中溫熱處理對酒曲害蟲殺滅效果的研究

周　平，羅惠波，2*，黃　丹，鄧　波，沈才萍，鄔捷峰，謝　軍，楊文斌（.四川理工學院 生物工程學院，四川 自貢 64000；2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川 自貢 64000；.瀘州老窖股份有限公司，四川 瀘州 646000；4.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心，四川 瀘州 646000）

中溫熱處理對酒曲害蟲殺滅效果的研究

周平1，羅惠波1，2*，黃丹1，鄧波3，4，沈才萍3，鄔捷峰3，謝軍1，楊文斌1
（1.四川理工學院 生物工程學院，四川 自貢 643000；2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川 自貢 643000；
3.瀘州老窖股份有限公司，四川 瀘州 646000；4.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心，四川 瀘州 646000）

通過設置不同溫度和不同時間的熱處理條件，研究咖啡豆象、土耳其扁谷盜兩種酒曲害蟲在裸露條件下和在酒曲介質(zhì)存在條件下的致死情況。在45℃、50℃及55℃熱處理條件下，裸露條件下咖啡豆象校正死亡率達到100%的時間分別為180 min、20 min、9 min；土耳其扁谷盜校正死亡率達到100%的時間分別為750 min、60 min、12 min；酒曲介質(zhì)存在條件下，咖啡豆象校正死亡率達到100%的時間分別為720 min、400 min、160 min；土耳其扁谷盜校正死亡率達到100%的時間分別為3 960 min、600 min、200 min。同時通過Logistics模型分析發(fā)現(xiàn)，在相同的熱處理條件下，咖啡豆象的半致死時間要短于土耳其扁谷盜的半致死時間。

酒曲害蟲；咖啡豆象；土耳其扁谷盜；中溫熱處理；校正死亡率；半致死時間

酒曲是釀酒的糖化發(fā)酵生香劑，制曲是白酒生產(chǎn)的第一道工序，白酒界有“曲乃酒之骨，產(chǎn)好酒必要好曲”的說法，所以酒曲質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定著白酒的出酒率和優(yōu)質(zhì)品率。但是酒曲在生產(chǎn)和貯存的過程常常遭受曲蟲的嚴重危害，這些曲蟲在酒曲上取食、產(chǎn)卵、繁殖，不僅造成酒曲的大量損失，而且酒曲的糖化力、液化力也有不同程度的下降，嚴重降低酒曲品質(zhì)，同時也給酒廠的環(huán)境衛(wèi)生和工人身體健康帶來了很不利的影響［1-2］。所以曲蟲治理越來越受到釀酒廠家的重視，目前主要是采用化學藥劑噴殺、燈光誘捕等方法來對曲蟲進行治理［3-7］。但化學藥劑噴殺容易引起3R（抗性、藥劑殘留、再增猖獗）問題、食品安全問題以及環(huán)境污染問題等，而燈光誘捕受場地等因素的影響，很難在酒廠進行大規(guī)模的防治［8］。其他的一些殺蟲方法由于效果差、處理時間長、對酒曲品質(zhì)不利、投資成本過高等原因而較難推廣，所以酒曲害蟲的治理現(xiàn)在依然是我國釀酒廠始終無法解決的一個難點問題。

目前，關于酒曲害蟲治理技術的研究報道較少，但由于糧食是酒曲原料，所以，儲糧害蟲的治理技術研究有重要的參考價值。隨著人們的環(huán)保意識和國家對食品衛(wèi)生要求的不斷提高，利用高低溫來防治儲糧害蟲越來越引起儲糧工作者的重視。國外的研究工作者把采用45～55℃干熱空氣殺蟲的技術稱為中溫熱處理技術［9］。這是一種無污染的物理防治方法，近年來成為儲藏物害蟲防治領域的研究熱點，它主要利用害蟲是變溫動物體溫調(diào)節(jié)平衡機能差的特性來實施控溫殺蟲［10］。TILLEY D R等［11］研究表明，對空倉加熱至50℃保持2 h可完全殺死其中的赤擬谷盜、米象、谷蠹。DOWDY A K等［12］報道采用熱空氣將面粉廠倉加熱至50～60℃保持20～30 h可有效控制其中的雜擬谷盜。周永豐等［13］的實驗表明，中高溫（40～48℃）處理2 h對南美斑潛蠅各蟲態(tài)均有較強的致死作用。國外有報道指出，對加工場所進行熱處理殺蟲需要在50～60℃溫度保持24～36 h，且溫度至少要達到50℃［14］。所以利用這種熱處理的方法來防治儲藏物害蟲在國外許多國家和地區(qū)都已在實踐中得到了應用。

