原煙入庫過程微波滅菌和調節水分試驗研究

?程 潮，任宏杰?

（北京航天試驗技術研究所，北京 100071）

原煙入庫過程微波滅菌和調節水分試驗研究

程 潮，任宏杰

（北京航天試驗技術研究所，北京 100071）

采用微波技術對入庫過程中的原煙開展了滅菌和水分調節試驗研究。結果表明：采用微波處理原煙可以在較小的水分損耗情況下實現很好的滅菌效果，水分損耗1.71%的情況下可以實現90%的滅菌率；將不同的水分高于18%的不合格原煙經過微波處理至含水率16%～18%，霉變時間均可以大于40 d，不易發生霉變，說明工藝上采用微波技術對入庫過程原煙進行滅菌和水分調節是可行的。

原煙；微波技術；霉菌；致霉變微生物；水分調節；貯存

復烤廠在收購來原料煙葉后，一般需暫存3個月或以上再進行加工。原料煙葉的吸濕性強，煙葉中含有微生物繁殖所需的各種營養物質，一旦條件適宜，霉菌極易滋生繁殖、造成煙葉霉變。煙葉霉變后常規化學成分發生了較大的變化，不利于煙葉品質的提升，若發展嚴重，煙葉會完全失去利用價值[1]。根據標準[2]，原煙入庫一般要求水分低于18%，高于18%就容易造成霉菌滋生，不能正常入庫，需要在2周內安排打葉，這對復烤廠的生產調度和倉庫的煙葉防霉殺蟲管理提出了很高的要求。目前原煙暫存環節中不進行處理或主要采用藥物熏蒸的方式滅菌[3-4]，可能造成煙葉農藥殘留等二次污染問題，并且霉菌不徹底，影響后續打葉復烤環節生產。

微波加熱具有穿透力強、熱慣性小、選擇性強、速度快等特點。理論上講，煙葉經微波輻照后，可以使煙葉中霉菌細胞膜功能發生紊亂、細胞脫水、蛋白質凝固，從而達到滅菌目的[5-6]。李倩等[7]開展了煙葉微波滅菌試驗研究，結果表明利用微波技術對煙葉進行霉變控制是可行的，具有顯著延長煙葉保質期的作用。

利用微波的特點在原煙入庫過程中對來料原煙進行滅菌并調節水分，從源頭上控制煙草霉菌蟲害、并使水分不合格原煙達到入庫要求，確保原煙在暫存和加工環節煙不發生霉變和蟲害侵蝕，對打葉復烤企業原煙霉菌蟲害防治有重要意義。試驗研究了微波處理復烤廠來料原煙后的滅菌效果、水分損耗和霉變時間之間的關系，為原煙入庫過程采用微波技術進行滅菌和水分調節提供了數據支撐。

1 試驗準備

1.1 材料與儀器

原煙產自貴州，由貴州煙葉復烤集團技術中心提供。試驗設備：M3-L234E微波爐，微波功率800 W（變頻可調），微波頻率2 450 MHz（廣東美的微波爐制造有限公司）；恒溫恒濕箱[中科美其（北京）科技有限公司]；MA35型快速水分儀（德國賽多利斯公司）；HV-110型高壓滅菌器（日本Hirayama公司）；ZD-85A恒溫搖床（常州丹瑞試驗儀器設備有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 煙葉水分測定

按照YC/T 31—1996《煙草及煙草制品 試樣的制和水分測定 烘箱法》[8]執行。

1.2.2 煙葉霉菌數測定 按照YC/T 472—2013《煙草及煙草制品 微生物學檢測 霉菌計數》[9]執行。

1.2.3 微波作用時間的篩選 稱取含水率19.43%的原煙50共5份，均勻鋪裝在微波滅菌干燥的玻璃盤中，放置于微波爐中，在相同的微波功率（800 W）下，設定微波作用時間分別為0、20、40、60和80 s，重復2次，確定合適的微波時間。

1.2.4 不同水分原煙對滅菌效果和霉變時間的影響將原煙自然晾干后分別回潮至水分15.43%、17.57%、19.43%、20.98%、23.33%和24.70%（編號1～6），分別稱取各3份，每份50 g，1份作為對照，另2份在相同的微波功率（800 W）和微波時間（60 s）下進行處理（含水率15.43%的原煙作為對照組不進行微波處理）。處理后樣品1份進行滅菌效果檢測，另1份在培養皿中進行恒溫恒濕培養，觀察霉變時間。環境溫為25℃，濕度60%RH。上述試驗重復2次，確定不同水分原煙對滅菌效果和霉變時間的影響。

1.2.5 微波調節原煙水分效果對滅菌和霉變時間的影響 將原煙自然晾干后分別回潮至水分含量15.43%、17.57%、19.43%、20.98%、23.33%和24.70%（煙葉批次同1.2.4編號1～6），分別稱取各3份，每份50 g，1份作為對照，另2份在相同的微波功率（800 W）下將原煙干燥至水分17%左右。處理后樣品1份進行滅菌效果檢測，另1份在培養皿中進行恒溫恒濕培養，觀察霉變時間。環境溫25℃，濕度60%RH。上述試驗重復2次，確定微波調節原煙水分對滅菌和霉變時間的影響。

