摘要：試驗研究電子束輻照對煙葉霉菌和細菌的殺滅效應及其感官質量的影響。結果表明，1～5 kGy劑量的電子束輻照均能有效殺死煙葉中的霉菌和細菌，防止煙葉霉變。煙葉經1 kGy劑量輻照后，霉菌數由60 CFU/g下降到0 CFU/g；煙葉經3 kGy劑量輻照后，細菌總數由1 400 CFU/g下降到30 CFU/g。隨著輻照劑量增加，煙葉吸食品質呈同步下降趨勢，當輻照劑量為3 kGy及以下時，煙葉感官質量無顯著變化，且醇化12個月后，其感官質量還是接近于沒有輻照的對照。因此，采用電子束輻照技術進行煙葉殺菌防霉的方法是可行的，不會影響煙葉的自然醇化進程和感官質量。

關鍵詞：電子束輻照；煙葉；殺菌；感官質量

中圖分類號：S124+.1；TS41+4；TS47 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）12-2844-04

Effects of Electron Beam Irradiation on Bactericidal Efficacy and Sensory Quality of Tobacco Leaves

WANG Juan-juan1，CHEN Yun-tang1，TIAN Zhan-jun2，SHANG Fei-fei1，CHENG Zhong-jie1

（1. Isotope Institute Co.， Ltd.， Henan Academy of Sciences/Key Laboratory of Nuclear Agriculture of Henan Province， Zhengzhou 450015， China； 2. Tianchang International Tobacco Co.， Ltd.， Xuchang 461000， Henan， China）

Abstract： Effects of different dose of electron beam irradiation on sterilization and sensory quality of tobacco leaves were investigated. The results showed that moulds and bacteria in tobacco leaves could be killed by electron beam irradiation at 1～5 kGy dose. After electron beam irradiation at 1 kGy， the moulds count decreased from 60 CFU/g to 0 CFU/g. After the electron beam irradiation at 3 kGy， the bacteria count decreased from 1 400 CFU/g to 30 CFU/g. The smoking quality of tobacco leaves decreased with the increase of irradiation dose. The sensory quality was not affected when the irradiation dose was below 3 kGy， and was similar with that of control after 12 months for aging. Therefore， it is feasible to use electron beam irradiation for sterilization and mould proof of tobacco leaves. The aging and sensory quality of tobacco leaves were not affected by electron beam irradiation.

Key words： electron beam irradiation； tobacco leaves； bactericidal； sensory quality

煙葉用于卷煙生產之前需要經過一個較長的倉儲過程，這一方面是為煙廠貯存足夠的生產原料，另一方面是為了通過醇化來提高煙葉質量。煙葉自然醇化期一般需1～3年[1]，由于煙葉吸濕性強，且含有微生物生長所需要的各種營養(yǎng)物質，在醇化期或者是貯存期間極易滋生各種微生物[2，3]而使煙葉發(fā)霉變質，從而嚴重影響了煙葉的外觀質量和感官品質，降低了煙葉的使用價值，給企業(yè)及國家造成了巨大損失，尤其是在濕度、溫度高的夏季更是如此。目前，國內外在控制和防止煙葉霉變方面采取的技術措施主要是降低煙葉的含水量、控制貯存環(huán)境中的溫度和濕度變化以及密封降氧、使用化學藥劑等，以達到抑制微生物生長的目的[4-9]。這些措施雖然對減少煙葉霉變起到了一定作用，但很難達到理想的防治效果[10]?？刂瀑A存環(huán)境中的溫度、濕度對庫房的要求很高，要安裝大量的調溫調濕設備，并要消耗大量的電能，存在效果差、投資大、運轉成本高等缺陷；使用化學藥劑很難噴灑均勻與全面，因而效果有限，另外也很難避免化學藥劑對環(huán)境和食品造成的不良影響；密封降氧對建筑材料要求較高，所以造價昂貴，貯存成本高[7，9，10]?，F在采用輻照技術對農產品實施滅菌已有較多研究[11-19]，并且在電子束輻照技術實際應用與推廣上取得了很大的進步[20-23]。但用電子束進行煙葉的輻照滅菌及其對煙葉感官質量的影響研究尚未見報道，為此試驗用電子加速器輻照裝置對煙葉輻照滅菌的劑量選擇及其對感官質量的影響進行了系統(tǒng)研究，現將結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料