本研究利用中溫熱處理技術對酒曲害蟲進行防治，以危害酒曲最嚴重的咖啡豆象、土耳其扁谷盜兩種酒曲害蟲為試驗對象，利用干燥箱加熱的方法，系統(tǒng)地研究酒曲害蟲在不同溫度、不同時間處理下的致死情況，以期為今后中溫熱處理技術防治酒曲害蟲提供一定的參數(shù)，為有效防治酒曲害蟲提供可靠的依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

供試蟲源和酒曲采自瀘州懷玉制曲有限公司。

1.2儀器與設備

Labserv-LS-0610型干燥箱：飛世爾實驗器材（上海）有限公司。

1.3方法

1.3.1酒曲害蟲在裸露條件下死亡率的測定

在500 mL燒杯中分別裝入咖啡豆象、土耳其扁谷盜試蟲各30頭，用紗布封住燒杯口，然后放入干燥箱進行中溫熱處理，溫度分別設定為45℃、50℃、55℃。不同處理溫度的不同處理時間分別設定為在45℃條件下，咖啡豆象處理20～300 min，20 min為一個梯度；土耳其扁谷盜處理50～750 min，50 min為一個梯度。在50℃條件下，咖啡豆象處理2～30 min，2 min為一個梯度；土耳其扁谷盜處理5～75 min，5 min為一個梯度。在55℃條件下，咖啡豆象和土耳其扁谷盜各處理1～15 min，1 min為一個梯度，以室溫下未經(jīng)熱處理的酒曲害蟲為對照，每組重復3次。然后檢查酒曲害蟲的死亡情況，檢查方法為將酒曲害蟲放置于正常培養(yǎng)環(huán)境中恢復24 h后觀察，用牙簽輕觸試蟲腹部，視無反應者為死亡。

1.3.2酒曲害蟲在酒曲介質(zhì)存在條件下死亡率的測定

在500 mL燒杯中裝入一定量的小塊酒曲，然后分別裝入咖啡豆象、土耳其扁谷盜試蟲各30頭，用紗布封住燒杯口，放置24 h讓酒曲害蟲與大曲充分混合。然后放入干燥箱進行中溫熱處理，溫度分別設定為45℃、50℃、55℃。不同處理溫度下的不同處理時間分別設定為：在45℃條件下，咖啡豆象處理60～900 min，60 min為一個梯度；土耳其扁谷盜處理360～5 400 min，360 min為一個梯度。在50℃下，咖啡豆象處理40～600 min，40 min為一個梯度；土耳其扁谷盜處理60～900 min，60 min為一個梯度。在55℃條件下，咖啡豆象和土耳其扁谷盜各處理20～300 min，20 min為一個梯度。以室溫條件下未經(jīng)熱處理的酒曲害蟲為對照，每組重復3次。然后檢查兩種酒曲害蟲的死亡情況，檢查方法為將酒曲害蟲放置于正常培養(yǎng)環(huán)境中恢復24 h后觀察，用牙簽輕觸試蟲腹部，視無反應者為死亡。