2 結果與分析

2.1 微波作用時間對原煙含水率和霉菌總數的影響

在微波功率800 W下，考察不同微波時間對原煙滅菌效果和含水率的影響，微波滅菌后霉菌數量采用1.2.2節方法測定，測試結果見表1。

從表1中可以看出，微波作用40 s，滅菌率可以達到83.3%，微波作用60 s時，滅菌即可達到90%，水分損失為1.72%。而在滅菌80 s和100 s時，此時雖然滅菌率可以高達100%，但此時的水分損失高達5.57%和9.91%。在原煙入庫環節過程中，采用微波技術進行滅菌，不能損失過多的水分，一般要求最低水分不能低于16%，因此，對于水分不合格的原煙（>18%），最好要求水分損失不超過2%的情況下滿足滅菌要求。根據李倩等[7]的研究，微波作用時間是影響煙葉水分損耗最為顯著的因素，而微波功率是影響滅菌效果最為顯著的因素。因此，針對原煙入庫環節的滅菌和水分損耗要求，工藝上應該選擇大功率微波和短的微波作用時間，初步選擇較優的微波操作參數為功率800 W、時間60 s開展后續試驗。

表1 不同微波時間下的原煙滅菌效果和含水率

2.2 不同水分原煙對滅菌效果影響和霉變效果影響

在相同的微波功率（800 W）和微波時間（60 s）下對不同含水率的原煙進行處理，考察微波處理后的滅菌效果和霉變效果的影響，滅菌效果如表2所示，并在培養皿中進行恒溫恒濕培養，觀察霉變時間，結果如表2所示。

表2 不同水分含量原煙的微波滅菌效果及霉變時間

從表2中可以看出，不同的原煙水分經過微波處理后滅菌率均在90%左右，說明微波功率（800 W）和微波時間（60 s）針對不同水分的原煙均具有良好的滅菌效果。但是根據表3的結果分析，經過微波處理后的原煙，如果微波處理后的原煙水分較低（<18%），如試驗2和試驗3，其霉變時間大于40 d，而如果隨著微波作用后的原煙水分逐漸增大（>18%），雖然滅菌效果良好，但霉變時間逐漸縮短，即不能很好的貯存。因此，在原煙入庫過程中，通過微波調節原煙水分低于18%，對于提高原煙貯存防霉具有重要意義。

2.3 微波調節原煙水分對滅菌和霉變效果影響

在相同的微波功率（800 W）下，對不同含水率的原煙進行不同時間的微波處理，將其水分降低至18%以下，考察其滅菌效果，結果如表3所示，并在培養皿中進行恒溫恒濕培養，觀察霉變時間，結果如表3所示。

從表3中可以看出，不同的原煙水分經過微波調節水分后，均具有較好滅菌效果，且滅菌時間達到80 s以上時，滅菌率可以達到100%。表3的結果分析，經過微波調節至合格水分后的原煙，霉變時間均可以大于40 d，說明在原煙入庫過程中通過調整微波作用時間，將不同含水率的原煙至水分合格，既可以滿足調節水分的要求，又能滿足提高霉變時間的要求，工藝上具有可行性。

表3 微波調節原煙水分對滅菌效果及霉變時間的影響

3 結 論

對原煙入庫過程中采用微波進行滅菌和調節水分進行了試驗研究，結論如下：

（1）利用微波對入庫過程中含水率偏高的原煙進行滅菌處理是可行的，在水分損耗較低（<2%）的情況下即可達到較好的滅菌效果。

（2）通過對不同含水率的原煙進行不同的微波作用時間，可以在滿足微波處理后原煙水分滿足16%～18%的水分要求的前提下，所有原煙的霉變時間大于40 d，即不易發生霉變。這說明利用微波對入庫過程的原煙進行滅菌和水分調節在工藝上是可行的。

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[5] 孫震徐，世 梅，杭 峰. 微波殺菌動力學及其影響因素的研究[J].食品科學，2007，28（11）：126-129.

[6] 劉銀春，尤華明. 微波生物非熱效應的量子理論及其機理[J]. 微波學報，2005，21（4）：67-70.

[7] 李 倩，蘇 揚，王 毅，等. 微波技術防煙葉霉變研究[J]. 食品工業科技，2013，34（12）：275-278.

[8] YC/T 31—1996，煙草及煙草制品 試樣的制備和水分測定 烘箱法[S].

[9] YC/T 472—2013，煙草及煙草制品 微生物學檢測 霉菌計數[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，山東菏澤市人，工程師，博士研究生，主要從事煙草機械產品開發。

（責任編輯：夏亞男）