李強，馬盛力，徐俊，吳敏嫻，黃慧，張龑，來振利，劉勇

（1.上海煙草集團有限責任公司上海煙草儲運公司，上海 200439；2.武漢東昌倉貯技術有限公司，武漢 430074）

煙葉在儲存、醇化過程中極易受到儲煙害蟲的危害，目前煙葉原料蟲害防治主要采用磷化鋁化學熏蒸的方式［1，2］，其在安全、環(huán)保和健康等方面均存在諸多的隱患［3，4］。目前行業(yè)內采用機械充氮替代傳統磷化鋁殺蟲［5，6］，但是由于機械充氮殺蟲周期較長，無法應對緊急發(fā)生的煙葉原料應急快速殺蟲。針對煙葉原料害蟲防治，行業(yè)內針對性開展快速降氧［7］、清潔倉間［8］、溫控防治、氣調防治、物理隔離防治、輻射防治、生物防治［9-12］等技術，但是大多無法應用于煙草行業(yè)或解決片煙應急殺蟲問題。

煙蟲生長發(fā)育需要氧氣、水分及適宜的溫濕度條件，真空、充氮、高溫、低溫等條件能夠快速營造不利于煙蟲生長繁殖的環(huán)境條件［13-19］。本研究通過單一真空、真空+充氮、真空+高溫及低溫殺蟲等試驗，研究得出適宜于現場片煙快速殺蟲及防止殺蟲處理對片煙品質影響的方法，為片煙應急快速殺蟲提供技術參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試煙蟲采用武漢東昌倉貯技術有限公司實驗室人工氣候箱培養(yǎng)的煙草甲蟲作為試驗蟲樣，培養(yǎng)條件：溫度（29±2）℃，濕度（65±5）%，光照周期8 h∶16 h，光照度3 000 lx；飼養(yǎng)原料為面粉、小麥胚芽、酵母菌。

1.1.2 片煙原料采用試驗煙葉為上海煙草集團在庫煙葉原料，儲存?zhèn)}間為山東舜德6庫A間，物料名稱為山東-B33-2016-紙箱-混打片煙-烤煙-01。

1.1.3 主要儀器及設備真空回潮機（YJ1901型），山東煙葉復烤有限公司諸城復烤廠；手持式箱溫檢測儀（DCYD-8型），武漢東昌倉貯技術有限公司；壓力罐（BY 200型，5 L）；水分檢測儀（101-2BS型），上海力辰儀器科技有限公司；低溫冷庫（20RF型），北京斯達酷商貿有限公司；高低溫試驗箱（GDS-50L型），常州邁科諾儀器有限公司。

1.2 試驗設計

1.2.1 單一真空殺蟲技術探索將試驗蟲樣放入真空箱內，采用真空泵將真空箱內真空度抽至500 Pa以下；常規(guī)放置96 h后，取出蟲樣觀察；將蟲樣置于培養(yǎng)箱內持續(xù)培養(yǎng)1個月，觀察蟲樣情況。

1.2.2 真空+充氮殺蟲技術探索將試驗蟲樣放入真空箱內，采用間歇式充氮+抽真空方式。首先采用真空泵將真空箱內真空度抽至500 Pa以下，再利用制氮機向真空箱內充入高純度氮氣，每小時重復1次，直至真空箱內氧氣濃度≤2%；處理96 h后，取出蟲樣觀察，并置于培養(yǎng)箱內持續(xù)培養(yǎng)1個月，觀察蟲樣情況。

1.2.3 真空+高溫殺蟲技術探索將試驗蟲樣放入真空箱內，采用真空泵將真空箱內真空度抽至500Pa以下；將真空箱放入高低溫試驗箱，將溫度分別調至60、70℃處理，處理參數如表1所示。處理后，取出真空箱，放置96 h后，取出蟲樣觀察；將蟲樣置于培養(yǎng)箱內持續(xù)培養(yǎng)1個月，觀察蟲樣情況。

