热醇化和产香酵母发酵对烟草薄片浓缩液品质的影响及应用研究

摘要

造纸法烟草薄片的原理是将卷烟生产过程废弃物（烟梗、烟末）及部分低档次烟叶经过萃取、打浆、浓缩、涂布、抄造等方法处理后，制备烟草薄片。目前烟草薄片在燃吸时存在刺激性强、余味差、香气量不足等质量缺陷。基于上述问题，为了合理调节造纸法烟草薄片中化学成分，提升烟草薄片的品质。本课题将利用美拉德反应、高通量测序技术和产香酵母发酵，研究烟草薄片浓缩液内微生物群落组成，热醇化和产香酵母发酵对造纸法烟草薄片的浓缩液内在质量的影响，改善浓缩液的化学成分，使制备的烟草薄片可用性、配比性等方面得到提高。为微生物发酵和Maillard反应在烟草薄片的生产中应用提供技术依据，改善烟草薄片的制备工艺。试验中获得以下结论： （1）研究热醇化温度和时间对浓缩液香味成分的影响，结果表明：①50℃处理，时间控制为72h时，糖碱比为8.62，浓缩液的香味成分为35种，含量最高为554.48μg/mL；②进行70℃处理，时间为48h时，糖碱比为8.42，浓缩液的香味成分种类为44种，但含量最多为891.79μg/mL；③进行90℃ 处理时，时间为72h时，糖碱比为5.63，浓缩液的香味成分种类为44种，含量也是最多，为430.25μg/mL。④浓缩液进行加热处理，浓缩液的香味成分的种类和含量均增加最优热醇化条件是70℃处理48小时，能够显著提升浓缩液的香味成分种类和含量，提升浓缩液的品质。 （2）研究70℃热醇化条件下，热醇化处理浓缩液不同时间（24 h、48 h、72 h））对烟草薄片品质的影响，结果表明：①浓缩液热醇化处理对制备的烟草薄片的厚度、伸长量、抗张力和抗张强度等物理性能无显著性影响。②随着浓缩液热醇化时间的增加，烟草薄片中还原糖、氨基酸的含量下降，热醇化48 h时还原糖含量最低，热醇化72 h时氨基酸含量最低。③GC/MS结果表明热醇化72 h浓缩液制备的单料烟的香味物质含量和种类最多，评吸试验表明热醇化72 h浓缩液制备的单料烟的效果最好。 （3）利用Illumina MiSeq 测序平台，研究分析造纸法烟草薄片浓缩液内微生物群落结构与组成，并利用其自身的微生物发酵，结果表明：①造纸法烟草薄片的浓缩液内真菌18SrDNA获得有效序列420638个，共形成548个OTU，细菌16SrDNA获得有效序列98827个，共形成 5295个 OTU，造纸法烟草薄片浓缩液内的真菌含量高于细菌，真菌类群的丰富度和多样性低于细菌；②浓缩液内微生物的群落结构中主要是真菌类群（ 80.98 %），含有少量细菌类群（ 19.02 %），真菌类群中的优势菌属为酿酒酵母属（Kazachstania）、假丝酵母属（Candida）和Ogataea，细菌类群优势菌属为主要包括乳酸杆菌属（Lactobacillus）、链球菌属（Streptococcus）和 Aeribacillus。③浓缩液内部微生物进行30℃发酵72h，对烟支加香，可以改善提升卷烟的香气量和舒适度。 （4）研究产香酵母缩液发酵处理，对浓缩液化学成分的影响，结果表明：①酵母发酵对总糖和还原糖含量的影响大于氨基酸含量的影响，浓缩液接种 1%的产香酵母发酵12h时还原糖和总糖达到最低；②浓缩液经产香酵母发酵可增加浓缩液内香味成分的种类和含量，最优处理条件是接种1.0 %的产香酵母，发酵78 h，浓缩液含有香味成分53种，总含量最高为1061.69 μg/ml；③从浓缩液的成分上看，接种1.0%产香酵母，发酵36h的浓缩液的香味成分含量为842.86 μg/ml，酮类香味物质含量高为182.86 μg/ml，定义为酮香型浓缩液，发酵48h的浓缩液的香味成分含量为847.29 μg/ml，酸类物质含量高为460.74 μg/ml，将其定义为酸香型浓缩液，这两种生产工艺最有利于在生产中应用。另外，浓缩液经产香酵母发酵后，再进行70℃热醇化，不利于香味成分的累积和稳定。

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