论文部分内容阅读
由于世卫组织有关禁止烟草烟雾在公共场所扩散等限制和禁令,使以口含烟为主要代表的无烟化烟草开始飞速发展和普及,口含烟是一类不产生烟雾,不会产生二手烟危害的产品。因口含烟是直接放入口中吸食,不经过烟草燃烧高温释放过程,这就对口含烟原料的品质有了较高的要求。采用合适的工艺手段提高口含烟烟草原料质量,能有效提高口含烟品质。本实验采用高通量测序技术分析大理红大CL314和玉溪K326烟叶微生物菌群构成,结合初步发酵选择合适烟草品种,并对课题组筛选出的解淀粉芽孢杆菌GUHP86和GZU03进行高密度培养工艺和真空冷冻干燥保护剂优化,再应用到烟叶进行发酵,为进一步的工业化提供试验依据。研究结果如下:(1)采用高通量测序技术对大理红大CL314和玉溪K326进行微生物细菌多样性检测。发现大理红大CL314和玉溪K326烟叶中,主要菌群都为为微小杆菌属、不动杆菌属和假单胞菌属,但玉溪K326烟叶中假单胞菌属占比更高,而假单胞菌属大部分为有害菌,结合初步发酵实验,选择大理红大CL314烟叶为原料进行下一步研究。(2)选择解淀粉芽孢杆菌GUHP86和GZU03为实验菌种,通过单因素、PB和Box-Benhnken响应面实验对解淀粉芽孢杆菌GUHP86和GZU03高密度培养工艺进行探究,得到最佳培养条件。菌株GUHP86最佳培养条件为:培养基为大豆蛋白胨1%、淀粉1.5%、酵母膏0.5%、硫酸镁0.02%,培养条件:接种量0.2%、初始pH 6.2、温度37℃、培养时间27 h、装液量80/250 mL,优化后的活菌数达到9.57 log CFU/m L,实际活菌数比初始摇瓶发酵条件提高了约7倍;菌株GZU03最佳培养条件为:培养基为大豆蛋白胨1%、葡萄糖1%、酵母膏0.5%、硫酸镁0.01%,培养条件:接种量0.6%、初始pH 8.0、温度30℃、培养时间24h、装液量80/250 mL,优化后活菌数达到9.58 log CFU/mL,实际活菌数比初始摇瓶发酵条件提高约13倍,且蛋白酶活力也显著提高。(3)真空冷冻干燥过程中低温形成的冰晶等对菌株的存活率产生了很大的影响,添加合适的保护剂能有效减少菌株受到低温的影响,提高菌株在干燥过程中的存活率。通过单因素实验和Box-Benhnken响应面实验对真空冷冻干燥过程中所添加的保护剂进行了优化得到最适复配保护剂。菌株GUHP86最佳保护剂组合为:明胶11.5%、脱脂乳粉11%、谷氨酸钠6.3%,优化后存活率为90%,较未添加保护剂存活率提高了约37倍;菌株GZU03最佳保护剂组合为:明胶11.5%、阿拉伯树胶12%、甘露醇6.3%,优化后存活率为92%,较未添加保护剂存活率提高了约20倍。(4)以大理红大CL314烟叶为原料,利用解淀粉芽孢杆菌GUHP86、GZU03菌株对烟叶进行混菌发酵,利用单因素、PB和CCD响应面法对发酵条件进行探究,得到最佳发酵工艺:接种量24%、葡萄糖添加量1.2%、含水量40%、接种比例(GZU03:GUHP86)1:1、大豆蛋白添加量1%。优化后发酵烟叶感官比初始自然发酵提高40.66%,初始自然发酵烟叶并未产生蛋白酶活力,而优化工艺后发酵烟叶蛋白酶活力为29.53 U/g,GC-MS检测发现发酵后烟叶中烟碱相对含量降低,多种烟叶香味物质如异丁酸异丁酯、芳樟醇、β-大马酮和β-紫罗兰酮等相对含量增加,得到整体更为谐调,香味复杂浓烈,劲头足,刺激性小,滋味丰富,风味更佳的烟叶。