浅谈气调技术在烟叶醇化中的研究进展

刘远上 张碰元

摘 要 烟叶气调醇化能够起到绿色防虫、提升烟叶品质的作用，在烟草行业得到推广应用。本文综述了气调技术在烟叶醇化过程中对烟虫防治，烟叶化学成分以及烟叶醇化质量的影响，对气调技术应用存在的问题和应用前景进行了展望，希望为行业烟叶气调醇化的发展提供参考。

关键词 烟叶醇化;气调技术;烟虫防治

烟叶经过采收、初烤（晾晒）、复烤后，往往还存在青杂气较重、刺激性较大、吃味不够醇和等品质缺陷，尚达不到卷烟工业生产的要求。为了减小烟叶品质上的不足，工业上往往将复烤后的烟叶进行醇化，以减少烟叶品质的固有缺陷，满足工业生产的需求[1]。烟叶醇化是提升烟叶质量的重要过程，因此各个企业都在尝试各种手段，创造烟叶醇化最适宜环境条件，探索烟叶醇化机理，以期让烟叶达到最好的醇化质量，提升烟叶使用价值。同时，2019年新发布的烟草行业标准《片烟贮存养护 自然醇化法》中也明确指出片烟仓储应由传统的“简单的片烟防虫防霉”仓储模式向“片烟醇化和感官质量保障”的新型仓储模式转变[2]。另外，随着工业现代化的发展，对绿色环保概念的日益重视，烟叶醇化过程中烟虫消杀使用的带有毒性的磷化铝等化学药剂已不符合行业未来发展的趋势，在这种大环境影响下，气调技术逐渐在烟草行业内推广应用。本文综述了气调技术在烟叶醇化中的研究成果，期望为烟叶气调醇化的应用提供参考。

1气调技术对烟虫防治的作用

烟草甲是烟叶贮存过程中的主要害虫。烟草甲不仅能够造成烟叶破碎、残缺、穿孔等症状，还会严重降低烟叶出丝率[3-4]。国内对于烟叶养护过程中烟草甲等烟草害虫的防治主要以磷化氢熏蒸为主，但该法会对操作人员及环境产生不利影响[5]。使用气调技术进行烟虫防治就可以有效解决这一问题。目前，气调技术进行烟虫防治，主要方式是通过调节烟叶贮存环境中氧气的浓度，造成低氧环境从而达到杀死烟虫的目的。对于烟气浓度的调节主要有两种方式，即化学法和物理法。

卓思楚[6]利用烟叶气调剂调节对密封烟垛内的氧气浓度进行调节，设置不同的氧气浓度值，考察不同氧气浓度下对烟草甲的杀灭效果，结果表明当环境温度为25℃时 ，氧气浓度<2%时，烟草甲各虫态在15天内死亡;氧气浓度在2%-4%时，烟草甲各虫态均在30天内死亡;氧气浓度在4%-6%烟草甲各虫态在45天内死亡。3种氧气浓度处理均能杀灭烟草甲各虫态，且氧气浓度越低杀灭速度越快。通过机械方式调节氧气浓度的方式主要有通入二氧化碳和氮气两种，其中通入氮气是目前研究和应用最多的。孙建锋[7]等向密封烟垛内充入CO2的方式对垛内烟气浓度进行调节，通过实验得出在垛内氧气浓度<2%时，随着密封时间的增加，各虫态烟草甲数量呈明显下降趋势，15-25天时，除虫卵外其他各虫态烟草甲数量下降迅速，在第35天时，所有虫态烟草甲全部死亡，第45天检测未發现有存活烟草甲存在;在垛内氧气浓度为2%-4%时，密封处理第35天时，除少量幼虫存活外，其他虫态烟草甲全部死亡，在第45天时检测发现所有虫态烟草甲全部死亡;在垛内氧气浓度为4%-6%时，第35天检测发现除虫卵、幼虫少量存活外，其他虫态烟草甲死亡，第45天时仍有少量幼虫存活。 因此，要达到理想的杀虫效果，需通过向垛内充入CO2并保持垛内氧气浓度小于2%，维持35天以上。使用机械充氮的方式杀灭烟虫的研究较多，在控制氧气的浓度上结论基本一致，即使氧气控制在较低范围，在2%以下，但对各种形态烟草甲（成虫、幼虫、虫卵）的杀灭效果和完全消灭的时间上有差异。张瑞强[8]、肖光伟[9]研究认为，在环境温度20℃以上时，氧气浓度<2%，保持45天可以完全杀灭烟草甲的各种形态。而彭琛[10]的研究结果为环境温度30℃，氧气浓度<2%，30天后，烟草甲成虫、幼虫、虫卵可以完全消灭。王秀芳[11]的研究从氮气浓度的角度出发，得出氮气浓度能达到 99%以上，就可在9天以上的处理时间里杀灭害虫。

