電子束輻照對烤煙化學成分的影響

摘要：采用電子束輻照技術對烤煙煙葉進行處理，探討其對煙葉化學成分的影響。結果表明，1～7 kGy劑量的電子束輻照沒有影響初烤煙葉中還原糖和總糖的含量，但顯著影響了煙堿、總氮、石油醚提取物的含量以及糖堿比、氮堿比等化學指標；1～7 kGy劑量的電子束輻照對復烤煙葉中的還原糖、總糖、煙堿、總氮、石油醚提取物含量以及氮堿比等化學指標無顯著影響，>3 kGy劑量的電子束輻照對復烤煙葉的糖堿比有一定的影響；而>1 kGy劑量的電子束輻照就能有效控制煙葉霉變。因此，采用電子束輻照技術對初烤煙葉進行殺菌防霉是不可行的，而對復烤煙葉是可行的。

關鍵詞：烤煙；電子束；輻照；化學成分

中圖分類號：TS44； S124+.1； TS41+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）06-1383-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.026

Abstract： Effects of different dosages of electron beam irradiation on chemical components of flue-cured tobacco leaves were studied. The results showed that 1 to 7 kGy did not significantly changes the reducing sugar and total sugars of green leaves. Nicotine， total nitrogen， petroleum ether extract， the ratio of reducing sugar to nicotine and total nitrogen-to-nicotine ratio of the irradiated samples were significantly changed. The reducing sugar and total sugars， nicotine， total nitrogen， petroleum ether extract and the ratio of total nitrogen to nicotine of redried tobacco were not significantly changed by 1 to 7 kGy irradiation. The ratio of reducing sugar to nicotine increased significantly compared to the control with irradiation at a dose >3 kGy. A dose up to 1 kGy was effective for the fungal decontamination of redried tobacco. It is not feasible to use electron beam irradiation to sterilize predried tobacco but feasible for redried tobacco.

Key words： flue-cured tobacco； electron beam； irradiation； chemical components

電子束輻照是電離輻射的一種，其原理是利用電子加速器產(chǎn)生的電子束（最大能量10 MeV）對農(nóng)產(chǎn)品與食品進行加工處理，在能量的傳遞和轉移過程中產(chǎn)生強大的物理、化學和生物效應，從而達到殺滅蟲卵及微生物、推遲成熟、抑制發(fā)芽、延長貨架期等目的。與傳統(tǒng)的食品保鮮方法相比，不存在化學殘留；與γ射線輻照相比，不存在放射性污染；其裝置安全，自動化程度高，能夠連續(xù)快速加工，可實現(xiàn)對輻照食品的流水線生產(chǎn)[1]，并且是在常溫條件下進行，所以目前其他的保鮮方法無法替代它，是一種綠色的食品保鮮加工技術。研究表明，采用電子束輻照技術處理煙葉可以有效地殺滅霉菌，從而達到煙葉安全貯存的目的[2，3]，但對煙葉輻照后其內(nèi)在質量變化的研究尚未見報道，為此，試驗探討了電子束輻照對煙葉化學成分的影響，旨在為煙葉輻照防霉技術的開發(fā)與應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料取自河南省盧氏縣2011年所產(chǎn)的C3F初烤煙葉和B3F復烤煙葉，各15 kg，樣品分裝在自封袋中帶回實驗室。

1.2 方法

1.2.1 輻照處理 輻照處理采用天津濱海北方輻照技術有限公司的威視？誖ISO750電子直線加速器，能量為7.5 MeV。試驗設置的輻照劑量分別為0（CK）、1、3、5、7 kGy，共5個處理。輻照結束后立即取各處理煙葉進行檢測。

1.2.2 測定項目和方法 將所有樣品置于鼓風干燥箱中40 ℃干燥至恒重，粉碎過篩，待用。在煙葉化學成分的測定方面，按文獻[4]的方法測定煙葉的水溶性糖含量，按文獻[5]的方法測定煙葉的煙堿含量，按文獻[6]的方法測定煙葉的總氮含量，煙葉石油醚提取物的含量參照文獻[7]的方法測定，儀器為Auto Analyzer 3連續(xù)流動化學自動分析儀。

1.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件進行方差分析，用Tukey法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 電子束輻照對初烤煙葉化學成分的影響

