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摘 要：从片烟表面霉菌的种类和致霉性、霉变发生的环境因素、烟叶霉变的鉴别、霉变预测及防治方面，综述了近年来国内外对仓储片烟霉变的研究进展。
关键词：烟草；仓储养护；霉菌；预测；霉变防治
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）14-0145-03
Abstract：This article made a review about research progress on mildew of tobacco strips from types of mould on the surface of tobacco strips，environmental factors of mildew，identification，forecasting and controlling of mildew.
Key words：Tobacco；Storage and maintenance；Fungus；Forecasting；Mildew control
复烤后的片烟一般需经历一个自然醇化的过程才能进入制丝与卷包工序。片烟醇化周期通常为12～30个月[1-3]，期间由于烟叶吸湿性强，又含有微生物生长所需要的营养物质[4]，其表面含有的霉菌在适宜的环境条件进行繁殖，导致烟叶发生霉变。片烟霉变后原本香味消失，品质下降，从而丧失使用价值；严重霉变的烟叶甚至可能产生毒素，给消费者的吸食带来安全隐患[5-6]。研究发现，霉变烟叶相对于正常烟叶，总糖含量下降27.72%，纤维素、木质素含量分别上升了41.8%和138.14%，而挥发性有机酸和非挥发性有机酸呈现不同程度的下降[7]。纤维素含量过高对烟叶吸食品质具有负作用，赋予烟气一种尖刺的刺激性和一种“烧纸”的气味[8]；木质素含量高的烟叶具有强烈的刺激味、青杂气重、吸味辛辣、涩口[9]。挥发性、非挥发性有机酸对卷烟的香气和吃味具有重要作用[10-11]。因此，片烟的霉变的治理成为重要研究课题。为此，笔者从片烟带有霉菌的种类和致霉性、霉变发生的环境因素、烟叶霉变的鉴别、霉变预测及防治方面，系统阐述国内外对仓储片烟霉变的研究进展，以期为仓储养护过程中片烟霉变的预防和控制提供参考。
1 片烟表面的霉菌种类与致霉性
引起烟叶霉变的真菌类群十分复杂，有130属231个种[12]。正常和霉变的片烟中均带有霉菌。李魁等[13]从河南等13个省份的35份正常、25份霉变烟叶样品中均分离出了霉菌，主要为曲霉（Aspergillus）、青霉（Penicillium）、毛霉（Mucor）。所有样品中曲霉和青霉检出率最高，其中曲霉属检出率最高的为黄曲霉（A.flavus），其次是黑曲霉（A.glaucus），青霉属检出率最高的为桔青霉（P.citrinum），再次是产黄青霉（P.chrysogenum）。此外，霉变烟叶的带菌量比正常烟叶高出103～105CFU/g。霉变烟叶的优势菌属基本为曲霉属和青霉属，但不同地区霉变烟叶的优势菌种有所不同。有研究指出，引起美国烤烟霉变的优势菌种为匍匐曲霉（A.repens），占所有分离菌株的81%[14]；吴阔等[15]从红云红河仓库的霉变片烟中，分离出的真菌主要为曲霉属的烟曲霉（A.fumigatus）、黑曲霉、灰绿曲霉（A.glaucus）、阿曲霉（A.amstelodami）、黄曲霉和青霉属的桔青霉、产黄青霉；张成省等[16]对山东仓储片烟的研究发现，霉变烟叶检出率较高的种有黄柄曲霉（A.flavipes）、黑曲霉、黄曲霉、烟曲霉、聚多曲霉（A.sydowii）、桔青霉、纯绿青霉（P.viridicatum）、产黄青霉；刘强[17]对徐州地区仓储霉变片烟的研究显示，优势霉菌类群有7种，分别为米曲霉（A.aryzae）、黑曲霉、黄曲霉、匍枝根霉（Rhizopusstolonifer）、总状毛霉（M.racemosus）、桔青霉和扩展青霉（P.expansum）。
