您好, 访客   登录/注册

电子束辐照对烟叶杀菌效果及感官质量的影响

来源:用户上传      作者: 王娟娟 云堂 占军 飞飞 仲杰

  摘要:试验研究电子束辐照对烟叶霉菌和细菌的杀灭效应及其感官质量的影响。结果表明,1~5 kGy剂量的电子束辐照均能有效杀死烟叶中的霉菌和细菌,防止烟叶霉变。烟叶经1 kGy剂量辐照后,霉菌数由60 CFU/g下降到0 CFU/g;烟叶经3 kGy剂量辐照后,细菌总数由1 400 CFU/g下降到30 CFU/g。随着辐照剂量增加,烟叶吸食品质呈同步下降趋势,当辐照剂量为3 kGy及以下时,烟叶感官质量无显著变化,且醇化12个月后,其感官质量还是接近于没有辐照的对照。因此,采用电子束辐照技术进行烟叶杀菌防霉的方法是可行的,不会影响烟叶的自然醇化进程和感官质量。
  关键词:电子束辐照;烟叶;杀菌;感官质量
  中图分类号:S124+.1;TS41+4;TS47 文献标识码:A 文章编号: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
  烟叶用于卷烟生产之前需要经过一个较长的仓储过程,这一方面是为烟厂贮存足够的生产原料,另一方面是为了通过醇化来提高烟叶质量。烟叶自然醇化期一般需1~3年[1],由于烟叶吸湿性强,且含有微生物生长所需要的各种营养物质,在醇化期或者是贮存期间极易滋生各种微生物[2,3]而使烟叶发霉变质,从而严重影响了烟叶的外观质量和感官品质,降低了烟叶的使用价值,给企业及国家造成了巨大损失,尤其是在湿度、温度高的夏季更是如此。目前,国内外在控制和防止烟叶霉变方面采取的技术措施主要是降低烟叶的含水量、控制贮存环境中的温度和湿度变化以及密封降氧、使用化学药剂等,以达到抑制微生物生长的目的[4-9]。这些措施虽然对减少烟叶霉变起到了一定作用,但很难达到理想的防治效果[10]。控制贮存环境中的温度、湿度对库房的要求很高,要安装大量的调温调湿设备,并要消耗大量的电能,存在效果差、投资大、运转成本高等缺陷;使用化学药剂很难喷洒均匀与全面,因而效果有限,另外也很难避免化学药剂对环境和食品造成的不良影响;密封降氧对建筑材料要求较高,所以造价昂贵,贮存成本高[7,9,10]。现在采用辐照技术对农产品实施灭菌已有较多研究[11-19],并且在电子束辐照技术实际应用与推广上取得了很大的进步[20-23]。但用电子束进行烟叶的辐照灭菌及其对烟叶感官质量的影响研究尚未见报道,为此试验用电子加速器辐照装置对烟叶辐照灭菌的剂量选择及其对感官质量的影响进行了系统研究,现将结果报告如下。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  供试烟叶为2009年产自于河南省三门峡市的B2F复烤片烟30 kg,样品分装在自封袋中带回实验室。电子加速器辐照装置为实验室已安装的AB 5.0型电子直线加速器(无锡爱邦辐射技术有限公司)。   1.2 方法
  1.2.1 辐照处理 采用电子直线加速器对烟叶实施电子束辐照处理,能量为5 MeV,辐照剂量分别为0(CK)、1、3、5 kGy,共4个处理,每处理6 kg烟叶。辐照结束后立即分别从各处理中取出烟叶1 kg存放于冰库(非自然醇化)中,用于试验结束后片烟感官质量评吸对比;将剩余烟叶样品置于烟叶醇化库中存放(自然醇化)。
  1.2.2 烟叶中微生物的检验 分别在电子束辐照后的当月、4个月、8个月、12个月时取样检测烟叶样品中霉菌总数和细菌总数,检测方法依据国家规定的方法[24,25]进行。
  1.2.3 细菌、霉菌存活率和D10值的计算 细菌、霉菌的存活率用公式[26]计算,
  存活率=(N/N0)×100%。
  式中,N0为辐照前的初始菌数(CFU/g);N为辐照后吸收一定剂量射线后的存活菌数(CFU/g)。
  D10值是电子束辐照加工中使用的一个重要技术参数,指被辐照物中的细菌(霉菌)总数降低到原始值1/10时所需要的辐照剂量[27],反映了被辐照物中的微生物对电子束的耐受能力。一般细菌的指数存活曲线[28]用数学公式表示为:
  lg(N/N0)=-kD,
  式中,D为吸收剂量(kGy);N0和N意义同上,k为直线部分的斜率,即-1/D10。用DPS软件进行单因素回归分析,以细菌(霉菌)的指数存活曲线作为因变量(y),把电子束辐照剂量作为自变量(x),将细菌(霉菌)的指数存活曲线与辐照剂量的关系建立数学模型直线方程,得到一元线性回归方程y=ax+b,通过直线回归的方法求得a、b值及相关系数,进而求出D10。