表1 真空+高溫殺蟲技術試驗處理

1.2.4 片煙真空回潮快速殺蟲技術探索將試驗煙箱脫箱、脫袋；將蟲樣預埋進煙箱內15 cm處；將箱溫探桿分別插入煙箱15、35 cm和中心位置；將試驗煙箱放入真空回潮機內；關閉真空回潮機門，并開啟真空回潮，試驗參數設置如表2所示。停止真空回潮，取出試驗煙箱；其中處理1采用自然放置、攤晾方法進行煙葉回溫回濕，煙葉自然攤涼期間，采用防蟲紗網將試驗煙葉隔離密封；處理2采用抽真空進行降溫除濕，至箱溫恢復正常。自煙箱取出后，根據時間節(jié)點取樣進行水分檢測；待溫度恢復正常后，對試驗煙葉、對照煙葉取樣，檢測外觀、組織評吸等；處理后，取出蟲樣，觀察蟲樣死亡情況。

表2 片煙真空回潮快速殺蟲技術試驗處理

1.2.5 真空+低溫殺蟲技術探索將試驗蟲樣放入真空箱內，采用真空泵將真空箱內真空度抽至500Pa以下；將真空箱放入高低溫試驗箱，將溫度分別調至-10、-20、-30℃，處理參數如表3所示。處理后，取出真空箱，觀察蟲樣中成蟲、幼蟲存活情況；將蟲樣置于培養(yǎng)箱內持續(xù)培養(yǎng)1個月，觀察蟲樣中蟲卵、蛹孵化情況。

表3 真空+低溫殺蟲技術試驗處理

1.2.6 片煙低溫快速殺蟲技術探索準備2箱煙葉，將煙箱脫除，將蟲樣預埋進煙箱內15 cm處；將煙葉放入冷庫中，試驗設置以下處理：分別在2箱試驗煙箱10、35 cm處和中心位置插入溫度探桿，將檢測點引入冷庫外并監(jiān)測煙箱內溫度；按照試驗處理制作煙箱大小的塑料帳幕，確保氣密性良好，并提前設置好通風接口；將抽氣管置于冷庫門口，與套有塑料帳幕的煙箱連接好，進氣口置于冷庫內部；關閉冷庫門，將冷庫溫度下調至-30℃；進行抽風處理：打開冷庫門，將抽氣管引出，與設備抽風口連接，連續(xù)循環(huán)抽氣，直至煙箱內部溫度下降至預設溫度；記錄煙箱內部箱芯溫度下降至預設溫度的時間，試驗參數設置如表4所示。處理后，關閉冷庫設備，煙葉自然回溫，取出蟲樣觀察；將蟲樣置于培養(yǎng)箱內持續(xù)培養(yǎng)1個月，觀察蟲樣變化情況。待溫度恢復正常后，對試驗煙葉、對照煙葉取樣，檢測外觀，組織評吸。

表4 片煙低溫快速殺蟲技術試驗處理

2 結果與分析

2.1 單一真空殺蟲技術試驗

從表5可以看出，對煙草甲不同蟲態(tài)害蟲進行單一真空處理（真空度500 Pa、處理時間96 h），煙草甲幼蟲、成蟲均達到殺滅效果；但是對煙草甲蟲卵和蛹無法達到殺滅效果，無法實現快速殺蟲的目的。

表5 單一真空殺蟲蟲樣死亡情況

注：“×”表示無可見活蟲；“√”表示可見活蟲；由于無活動蟲態(tài)，“-”表示暫時無法確定；由于成蟲壽命不足1個月，因此對成蟲持續(xù)觀測無意義，針對成蟲殺滅效果僅以試驗結束后成蟲是否存活為標準。下同

2.2 真空+充氮殺蟲技術試驗

從表6可以看出，對煙草甲不同蟲態(tài)害蟲進行真空（真空度500 Pa、處理時間96 h）+充氮（氧氣濃度維持2%以下、處理時間96 h）處理，煙草甲幼蟲、成蟲均達到殺滅效果；但是對煙草甲蟲卵和蛹無法達到殺滅效果，殺蟲效果與單一真空殺蟲一致，無法實現快速殺蟲的目的。