众多的研究者从霉变烟叶上分离了诸多种霉菌，然而仅有张成省等[16]、晏卫红等[18]的研究确认了分离所得霉菌的致霉性。张成省[16]等将霉变烟叶上分离得到的霉菌接种到经湿热灭菌的烟叶上，结果显示黄柄曲霉、聚多曲霉、烟曲霉、黑曲霉、米曲霉、黄曲霉、总状毛霉、桔青霉、纯绿青霉、产黄青霉、匍枝根霉、黑根霉（R.nigricans）均具有较强的致霉性。晏卫红等[18]用同样的方法确认了匍匐散囊菌（Eurotiumrepens）、溜曲霉（A.tamari）、谢瓦散囊菌（E.chevalieri）、菌核曲霉（A.sclerotiorum）、A.elegans、米曲霉、黑曲霉、孔曲霉（A.ostianus）、聚多曲霉的致霉性。
2 片烟霉变的环境因素
黄福新等[19]的研究发现，温度、湿度、烟叶含水率是影响贮藏片烟霉变的3大因素，且湿度成为主导因素。35℃以下随着温度的升高，霉变出现所需的天数越短；25℃时，65%～70%的相对湿度下烟叶放置50d也未出现霉变；而75%相对湿度下的烟叶25d后就发生霉变；含水率为12.6%的烟叶常温下放置170d也未发生霉变，而含水率为16%时90d就发生霉变。张成省等[20]对片烟发霉的温度、湿度、含水率的单因素和正交试验的研究结果表明，片烟在25～35℃较易发生霉变，发生霉变的临界含水率为13.5%～15.0%；空气相对湿度70%，且片烟含水率15%以下，片烟未发生霉变。在环境湿度75%～80%，片烟含水率低于19%，片烟易发生轻度霉变；环境湿度高于80%，或空气相对湿度75%，片烟含水率高于19%时，片烟极易发生霉变。
3 霉变的鉴别
烟草霉变的鉴别目前主要有以下几种方法：（1）视觉、嗅觉检验。将烟草及制品放在白纸上，通过眼观和鼻闻，若眼观表面有霉斑，或有白、青色绒状物，或鼻闻有霉味的即为霉变烟草及制品[21]。（2）感官评吸。若烟草样品无霉斑或无明显酶味，但水分或包/箱温异常，可进一步制样后通过感官评吸判别是否有霉味[21]。（3）霉菌计数。霉菌的计数可依照《烟草及烟草制品微生物学检验霉菌计数》YC/T472-2013的要求来实现[22]，然而该方法需要进行霉菌的培养，耗时1周左右才能得到结果，检测时间上不具有优势。（4）分子生物学检测法。蓝东明等[6]利用根据米曲霉ITS序列，设计特异引物，利用Real-timePCR建立了米曲霉定量檢测的方法，由于Real-timePCR的特异性，特定的引物只能监测对应的霉菌含量，因而在监测多种霉菌上存在局限性。（5）霉菌的化学标记物检测法。麦角甾醇是真菌细胞膜的重要组成部分，可作为霉变检测的化学标志物。利用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）测定烟草制品中的麦角甾醇，可以评估样品受霉菌污染的程度[23]。此外，芯片级非对称离子迁移谱（Microchip-basedFAIMS）可以根据霉变特征物质吡啶和1-戊醇的离子电流值大小来进行霉变烟叶的无损快速鉴别[24]。（6）近红外光谱扫描法。杨蕾等对正常及霉变烟叶进行了近红外光谱扫描，利用优劣比值法（GBA）提取了1066nm、1130nm、1832nm及2474nm四个特征波长，并建立了霉变情况的监测模型，对92份正常烟叶、98份霉变程度不同的烟叶进行模型验证，判别正确率达到95.79%[7，25]。 4 霉变的预测
由于不同的地域、不同的片烟种类、含有的霉菌种类及初始菌量的不同，片烟霉变的过程存在不确定性和变化的非线性。近年来，已有研究者基于环境温度、湿度、烟叶自身的含水率3个因素，以霉变率（在一定的温度、湿度和自身含水量情况下，经过30d，片烟霉菌分布占总表面积的比例）为预测变量，利用HP-Elman-LSSVM、BP神经网络建立了仓储片烟霉变程度的预测模型，并应用于烟草仓库智能监测系统中，取得了良好的效果[26-27]。
5 霉变的防治
