仓储片烟霉变的影响因素分析

张成省，王海滨，李更新，孙慧丽，孔凡玉*，蒋光伟

（1.烟草行业病虫害监测与综合治理重点实验室，农业部烟草类作物质量控制重点开放实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.山东中烟工业公司，济南 251000；3.山东潍坊烟草公司，山东 潍坊 262200；4.山东潍坊烟草公司青州分公司，山东 青州 262200）

烟叶的自然醇化或人工发酵是提高烟叶燃吸品质和可用性的必要环节之一[1]。烟叶醇化贮藏周期长达 1～2年，期间极易发生霉变，使烟叶品质降低或完全失去使用价值。2002年我国加入WTO后，储烟逐渐由片烟替代把烟，储烟霉变问题更加突出，开始引起人们的重视，相关研究报道逐渐增多。李魁等[2]对我国烟叶和卷烟表面真菌进行了分离鉴定，对正常和霉变烟草真菌种类和数量进行了分析。赵文姬[3]分析了部分云南储烟霉变样品，明确了引起云南烟叶霉变的主要类群为曲霉和青霉。黄福新等[4]调查了广西贮藏烟叶霉变发生状况，认为贮藏烟叶霉变及霉变程度与烟仓的设施条件和仓贮管理密切相关。上述研究初步明确了诱致烟叶霉变的微生物类群及其生物学特性，为揭示烟叶霉变规律提供了微生物学研究基础。但对片烟霉变发生条件、影响因素缺乏系统研究，在片烟仓储管理中缺乏可供参考的片烟防霉相关技术参数或指标。本研究通过单因素实验与正交试验相结合的方法，研究了环境温度、环境湿度和片烟含水率等因子对片烟霉变的影响，目的在于揭示片烟霉变规律，明确片烟霉变的关键因子。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试片烟样品：产地为山东诸城，等级分别为X2L、C3F、B2F，由山东中烟工业公司技术中心提供。

化学试剂：碳酸钾、亚硝酸钠、氯酸钠、硫酸铵、碳酸钠、硫酸锌、硫酸钙均为化学纯，由青岛碧海商贸公司提供。

主要仪器：5.0 L干燥器，JD200—3型电子天平，SWCJ—lF型超净工作台，S.C.101鼓风电热干燥箱，人工气候箱。

1.2 环境温度、湿度条件模拟

参考 Abellana等[5]和 Abramson等[6]方法模拟环境温度、湿度等条件对烟草霉变的影响。

1.3 片烟霉变影响条件的单因素分析

1.3.1 环境温度对片烟霉变的影响 将片烟的含水率调至28%，用干净的塑料袋密封好，分别置于4、15、20、25、30、35 ℃下，每袋500 g片烟，重复3次。观察、记录生霉潜伏期（由试验开始至肉眼首次观察到霉变的时间）和片烟霉变程度。

1.3.2 环境湿度对片烟霉变的影响 准确称量5.0 g片烟，放入不加盖的培养皿中，分别置于5.0 L不同环境湿度（65%、70%、75%、80%、85%、90%、94%）的干燥器中，每处理3次重复，分别于25 ℃培养，连续观察60 d，之后置室温下继续观察，记录生霉潜伏期和片烟霉变程度。

1.3.3 含水率对片烟霉变的影响 将片烟的含水率分别调至 12.98%、15.16%、19.08%、22.10%、25.30%、34.32%后，用干净的塑料袋密封好，每袋1 kg，重复3次，置25 ℃培养，连续观察60 d，之后置室温下继续观察，记录生霉潜伏期和片烟霉变程度。

1.4 片烟霉变影响因素的正交试验

根据对片烟霉变发生条件单因素实验分析结果，选取温度20、25、30 ℃，环境湿度70%、75%、80%以及片烟初始含水率12.98%、15.16%、19.08%，进行L9(34)正交试验，进一步筛选片烟霉变发生的临界指标。试验设计如表1所示。每3 d观察1次，连续观察60 d，记录生霉潜伏期和霉变程度。

表1 正交实验因素水平Table1 Factors and levels of orthogonal test

1.5 片烟霉变程度划分

目前对片烟霉变程度划分尚无统一的标准，本研究所用霉变程度调查标准如下：无霉变（未发现有霉变现象）；始霉（霉点分布稀疏，霉菌分布最大量不超过整个表面积的5%）；轻度霉变（霉菌分布占整个表面积的5%～20%）；中度霉变（霉菌分布占整个表面积的20%～50%）；重度霉变（霉菌分布占整个表面积的 50%以上，或整个表面布满菌丝）。

2 结 果

2.1 环境温度

温度对片烟霉变影响的测定结果如表 2。从中可以看出，在4～35 ℃范围内，含水率28%的片烟均可发生霉变。在4 ℃低温冰箱下存放45 d，片烟即开始霉变，随着温度的升高，片烟霉变的速度逐渐加快，25 ℃时7 d即可发霉。30 ℃和35 ℃时3 d即可见霉变发生，说明片烟在 25～35 ℃较易发生霉变，以30～35 ℃最为适宜。

表2 不同温度条件下片烟各霉变程度始发时间Table2 Mildewing start days of tobacco strip under various temperatures

2.2 环境湿度

25 ℃条件下，不同环境湿度对片烟霉变的影响测定结果如表3所示。片烟的霉变发生、发展与空气相对湿度密切相关。空气相对湿度越大，霉变发生越早，霉变发展越快。空气温度 25 ℃时，当相对湿度≥85%，片烟霉变非常快，仅存放1周便可发霉。当空气湿度为80%时，片烟霉变时间相对长一些，需要19 d。当空气相对湿度为75%时，片烟也可以发生霉变，但时间较长，且60 d内霉变程度较轻。在空气湿度≤70%时，片烟未见有霉变现象。