1.3.3死亡率及校正死亡率的計算公式

校正死亡率是去除了曲蟲未經(jīng)熱處理自然死亡的數(shù)量后得出的死亡率，而死亡率是把曲蟲自然死亡的數(shù)量算進去了，所以死亡率的數(shù)值要比校正死亡率的數(shù)值大一些。在本試驗中利用未經(jīng)熱處理的曲蟲作為對照，用經(jīng)過熱處理曲蟲的死亡率減去對照中的自然死亡率，然后才得出校正死亡率。利用校正死亡率作為衡量的指標可以消除曲蟲自然死亡給結果帶來的影響，這樣更加準確和科學。

1.3.4數(shù)據(jù)處理

實驗所得數(shù)據(jù)采用Origin作圖、SPSS進行方差分析，多重比較采用Duncans新復極差法進行比較，檢驗試驗結果的可信度以及各處理間差異顯著性。

2　結果與分析

2.1裸露條件下溫度對咖啡豆象及土耳其扁谷盜的致死效應

由圖1可知，隨著處理溫度和處理時間的的升高，試蟲校正死亡率逐漸上升。在45℃熱處理條件下，處理60 min時，試蟲還沒有開始死亡；隨著處理時間延長到80 min，試蟲的校正死亡率顯著增加到了54.44%；處理180 min，試蟲的校正死亡率達100%。在50℃熱處理條件下，處理10 min時，試蟲開始死亡；隨著時間的延長，在后面的時間點上，試蟲的校正死亡率都顯著增加；直到處理時間達到18 min時，死亡率不再顯著增加，此時的死亡率達到了94.44%；處理20 min，試蟲的校正死亡率就已經(jīng)達到100%。在55℃處理時，從處理5～8 min這短短的3 min，試蟲的校正死亡率從1.11%顯著增加到了87.78%；試蟲校正死亡率達到100%的時間僅需9 min。

由圖2可知，同咖啡豆象對溫度的敏感性一樣，不同溫度和不同時間處理對土耳其扁谷盜的致死效果差異顯著。在45℃條件下熱處理，試蟲的校正死亡率變化趨勢比較緩慢，處理時間由50 min延長到500 min這個階段，試蟲的校正死亡率才由0上升到53.33%；在處理時間達到750 min后，試蟲的校正死亡率才達100%。在50℃熱處理條件下，當處理時間由5 min延長到20 min，試蟲校正死亡率變化差異不顯著，校正死亡率僅增加到1.11%；處理時間由20 min延長到45 min的這段時間的各個處理階段的校正死亡率變化差異都顯著；當處理時間達到60 min時，試蟲的校正死亡率達到100%。在55℃熱處理條件下，處理時間由1 min延長到6 min時，試蟲校正死亡率差異變化不顯著，處理時間由6 min延長到11 min時，試蟲的校正死亡率由6.67%增加到了95.56%；試蟲校正死亡率達到100%的時間僅需12 min。

不同字母表示差異顯著（P＜0.05），下同。圖1　45℃（A）、50℃（B）及55℃（C）條件下不同處理時間咖啡豆象（裸露）的校正死亡率Fig.1 Corrected mortality ofA.fasciculaus（exposure condition）under different treatment time at 45℃（A），50℃（B）and 55℃（C）

圖245　℃（A）、50℃（B）及55℃（C）條件下不同處理時間土耳其扁谷盜（裸露）的校正死亡率Fig.2 Corrected mortality ofC.turcicus（exposure condition）under different treatment time at 45℃（A），50℃（B）and 55℃（C）

2.2酒曲介質(zhì)存在條件下溫度對咖啡豆象及土耳其扁谷盜的致死效應

圖3　45℃（A）、50℃（B）及55℃（C）條件下不同處理時間咖啡豆象（含酒曲）的校正死亡率Fig.3 Corrected mortality ofA.fasciculaus（in Jiuqu）under different treatment time at 45℃（A），50℃（B）and 55℃（C）