糖類物質是煙葉形成香氣物質的重要前提，它與其他化學成分的協(xié)調平衡可提高煙葉的香氣質和香氣量[8]。糖類物質在煙支燃吸時能產(chǎn)生酸性反應，可抑制煙氣中堿性物質的堿性，使煙氣的酸堿平衡適度，降低刺激性，產(chǎn)生令人滿意的吃味。因此，研究不同劑量輻照對煙葉中總糖含量的變化動態(tài)影響就具有重要的意義。煙葉中的還原糖對煙氣的醇和性與芳香性具有一定的影響，但還原糖含量過高會造成煙味平淡、香氣不足，降低吸味品質[9]。煙堿是煙草中最重要的氮化物，但含量過高會導致煙氣粗糙、刺激性增加，煙堿含量的高低主要影響卷煙的勁頭和濃度[9]。總氮含量是衡量煙葉品質的重要指標之一；在燃吸時，煙葉中的氮化物影響煙氣的酸堿度、香氣濃度，氮化物過多會造成煙氣刺激性增強、香氣質變差[10]。所以研究煙葉中的還原糖、總糖、煙堿、總氮含量及比例，將對卷煙質量產(chǎn)生重要的影響。試驗里電子束輻照對初烤煙葉化學成分的影響情況分別見表1和圖1。從表1可見，初烤煙葉經(jīng)不同劑量電子束輻照后，其中的還原糖和總糖含量與對照相比差異不顯著（P>0.05）；但煙堿含量有不同程度地增加，與對照相比產(chǎn)生了顯著差異（P<0.05），其中以3 kGy劑量處理的煙堿含量增加最多，由原來的2.02%提高到了2.64%；總氮含量也有不同程度地增加，其中3、5、7 kGy劑量輻照后，總氮含量顯著高于對照（P<0.05）。從圖1可見，電子束輻照處理對初烤煙葉的糖堿比具有顯著的影響（P<0.05），輻照處理的糖堿比均有不同程度地下降，以3 kGy劑量處理的糖堿比下降最多，相比對照下降了25.49%。而氮堿比在輻照處理后，與對照相比大都沒有顯著差異（P>0.05），只在輻照劑量1 kGy處理后，氮堿比較對照顯著降低（P<0.05）。由此可見，電子束輻照對初烤煙葉的化學成分指標存在一定的顯著影響。

2.2 電子束輻照對復烤煙葉化學成分的影響

電子束輻照對復烤煙葉化學成分的影響情況分別見表2和圖2。由表2可知，1～7 kGy劑量的電子束輻照不影響復烤煙葉的還原糖、總糖、煙堿和總氮的含量（P>0.05）。由圖2可知，復烤煙葉的糖堿比隨著輻照劑量的增加表現(xiàn)出明顯的增加趨勢，5、7 kGy劑量的輻照使復烤煙葉的糖堿比分別比對照提高了4.73%、5.43%，差異顯著（P<0.05）；而1、3 kGy劑量的輻照與對照的糖堿比差異不顯著（P>0.05）；在氮堿比方面，1～7 kGy劑量的電子束輻照對復烤煙葉的氮堿比影響不明顯。由此可見，1～3 kGy劑量電子束輻照對復烤煙葉化學成分指標沒有顯著影響。

2.3 電子束輻照對煙葉石油醚提取物的影響

煙葉石油醚提取物是用石油醚作溶劑對煙葉樣品進行抽提得到的混合物，主要包括揮發(fā)油成分、油脂、類脂、甾醇、萜類等。煙葉石油醚提取物含量高時，其香氣物質較多，同時煙葉油分也足，所以煙葉石油醚提取物視為衡量煙草品質和香氣的重要指標。但由于石油醚提取物中對煙葉香味有利和不利的物質共存，所以其只與煙葉的香氣量有關，而與香氣質無關[11]。試驗里電子束輻照對初烤煙葉和復烤煙葉石油醚提取物含量的影響情況見圖3。從圖3可見，電子束輻照后，初烤煙葉的石油醚提取物含量發(fā)生了明顯變化，3、5、7 kGy劑量的輻照處理使初烤煙葉的石油醚提取物含量分別比對照提高了24.32%、19.85%、20.58%，差異顯著（P<0.05），而1 kGy劑量處理與對照的石油醚提取物含量相差不顯著（P>0.05）。但1～7 kGy劑量的電子束輻照處理沒有顯著影響復烤煙葉的石油醚提取物含量（P>0.05）。

上述結果表明，電子束輻照對初烤煙葉的化學成分指標有所影響，1～3 kGy劑量的電子束輻照對復烤煙的化學成分指標無太大影響，這可能是初烤煙葉含水量較高的原因所致，輻照對食品中化學成分的改變主要是由水的間接作用引起的，含水量大時化學成分變化會增大[12]。

3 小結

前期研究[2，3]表明，>1 kGy劑量的電子束輻照能有效殺死煙葉中的霉菌，防止煙葉霉變，當輻照劑量為3 kGy以下時，煙葉吸食品質無顯著變化。本研究表明，1～7 kGy劑量的電子束輻照顯著影響了初烤煙葉中煙堿、總氮以及石油醚提取物的含量、糖堿比和氮堿比等化學成分指標，1～3 kGy劑量的電子束輻照對復烤煙葉中還原糖、總糖、煙堿、總氮以及石油醚提取物含量、糖堿比和氮堿比等化學成分指標無顯著影響。可見，適宜的輻照劑量不會影響復烤煙的內(nèi)在質量。為此，采用電子束輻照技術對初烤煙進行防霉是不可行的，而對復烤煙進行防霉是切實可行的。

參考文獻：

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