【摘 要】
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木质纤维素是构成烟草细胞壁的主要物质,它们对卷烟制品的评吸品质及安全有不同程度的影响。烟叶中纤维素具有促燃性,但过多会使烟叶组织粗糙,吸湿性大,不容易储藏,同时增加烟气的刺激性。而降解纤维素前提是先处理烟草中结构坚固且致密的木质素,两者相互缠绕且彼此不分离。烟草制品中木质素含量过高也会引起涩口和产生促癌活性。烟叶中烟梗因高木质素含量一般都会被弃置,造成烟梗资源浪费。通过在烟草薄片制造过程中对烟叶纤
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木质纤维素是构成烟草细胞壁的主要物质,它们对卷烟制品的评吸品质及安全有不同程度的影响。烟叶中纤维素具有促燃性,但过多会使烟叶组织粗糙,吸湿性大,不容易储藏,同时增加烟气的刺激性。而降解纤维素前提是先处理烟草中结构坚固且致密的木质素,两者相互缠绕且彼此不分离。烟草制品中木质素含量过高也会引起涩口和产生促癌活性。烟叶中烟梗因高木质素含量一般都会被弃置,造成烟梗资源浪费。通过在烟草薄片制造过程中对烟叶纤维素含量及烟梗木质素的降解可调控最终产品品质,也是降低烟草对人们的危害及资源利用和环境保护的举措。因而,筛选可用于废弃烟叶资源木质纤维素降解的微生物菌株具有一定的现实意义和应用前景。废烟叶提取液(tobacco waste extract,简称TWE)是再造烟叶生产工艺中最主要的中间原料,是个高糖、高渗、高尼古丁的环境。TWE内微生物种类丰富,从中筛选具有木质纤维素降解功能菌株,再应用回烟草生产过程是可行的。本研究从TWE中筛选到多株具有纤维素和木质素降解功能的微生物,菌株D7显示较好纤维素降解效果。通过形态,生理生化及16S rRNA序列分析鉴定,确定D7属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus),命名为Paenibacillus sp.D7。Paenibacillus sp.D7在羧甲基纤维素钠培养基中培养1 d,菌体的生物量可达9.465mg/mL,比酶活可达0.377 U/mg。以滤纸为唯一碳源的培养基中Paenibacillus sp.D7培养1 d菌体量明显增多,8 d后滤纸基本崩解。同时发现Bacillus subtilis SM也具有纤维素和木质素降解性能。SM在kraft lignin(KL)为唯一碳源的无机盐培养基(MSM)中(pH7.0,30℃)培养4 d后经HPLC、TOC、GPC检测和色度表征,显示其具有明显的木质素降解能力,脱色率也达到40.7%,但其木质素矿化率只有5.4%。同时发现,在KL-MSM中,M_W=500的KL可被全部降解,而M_W=10000的KL中的降解率不高,体现出SM对分子量较小的木质素有明显的降解作用。Paenibacillus sp.D7和Bacillus subtilis SM处理“再造烟叶”生产过程中的烟梗和TWE中的固形物时,表现出了其对烟叶及烟梗降解作用。因而,获得的菌株在提高烟叶废弃物和烟梗的利用率及环境保护方面均有着潜在应用前景。
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