  1.2.4 感官质量评吸鉴定 在电子束辐照后的12个月,取自然醇化的各处理烟叶样品1 kg,与试验初期存放冰库的非自然醇化样品进行感官质量评吸对比。将不同处理的烤烟样品去梗切丝(切丝宽度为0.9 mm±0.1 mm),将切好的烤烟烟丝样品卷制成长70.0 mm、圆周27.5 mm的烟支(每支约l g重),经过挑选、平衡水分[29]后,由天昌国际烟草有限公司组织邀请9名国内卷烟企业烟草评吸专家进行评吸鉴定。烤烟感官质量评价的指标包括香气质、香气量、浓度、杂气、劲头、刺激性、余味、燃烧性和灰色共9项[30,31],以国家烟草行业标准[32]为基础,确定了烤烟感官评价各指标基础赋值方法和感官质量指标权重,具体见表1。总分计算方法是将评吸员对每项感官指标的评分进行平均后,乘以各感官指标权重系数,再将各感官指标得分之和乘以系数11.11转换为百分制。
  感官质量总分=(香气质×25%+香气量×25%+浓度×5%+杂气×10%+劲头×3%+刺激性×10%+余味×15%+燃烧性×5%+灰色×2%)×11.11。
  2 结果与分析
  2.1 烟叶电子束辐照灭菌效果
  电子直线加速器对烟叶实施辐照处理后的当月灭菌效果见表2,由表2可见,用电子束辐照烟叶的杀菌效果显著。随着辐照剂量的增加,含菌量呈同步下降趋势:经1 kGy剂量辐照后,烟叶的霉菌数由原来的60 CFU/g下降到0 CFU/g,灭活率为100%;经1 kGy剂量辐照后,烟叶的细菌总数由原来的1 400 CFU/g下降到350 CFU/g,灭活率为75%,经3 kGy剂量辐照后,细菌总数由1 400 CFU/g下降到30 CFU/g,辐照剂量达到5 kGy时可完全杀灭细菌。表明采用电子束进行烟叶的辐照杀菌在技术上是可行的,只要选择合适的辐照剂量,便可以使烟叶中的含菌量大大降低,这对于防止烟叶霉变具有重大意义。
  2.2 电子束辐照后烟叶中细菌的D10值
  根据表2数据,以细菌存活数的对数值为纵坐标、电子束辐照剂量为横坐标作图,即得到辐照剂量与烟叶中细菌总存活数的关系曲线,具体见图1。由表2知烟叶中细菌总数初始菌量为1 400 CFU/g,而在图1中可以看出,随着电子束辐照剂量的增加,菌落总数呈下降趋势,并符合一次线性方程,直线方程=-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,细菌的存活数和辐照剂量之间存在着显著的相关性。
  2.3 电子束辐照后烟叶贮存期间含菌量的变化
  电子束辐照后烟叶在醇化库中分别贮存4、8、12个月,其间的霉菌和细菌含量测试结果见表3。由表3可见,用电子束辐照烟叶后,烟叶醇化期间的微生物增长速度明显放慢,且随着辐照剂量的增加,其霉菌和细菌的含菌量呈急剧下降的变化趋势。随着贮存时间的延长,对照的霉菌总数无明显变化,细菌总数逐渐增加;1 kGy剂量处理的辐照烟叶其细菌总数也随时间进程呈逐渐增加的趋势;而当辐照剂量在3 kGy及以上时,细菌生长基本被抑制住,且在醇化期间细菌的总数无明显变化。可见经3 kGy剂量辐照后,可以有效杀灭烟叶中的霉菌,并控制了细菌总数的增长。
  2.4 电子束辐照对烤烟感官质量的影响
  在电子束辐照后的12个月,取各处理烟叶1 kg样品(自然醇化)及当初辐照处理后立即存入冰库的1 kg样品(非自然醇化),分别卷制烟支进行感官质量评吸对比,结果非自然醇化的烤烟样品卷制烟支感官质量评分(平均分值)情况见表4、自然醇化12个月后的烤烟样品卷制烟支感官质量评分(平均分值)情况见表5。由表4和表5可以看出,4个自然醇化处理在贮藏12个月后的感官质量总分均高于试验初期存入冰库的样品感官质量总分,且经自然醇化后,1 kGy处理和3 kGy处理的样品感官质量总分与对照相比无明显差异;不过贮藏12个月后,辐照处理样品的香气质和余味有降低趋势,但对烟叶感官质量的影响还是在允许的范围内;而杂气、劲头和刺激性有所降低,呈现出变好的趋势。总体来看,3 kGy及以下的剂量辐照处理对烟叶的感官质量影响不大,其感官质量与对照基本相同;而5 kGy剂量辐照处理的烟叶感官质量略差于对照。   3 小结
  试验结果表明,1~5 kGy剂量的电子束辐照均能有效杀死烟叶中的霉菌和细菌,从而达到防止烟叶霉变的目的。随着辐照剂量的增加,烟叶中的含菌量呈同步下降趋势,如烟叶经1 kGy剂量辐照后,霉菌数由60 CFU/g下降到0 CFU/g;烟叶经3 kGy剂量辐照后,细菌总数由1 400 CFU/g下降到30 CFU/g。且辐照剂量与微生物存活数表现为明显的线性正相关。试验所用辐照剂量远低于10 kGy的食品安全辐照上限[28],因此辐照后的烟叶是安全的。随着辐照剂量的增加,烟叶的感官质量也呈下降的趋势,当辐照剂量在3 kGy及以下时,烟叶感官质量无显著的变化,且醇化12个月后,其感官质量还是接近于没有辐照的对照的,可见适宜的辐照剂量不会影响烟叶的自然醇化进程和感官质量。因此采用电子束辐照技术进行烟叶杀菌防霉的方法是可行的,该技术在烟草行业应用具有重要的实际意义和经济价值。
  参考文献:
  [1] 周 恒,许自成.醇化过程中烤烟片烟主要化学成分与中性致香成分的变异分析[J].江西农业学报,2009,21(4):1-5.