此外，60 d实验结束后，将各处理置自然条件下继续进行观察，结果发现300 d内，空气湿度70%和65%处理片烟仍未见有霉变现象，75%空气湿度处理片烟有轻度霉变发生，80%空气湿度处理片烟有中度霉变发生，85%以上空气湿度处理片烟均重度霉变发生，其发霉严重度为 85%空气湿度处理＜90%空气湿度处理＜94%空气湿度处理。

表3 不同湿度条件下片烟各霉变程度始发时间Table3 Effects of humidity on mildewing of tobacco strips

2.3 片烟含水率

片烟霉变的发生与发展与片烟含水率密切相关。如表4所示，片烟含水率越高，霉变发生越早，霉变发展越快。在25 ℃下，当片烟含水率为34%时，片烟仅存放3 d便发霉，1 kg的片烟10 d就完全霉变，当片烟含水率13.60%，300 d内未观察到霉变发生，片烟含水率为15%时，51 d有轻度霉变发生，说明片烟发生霉变临界含水率在 13.5%～15.0%。

表4 不同含水率片烟各霉变程度始发时间Table4 Effects of water content on mildewing of tobacco strips

2.4 正交试验

温度、湿度和片烟含水率对片烟霉变影响的正交实验结果如表5所示。在实验进行期间，处理1和处理4未观察到霉变发生，说明在环境温度空气相对湿度70%，片烟含水率15%以下，温度在20～30 ℃范围内，片烟不容易发生霉变。处理2和处理8发生轻度霉变，且生霉潜伏期较长，分别于45 d和51 d有霉变发生，且霉变程度相对较轻，说明片烟在空气相对湿度75%，片烟初始含水率15%，20～30 ℃范围内可发生轻度—中度霉变。处理7（温度30 ℃，相对湿度70%，初始含水率19%）出现霉变最早（13 d），但霉变程度发展到中度霉变后，即稳定下来，不再进一步扩展。处理 6、9、5、3生霉潜伏期依次变长，24 d内，均可见霉变发生，且霉变发展速度较快，霉变程度较重，说明空气相对湿度为80%以上，或空气相对湿度75%、片烟初始含水率高于19%时，片烟极易发生霉变。

表5 片烟霉变条件正交实验结果Table5 Design and analysis result of orthogonal test

3 讨 论

烟叶霉变与霉菌污染、环境条件以及烟叶基质特性密切相关[7]。烟叶在调制、分级、收购、运输储存等过程中都有可能受到霉菌的污染而带有大量霉菌。尤其是不成熟的上部烟、青黄烟和其他带有杂质的低次烟，往往带有较多的霉菌，比较容易自然霉变[8]。霉菌污染烟叶后，能否导致烟叶的霉变，以及霉变的程度和性质如何，主要受烟叶本身的性质及环境条件等因素的影响。本研究重点探讨了环境温湿度条件以及烟叶含水率对片烟霉变的影响。单因素试验结果表明，片烟在 4～35℃范围内，温度越高，霉变越快，说明适宜霉菌活动的温度范围较宽，与许大凤等[9]研究结果一致。环境湿度对片烟霉变有较大影响，环境相对湿度越高，片烟越易发生霉变，当环境相对湿度低于70%时，片烟难以发生霉变，说明霉菌生长对环境湿度要求较严格，与许大凤等[9]研究结果基本一致。水分是霉菌生命活动的必要条件，烟叶中的水分含量决定了生长微生物的种类和繁殖速度，也决定了烟叶霉变类型与速度。从本研究结果来看，片烟含水率越高，霉变速度越快，霉变程度越重。反之，含水率越低，霉变速度越慢，霉变程度越轻。事实上，环境温度、环境湿度、片烟含水率之间相互影响，片烟霉变是三者综合作用的结果。因此，本研究在单因素分析的基础上，选择环境温度、湿度、片烟含水率作为实验要素进行了正交试验。结果表明，空气相对湿度70%，且片烟含水率15%以下，片烟不容易发生霉变。在环境湿度 75%～80%，片烟含水率低于19%，片烟易发生轻度霉变。环境湿度高于80%，或空气相对湿度75%、片烟含水率高于19%时，片烟极易发生霉变。

综合本研究结果，环境湿度和片烟含水率是影响片烟霉变的关键因素，在防霉管理中应重点将这两项指标控制在安全范围内。

[1]朱大恒，韩锦峰，张爱萍，等.自然醇化与人工发酵对烤烟化学成分变化的影响比较研究[J].烟草科技，1999（1）：3-5.

[2]李魁，李廷生，王平诸，等.我国烟草真菌区系调查及霉变成因的研究[J].郑州工程学院学报，2003，24（3）：20-24.

[3]赵文姬.云南仓储烟叶霉变与生物防治研究[D].北京：中国农业科学院，2004.

[4]黄福新，周兴华，朱桂宁，等.广西烟仓霉变发生状况调查及主要霉变因素探讨[J].广西农业科学，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，林建胜，张成省，等.储烟霉变机理与防霉技术研究进展[J].中国烟草学报，2009，15（5）：78-81.

[8]朱宏建，高必达，易图永.烟叶贮藏期霉变原因及防霉技术研究[J].安徽农学通报，2007，13（15）：139-141.

[9]许大凤，高正良，杨建卿，等.温度湿度对贮藏片烟霉菌影响的研究[J].安徽农业科学，2006，34（20）：5368-5369.