煙草微生物生物技術(shù)概談
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世界各地均有煙草種植，品質(zhì)、土壤、氣候、耕作制度等有顯著差異，使煙葉的品質(zhì)存在顯著不同，也為不同卷煙的生產(chǎn)奠定了原料基礎(chǔ)。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(yōu)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(yǎng)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(chǔ)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(shù)的研究和應(yīng)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(yè)和農(nóng)業(yè)的特殊菌株，而后強(qiáng)化接種至煙葉，在一定溫度和濕度條件下發(fā)酵后，根據(jù)理化指標(biāo)和吸食品質(zhì)的變化來篩選目的菌株，從而為特定煙葉品質(zhì)的改善和卷煙產(chǎn)品風(fēng)格的形成奠定菌種基礎(chǔ)。
2關(guān)于煙葉及葉組的發(fā)酵
煙葉醇化事實(shí)上是煙葉的自然發(fā)酵過程，在該過程中，煙葉的發(fā)酵條件隨著四季環(huán)境溫度的變化而變化。對于煙草微生物生物技術(shù)而言，則是典型的人工控制環(huán)境條件下的發(fā)酵過程。在菌種篩選出來以后，需要將其進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)以獲得微生物菌體，進(jìn)而接種至煙葉或者葉組，進(jìn)行發(fā)酵過程。同其他發(fā)酵產(chǎn)品不同，由于煙草制品的特殊性，在施用微生物時(shí)，需要將培養(yǎng)微生物所用的培養(yǎng)基與微生物徹底分離，不能將培養(yǎng)基成分帶入煙葉／葉組中，在實(shí)踐中，我們采用無菌去離子水洗滌培養(yǎng)后微生物菌體以去除培養(yǎng)基成分。在將微生物接種至煙葉或者葉組后，與傳統(tǒng)加香加料不同，微生物是“主導(dǎo)者”，由這些“活”的微生物在發(fā)酵過程中改善煙葉／葉組的吸食品質(zhì)并形成產(chǎn)品風(fēng)格，因而需要根據(jù)微生物生長和代謝的特點(diǎn)建立煙葉或者葉組的發(fā)酵工藝過程。實(shí)際上，在發(fā)酵過程中需要根據(jù)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(zhì)。我們通過摸索認(rèn)為高濕固態(tài)發(fā)酵方法是適合進(jìn)行煙葉／葉組發(fā)酵的模式，但需要根據(jù)施加微生物的種類以及煙葉／葉組的特點(diǎn)等有針對性地調(diào)整發(fā)酵工藝參數(shù)。雖然單一菌株可以較為明顯地改善煙葉吸食品質(zhì)，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(zhì)達(dá)到成品卷煙的標(biāo)準(zhǔn)，因此需要采用微生物復(fù)配的方法，利用不同微生物的代謝特性，賦予卷煙產(chǎn)品特有風(fēng)格。在葉組發(fā)酵過程中發(fā)酵參數(shù)（溫度、濕度等）的設(shè)計(jì)則需兼顧考慮復(fù)配微生物中每個(gè)菌種的最適生長條件，根據(jù)吸食品質(zhì)的變化而采用不同的發(fā)酵策略。
3關(guān)于烘絲
烘絲過程中的干燥脫水使葉組發(fā)生明顯的物理和化學(xué)變化，同時(shí)影響卷煙葉組的吸食品質(zhì)。在完成卷煙葉組的固態(tài)發(fā)酵后，葉組進(jìn)入烘絲工藝過程，主要根據(jù)卷煙葉組吸食品質(zhì)的變化來確定具體烘絲工藝參數(shù)。在實(shí)踐中，我們認(rèn)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(shí)／瞬時(shí)烘絲的方法。
4關(guān)于與現(xiàn)有卷煙工藝的結(jié)合
采用微生物生物技術(shù)用于改善煙葉或者葉組的吸食品質(zhì)，其核心是微生物，因而需配套專用的微生物生產(chǎn)線用于大規(guī)模培養(yǎng)和獲得微生物菌體。此外，煙葉／葉組的固態(tài)高濕發(fā)酵過程需要特殊的生產(chǎn)設(shè)備，對生產(chǎn)車間的環(huán)境要求也較高。應(yīng)用微生物生物技術(shù)的卷煙生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有卷煙生產(chǎn)工藝存在顯著不同，去除了傳統(tǒng)的加料加香工藝環(huán)節(jié)，增加了微生物培養(yǎng)和葉組固態(tài)發(fā)酵等環(huán)節(jié)，一般需要依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格和微生物的特點(diǎn)對生產(chǎn)過程中涉及微生物的單元過程進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，但是并不需要改變現(xiàn)有工業(yè)化卷煙生產(chǎn)過程中主要生產(chǎn)工序，如制絲、卷接、包裝等主要工藝環(huán)節(jié)并無變化。雖然目前的初步實(shí)踐表明將微生物生物技術(shù)用于改善煙葉／葉組的吸食品質(zhì)是可行的，并且在減害上也已顯現(xiàn)出一定潛力，但是筆者認(rèn)為在這一新的“古老”領(lǐng)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(xié)同？微生物代謝與煙草化學(xué)成分的關(guān)系？等等，這些問題均有待深入研究。
作者：呂欣單位：西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院