供試煙葉為2009年產自于河南省三門峽市的B2F復烤片煙30 kg，樣品分裝在自封袋中帶回實驗室。電子加速器輻照裝置為實驗室已安裝的AB 5.0型電子直線加速器（無錫愛邦輻射技術有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 輻照處理 采用電子直線加速器對煙葉實施電子束輻照處理，能量為5 MeV，輻照劑量分別為0（CK）、1、3、5 kGy，共4個處理，每處理6 kg煙葉。輻照結束后立即分別從各處理中取出煙葉1 kg存放于冰庫（非自然醇化）中，用于試驗結束后片煙感官質量評吸對比；將剩余煙葉樣品置于煙葉醇化庫中存放（自然醇化）。

1.2.2 煙葉中微生物的檢驗 分別在電子束輻照后的當月、4個月、8個月、12個月時取樣檢測煙葉樣品中霉菌總數和細菌總數，檢測方法依據國家規(guī)定的方法[24，25]進行。

1.2.3 細菌、霉菌存活率和D10值的計算 細菌、霉菌的存活率用公式[26]計算，

存活率=（N/N0）×100%。

式中，N0為輻照前的初始菌數（CFU/g）；N為輻照后吸收一定劑量射線后的存活菌數（CFU/g）。

D10值是電子束輻照加工中使用的一個重要技術參數，指被輻照物中的細菌（霉菌）總數降低到原始值1/10時所需要的輻照劑量[27]，反映了被輻照物中的微生物對電子束的耐受能力。一般細菌的指數存活曲線[28]用數學公式表示為：

lg（N/N0）=-kD，

式中，D為吸收劑量（kGy）；N0和N意義同上，k為直線部分的斜率，即-1/D10。用DPS軟件進行單因素回歸分析，以細菌（霉菌）的指數存活曲線作為因變量（y），把電子束輻照劑量作為自變量（x），將細菌（霉菌）的指數存活曲線與輻照劑量的關系建立數學模型直線方程，得到一元線性回歸方程y=ax+b，通過直線回歸的方法求得a、b值及相關系數，進而求出D10。

1.2.4 感官質量評吸鑒定 在電子束輻照后的12個月，取自然醇化的各處理煙葉樣品1 kg，與試驗初期存放冰庫的非自然醇化樣品進行感官質量評吸對比。將不同處理的烤煙樣品去梗切絲（切絲寬度為0.9 mm±0.1 mm），將切好的烤煙煙絲樣品卷制成長70.0 mm、圓周27.5 mm的煙支（每支約l g重），經過挑選、平衡水分[29]后，由天昌國際煙草有限公司組織邀請9名國內卷煙企業(yè)煙草評吸專家進行評吸鑒定?？緹煾泄儋|量評價的指標包括香氣質、香氣量、濃度、雜氣、勁頭、刺激性、余味、燃燒性和灰色共9項[30，31]，以國家煙草行業(yè)標準[32]為基礎，確定了烤煙感官評價各指標基礎賦值方法和感官質量指標權重，具體見表1?？偡钟嬎惴椒ㄊ菍⒃u吸員對每項感官指標的評分進行平均后，乘以各感官指標權重系數，再將各感官指標得分之和乘以系數11.11轉換為百分制。

感官質量總分=（香氣質×25%+香氣量×25%+濃度×5%+雜氣×10%+勁頭×3%+刺激性×10%+余味×15%+燃燒性×5%+灰色×2%）×11.11。

2 結果與分析

2.1 煙葉電子束輻照滅菌效果

電子直線加速器對煙葉實施輻照處理后的當月滅菌效果見表2，由表2可見，用電子束輻照煙葉的殺菌效果顯著。隨著輻照劑量的增加，含菌量呈同步下降趨勢：經1 kGy劑量輻照后，煙葉的霉菌數由原來的60 CFU/g下降到0 CFU/g，滅活率為100%；經1 kGy劑量輻照后，煙葉的細菌總數由原來的1 400 CFU/g下降到350 CFU/g，滅活率為75%，經3 kGy劑量輻照后，細菌總數由1 400 CFU/g下降到30 CFU/g，輻照劑量達到5 kGy時可完全殺滅細菌。表明采用電子束進行煙葉的輻照殺菌在技術上是可行的，只要選擇合適的輻照劑量，便可以使煙葉中的含菌量大大降低，這對于防止煙葉霉變具有重大意義。

