開始引起人們的重視，相關研究報道逐漸增多。李魁等[2]對我國煙葉和卷煙表面真菌進行了分離鑒定，對正常和霉變煙草真菌種類和數量進行了分析。趙文姬[3]分析了部分云南儲煙霉變樣品，明確了引起云南煙葉霉變的主要類群為曲霉和青霉。黃福新等[4]調查了廣西貯藏煙葉霉變發生狀況，認為貯藏煙葉霉變及霉變程度與煙倉的設施條件和倉貯管理密切相關。上述研究初步明確了誘致煙葉霉變的微生物類群及其生物學特性，為揭示煙葉霉變規律提供了微生物學研究基礎。但對片煙霉變發生條件、影響因素缺乏系統研究，在片煙倉儲管理中缺乏可供參考的片煙防霉相關技術參數或指標。本研究通過單因素實驗與正交試驗相結合的方法，研究了環境溫度、環境濕度和片煙含水率等因子對片煙霉變的影響，目的在于揭示片煙霉變規律，明確片煙霉變的關鍵因子。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試片煙樣品：產地為山東諸城，等級分別為X2L、C3F、B2F，由山東中煙工業公司技術中心提供。

化學試劑：碳酸鉀、亞硝酸鈉、氯酸鈉、硫酸銨、碳酸鈉、硫酸鋅、硫酸鈣均為化學純，由青島碧海商貿公司提供。

主要儀器：5.0 L干燥器，JD200—3型電子天平，SWCJ—lF型超凈工作臺，S.C.101鼓風電熱干燥箱，人工氣候箱。

1.2 環境溫度、濕度條件模擬

參考 Abellana等[5]和 Abramson等[6]方法模擬環境溫度、濕度等條件對煙草霉變的影響。

1.3 片煙霉變影響條件的單因素分析

1.3.1 環境溫度對片煙霉變的影響 將片煙的含水率調至28%，用干凈的塑料袋密封好，分別置于4、15、20、25、30、35 ℃下，每袋500 g片煙，重復3次。觀察、記錄生霉潛伏期（由試驗開始至肉眼首次觀察到霉變的時間）和片煙霉變程度。

1.3.2 環境濕度對片煙霉變的影響 準確稱量5.0 g片煙，放入不加蓋的培養皿中，分別置于5.0 L不同環境濕度（65%、70%、75%、80%、85%、90%、94%）的干燥器中，每處理3次重復，分別于25 ℃培養，連續觀察60 d，之后置室溫下繼續觀察，記錄生霉潛伏期和片煙霉變程度。

1.3.3 含水率對片煙霉變的影響 將片煙的含水率分別調至 12.98%、15.16%、19.08%、22.10%、25.30%、34.32%后，用干凈的塑料袋密封好，每袋1 kg，重復3次，置25 ℃培養，連續觀察60 d，之后置室溫下繼續觀察，記錄生霉潛伏期和片煙霉變程度。

1.4 片煙霉變影響因素的正交試驗

根據對片煙霉變發生條件單因素實驗分析結果，選取溫度20、25、30 ℃，環境濕度70%、75%、80%以及片煙初始含水率12.98%、15.16%、19.08%，進行L9(34)正交試驗，進一步篩選片煙霉變發生的臨界指標。試驗設計如表1所示。每3 d觀察1次，連續觀察60 d，記錄生霉潛伏期和霉變程度。

表1 正交實驗因素水平Table1 Factors and levels of orthogonal test

1.5 片煙霉變程度劃分

目前對片煙霉變程度劃分尚無統一的標準，本研究所用霉變程度調查標準如下：無霉變（未發現有霉變現象）；始霉（霉點分布稀疏，霉菌分布最大量不超過整個表面積的5%）；輕度霉變（霉菌分布占整個表面積的5%～20%）；中度霉變（霉菌分布占整個表面積的20%～50%）；重度霉變（霉菌分布占整個表面積的 50%以上，或整個表面布滿菌絲）。

2 結 果

2.1 環境溫度

溫度對片煙霉變影響的測定結果如表 2。從中可以看出，在4～35 ℃范圍內，含水率28%的片煙均可發生霉變。在4 ℃低溫冰箱下存放45 d，片煙即開始霉變，隨著溫度的升高，片煙霉變的速度逐漸加快，25 ℃時7 d即可發霉。30 ℃和35 ℃時3 d即可見霉變發生，說明片煙在 25～35 ℃較易發生霉變，以30～35 ℃最為適宜。

表2 不同溫度條件下片煙各霉變程度始發時間Table2 Mildewing start days of tobacco strip under various temperatures

2.2 環境濕度

25 ℃條件下，不同環境濕度對片煙霉變的影響測定結果如表3所示。片煙的霉變發生、發展與空氣相對濕度密切相關。空氣相對濕度越大，霉變發生越早，霉變發展越快?？諝鉁囟?25 ℃時，當相對濕度≥85%，片煙霉變非?？欤瑑H存放1周便可發霉。當空氣濕度為80%時，片煙霉變時間相對長一些，需要19 d。當空氣相對濕度為75%時，片煙也可以發生霉變，但時間較長，且60 d內霉變程度較輕。在空氣濕度≤70%時，片煙未見有霉變現象。

此外，60 d實驗結束后，將各處理置自然條件下繼續進行觀察，結果發現300 d內，空氣濕度70%和65%處理片煙仍未見有霉變現象，75%空氣濕度處理片煙有輕度霉變發生，80%空氣濕度處理片煙有中度霉變發生，85%以上空氣濕度處理片煙均重度霉變發生，其發霉嚴重度為 85%空氣濕度處理＜90%空氣濕度處理＜94%空氣濕度處理。