由圖3可知，在45℃熱處理條件下，試蟲經(jīng)處理120 min后還可以全部存活；當處理時間延長到300 min時，試蟲的校正死亡率可達到23.33%；當處理時間由300 min增加到600 min時，試蟲的校正死亡率由原來的23.33%上升到了91.11%，且各處理階段內(nèi)試蟲校正死亡率變化差異顯著；處理720 min，試蟲的校正死亡率達100%。在50℃熱處理條件下，當處理240 min后，試蟲的校正死亡率才為21.11%，各相鄰處理階段間校正死亡率變化差異不顯著；當處理時間從320 min延長到400 min這個階段，試蟲死亡數(shù)量最多，其校正死亡率由47.78%迅速增長到100%。在55℃熱處理條件下，處理60 min后，試蟲還沒有死亡；當處理時間由60 min延長到160 min這個時間段是試蟲死亡變化最快的階段，試蟲從還沒有死亡變成了完全死亡。

由圖4可知，試蟲的校正死亡率隨著溫度的升高和處理時間的延長也隨之增加。在45℃熱處理條件下，處理720 min后試蟲開始死亡；當處理時間由1 080 min延長到2 520 min，試蟲的校正死亡率從18.89%上升到了75.56%，且各處理時間段差異顯著；當處理時間達到3960min后，試蟲全部死亡。在50℃熱處理條件下，處理120 min試蟲還沒有死亡；當處理300 min后，試蟲的校正死亡率已經(jīng)達到了64.44%；當處理時間達到600min，試蟲的校正死亡率即達到100%。在55℃熱處理條件下，當處理時間為60 min后，試蟲的校正死亡率已達14.44%；當處理時間延長到120 min后，試蟲的校正死亡率迅速增加到了84.44%；處理200 min死亡率可以達到100%。

圖4　45℃（A）、50℃（B）及55℃（C）條件下不同處理時間土耳其扁谷盜（含酒曲）的校正死亡率Fig.4 Corrected mortality ofC.turcicus（in Jiuqu）under different treatment time at 45℃（A），50℃（B）and 55℃（C）

2.3不同熱處理溫度下兩種酒曲害蟲死亡率的回歸曲線

采用Logistic模型建立兩種酒曲害蟲的校正死亡率與處理時間的函數(shù)關系見表1、表2，然后計算出兩種酒曲害蟲的半致死時間（ha1f 1etha1 time，LTi50）。由表1、表2可知，所有的擬合方程中酒曲害蟲的校正死亡率和熱處理時間之間，決定系數(shù)R2均大于0.900 0，所以利用該擬合方程計算得到的酒曲害蟲半致死時間的值是可靠的。由表1、表2可知，不管是在裸露條件下還是在酒曲介質(zhì)存在條件下，兩種酒曲害蟲的半致死時間都隨著處理溫度的升高而縮短。在相同的熱處理溫度下，咖啡豆象的半致死時間要短于土耳其扁谷盜。在45℃熱處理條件下，兩種酒曲害蟲的半致死時間相差最大，在裸露條件下，咖啡豆象的半致死時間要比土耳其扁谷盜的半致死時間短390.13 min；而在酒曲介質(zhì)存在條件下，咖啡豆象的半致死時間要比土耳其扁谷盜的半致死時間短1 423.5 min。

表1　不同處理溫度下試蟲（裸露）的擬合方程及半致死時間Table 1 Fitting equation and LTi50under different treatment temperature of the test pests（exposure condition）

表2　不同處理溫度下試蟲（含酒曲）的擬合方程及半致死時間Table 2 Fitting equation and LTi50under different treatment temperature of the test pests（in Jiuqu）

3　結論

酒曲害蟲作為儲藏物害蟲的一類，對酒曲造成了嚴重的危害。大多數(shù)的儲藏物害蟲是變溫動物，它們的體溫會隨環(huán)境溫度的變化而變化；生長發(fā)育和繁殖的最適宜溫度為25～33℃；所以當溫度低于13℃或高于35℃時，害蟲的生長就會受到抑制，甚至會死亡［15］。產(chǎn)生這種結果的原因主要包括生理代謝失調(diào)、體壁保水結構被破壞、體內(nèi)部分離子濃度發(fā)生變化、蛋白質(zhì)凝固和酶系遭到破壞等；而且，這一過程是不可逆轉的［16-17］。在本試驗中，可以發(fā)現(xiàn)隨著熱處理溫度的升高，試蟲完全致死所需的時間越短；隨著熱處理時間的延長，試蟲的校正死亡率逐漸上升。說明酒曲害蟲死亡的多與少，取決于熱處理溫度的高低和持續(xù)時間的長短；即在一定的熱處理條件下，需要持續(xù)一定的時間，才能使酒曲害蟲致死。在同一熱處理條件下，不同種類的酒曲害蟲對熱的耐受性也存在一定的差異。

