淺談氣調技術在煙葉醇化中的研究進展

劉遠上 張碰元

摘 要 煙葉氣調醇化能夠起到綠色防蟲、提升煙葉品質的作用，在煙草行業得到推廣應用。本文綜述了氣調技術在煙葉醇化過程中對煙蟲防治，煙葉化學成分以及煙葉醇化質量的影響，對氣調技術應用存在的問題和應用前景進行了展望，希望為行業煙葉氣調醇化的發展提供參考。

關鍵詞 煙葉醇化;氣調技術;煙蟲防治

煙葉經過采收、初烤（晾曬）、復烤后，往往還存在青雜氣較重、刺激性較大、吃味不夠醇和等品質缺陷，尚達不到卷煙工業生產的要求。為了減小煙葉品質上的不足，工業上往往將復烤后的煙葉進行醇化，以減少煙葉品質的固有缺陷，滿足工業生產的需求[1]。煙葉醇化是提升煙葉質量的重要過程，因此各個企業都在嘗試各種手段，創造煙葉醇化最適宜環境條件，探索煙葉醇化機理，以期讓煙葉達到最好的醇化質量，提升煙葉使用價值。同時，2019年新發布的煙草行業標準《片煙貯存養護 自然醇化法》中也明確指出片煙倉儲應由傳統的“簡單的片煙防蟲防霉”倉儲模式向“片煙醇化和感官質量保障”的新型倉儲模式轉變[2]。另外，隨著工業現代化的發展，對綠色環保概念的日益重視，煙葉醇化過程中煙蟲消殺使用的帶有毒性的磷化鋁等化學藥劑已不符合行業未來發展的趨勢，在這種大環境影響下，氣調技術逐漸在煙草行業內推廣應用。本文綜述了氣調技術在煙葉醇化中的研究成果，期望為煙葉氣調醇化的應用提供參考。

1氣調技術對煙蟲防治的作用

煙草甲是煙葉貯存過程中的主要害蟲。煙草甲不僅能夠造成煙葉破碎、殘缺、穿孔等癥狀，還會嚴重降低煙葉出絲率[3-4]。國內對于煙葉養護過程中煙草甲等煙草害蟲的防治主要以磷化氫熏蒸為主，但該法會對操作人員及環境產生不利影響[5]。使用氣調技術進行煙蟲防治就可以有效解決這一問題。目前，氣調技術進行煙蟲防治，主要方式是通過調節煙葉貯存環境中氧氣的濃度，造成低氧環境從而達到殺死煙蟲的目的。對于煙氣濃度的調節主要有兩種方式，即化學法和物理法。

卓思楚[6]利用煙葉氣調劑調節對密封煙垛內的氧氣濃度進行調節，設置不同的氧氣濃度值，考察不同氧氣濃度下對煙草甲的殺滅效果，結果表明當環境溫度為25℃時 ，氧氣濃度<2%時，煙草甲各蟲態在15天內死亡;氧氣濃度在2%-4%時，煙草甲各蟲態均在30天內死亡;氧氣濃度在4%-6%煙草甲各蟲態在45天內死亡。3種氧氣濃度處理均能殺滅煙草甲各蟲態，且氧氣濃度越低殺滅速度越快。通過機械方式調節氧氣濃度的方式主要有通入二氧化碳和氮氣兩種，其中通入氮氣是目前研究和應用最多的。孫建鋒[7]等向密封煙垛內充入CO2的方式對垛內煙氣濃度進行調節，通過實驗得出在垛內氧氣濃度<2%時，隨著密封時間的增加，各蟲態煙草甲數量呈明顯下降趨勢，15-25天時，除蟲卵外其他各蟲態煙草甲數量下降迅速，在第35天時，所有蟲態煙草甲全部死亡，第45天檢測未發現有存活煙草甲存在;在垛內氧氣濃度為2%-4%時，密封處理第35天時，除少量幼蟲存活外，其他蟲態煙草甲全部死亡，在第45天時檢測發現所有蟲態煙草甲全部死亡;在垛內氧氣濃度為4%-6%時，第35天檢測發現除蟲卵、幼蟲少量存活外，其他蟲態煙草甲死亡，第45天時仍有少量幼蟲存活。 因此，要達到理想的殺蟲效果，需通過向垛內充入CO2并保持垛內氧氣濃度小于2%，維持35天以上。使用機械充氮的方式殺滅煙蟲的研究較多，在控制氧氣的濃度上結論基本一致，即使氧氣控制在較低范圍，在2%以下，但對各種形態煙草甲（成蟲、幼蟲、蟲卵）的殺滅效果和完全消滅的時間上有差異。張瑞強[8]、肖光偉[9]研究認為，在環境溫度20℃以上時，氧氣濃度<2%，保持45天可以完全殺滅煙草甲的各種形態。而彭琛[10]的研究結果為環境溫度30℃，氧氣濃度<2%，30天后，煙草甲成蟲、幼蟲、蟲卵可以完全消滅。王秀芳[11]的研究從氮氣濃度的角度出發，得出氮氣濃度能達到 99%以上，就可在9天以上的處理時間里殺滅害蟲。