表3 不同濕度條件下片煙各霉變程度始發時間Table3 Effects of humidity on mildewing of tobacco strips

2.3 片煙含水率

片煙霉變的發生與發展與片煙含水率密切相關。如表4所示，片煙含水率越高，霉變發生越早，霉變發展越快。在25 ℃下，當片煙含水率為34%時，片煙僅存放3 d便發霉，1 kg的片煙10 d就完全霉變，當片煙含水率13.60%，300 d內未觀察到霉變發生，片煙含水率為15%時，51 d有輕度霉變發生，說明片煙發生霉變臨界含水率在 13.5%～15.0%。

表4 不同含水率片煙各霉變程度始發時間Table4 Effects of water content on mildewing of tobacco strips

2.4 正交試驗

溫度、濕度和片煙含水率對片煙霉變影響的正交實驗結果如表5所示。在實驗進行期間，處理1和處理4未觀察到霉變發生，說明在環境溫度空氣相對濕度70%，片煙含水率15%以下，溫度在20～30 ℃范圍內，片煙不容易發生霉變。處理2和處理8發生輕度霉變，且生霉潛伏期較長，分別于45 d和51 d有霉變發生，且霉變程度相對較輕，說明片煙在空氣相對濕度75%，片煙初始含水率15%，20～30 ℃范圍內可發生輕度—中度霉變。處理7（溫度30 ℃，相對濕度70%，初始含水率19%）出現霉變最早（13 d），但霉變程度發展到中度霉變后，即穩定下來，不再進一步擴展。處理 6、9、5、3生霉潛伏期依次變長，24 d內，均可見霉變發生，且霉變發展速度較快，霉變程度較重，說明空氣相對濕度為80%以上，或空氣相對濕度75%、片煙初始含水率高于19%時，片煙極易發生霉變。

表5 片煙霉變條件正交實驗結果Table5 Design and analysis result of orthogonal test

3 討 論

煙葉霉變與霉菌污染、環境條件以及煙葉基質特性密切相關[7]。煙葉在調制、分級、收購、運輸儲存等過程中都有可能受到霉菌的污染而帶有大量霉菌。尤其是不成熟的上部煙、青黃煙和其他帶有雜質的低次煙，往往帶有較多的霉菌，比較容易自然霉變[8]。霉菌污染煙葉后，能否導致煙葉的霉變，以及霉變的程度和性質如何，主要受煙葉本身的性質及環境條件等因素的影響。本研究重點探討了環境溫濕度條件以及煙葉含水率對片煙霉變的影響。單因素試驗結果表明，片煙在 4～35℃范圍內，溫度越高，霉變越快，說明適宜霉菌活動的溫度范圍較寬，與許大鳳等[9]研究結果一致。環境濕度對片煙霉變有較大影響，環境相對濕度越高，片煙越易發生霉變，當環境相對濕度低于70%時，片煙難以發生霉變，說明霉菌生長對環境濕度要求較嚴格，與許大鳳等[9]研究結果基本一致。水分是霉菌生命活動的必要條件，煙葉中的水分含量決定了生長微生物的種類和繁殖速度，也決定了煙葉霉變類型與速度。從本研究結果來看，片煙含水率越高，霉變速度越快，霉變程度越重。反之，含水率越低，霉變速度越慢，霉變程度越輕。事實上，環境溫度、環境濕度、片煙含水率之間相互影響，片煙霉變是三者綜合作用的結果。因此，本研究在單因素分析的基礎上，選擇環境溫度、濕度、片煙含水率作為實驗要素進行了正交試驗。結果表明，空氣相對濕度70%，且片煙含水率15%以下，片煙不容易發生霉變。在環境濕度 75%～80%，片煙含水率低于19%，片煙易發生輕度霉變。環境濕度高于80%，或空氣相對濕度75%、片煙含水率高于19%時，片煙極易發生霉變。

綜合本研究結果，環境濕度和片煙含水率是影響片煙霉變的關鍵因素，在防霉管理中應重點將這兩項指標控制在安全范圍內。

[1]朱大恒，韓錦峰，張愛萍，等.自然醇化與人工發酵對烤煙化學成分變化的影響比較研究[J].煙草科技，1999（1）：3-5.

[2]李魁，李廷生，王平諸，等.我國煙草真菌區系調查及霉變成因的研究[J].鄭州工程學院學報，2003，24（3）：20-24.

[3]趙文姬.云南倉儲煙葉霉變與生物防治研究[D].北京：中國農業科學院，2004.

[4]黃福新，周興華，朱桂寧，等.廣西煙倉霉變發生狀況調查及主要霉變因素探討[J].廣西農業科學，2007，38（4）：411-414.

[5]Abellana M, Sanchis V, Rooms A J.Effect of water activity and temperature on growth of three Penicillium species and Aspergillus flavus on a sponge cake analogure[J].International Journal of Food Microbiology,2001,71(2-3):151-157.

[6]Abramson D, Hulasare R, York R K, et al.Mycotoxins,ergosterol, and odor volatiles in durum wheat during granary storage at 16% and 20% moisture content[J].Journal of stored products research, 2004, 41: 67-76.

[7]孔凡玉，林建勝，張成省，等.儲煙霉變機理與防霉技術研究進展[J].中國煙草學報，2009，15（5）：78-81.

[8]朱宏建，高必達，易圖永.煙葉貯藏期霉變原因及防霉技術研究[J].安徽農學通報，2007，13（15）：139-141.

[9]許大鳳，高正良，楊建卿，等.溫度濕度對貯藏片煙霉菌影響的研究[J].安徽農業科學，2006，34（20）：5368-5369.