2.2 電子束輻照后煙葉中細菌的D10值

根據表2數據，以細菌存活數的對數值為縱坐標、電子束輻照劑量為橫坐標作圖，即得到輻照劑量與煙葉中細菌總存活數的關系曲線，具體見圖1。由表2知煙葉中細菌總數初始菌量為1 400 CFU/g，而在圖1中可以看出，隨著電子束輻照劑量的增加，菌落總數呈下降趨勢，并符合一次線性方程，直線方程=-0.834 5 x+0.912， R2=0.974 8，a=-0.834 5，b=0.912，D10=1.198 kGy。由此可知，細菌的存活數和輻照劑量之間存在著顯著的相關性。

2.3 電子束輻照后煙葉貯存期間含菌量的變化

電子束輻照后煙葉在醇化庫中分別貯存4、8、12個月，其間的霉菌和細菌含量測試結果見表3。由表3可見，用電子束輻照煙葉后，煙葉醇化期間的微生物增長速度明顯放慢，且隨著輻照劑量的增加，其霉菌和細菌的含菌量呈急劇下降的變化趨勢。隨著貯存時間的延長，對照的霉菌總數無明顯變化，細菌總數逐漸增加；1 kGy劑量處理的輻照煙葉其細菌總數也隨時間進程呈逐漸增加的趨勢；而當輻照劑量在3 kGy及以上時，細菌生長基本被抑制住，且在醇化期間細菌的總數無明顯變化。可見經3 kGy劑量輻照后，可以有效殺滅煙葉中的霉菌，并控制了細菌總數的增長。

2.4 電子束輻照對烤煙感官質量的影響

在電子束輻照后的12個月，取各處理煙葉1 kg樣品（自然醇化）及當初輻照處理后立即存入冰庫的1 kg樣品（非自然醇化），分別卷制煙支進行感官質量評吸對比，結果非自然醇化的烤煙樣品卷制煙支感官質量評分（平均分值）情況見表4、自然醇化12個月后的烤煙樣品卷制煙支感官質量評分（平均分值）情況見表5。由表4和表5可以看出，4個自然醇化處理在貯藏12個月后的感官質量總分均高于試驗初期存入冰庫的樣品感官質量總分，且經自然醇化后，1 kGy處理和3 kGy處理的樣品感官質量總分與對照相比無明顯差異；不過貯藏12個月后，輻照處理樣品的香氣質和余味有降低趨勢，但對煙葉感官質量的影響還是在允許的范圍內；而雜氣、勁頭和刺激性有所降低，呈現出變好的趨勢。總體來看，3 kGy及以下的劑量輻照處理對煙葉的感官質量影響不大，其感官質量與對照基本相同；而5 kGy劑量輻照處理的煙葉感官質量略差于對照。

3 小結

試驗結果表明，1～5 kGy劑量的電子束輻照均能有效殺死煙葉中的霉菌和細菌，從而達到防止煙葉霉變的目的。隨著輻照劑量的增加，煙葉中的含菌量呈同步下降趨勢，如煙葉經1 kGy劑量輻照后，霉菌數由60 CFU/g下降到0 CFU/g；煙葉經3 kGy劑量輻照后，細菌總數由1 400 CFU/g下降到30 CFU/g。且輻照劑量與微生物存活數表現為明顯的線性正相關。試驗所用輻照劑量遠低于10 kGy的食品安全輻照上限[28]，因此輻照后的煙葉是安全的。隨著輻照劑量的增加，煙葉的感官質量也呈下降的趨勢，當輻照劑量在3 kGy及以下時，煙葉感官質量無顯著的變化，且醇化12個月后，其感官質量還是接近于沒有輻照的對照的，可見適宜的輻照劑量不會影響煙葉的自然醇化進程和感官質量。因此采用電子束輻照技術進行煙葉殺菌防霉的方法是可行的，該技術在煙草行業(yè)應用具有重要的實際意義和經濟價值。

參考文獻：

[1] 周 恒，許自成.醇化過程中烤煙片煙主要化學成分與中性致香成分的變異分析[J].江西農業(yè)學報，2009，21（4）：1-5.

[2] 宮長榮，于建軍，趙銘欽.煙草原料初加工[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1993.

[3] 李 魁，李廷生，王平諸，等.我國煙草真菌區(qū)系調查及霉變成因的研究[J].鄭州工程學院學報，2003，24（3）：20-24.