表6 真空+充氮殺蟲蟲樣死亡情況

2.3 真空+高溫殺蟲技術試驗

由表7可以看出，對煙草甲不同蟲態(tài)害蟲進行真空+高溫殺蟲，真空條件下，60℃處理5、15 min以及70℃處理5 min，對煙草甲所有蟲態(tài)均未能達到殺滅效果；60℃處理30 min條件下，在真空和常壓狀態(tài)下，煙草甲幼蟲、成蟲全部死亡，但蟲卵、蟲蛹均未能達到殺滅效果；70℃處理15 min條件下，在真空和常壓狀態(tài)下，對煙草甲所有蟲態(tài)均達到殺滅效果。綜合上述結果，在高溫快速殺蟲情況下，真空為非必要條件，在殺蟲方面無顯著增效作用；經過本次試驗驗證，高溫殺滅煙草甲所有蟲態(tài)所需最基本溫度及處理時長組合為70℃、15 min。

表7 真空+高溫殺蟲蟲樣死亡情況

2.4 片煙真空回潮快速殺蟲技術試驗

2.4.1 殺蟲效果試驗蟲樣全部死亡，其經氣候箱培養(yǎng)60 d未發(fā)現活蟲，達到殺蟲效果。

2.4.2 煙葉外觀情況經過真空回潮處理后，煙箱略有下塌，但整體保持箱型；處理1采用自然攤晾回溫回濕的煙葉顏色有明顯的加深；經過真空回潮同參數處理后，立即采用真空降溫除濕的煙葉（處理2）變化不明顯。

2.4.3 煙葉水分情況由表8可以看出，處理1、處理2煙葉經過真空回潮處理后，水分較處理3（對照）明顯上升（≥14%）；處理1采用自然攤晾回溫回濕的煙葉，箱溫恢復后煙葉水分持續(xù)偏高（≥13%）；處理2采用真空降溫除濕的煙葉，箱溫恢復后煙葉水分恢復正常，但較處理3（對照）煙葉原始水分稍高。

表8 煙葉水分檢測記錄 （單位：%）

2.4.4 煙葉質量情況經過真空回潮處理+自然攤涼（處理1），煙葉內部出現嚴重燒包現象，煙葉整體炭燒味較重。經過真空回潮處理并立即真空降溫除濕（處理2），煙葉無明顯炭化現象，煙葉顏色與對照區(qū)別不明顯，但煙葉整體有微弱焦烤味。

2.4.5 煙葉理化指標由表9可以看出，與對照相比，處理1、處理2煙葉總糖、還原糖、總煙堿、總氮、鉀、氯等理化指標無明顯變化。

表9 煙葉理化指標檢測結果 （單位：%）

2.4.6 煙葉評吸試驗完成后，對試驗煙葉進行品質評吸，由圖1可以看出，處理1煙葉由于長時間處于高溫狀態(tài)，未進行真空快速降溫除濕，評吸結果中各項指標均明顯低于對照，煙葉品質劣變嚴重；處理2煙葉評吸結果與對照大致相當，可能經過短時高溫處理提高了煙葉醇化進程，加快了部分化學反應，致使處理2香氣質、雜氣、刺激性及余味稍高于對照；而高溫處理及水分蒸發(fā)過程中帶走了一部分香氣物質，導致處理2香氣量有所下降。

圖1 煙葉感官評吸結果

2.5 真空+低溫殺蟲技術探索

對煙草甲不同蟲態(tài)蟲樣進行真空+低溫殺蟲，由表10可以看出，在真空條件下，在溫度≤-20℃、處理≥2 h，對煙草甲所有蟲態(tài)均達到殺滅效果；在真空條件下，-10℃處理96 h條件下，煙草甲蟲卵、成蟲全部死亡，但幼蟲、蟲蛹均未能達到殺滅效果；-20℃處理2 h條件下，在真空和常壓狀態(tài)下，對煙草甲所有蟲態(tài)均達到殺滅效果，因此在低溫快速殺蟲情況下，真空為非必要條件，在殺蟲上無明顯增效作用。綜合上述結果，經過試驗驗證，低溫殺滅煙草甲所有蟲態(tài)所需最基本溫度及處理時長組合為-20℃、2 h。

