造纸法再造烟叶浓缩液中微生物群落结构分析及应用

为明确造纸法再造烟叶浓缩液中微生物群落结构与组成,以及微生物发酵对浓缩液特性的影响,以河南卷烟工业烟草薄片有限公司的浓缩液为原料,利用Illumina MiSeq测序平台对浓缩液内真菌18S rDNA和细菌16S rDNA进行测序分析,获得了浓缩液内真菌和细菌的种群组成和丰度,并考察了不同发酵时间(24、48和72 h)对浓缩液还原糖和总糖含量和再造烟叶感官品质的影响。结果表明:造纸法再造烟叶的浓缩液中真菌18S rDNA获得了548个OTU,细菌16S rDNA获得5 295个OTU,浓缩液微生物的群落结构主要由80.98%的真菌种群和19.02%的细菌种群构成,而真菌种群的丰富度和多样性低于细菌。真菌种群中的优势菌属为酿酒酵母属(Kazachstania)、假丝酵母属(Candida)和Ogataea;而细菌种群优势菌属主要为乳酸杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)和Aeribacillus。经30℃发酵48～72 h时,浓缩液还原糖和总糖含量下降幅度大;发酵72 h后的浓缩液制备的再造烟叶,可改善卷烟舒适性,提高卷烟香气量。     

生物发酵技术在再造烟叶降糖中的控制和应用

为实现再造烟叶总糖含量的可调可控,以再造烟叶生产线提取液为研究对象,利用高通量测序技术对再造烟叶提取液进行测序分析,获得了提取液内真菌和细菌的种群分布以及优势菌株,然后以优势菌株酿酒酵母为菌种,考察了不同发酵条件对提取液总糖含量的影响,同时探索了膜过滤技术在终止发酵反应中的应用。结果表明:酿酒酵母属为再造烟叶浓缩液真菌种群中的优势菌属,乳酸杆菌属为细菌种群中的优势菌属;以酿酒酵母为菌种,在一定温度和时间下,浓缩液总糖含量随着酵母添加比例的上升而逐渐下降;100 nm陶瓷膜过滤添加酿酒酵母后的提取液,过膜后提取液经过24 h存放,总糖含量维持稳定,说明膜过滤方式能够终止发酵反应。     

施氮量与基追比例对烟叶品质及氮肥利用率的影响

通过3年的田间试验,研究了不同施氮量和基追比例对烟叶化学成分、感官质量及氮肥利用率等的影响。结果表明,降低施氮量增加了烟叶的总糖、还原糖含量和糖碱比,降低了总植物碱、总氮、钾含量及钾氯比,改善了烟叶感官质量;降低施氮量显著降低了氮素积累量、来自肥料和土壤的氮量,显著提高了氮肥利用率。相同施氮量,随追肥比例增加,2009和2012年度烟叶的总糖、还原糖含量及糖碱比先增加后降低,总植物碱、总氮含量先降低后增加;2010年烟叶总糖、还原糖含量及糖碱比降低,总植物碱和总氮含量提高。2009、2010年度感官质量分别以追肥比例为70%和50%的处理最佳;2012年度高施氮量以追肥比例为70%处理最佳,低施氮量以50%处理最好。增加追肥比例显著提高了氮肥利用率。通过3年研究发现,施氮量从90 kg/hm²降至45~60 kg/hm²,追肥比例增至50%~70%可改善烟叶感官质量及提高氮肥利用率。     

中上部不同成熟度烤烟烟叶与主要化学成分和香味物质组成关系的研究

对中部和上部不同成熟度河南烤烟烟叶中的多种重要中性香味成分和常规成分进行了分析研究。采用同时蒸馏萃取装置结合毛细管GC及GC/MS对香味成分进行分离、定性和定量,分析测定了异佛尔酮、氧化异佛尔酮、β-大马酮、β-二氢大马酮等22种重要香味成分。根据行业标准测定了不同成熟度烟叶中总糖、总氮、总植物碱等常规成分含量。试验结果表明,大多数香味物质的含量及所测物质中醛类、酮类、醇类的总量都随着成熟度的增加而呈增加的趋势。上部烟叶随着其成熟度的增加,总植物碱的含量随之增加,还原糖、总糖的含量及糖碱比随之减小,总氮、蛋白质的含量则以尚熟时最高;对中部烟叶而言,还原糖、总糖、总挥发碱、蛋白质、总氮的含量以尚熟烟叶最高,总植物碱以成熟烟叶最高,糖碱比随着成熟度的增加而减小。      