片烟霉变的防治手段主要有物理、化学、生物3个方面。（1）物理防治。利用辐照、激光、冷冻、干燥、调节氧气含量等方法抑制、钝化或杀死霉菌，从而达到贮烟防霉的目的[28]。生产上应用最为广泛的物理防治方法为气调贮存法。该方法的原理是通过充入氮气或二氧化碳等气体，或放置气调剂，将仓储环境调控至低氧状态，杀死好氧性霉菌，达到防霉的目的[29]。（2）化学防治，即利用化学制品（抑霉剂）来抑制霉菌生长的方法。目前主要使用的防霉剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸和丙酸等[28]。此外，还有一些杀菌剂如达科宁、核兴、世高、富马酸二甲酯对曲霉和青霉有很好的抑制效果[30]。（3）生物防治。利用某些微生物对霉菌的拮抗作用，抑制霉菌的生长，从而达到控制霉菌数量的目的。朱大恒等从C3F烤烟中分离了5株优势抗霉微生物，将其制成菌液后喷洒到烟叶上，于湿度80%、温度15～30℃的环境下存放6个月，未见发霉现象[31]。
6 问题与展望
仓储片烟的霉变是由于霉菌在适宜的温湿度条件下生长而导致片烟发生霉烂变质。片烟霉变的研究和仓储养护管理已引起各烟草工业企业的关注和重视。国内对片烟霉变的研究起步较晚，且主要集中在霉变烟叶的微生物分离与鉴定、霉变发生的环境因素的研究上，对分离获得的霉菌的致霉性、致霉机理及霉变防控缺乏系统性的研究。今后应加强对早期霉变的鉴别、监测及预测模型的研究，实现烟叶霉变的早期控制，降低仓储片烟霉变的风险。
参考文献
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[3]齐凌峰，卓思楚，宋纪真，等.上部烟叶在厦门的最佳醇化期及适宜贮存时间[J].湖北农业科学，2014，53（1）：106-109.
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[6]蓝东明，唐庆芸，杨博，等.荧光定量PCR检测霉变烟叶中米曲霉方法的建立[J].现代食品科技，2013，29（7）：1721-1724.
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[17]刘强.徐州地区仓储片烟主要霉变微生物调查及综合养护技术应用研究[D].长沙：湖南农业大学，2012.
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[27]张利华，马钧钊，勒国庆，等.基于BP神经网络的仓储烟草霉变预测[J].华东交通大学学报，2013，30（3）：71-75.
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[31]朱大恒，韩锦峰.利用优势微生物抑制烟叶霉变的研究[J].中国烟草学报，1999，5（2）：26-28.
（责编：徐焕斗）
关键词：烟草；仓储养护；霉菌；预测；霉变防治
中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）14-0145-03
Abstract：This article made a review about research progress on mildew of tobacco strips from types of mould on the surface of tobacco strips，environmental factors of mildew，identification，forecasting and controlling of mildew.
Key words：Tobacco；Storage and maintenance；Fungus；Forecasting；Mildew control
