基于烟草浸提液的活性生物制剂制备及应用研究

来源 :郑州轻工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wellstudyc
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基于生物技术合成烟用香料或改善卷烟品质技术已成为近年来烟草行业的研究热点。本研究分为4部分内容:首先,通过工艺优化制备获得合适的烟草浸提液,作为微生物发酵底物;然后,从烟叶表面筛选产香微生物,并对产香特征明显的微生物进行鉴定;接着,制备基于上述烟草浸提液和典型微生物的活性生物制剂;最后,将该活性生物制剂用于发酵烟叶,提升品质。本研究不但制备了香气风格特征明显的天然烟用香料,还获得了可改善烟叶内在品质的活性生物制剂,主要研究如下:一、烟草浸提液提取研究以含糖量和提取率为指标,从浸提料液比、时间和温度对烟叶浸提效果进行研究。先通过单因素实验确定烟叶水提的最优条件,再采用Box-Behnken原理进行响应面分析,得出3个因素对提取率影响的先后顺序为浸提时间>料液比>浸提温度。优化结果显示烟草浸提的最优条件为料液比1:12,60℃恒温提取2 h,此时烟草浸提液提取率和含糖量可分别达到55.34%、13.14 g/L。二、产香微生物的筛选及鉴定选取4种不同来源的烟叶,从烟叶表面分离获得18株微生物,通过嗅闻18株菌株发酵前后烟草浸提液的味道变化,结合菌株的镜检结果,菌株在平板上的形态、气味,以及菌株的分子鉴定结果,综合考虑,选择一株酿酒酵母(实验室标注Ye13)作为后续实验所用菌株。对Ye13进行生长特征分析,明确其最适生长温度为30℃,最适生长PH为5.0,最适生长转速为200 rpm。鉴于Ye13来源于干燥的烟叶表面,可适宜应用于烟叶发酵,提升烟叶品质,因此进一步考察其制备活性生物制剂的可行性。三、活性生物制剂研究为了更好的保留烟草本香,本研究在获得优质烟草浸提液和典型产香微生物后,进一步制备基于烟草浸提液的活性生物制剂。结果表明,接种量和发酵时间对发酵效果的影响较大,发酵温度对发酵结果的影响较小。正交实验结果表明最优发酵条件为:接种量5%,发酵温度30℃,发酵时间24 h。在最优发酵条件下,发酵后活性生物制剂中的大分子物质含量均有所降低。其中总糖、还原糖以及氨基酸与发酵前相比显著降低,分别降低51.30%、55.46%、51.65%。香味成分测定结果表明,活性生物制剂中大部分醇、酮类香味物质的含量都有所增加,此外,还新增多种酸类香味物质。四、活性生物制剂发酵烟叶应用研究将上述制备的活性生物制剂应用于烟叶发酵,在添加活性生物制剂后,发酵烟叶制备的卷烟主流烟气中焦甜风味代表成分的含量均有所增加。此外,还新增多种醚、醛、酸、酯类羰基化合物和一些酚类物质。对制备的卷烟进行感官评价,结果表明,加入活性生物制剂后,劲头变足,且香气质和香气量明显增加。活性生物制剂可显著改善卷烟吸味和余味,提高其内在品质。采用同时蒸馏萃取,从发酵烟叶中提取香味成分,GCMS分析显示:活性生物制剂对烟叶香味成分含量以及数量的增加有促进作用,可有效提高几种比较重要的烟草香味成分的含量。对发酵后的烟叶进行微生物多样性分析,结果表明活性生物制剂发酵后烟叶的整体微生物群落物种多样性减少,但是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的含量显著提高,表明Ye13在发酵过程中维持一定的活性,是烟叶品质改善的重要因素之一。综上所述,本研究通过烟草浸提液工艺优化、微生物分离鉴定、烟草浸提液活性生物制剂制备及烟叶发酵四个部分研究,不仅获得了一株产香特征显著、且适应烟草复杂环境的微生物,还获得了一种可用于提升烟叶品质的烟草浸提液活性生物制剂,对于提高卷烟内在品质以及改善烟叶发酵具有一定的应用前景。
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