超临界萃取—分子蒸馏分离烟末香味成分提升再造烟叶可用性

  目的  提高再造烟叶的感官品质和工业可用性。  方法  采用超临界CO₂萃取废次烟末, 利用分子蒸馏技术对萃取物进行分离、蒸馏得到三个等级（80℃、120℃、160℃）馏分。组配不同馏分添加到再造烟叶中,通过感官评价、化学分析进行筛选。将再造烟叶添加到成品卷烟中,最终根据感官评价结果确定最优馏分组配方案。  结果  研究结果表明:在现有再造烟叶工艺基础上添加3‰ 80℃馏分和2‰ 120℃馏分后,新型再造烟叶香气丰满细腻,刺激小,余味干净,整体协调,较柔和,同等比例新型再造烟叶加入成品卷烟中,感官品质明显改善。  结论  烟末超临界萃取物的分级分子蒸馏技术及其组配技术的应用,可以有效改善再造烟叶产品的品质,从而提高卷烟品质。      

气相色谱法检测再造烟叶浓缩液浓度

为准确测定再造烟叶浓缩液浓度，对萃取剂、萃取时间、称样量等处理条件进行了优化，建立了测定再造烟叶浓缩液浓度的气相色谱法。1）优化的检测条件为:采用100 mL含内标物异丙醇的甲醇为萃取剂对1 g再造烟叶浓缩液样品进行振荡萃取10 min；2）实验的范围内，测定结果重复性好，RSD为0.572%~0.681%，再现性高，RSD为0.694%~1.227%，加标回收率为100.3%~101.7%，检测限为0.0144%，定量限为0.048%；3）与烘箱法相比，本方法能消除浓缩液中易挥发组分高温下散失而对结果的影响，结果更为准确。      

再造烟叶质量差异性分析与研究

收集三家不同企业、不同牌号、不同批次的再造烟叶产品,采用常规方法测定再造烟叶产品理化指标。利用方差分析及偏最小二乘判别分析对其理化指标进行分析。结果表明,三家企业再造烟叶产品在氯、总糖、烟碱、还原糖、总氮、定量、厚度、填充值、抗张强度、热水可溶物及松厚度上具有显著差异;同一企业不同牌号的产品的理化指标同样具有差异性。研究结果为卷烟产品不断提高再造烟叶使用比例提供数据支撑,同时指导配方人员针对性选择适宜于卷烟的再造烟叶产品,对掌握同一产品的质量稳定性及不同产品间的质量差异、提高卷烟均质化、减害降焦及节约烟叶原料,提升卷烟综合品质具有重要意义。     

短小芽孢杆菌改善烟叶品质的研究

从烤烟叶面上分离筛选得到一株短小芽孢杆菌Van35(Bacillus pumilus Van35),将其菌剂喷施于烟丝,在45℃,60%温湿度条件下发酵21d.测定了烟丝的总糖、还原糖、钾、纤维素、蛋白质、总氮和烟碱含量.结果表明,处理后的烟丝中总糖、还原糖和钾含量升高, 纤维素、蛋白质、总氮和烟碱含量均有所下降.菌剂Van35处理后,烟叶的糖氮比、糖碱比和氮碱比均有提高,化学成分比例更加协调.利用短小芽孢杆菌Van35处理后的烟叶样品, 具有明显提调烟香、细腻醇和烟气、降低刺激性、掩盖杂气和改善卷烟吸味的效果.     

氯离子含量对再造烟叶燃烧性的影响

为研究再造烟叶中氯离子含量对再造烟叶燃烧性能的影响,采用同一地区不同浓度氯离子含量的烟梗制备烟草薄片,对烟草薄片的常规化学成分、燃烧性能以及抽吸品质进行分析。结果显示:各样品间总糖、还原糖含量差异不显著,氯离子含量差异显著;氯离子含量在0.60~1.04%之间,其含量与薄片切条燃烧速率和纯薄片卷烟阴燃速率相关性均不显著,且氯离子含量在0.60~1.04%之间对再造烟叶燃烧性影响亦不明显。     

再造烟叶主要化学组分的AOTF-NIR在线监测

为了在线监控造纸法再造烟叶产品的质量,采用声光可调近红外光谱技术(AOTF-NIR),结合偏最小二乘法(PLS),建立了造纸法再造烟叶中烟碱、总糖、还原糖、钾离子和氯离子在线预测模型,并结合SPC理论对再造烟叶产品主要化学组分进行了在线监控.结果表明,烟碱、总糖、还原糖、钾离子和氯离子模型预测的平均相对偏差分别为2.10%,2.03%,2.48%,2.91%和2.01%,这些模型结合SPC理论可实现对再造烟叶产品主要化学组分的在线监控.