复烤后的片烟一般需经历一个自然醇化的过程才能进入制丝与卷包工序。片烟醇化周期通常为12～30个月[1-3]，期间由于烟叶吸湿性强，又含有微生物生长所需要的营养物质[4]，其表面含有的霉菌在适宜的环境条件进行繁殖，导致烟叶发生霉变。片烟霉变后原本香味消失，品质下降，从而丧失使用价值；严重霉变的烟叶甚至可能产生毒素，给消费者的吸食带来安全隐患[5-6]。研究发现，霉变烟叶相对于正常烟叶，总糖含量下降27.72%，纤维素、木质素含量分别上升了41.8%和138.14%，而挥发性有机酸和非挥发性有机酸呈现不同程度的下降[7]。纤维素含量过高对烟叶吸食品质具有负作用，赋予烟气一种尖刺的刺激性和一种“烧纸”的气味[8]；木质素含量高的烟叶具有强烈的刺激味、青杂气重、吸味辛辣、涩口[9]。挥发性、非挥发性有机酸对卷烟的香气和吃味具有重要作用[10-11]。因此，片烟的霉变的治理成为重要研究课题。为此，笔者从片烟带有霉菌的种类和致霉性、霉变发生的环境因素、烟叶霉变的鉴别、霉变预测及防治方面，系统阐述国内外对仓储片烟霉变的研究进展，以期为仓储养护过程中片烟霉变的预防和控制提供参考。
1 片烟表面的霉菌种类与致霉性
引起烟叶霉变的真菌类群十分复杂，有130属231个种[12]。正常和霉变的片烟中均带有霉菌。李魁等[13]从河南等13个省份的35份正常、25份霉变烟叶样品中均分离出了霉菌，主要为曲霉（Aspergillus）、青霉（Penicillium）、毛霉（Mucor）。所有样品中曲霉和青霉检出率最高，其中曲霉属检出率最高的为黄曲霉（A.flavus），其次是黑曲霉（A.glaucus），青霉属检出率最高的为桔青霉（P.citrinum），再次是产黄青霉（P.chrysogenum）。此外，霉变烟叶的带菌量比正常烟叶高出103～105CFU/g。霉变烟叶的优势菌属基本为曲霉属和青霉属，但不同地区霉变烟叶的优势菌种有所不同。有研究指出，引起美国烤烟霉变的优势菌种为匍匐曲霉（A.repens），占所有分离菌株的81%[14]；吴阔等[15]从红云红河仓库的霉变片烟中，分离出的真菌主要为曲霉属的烟曲霉（A.fumigatus）、黑曲霉、灰绿曲霉（A.glaucus）、阿曲霉（A.amstelodami）、黄曲霉和青霉属的桔青霉、产黄青霉；张成省等[16]对山东仓储片烟的研究发现，霉变烟叶检出率较高的种有黄柄曲霉（A.flavipes）、黑曲霉、黄曲霉、烟曲霉、聚多曲霉（A.sydowii）、桔青霉、纯绿青霉（P.viridicatum）、产黄青霉；刘强[17]对徐州地区仓储霉变片烟的研究显示，优势霉菌类群有7种，分别为米曲霉（A.aryzae）、黑曲霉、黄曲霉、匍枝根霉（Rhizopusstolonifer）、总状毛霉（M.racemosus）、桔青霉和扩展青霉（P.expansum）。
众多的研究者从霉变烟叶上分离了诸多种霉菌，然而仅有张成省等[16]、晏卫红等[18]的研究确认了分离所得霉菌的致霉性。张成省[16]等将霉变烟叶上分离得到的霉菌接种到经湿热灭菌的烟叶上，结果显示黄柄曲霉、聚多曲霉、烟曲霉、黑曲霉、米曲霉、黄曲霉、总状毛霉、桔青霉、纯绿青霉、产黄青霉、匍枝根霉、黑根霉（R.nigricans）均具有较强的致霉性。晏卫红等[18]用同样的方法确认了匍匐散囊菌（Eurotiumrepens）、溜曲霉（A.tamari）、谢瓦散囊菌（E.chevalieri）、菌核曲霉（A.sclerotiorum）、A.elegans、米曲霉、黑曲霉、孔曲霉（A.ostianus）、聚多曲霉的致霉性。
2 片烟霉变的环境因素
黄福新等[19]的研究发现，温度、湿度、烟叶含水率是影响贮藏片烟霉变的3大因素，且湿度成为主导因素。35℃以下随着温度的升高，霉变出现所需的天数越短；25℃时，65%～70%的相对湿度下烟叶放置50d也未出现霉变；而75%相对湿度下的烟叶25d后就发生霉变；含水率为12.6%的烟叶常温下放置170d也未发生霉变，而含水率为16%时90d就发生霉变。张成省等[20]对片烟发霉的温度、湿度、含水率的单因素和正交试验的研究结果表明，片烟在25～35℃较易发生霉变，发生霉变的临界含水率为13.5%～15.0%；空气相对湿度70%，且片烟含水率15%以下，片烟未发生霉变。在环境湿度75%～80%，片烟含水率低于19%，片烟易发生轻度霉变；环境湿度高于80%，或空气相对湿度75%，片烟含水率高于19%时，片烟极易发生霉变。