  [2] 宫长荣,于建军,赵铭钦.烟草原料初加工[M].北京:中国轻工业出版社,1993.
  [3] 李 魁,李廷生,王平诸,等.我国烟草真菌区系调查及霉变成因的研究[J].郑州工程学院学报,2003,24(3):20-24.
  [4] 张成省,王海滨,李更新,等.仓储片烟霉变的影响因素分析[J].中国烟草科学,2011,32(3):80-83.
  [5] 赵文姬.云南仓储烟叶霉变与生物防治研究[D].北京:中国农业科学院,2004.
  [6] 黄福新,周兴华,朱桂宁,等.广西烟仓霉变发生状况调查及主要霉变因素探讨[J].广西农业科学,2007,38(4):411-414.
  [7] 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].中国烟草学报,2009,15(5):78-81.
  [8] 朱宏建,高必达,易图永.烟叶贮藏期霉变原因及防霉技术研究[J].安徽农学通报,2007,13(15):139-141.
  [9] 许大凤,高正良,杨建卿,等.温度湿度对贮藏片烟霉菌影响的研究[J].安徽农业科学,2006,34(20):5368-5369.
  [10] 彭清云,易图永.烟叶霉变的原因及其防治研究进展[J].中国农学通报,2007,23(11):146-150.
  [11] 刘春泉,刘春菊,宋江峰.辐照杀菌对核桃粉品质的影响[J].核农学报,2009,23(5):825-828.
  [12] 黄 曼,胡碧君,吴新莲,等.电子束辐照对小麦储藏抑菌及加工品质的影响[J].农业工程学报,2010,26(2):342-346.
  [13] 李 姣,赵谋明,吴 军.60Co-γ射线对孜然粉和麻花椒粉辐照杀菌效果的研究[J].食品工业科技,2009(7):136-139.
  [14] 林 音,李香玲.辐照对调味品和脱水蔬菜中大肠菌群杀灭效果的研究[J].核农学报,2001,15(6):331-333.
  [15] 姚 远,任大明.利用60Co-γ辐射杀菌技术生产无防腐剂调味品[J].中国调味品,2004(5):14-17.
  [16] 张奇志,王文亮,王守经,等.γ射线辐照技术对中药灭菌的应用研究进展[J].中国现代药物应用,2007,1(1):62-63.
  [17] 朱佳廷,刘春泉,余 刚,等.辐照杀菌对绿茶品质的影响[J].核农学报,2005,19(5):363-366.
  [18] 周树红,龚淑英. 不同辐照处理对普洱茶主要化学成分及感官品质的影响[J].茶叶科学,2003,23(1):51-56.
  [19] 哈益明,居 华,王 锋.辐照对冷却鸡肉中致病微生物的杀灭及贮藏特性的影响[J].食品科学,2009,30(19):74-77.
  [20] 李 牧,邢增涛,冯志勇,等.电子束辐照在农产品贮藏保鲜中的应用[J].激光生物学报,2007,16(5):640-645.
  [21] 谭华业,黄 斌.电子束辐照技术在粮食领域的研究应用[J].粮油仓储科技通讯,2005(2):12-14.
  [22] 杜方岭,王志芬,王守经,等.电子束辐射技术应用研究及发展前景[J].山东农业科学,2009(12):102-104.
  [23] 哈益明,施惠栋,王 锋,等.电子束辐照的研究现状和应用特点[J].核农学报,2007,21(1):61-64.
  [24] GB 4789. 15-2010, 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数[S].
  [25] GB 4789. 2-2010, 食品微生物学检验 菌落总数测定[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] 李承华.辐射技术基础[M].北京:原子能出版社,1988.
  [28] 施培新.食品辐照加工原理与技术[M]. 北京:中国农业科学技术出版社,2004.1-5.
  [29] 汤朝起,王 平,窦玉清,等.河南烤烟主要化学成分对吸食品质的影响[J].中国烟草科学,2009,30(5):43-45,49.
  [30] 胡建军,马 明,李耀光,等.烟叶主要化学指标与其感官质量的灰色关联分析[J].烟草科技,2001(1):3-7.
  [31] 李朝建,李晓刚.烤烟主要化学成分与吸味品质的相关性[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2009,35(3):252-256.
  [32] YC/T 138-1998,烟草及烟草制品 感官评价方法[S].
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-4649764.htm