由于糧食是熱的不良導體，對于有由小麥等糧食原料制成的酒曲存在的情況下，在進行中溫熱處理時，酒曲對熱量的吸收、阻隔會影響和降低熱處理對酒曲害蟲的作用效果。這就導致了在混有酒曲情況下試蟲完全致死所需的時間要比在裸露情況下完全致死所需的時間長得多。所以對于那些在酒曲內(nèi)和酒曲碎屑中存在的酒曲害蟲，在進行中溫熱處理時必須要延長處理的時間，這樣才能更加有效地對其進行殺滅。

利用中溫熱處理技術來殺滅酒曲害蟲具有安全、高效、無污染、無殘留、工藝過程不復雜等優(yōu)點；符合國家“安全、經(jīng)濟、有效”的害蟲防治原則；符合綠色環(huán)保的要求，適應“資源節(jié)約型”和“環(huán)境友好型”社會建設的發(fā)展趨勢；是一種很有發(fā)展前途的無公害的防治酒曲害蟲的技術，具較大實際應用價值，值得今后進一步研究與推廣。

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Effect of moderate temperature heat treatment on pest morta1ity in Jiuqu

ZHOU Ping1，LUO Huibo1，2*，HUANG Dan1，DENG Bo3，4，SHEN Caiping3，WU Jiefeng3，XIE Jun1，YANG Wenbin1
（1.Co11ege of Bioengineering，Sichuan University of Science&Engineering，Zigong 643000，China；2.Sichuan Province Key
Laboratory of Liquor Making Bio-Techno1ogy&App1ication，Zigong 643000，China；3.Luzhou Laojiao Co.，Ltd.，Luzhou 646000，China；4.Nationa1 Engineering Research Center of So1id-State Brewing，Luzhou 646000，China）

The morta1ity ofAraecerus fascicu1ausandCyypto1estes turcicusunder the exposure conditions and in Jiuqu was researched by setting the heat treatment conditions of different temperature and different time.In the heat treatment of 45℃，50℃and 55℃，under the exposure condition，the times required for the corrected morta1ity ofA.fascicu1ausreaching to 100%were 180 min，20 min and 9 min，respective1y；the times required for the corrected morta1ity ofC.turcicusreaching to 100%were 180 min，20 min and 9 min，respective1y.In Jiuqu，the time required for the corrected morta1ity ofA.fascicu1ausreaching 100%were 720 min，400 min and 160 min，respective1y；the times required for the corrected morta1ity ofC.turcicus reached to 100%were 3 960 min，600 min and 200 min，respective1y.The Logistics mode1 ana1ysis showed that ha1f 1etha1 time ofA.fascicu1auswas shorter than that ofC.turcicusunder the same condition of heat treatment.

pest in Jiuqu；Araecerus fascicu1aus；Cyypto1estes turcicus；moderate temperature heat treatment；corrected morta1ity；ha1f 1etha1 time

S482.3

A

0254-5071（2015）12-0064-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.12.014

2015-10-21

固態(tài)釀造關鍵技術研究四川省院士（專家）工作站項目（GY2014-03）；釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室開放基金項目（NJ2014-01）；四川理工學院研究生創(chuàng)新基金項目（y2015010）；國家固態(tài)釀造工程技術研究中心資助

周平（1993-），男，碩士研究生，研究方向為釀酒生物技術及應用。

羅惠波（1969-），男，教授，碩士，研究方向為釀酒生物技術及應用。