[4] 張成省，王海濱，李更新，等.倉儲片煙霉變的影響因素分析[J].中國煙草科學，2011，32（3）：80-83.

[5] 趙文姬.云南倉儲煙葉霉變與生物防治研究[D].北京：中國農業(yè)科學院，2004.

[6] 黃福新，周興華，朱桂寧，等.廣西煙倉霉變發(fā)生狀況調查及主要霉變因素探討[J].廣西農業(yè)科學，2007，38（4）：411-414.

[7] 孔凡玉，林建勝，張成省，等.儲煙霉變機理與防霉技術研究進展[J].中國煙草學報，2009，15（5）：78-81.

[8] 朱宏建，高必達，易圖永.煙葉貯藏期霉變原因及防霉技術研究[J].安徽農學通報，2007，13（15）：139-141.

[9] 許大鳳，高正良，楊建卿，等.溫度濕度對貯藏片煙霉菌影響的研究[J].安徽農業(yè)科學，2006，34（20）：5368-5369.

[10] 彭清云，易圖永.煙葉霉變的原因及其防治研究進展[J].中國農學通報，2007，23（11）：146-150.

[11] 劉春泉，劉春菊，宋江峰.輻照殺菌對核桃粉品質的影響[J].核農學報，2009，23（5）：825-828.

[12] 黃 曼，胡碧君，吳新蓮，等.電子束輻照對小麥儲藏抑菌及加工品質的影響[J].農業(yè)工程學報，2010，26（2）：342-346.

[13] 李 姣，趙謀明，吳 軍.60Co-γ射線對孜然粉和麻花椒粉輻照殺菌效果的研究[J].食品工業(yè)科技，2009（7）：136-139.

[14] 林 音，李香玲.輻照對調味品和脫水蔬菜中大腸菌群殺滅效果的研究[J].核農學報，2001，15（6）：331-333.

[15] 姚 遠，任大明.利用60Co-γ輻射殺菌技術生產無防腐劑調味品[J].中國調味品，2004（5）：14-17.

[16] 張奇志，王文亮，王守經，等.γ射線輻照技術對中藥滅菌的應用研究進展[J].中國現代藥物應用，2007，1（1）：62-63.

[17] 朱佳廷，劉春泉，余 剛，等.輻照殺菌對綠茶品質的影響[J].核農學報，2005，19（5）：363-366.

[18] 周樹紅，龔淑英. 不同輻照處理對普洱茶主要化學成分及感官品質的影響[J].茶葉科學，2003，23（1）：51-56.

[19] 哈益明，居 華，王 鋒.輻照對冷卻雞肉中致病微生物的殺滅及貯藏特性的影響[J].食品科學，2009，30（19）：74-77.

[20] 李 牧，邢增濤，馮志勇，等.電子束輻照在農產品貯藏保鮮中的應用[J].激光生物學報，2007，16（5）：640-645.

[21] 譚華業(yè)，黃 斌.電子束輻照技術在糧食領域的研究應用[J].糧油倉儲科技通訊，2005（2）：12-14.

[22] 杜方嶺，王志芬，王守經，等.電子束輻射技術應用研究及發(fā)展前景[J].山東農業(yè)科學，2009（12）：102-104.

[23] 哈益明，施惠棟，王 鋒，等.電子束輻照的研究現狀和應用特點[J].核農學報，2007，21（1）：61-64.

[24] GB 4789. 15-2010， 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數[S].

[25] GB 4789. 2-2010， 食品微生物學檢驗 菌落總數測定[S].

[26] DUSAN R， BRANKA R. Dose requirements for microbial decontamination of botanical materials by irradiation [J]. Radiation Physics and Chemistry，2002，63（3）：697-701.

[27] 李承華.輻射技術基礎[M].北京：原子能出版社，1988.

[28] 施培新.食品輻照加工原理與技術[M]. 北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2004.1-5.

[29] 湯朝起，王 平，竇玉清，等.河南烤煙主要化學成分對吸食品質的影響[J].中國煙草科學，2009，30（5）：43-45，49.

[30] 胡建軍，馬 明，李耀光，等.煙葉主要化學指標與其感官質量的灰色關聯分析[J].煙草科技，2001（1）：3-7.

[31] 李朝建，李曉剛.烤煙主要化學成分與吸味品質的相關性[J].湖南農業(yè)大學學報（自然科學版），2009，35（3）：252-256.

[32] YC/T 138-1998，煙草及煙草制品 感官評價方法[S].