原烟入库过程微波灭菌和调节水分试验研究

 程 潮，任宏杰 

（北京航天试验技术研究所，北京 100071）

原烟入库过程微波灭菌和调节水分试验研究

程 潮，任宏杰

（北京航天试验技术研究所，北京 100071）

采用微波技术对入库过程中的原烟开展了灭菌和水分调节试验研究。结果表明：采用微波处理原烟可以在较小的水分损耗情况下实现很好的灭菌效果，水分损耗1.71%的情况下可以实现90%的灭菌率；将不同的水分高于18%的不合格原烟经过微波处理至含水率16%～18%，霉变时间均可以大于40 d，不易发生霉变，说明工艺上采用微波技术对入库过程原烟进行灭菌和水分调节是可行的。

原烟；微波技术；霉菌；致霉变微生物；水分调节；贮存

复烤厂在收购来原料烟叶后，一般需暂存3个月或以上再进行加工。原料烟叶的吸湿性强，烟叶中含有微生物繁殖所需的各种营养物质，一旦条件适宜，霉菌极易滋生繁殖、造成烟叶霉变。烟叶霉变后常规化学成分发生了较大的变化，不利于烟叶品质的提升，若发展严重，烟叶会完全失去利用价值[1]。根据标准[2]，原烟入库一般要求水分低于18%，高于18%就容易造成霉菌滋生，不能正常入库，需要在2周内安排打叶，这对复烤厂的生产调度和仓库的烟叶防霉杀虫管理提出了很高的要求。目前原烟暂存环节中不进行处理或主要采用药物熏蒸的方式灭菌[3-4]，可能造成烟叶农药残留等二次污染问题，并且霉菌不彻底，影响后续打叶复烤环节生产。

微波加热具有穿透力强、热惯性小、选择性强、速度快等特点。理论上讲，烟叶经微波辐照后，可以使烟叶中霉菌细胞膜功能发生紊乱、细胞脱水、蛋白质凝固，从而达到灭菌目的[5-6]。李倩等[7]开展了烟叶微波灭菌试验研究，结果表明利用微波技术对烟叶进行霉变控制是可行的，具有显著延长烟叶保质期的作用。

利用微波的特点在原烟入库过程中对来料原烟进行灭菌并调节水分，从源头上控制烟草霉菌虫害、并使水分不合格原烟达到入库要求，确保原烟在暂存和加工环节烟不发生霉变和虫害侵蚀，对打叶复烤企业原烟霉菌虫害防治有重要意义。试验研究了微波处理复烤厂来料原烟后的灭菌效果、水分损耗和霉变时间之间的关系，为原烟入库过程采用微波技术进行灭菌和水分调节提供了数据支撑。

1 试验准备

1.1 材料与仪器

原烟产自贵州，由贵州烟叶复烤集团技术中心提供。试验设备：M3-L234E微波炉，微波功率800 W（变频可调），微波频率2 450 MHz（广东美的微波炉制造有限公司）；恒温恒湿箱[中科美其（北京）科技有限公司]；MA35型快速水分仪（德国赛多利斯公司）；HV-110型高压灭菌器（日本Hirayama公司）；ZD-85A恒温摇床（常州丹瑞试验仪器设备有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 烟叶水分测定

按照YC/T 31—1996《烟草及烟草制品 试样的制和水分测定 烘箱法》[8]执行。

1.2.2 烟叶霉菌数测定 按照YC/T 472—2013《烟草及烟草制品 微生物学检测 霉菌计数》[9]执行。

1.2.3 微波作用时间的筛选 称取含水率19.43%的原烟50共5份，均匀铺装在微波灭菌干燥的玻璃盘中，放置于微波炉中，在相同的微波功率（800 W）下，设定微波作用时间分别为0、20、40、60和80 s，重复2次，确定合适的微波时间。

1.2.4 不同水分原烟对灭菌效果和霉变时间的影响将原烟自然晾干后分别回潮至水分15.43%、17.57%、19.43%、20.98%、23.33%和24.70%（编号1～6），分别称取各3份，每份50 g，1份作为对照，另2份在相同的微波功率（800 W）和微波时间（60 s）下进行处理（含水率15.43%的原烟作为对照组不进行微波处理）。处理后样品1份进行灭菌效果检测，另1份在培养皿中进行恒温恒湿培养，观察霉变时间。环境温为25℃，湿度60%RH。上述试验重复2次，确定不同水分原烟对灭菌效果和霉变时间的影响。

1.2.5 微波调节原烟水分效果对灭菌和霉变时间的影响 将原烟自然晾干后分别回潮至水分含量15.43%、17.57%、19.43%、20.98%、23.33%和24.70%（烟叶批次同1.2.4编号1～6），分别称取各3份，每份50 g，1份作为对照，另2份在相同的微波功率（800 W）下将原烟干燥至水分17%左右。处理后样品1份进行灭菌效果检测，另1份在培养皿中进行恒温恒湿培养，观察霉变时间。环境温25℃，湿度60%RH。上述试验重复2次，确定微波调节原烟水分对灭菌和霉变时间的影响。

