《Journal of Stored Products Research》：Combined radio frequency-hot air and vacuum treatments for the control of
Lasioderma serricorne in tobacco lamina: Mortality kinetics and quality evaluation
编辑推荐：
•Lasioderma serricorne的热致死率遵循 0.5 级动力学模型。•烟片颜色降解由零级动力学描述。•耦合动力学建模实现了安全性和质量的同时优化。•与射频 - 热风相比，射频 - 真空处理改善了杀虫效果和颜色稳定性。•优化的射频处理保留了化学质量并提高了填充值。
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Lasioderma serricorne的热致死率遵循 0.5 级动力学模型。
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烟片颜色降解由零级动力学描述。
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耦合动力学建模实现了安全性和质量的同时优化。
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与射频 - 热风相比，射频 - 真空处理改善了杀虫效果和颜色稳定性。
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优化的射频处理保留了化学质量并提高了填充值。
引言
高价值农产品（如烟草（Nicotiana tabacum L.））的储存和采后陈化是决定最终产品物理特性、化学成分和感官质量的关键阶段（Yan 等，2026 年）。在储存过程中，烟草在受控的温度和湿度条件下保持，以促进与香气形成和质量发育相关的系列生化转化。这些环境条件也有利于储存害虫的生长和繁殖（Athanassiou 等，2018 年；Zhu 等，2025 年）。在影响储存烟草的主要害虫中，烟草甲（Lasioderma serricorne）和烟草螟（Ephestia elutella）在全球范围内造成了巨大的经济损失（Trematerra，2020 年）。L. serricorne 的幼虫阶段危害尤为严重，因为幼虫深入穿透烟草组织，造成直接取食损失、昆虫残留污染以及微生物劣变风险增加（Saengarkhom 等，2026 年）。
化学熏蒸仍然是控制农产品储存害虫侵染的主要策略（Trematerra，2020 年）。由磷化铝释放的磷化氢因其有效性、低成本和易用性而被广泛使用。近年来，人们对该方法的可持续性担忧增加。磷化氢对操作员和环境构成风险，而广泛和反复的应用加速了抗性昆虫种群的发展（Agrafioti 等，2019 年）。基于富氮或富二氧化碳的控制气氛储存消除了化学残留并减少了环境担忧。其实用实施通常受限于气密设施和长达数天至数周的长时间处理期的要求（Ramadan 等，2021 年）。延长缺氧储存也会干扰涉及产品成熟和质量发育的生化反应（Zhu 等，2025 年）。
物理杀虫技术作为化学处理的替代品引起了广泛关注。微波加热能够产生快速的内部加热，但其工业应用仍受限于浅渗透深度和非均匀电磁场分布（Tiwari 等，2021 年）。接收过量能量的区域会出现局部过热，而加热不足的区域可能允许昆虫存活。射频（RF）加热提供了一种不同的加热机制。在工业、科学和医疗（ISM）频率下运行，通常为 27.12 MHz，射频系统比微波技术提供更深的渗透和更均匀的体积加热（Macana 和 Baik，2018 年）。昆虫和宿主材料之间的介电特性差异进一步提高了射频处理的有效性（Wang 等，2013 年）。昆虫通常比周围的农产品具有更高的水分含量和介电损耗因子，允许射频能量优先被害虫吸收（Shrestha 和 Baik，2013 年）。这种选择性加热效应促进了昆虫内部的快速升温，同时减少了对宿主材料的热损伤。
射频加热用于害虫控制的优点必须与其对产品质量的潜在影响一起考虑。暴露于高温会改变农产品的理化性质，影响其商业价值（Mao 和 Wang，2021 年）。颜色是热损伤最敏感的指标之一，与非酶褐变反应、色素降解和酚类化合物的氧化转化密切相关（Xie 等，2026 年）。因此，射频辅助杀虫的实际应用取决于平衡两个相互竞争的熱响应：实现完全昆虫死亡同时最小化质量劣变。昆虫热死亡动力学和质量降解动力学的定量描述对于识别同时满足这些目标的加工条件至关重要。
对一系列农产品进行的研究证明了射频技术在杀虫方面的潜力（Song 等，2020 年；Macana 等，2021 年；Mao 和 Wang，2021 年）。有关不同射频辅助处理模式性能的信息仍然有限。射频 - 热风（RF-HA）将介电加热与强制对流加热相结合，减少了表面热损失并改善了加工过程中的温度均匀性。射频 - 真空干燥（RF-VD）在减压条件下运行，创造了一个抑制氧化质量劣变的环境，同时使昆虫暴露于热、缺氧和干燥胁迫。这些胁迫的相互作用可能会增加昆虫对处理的敏感性并改变热死亡行为。这些影响的程度及其对工艺优化的意义尚未得到系统量化。现有研究也主要侧重于单独关注昆虫死亡率或产品质量（Mao 和 Wang，2021 年；?zbek，2021 年；Zang 等，2024 年），杀虫动力学和质量降解动力学的整合在很大程度上尚未被探索。
本研究旨在开发一种有效且无残留的用于储存烟草的射频辅助杀虫策略。目标包括：(1) 优化 RF-HA 和 RF-VD 系统用于烟片处理的运行参数；(2) 在不同射频辅助处理条件下，建立并比较 L. serricorne 的卵、幼虫和成虫的热死亡动力学模型；(3) 表征射频加工过程中颜色降解的动力学；(4) 整合昆虫死亡和质量降解模型，以识别能够确保完全杀虫同时保持产品质量的加工窗口；以及 (5) 评估优化的射频处理对烟片的理化成分、微观结构、多酚谱和感官相关属性的影响。研究结果为优化射频辅助杀虫工艺提供了定量依据，并支持将射频技术作为一种可持续的化学熏蒸替代品应用于储存烟草和其他高价值农产品。
章节摘要
材料调湿与害虫饲养
烤烟烟片（云烟 87，C3F 等级，中中部位置）取自当地烟草加工设施。实验前，去除破损、发霉和机械缺陷的烟片。烟草样品在环境箱（CTHI-150，上海，中国）中在 24 ℃下处理 48 h 以实现均匀的水分分布。含水率调整为 18.5% ± 0.5%（湿基，w.b.）用于模拟复烤阶段的实验，以及 15.5% ± 0.5% （
射频处理参数优化
射频加热的性能受电磁场与被处理材料介电特性之间相互作用的强烈影响（Uyar 等，2014 年；R. Zhang 等，2020 年）。图 1 显示了电极间隙和装载厚度对 RF-HA 处理期间加热行为的影响。将电极间隙从 150 减小到 120 mm 显著提高了加热速率，导致样品达到 60 ℃所需的时间缩短。增强的加热
结论
本研究系统评估了 RF-HA 和 RF-VD 处理对控制烟片上 L. serricorne 的效力，并建立了一个将昆虫死亡率与产品质量联系起来的耦合动力学框架。热致死率成功由 0.5 级动力学模型描述，卵被确定为最耐热的发育阶段，因此是设计有效杀虫处理的关键目标。RF-VD 显示出增强的杀虫性能
CRediT 作者贡献声明
龚鹏：写作 - 回顾与编辑，写作 - 原稿，方法论，调查。席佳琴：项目管理，资金获取。郭佳乐：写作 - 回顾与编辑。白刚：项目管理，资金获取。王宏伟：项目管理，资金获取。刘艳红：项目管理，资金获取。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢
本研究得到了中国烟草总公司重点项目的资助，“基于绿色物流的数字烟草储存与维护关键技术研究与应用”（编号 110202402020）。
龚鹏 | 席佳琴 | 郭佳乐 | 白刚 | 王宏伟 | 刘艳红