3 霉变的鉴别
烟草霉变的鉴别目前主要有以下几种方法：（1）视觉、嗅觉检验。将烟草及制品放在白纸上，通过眼观和鼻闻，若眼观表面有霉斑，或有白、青色绒状物，或鼻闻有霉味的即为霉变烟草及制品[21]。（2）感官评吸。若烟草样品无霉斑或无明显酶味，但水分或包/箱温异常，可进一步制样后通过感官评吸判别是否有霉味[21]。（3）霉菌计数。霉菌的计数可依照《烟草及烟草制品微生物学检验霉菌计数》YC/T472-2013的要求来实现[22]，然而该方法需要进行霉菌的培养，耗时1周左右才能得到结果，检测时间上不具有优势。（4）分子生物学检测法。蓝东明等[6]利用根据米曲霉ITS序列，设计特异引物，利用Real-timePCR建立了米曲霉定量檢测的方法，由于Real-timePCR的特异性，特定的引物只能监测对应的霉菌含量，因而在监测多种霉菌上存在局限性。（5）霉菌的化学标记物检测法。麦角甾醇是真菌细胞膜的重要组成部分，可作为霉变检测的化学标志物。利用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）测定烟草制品中的麦角甾醇，可以评估样品受霉菌污染的程度[23]。此外，芯片级非对称离子迁移谱（Microchip-basedFAIMS）可以根据霉变特征物质吡啶和1-戊醇的离子电流值大小来进行霉变烟叶的无损快速鉴别[24]。（6）近红外光谱扫描法。杨蕾等对正常及霉变烟叶进行了近红外光谱扫描，利用优劣比值法（GBA）提取了1066nm、1130nm、1832nm及2474nm四个特征波长，并建立了霉变情况的监测模型，对92份正常烟叶、98份霉变程度不同的烟叶进行模型验证，判别正确率达到95.79%[7，25]。 4 霉变的预测
由于不同的地域、不同的片烟种类、含有的霉菌种类及初始菌量的不同，片烟霉变的过程存在不确定性和变化的非线性。近年来，已有研究者基于环境温度、湿度、烟叶自身的含水率3个因素，以霉变率（在一定的温度、湿度和自身含水量情况下，经过30d，片烟霉菌分布占总表面积的比例）为预测变量，利用HP-Elman-LSSVM、BP神经网络建立了仓储片烟霉变程度的预测模型，并应用于烟草仓库智能监测系统中，取得了良好的效果[26-27]。
5 霉变的防治
片烟霉变的防治手段主要有物理、化学、生物3个方面。（1）物理防治。利用辐照、激光、冷冻、干燥、调节氧气含量等方法抑制、钝化或杀死霉菌，从而达到贮烟防霉的目的[28]。生产上应用最为广泛的物理防治方法为气调贮存法。该方法的原理是通过充入氮气或二氧化碳等气体，或放置气调剂，将仓储环境调控至低氧状态，杀死好氧性霉菌，达到防霉的目的[29]。（2）化学防治，即利用化学制品（抑霉剂）来抑制霉菌生长的方法。目前主要使用的防霉剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸和丙酸等[28]。此外，还有一些杀菌剂如达科宁、核兴、世高、富马酸二甲酯对曲霉和青霉有很好的抑制效果[30]。（3）生物防治。利用某些微生物对霉菌的拮抗作用，抑制霉菌的生长，从而达到控制霉菌数量的目的。朱大恒等从C3F烤烟中分离了5株优势抗霉微生物，将其制成菌液后喷洒到烟叶上，于湿度80%、温度15～30℃的环境下存放6个月，未见发霉现象[31]。
6 问题与展望
仓储片烟的霉变是由于霉菌在适宜的温湿度条件下生长而导致片烟发生霉烂变质。片烟霉变的研究和仓储养护管理已引起各烟草工业企业的关注和重视。国内对片烟霉变的研究起步较晚，且主要集中在霉变烟叶的微生物分离与鉴定、霉变发生的环境因素的研究上，对分离获得的霉菌的致霉性、致霉机理及霉变防控缺乏系统性的研究。今后应加强对早期霉变的鉴别、监测及预测模型的研究，实现烟叶霉变的早期控制，降低仓储片烟霉变的风险。
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（责编：徐焕斗）