煙草微生物生物技術概談

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1關于煙草微生物

世界各地均有煙草種植，品質、土壤、氣候、耕作制度等有顯著差異，使煙葉的品質存在顯著不同，也為不同卷煙的生產奠定了原料基礎。由于煙草生境的不同，自然使得煙葉表面的微生物類群和優勢菌種顯著不同，例如我國醇化烤煙表面的微生物有芽孢桿菌（Bacillusspp．）、噬菌弧菌（Bacteriovoraxspp．）和假單胞菌（Pseudomonasspp．）為主，而在津巴布韋煙葉表面則存在著鞘氨醇單胞菌（Sphingomonasspp．）、寡養單胞菌（Stenotrophomonasspp．）、歐文氏菌（Er－winiaspp．）和泛菌（Pantoeaspp．）、假單胞菌（Pseudomonasspp．）等［27］。上述基礎研究表明不同煙葉表面微生物種類繁多，這些豐富的煙葉表面微生物為煙草微生物生物技術的研究和應用提供了龐大的菌種資源庫，可以通過分離篩選而獲得可用于煙草工業和農業的特殊菌株，而后強化接種至煙葉，在一定溫度和濕度條件下發酵后，根據理化指標和吸食品質的變化來篩選目的菌株，從而為特定煙葉品質的改善和卷煙產品風格的形成奠定菌種基礎。

2關于煙葉及葉組的發酵

煙葉醇化事實上是煙葉的自然發酵過程，在該過程中，煙葉的發酵條件隨著四季環境溫度的變化而變化。對于煙草微生物生物技術而言，則是典型的人工控制環境條件下的發酵過程。在菌種篩選出來以后，需要將其進行大規模培養以獲得微生物菌體，進而接種至煙葉或者葉組，進行發酵過程。同其他發酵產品不同，由于煙草制品的特殊性，在施用微生物時，需要將培養微生物所用的培養基與微生物徹底分離，不能將培養基成分帶入煙葉／葉組中，在實踐中，我們采用無菌去離子水洗滌培養后微生物菌體以去除培養基成分。在將微生物接種至煙葉或者葉組后，與傳統加香加料不同，微生物是“主導者”，由這些“活”的微生物在發酵過程中改善煙葉／葉組的吸食品質并形成產品風格，因而需要根據微生物生長和代謝的特點建立煙葉或者葉組的發酵工藝過程。實際上，在發酵過程中需要根據接種微生物的特性，提供適宜其生長和代謝的溫度和濕度，使微生物能夠在煙葉／葉組中生長和代謝，改善煙葉／葉組的吸食品質。我們通過摸索認為高濕固態發酵方法是適合進行煙葉／葉組發酵的模式，但需要根據施加微生物的種類以及煙葉／葉組的特點等有針對性地調整發酵工藝參數。雖然單一菌株可以較為明顯地改善煙葉吸食品質，但是對于卷煙葉組而言，僅用單一菌株則很難使其吸食品質達到成品卷煙的標準，因此需要采用微生物復配的方法，利用不同微生物的代謝特性，賦予卷煙產品特有風格。在葉組發酵過程中發酵參數（溫度、濕度等）的設計則需兼顧考慮復配微生物中每個菌種的最適生長條件，根據吸食品質的變化而采用不同的發酵策略。

3關于烘絲

烘絲過程中的干燥脫水使葉組發生明顯的物理和化學變化，同時影響卷煙葉組的吸食品質。在完成卷煙葉組的固態發酵后，葉組進入烘絲工藝過程，主要根據卷煙葉組吸食品質的變化來確定具體烘絲工藝參數。在實踐中，我們認為為最大程度保留卷煙葉組的煙草本香，宜采用低溫烘絲或者高溫短時／瞬時烘絲的方法。

4關于與現有卷煙工藝的結合

采用微生物生物技術用于改善煙葉或者葉組的吸食品質，其核心是微生物，因而需配套專用的微生物生產線用于大規模培養和獲得微生物菌體。此外，煙葉／葉組的固態高濕發酵過程需要特殊的生產設備，對生產車間的環境要求也較高。應用微生物生物技術的卷煙生產工藝與現有卷煙生產工藝存在顯著不同，去除了傳統的加料加香工藝環節，增加了微生物培養和葉組固態發酵等環節，一般需要依據產品規格和微生物的特點對生產過程中涉及微生物的單元過程進行動態調整，但是并不需要改變現有工業化卷煙生產過程中主要生產工序，如制絲、卷接、包裝等主要工藝環節并無變化。雖然目前的初步實踐表明將微生物生物技術用于改善煙葉／葉組的吸食品質是可行的，并且在減害上也已顯現出一定潛力，但是筆者認為在這一新的“古老”領域仍然有大量的研究工作有待深入探索，如微生物與煙葉的作用？微生物間的協同？微生物代謝與煙草化學成分的關系？等等，這些問題均有待深入研究。

作者：呂欣單位：西北農林科技大學食品科學與工程學院