2 结果与分析

2.1 微波作用时间对原烟含水率和霉菌总数的影响

在微波功率800 W下，考察不同微波时间对原烟灭菌效果和含水率的影响，微波灭菌后霉菌数量采用1.2.2节方法测定，测试结果见表1。

从表1中可以看出，微波作用40 s，灭菌率可以达到83.3%，微波作用60 s时，灭菌即可达到90%，水分损失为1.72%。而在灭菌80 s和100 s时，此时虽然灭菌率可以高达100%，但此时的水分损失高达5.57%和9.91%。在原烟入库环节过程中，采用微波技术进行灭菌，不能损失过多的水分，一般要求最低水分不能低于16%，因此，对于水分不合格的原烟（>18%），最好要求水分损失不超过2%的情况下满足灭菌要求。根据李倩等[7]的研究，微波作用时间是影响烟叶水分损耗最为显著的因素，而微波功率是影响灭菌效果最为显著的因素。因此，针对原烟入库环节的灭菌和水分损耗要求，工艺上应该选择大功率微波和短的微波作用时间，初步选择较优的微波操作参数为功率800 W、时间60 s开展后续试验。

表1 不同微波时间下的原烟灭菌效果和含水率

2.2 不同水分原烟对灭菌效果影响和霉变效果影响

在相同的微波功率（800 W）和微波时间（60 s）下对不同含水率的原烟进行处理，考察微波处理后的灭菌效果和霉变效果的影响，灭菌效果如表2所示，并在培养皿中进行恒温恒湿培养，观察霉变时间，结果如表2所示。

表2 不同水分含量原烟的微波灭菌效果及霉变时间

从表2中可以看出，不同的原烟水分经过微波处理后灭菌率均在90%左右，说明微波功率（800 W）和微波时间（60 s）针对不同水分的原烟均具有良好的灭菌效果。但是根据表3的结果分析，经过微波处理后的原烟，如果微波处理后的原烟水分较低（<18%），如试验2和试验3，其霉变时间大于40 d，而如果随着微波作用后的原烟水分逐渐增大（>18%），虽然灭菌效果良好，但霉变时间逐渐缩短，即不能很好的贮存。因此，在原烟入库过程中，通过微波调节原烟水分低于18%，对于提高原烟贮存防霉具有重要意义。

2.3 微波调节原烟水分对灭菌和霉变效果影响

在相同的微波功率（800 W）下，对不同含水率的原烟进行不同时间的微波处理，将其水分降低至18%以下，考察其灭菌效果，结果如表3所示，并在培养皿中进行恒温恒湿培养，观察霉变时间，结果如表3所示。

从表3中可以看出，不同的原烟水分经过微波调节水分后，均具有较好灭菌效果，且灭菌时间达到80 s以上时，灭菌率可以达到100%。表3的结果分析，经过微波调节至合格水分后的原烟，霉变时间均可以大于40 d，说明在原烟入库过程中通过调整微波作用时间，将不同含水率的原烟至水分合格，既可以满足调节水分的要求，又能满足提高霉变时间的要求，工艺上具有可行性。

表3 微波调节原烟水分对灭菌效果及霉变时间的影响

3 结 论

对原烟入库过程中采用微波进行灭菌和调节水分进行了试验研究，结论如下：

（1）利用微波对入库过程中含水率偏高的原烟进行灭菌处理是可行的，在水分损耗较低（<2%）的情况下即可达到较好的灭菌效果。

（2）通过对不同含水率的原烟进行不同的微波作用时间，可以在满足微波处理后原烟水分满足16%～18%的水分要求的前提下，所有原烟的霉变时间大于40 d，即不易发生霉变。这说明利用微波对入库过程的原烟进行灭菌和水分调节在工艺上是可行的。

[1] 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].储烟霉变机理与防霉技术研究进展，2009，15（5）：78-81.

[2] 许大风. 储烟霉变生物学特性及霉变控制措施研究[D]. 合肥，安徽农业大学.

[3] 钟科军，钟德义. 富马酸二甲酯在烟叶仓储防霉中的应用实验[J].烟草科技，2004，（10）：6-9.

[4] 朱桂宁，黄福新，黄思良. 7种防霉剂对烔仓霉变微生物的抑制作用及防霉效果的初步研究[J]. 广西农业生物科学，2006，25（2）：150-154.

[5] 孙震徐，世 梅，杭 峰. 微波杀菌动力学及其影响因素的研究[J].食品科学，2007，28（11）：126-129.

[6] 刘银春，尤华明. 微波生物非热效应的量子理论及其机理[J]. 微波学报，2005，21（4）：67-70.

[7] 李 倩，苏 扬，王 毅，等. 微波技术防烟叶霉变研究[J]. 食品工业科技，2013，34（12）：275-278.

[8] YC/T 31—1996，烟草及烟草制品 试样的制备和水分测定 烘箱法[S].

[9] YC/T 472—2013，烟草及烟草制品 微生物学检测 霉菌计数[S].

Influence of Microwave for Sterilization and Moisture Regulation in Process of the Original Tobacco Storage

CHENG Chao1，REN Hong-jie2
（Beijing Institute of Aerospace Testing Technology, Beijing 100074, PRC）

The influence of the original tobacco’s microwave sterilization and moisture regulation in process of being put in storage were studied. The results showed that microwave treatment can achieve good sterilization effect in the case of small water loss, 90% the sterilization rate can achieve 90% under 1.71% water loss. After different moisture content unqualified tobacco were treated from moisture content higher than 18%to 16%-18%, the tobacco did not become moldy even after 40 d. It is suggested that the technology is feasible that original tobacco’s microwave sterilization and moisture regulation in process of being put in storage.

original tobacco; microwave; mould; moisture regulation; storage

TS47; TS452

A

1006-060X（2017）11-0058-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.011.016

2017-09-25

程 潮（1989-），男，山东菏泽市人，工程师，博士研究生，主要从事烟草机械产品开发。

（责任编辑：夏亚男）