总结前期研究可以得出以下几点结论：①化学气调和机械气调都能够起到降低氧气浓度进而杀灭害虫的目的，机械气调法杀灭烟虫的时间周期要明显短于化学气调法。②要想达到较好的杀虫效果，氧气浓度应该控制在至少2%以下。③利用气调技术杀虫的过程中，提高环境温度，可以缩短杀虫周期。④烟草甲的幼虫较成虫和虫卵对低氧环境更耐受，因此在杀虫后应着重严查幼虫生存情况。

2气调贮存对烟叶醇化过程中化学成分的影响

烟叶醇化过程中伴随着烟叶化学成分的降解或者相互发生反应，这些降解和反应大多属于好氧反应，贮存中环境中氧气浓度的变化在一定程度上会对其产生影响。朱大恒[12]的研究将烟叶分别在有氧条件和无氧条件下进行人工醇化，结果发现在有氧条件下发酵烟叶的还原糖、总氮、烟碱、蛋白质、总氨基酸、淀粉、多酚和类胡萝卜素含量的下降幅度均大于无氧条件下醇化的烟叶。因此，氧气对烟叶主要化学成分的降解和转化具有重要作用，在实际烟叶醇化过程中，应提供充分的氧气条件，以促进烟叶品质的转化。黄立兵[13]使用化学气调法对贵州烟叶的醇化进行研究，得出气调醇化与自然醇化相比，烟叶的个别样品有所升高外，各等级烟叶的总糖、还原糖含量均有所下降，而总植物碱含量变化不大，糖碱比例更趋向于最适;2种贮存方式下烟叶的总氮含量相差不大，而钾含量有所区别。说明在贵州贮存环境条件下密封降氧贮存的方法会抑制烟叶的醇化速度，但影响并不大。刘红光[14]对富氧环境与自然环境中烟叶醇化化学成分变化进行对比，研究结果表明氧气含量对醇化片烟常规化学成分影响较小，但对CCUI、多酚、色素类潜香物质和挥发性香味成分的变化影响较大，氧气含量越高，多酚、色素类潜香物质的降幅越大。杨欣玲[15]对气调贮存和自然条件贮存烟叶醇化进行了系统研究和对比，发现自然醇化与气调贮存的片烟总糖和还原糖含量均逐渐降低，但气调贮存的片烟两糖比高于自然醇化处理;总氮和烟碱含量下降趋势较平缓，气调贮存的片烟氮碱比更接近1，化学成分协调性更优。卓思楚[16]对不同氧气浓度下烟叶色素的变化进行研究，得出气调氧气浓度越低，质体色素降解速率越慢，低氧环境对于片烟醇化过程中色素的降解有明显的抑制作用，体现在氧气浓度<2%、氧气浓度7%～9%贮存环境中的片烟质体色素降解比率显著低于常规贮存;醇化36个月后，类胡萝卜素在氧气浓度7%～9%气调贮存中的下降比率范围为31.87%～51.51%，而在自然醇化中为58.69%～75.71%。同时，醇化时间越长，低氧环境对于片烟色素的降解抑制越为明显。