總結前期研究可以得出以下幾點結論：①化學氣調和機械氣調都能夠起到降低氧氣濃度進而殺滅害蟲的目的，機械氣調法殺滅煙蟲的時間周期要明顯短于化學氣調法。②要想達到較好的殺蟲效果，氧氣濃度應該控制在至少2%以下。③利用氣調技術殺蟲的過程中，提高環境溫度，可以縮短殺蟲周期。④煙草甲的幼蟲較成蟲和蟲卵對低氧環境更耐受，因此在殺蟲后應著重嚴查幼蟲生存情況。

2氣調貯存對煙葉醇化過程中化學成分的影響

煙葉醇化過程中伴隨著煙葉化學成分的降解或者相互發生反應，這些降解和反應大多屬于好氧反應，貯存中環境中氧氣濃度的變化在一定程度上會對其產生影響。朱大恒[12]的研究將煙葉分別在有氧條件和無氧條件下進行人工醇化，結果發現在有氧條件下發酵煙葉的還原糖、總氮、煙堿、蛋白質、總氨基酸、淀粉、多酚和類胡蘿卜素含量的下降幅度均大于無氧條件下醇化的煙葉。因此，氧氣對煙葉主要化學成分的降解和轉化具有重要作用，在實際煙葉醇化過程中，應提供充分的氧氣條件，以促進煙葉品質的轉化。黃立兵[13]使用化學氣調法對貴州煙葉的醇化進行研究，得出氣調醇化與自然醇化相比，煙葉的個別樣品有所升高外，各等級煙葉的總糖、還原糖含量均有所下降，而總植物堿含量變化不大，糖堿比例更趨向于最適;2種貯存方式下煙葉的總氮含量相差不大，而鉀含量有所區別。說明在貴州貯存環境條件下密封降氧貯存的方法會抑制煙葉的醇化速度，但影響并不大。劉紅光[14]對富氧環境與自然環境中煙葉醇化化學成分變化進行對比，研究結果表明氧氣含量對醇化片煙常規化學成分影響較小，但對CCUI、多酚、色素類潛香物質和揮發性香味成分的變化影響較大，氧氣含量越高，多酚、色素類潛香物質的降幅越大。楊欣玲[15]對氣調貯存和自然條件貯存煙葉醇化進行了系統研究和對比，發現自然醇化與氣調貯存的片煙總糖和還原糖含量均逐漸降低，但氣調貯存的片煙兩糖比高于自然醇化處理;總氮和煙堿含量下降趨勢較平緩，氣調貯存的片煙氮堿比更接近1，化學成分協調性更優。卓思楚[16]對不同氧氣濃度下煙葉色素的變化進行研究，得出氣調氧氣濃度越低，質體色素降解速率越慢，低氧環境對于片煙醇化過程中色素的降解有明顯的抑制作用，體現在氧氣濃度<2%、氧氣濃度7%～9%貯存環境中的片煙質體色素降解比率顯著低于常規貯存;醇化36個月后，類胡蘿卜素在氧氣濃度7%～9%氣調貯存中的下降比率范圍為31.87%～51.51%，而在自然醇化中為58.69%～75.71%。同時，醇化時間越長，低氧環境對于片煙色素的降解抑制越為明顯。