表10 真空+低溫殺蟲蟲樣死亡情況

2.6 片煙低溫快速殺蟲技術探索

2.6.1 箱溫檢測結果由圖2可以看出，低溫殺蟲過程中，處理0～25.0 h，由于頻繁開啟廂門進行抽負壓，導致冷凍庫內環(huán)境溫度僅維持在-20～-25℃，未能達到冷凍庫最低制冷效果；可能是由于頻繁開啟廂門，潮濕空氣進入導致冷凍庫傳感器結冰、凍住，傳感器一直反饋-30℃，冷凍庫停止制冷，制冷效果較差；尤其是處理16.0～29.0 h，冷凍庫溫度劇烈回升，同時導致煙箱溫度回升幅度較大；通過對比可知，與靜置煙箱相比，采用抽負壓方式箱內溫度下降更快；處理29.0～54.5 h，采用低頻率開廂門抽負壓方式，有效將冷凍庫內溫度控制在-30℃左右，并使煙箱溫度快速下降；抽負壓方式有效降溫的2個時間段為0～16.0 h和29.0～54.5 h，總計時長為41.5 h。

圖2 片煙低溫殺蟲箱溫降低趨勢

2.6.2 煙箱溫度恢復情況由表11可以看出，低溫殺蟲結束后，通過5 d的箱溫恢復過程，箱內各點溫度逐步恢復至正常溫度。

表11 片煙低溫殺蟲后箱溫恢復情況

2.6.3 煙箱結露情況通過對煙箱表面結露情況進行觀察，套袋煙箱袋外出現明顯結露、通風接口出現結冰情況；不套袋煙葉表面無明顯結露情況，但煙葉手感略潮濕。

2.6.4 殺蟲效果片煙低溫殺蟲試驗蟲樣死亡情況見表12。由表12可以看出，采用低溫冷庫，使片煙溫度降低至-20℃、維持2 h，即可達到殺滅片煙中煙蟲的目的。由于處理2中，脫箱但不抽負壓的煙箱表層溫度未能下降至-20℃，因此導致未能完全殺滅煙蟲。

表12 片煙低溫殺蟲試驗蟲樣檢查情況

2.6.5 煙葉水分及品質變化對低溫殺蟲試驗煙葉處理完成后進行理化分析，結果見表13。由表13可以看出，低溫殺蟲試驗煙葉理化指標總體變化不明顯；處理2較處理1和對照總糖變化幅度較大，可能與處理2未套袋煙葉直接處于冷凍環(huán)境有關。

表13 煙葉理化指標檢測結果 （單位：%）

2.6.6 評吸結果由圖3可以看出，各處理與對照煙葉感官評吸總體差異性不明顯，說明短時間低溫處理對煙葉品質無明顯影響。

圖3 煙葉感官評吸結果

3 小結與討論

單一真空殺蟲、真空+充氮殺蟲均不能實現快速殺蟲的目的，而采用真空+高溫快速殺蟲及低溫快速殺蟲，其中高溫或低溫為主要殺蟲致死因素，真空或抽負壓方式主要是為了使溫度快速進入片煙煙箱內部或快速抽離煙箱內部高低溫空氣，是一種輔助升溫或降溫的措施。

采用真空回潮快速殺蟲技術，主要技術參數控制在真空度≤500 Pa、溫度70℃、煙葉溫度處理時長維持15 min，即可達到殺蟲效果。而真空回潮處理后，采用自然攤涼時，煙葉箱內溫度會長時間處于高溫狀態(tài)，極易造成煙葉炭化，因此自然攤涼的方法不可行；真空回潮殺蟲后，應立即采用真空降溫除濕，快速恢復煙葉水分、溫度；真空降溫除濕過程應控制在30～60 min為宜，避免造成煙葉水分過量散失。

采用低溫快速殺蟲技術，主要技術參數控制在溫度-20℃、處理時長2 h，即可達到殺蟲效果。但低溫殺蟲降溫過程較長，需要采用間歇式抽負壓方式進行快速降溫。

通過本研究，確定了真空回潮與低溫冷凍2種生態(tài)化殺蟲技術方案，其存在如下不足之處。

1）真空回潮處理時間短（單批次處理總計1 h左右），但是單批次處理量較?。▎未翁幚?箱），使用過程中需要用到壓力容器及高溫蒸汽，增加了技術應用過程中的安全風險點；同時，在高溫處理中，易于對煙葉品質產生較大的負面影響，應用過程中需要嚴格把控，應用難度偏高。

2）低溫殺蟲應用過程中安全風險低，易于實現，對煙葉品質影響相對高溫要安全，但處理時間相對較長（單批次處理2～3 d）。

3）為實現片煙應急殺蟲規(guī)?；瘧茫€需針對快速殺蟲規(guī)?；瘧迷O備及過程控制措施進行研究改進。