烤烟烟叶内几种酶活性变化及对化学成分的影响

对从鲜烟到陈化结束烤烟中总淀粉酶、转化酶和中性蛋白酶活性及相关化学成分进行了测定。结果表明，在田间生长达到成熟的鲜烟叶中总淀粉酶活性较高，转化酶活性较低；初烤后总淀粉酶活性降低，转化酶活性升高；复烤后二者活性下降；陈化3个月因为温度等条件的变化活性升至最高值，之后则不断下降。蛋白酶在鲜烟期活性较高，初烤后保持微弱活性，复烤后检测不出活性。淀粉、非还原糖、可溶性蛋白和氨基酸含量在整个陈化期间一直表现下降。     

一株牛蒡根际纤维素降解芽孢菌的分离鉴定和发酵分析

从牛蒡根际分离到一株纤维素降解菌株NP10。该菌是芽孢杆菌,其16S rDNA 的Genbank 序列号是FJ908093。分批发酵法对NP10 进行的分析显示,该菌是一株碱性纤维素降解菌。其滤纸酶(FPA)酶活力在32℃、pH8 发酵48h 达到最大为18.2U/mL,其羧甲基纤维素酶(CMCase)活力在32℃、pH7 发酵36h 达到最大,为8.1U/mL。     

烟叶醇化过程中烟碱降解菌的分离鉴定与特性分析

从醇化烟叶中分离到具有降解烟碱活性的菌群(Q6),16S rDNA片段的PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)分析显示,菌群由8种细菌组成.从菌群Q6中分离出1株烟碱降解菌D1,经菌落形态、生理生化和16S rDNA序列分析鉴定为根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens).在低温(20℃)、偏酸或偏碱(pH=5或者pH≥9)及高烟碱浓度(＞1g/L)条件下,菌群Q6均表现出比单菌D1更强的降解活性.烟叶发酵和加入静息细胞试验表明,菌群和单菌均可降解醇化烟叶中的烟碱.在菌群和单菌的烟碱代谢产物中都检测到烟碱烯、2,3’-联吡啶和可替宁.结果显示:醇化过程中烟叶表面微生物可能对烟碱有降解作用,从而影响烟叶的醇化效果,可以利用分离到的菌群或单菌在烟叶醇化过程中降解烟碱,以改善烟叶品质;同时也可以利用烟碱降解菌处理烟草废弃物中的烟碱.     

秸秆纤维素降解菌的分离筛选、复合菌系构建及产酶条件优化

该研究采用刚果红染色法和滤纸条崩解法从山西老陈醋源中分离筛选纤维素降解菌,通过形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定。以滤纸酶活性为筛选指标构建复合菌系,采用单因素试验及响应面试验对其产酶发酵条件进行优化,并评价其对不同秸秆的降解效果。结果表明,筛选出3株纤维素降解菌,编号为J1、J2和J3,分别被鉴定为灿烂类芽胞杆菌（Paenibacillus lautus）、千叶类芽胞杆菌（Paenibacillus chibensis）和窖泥类芽胞杆菌（Paenibacillus vini）。3株菌等比例复配得到最佳复合菌系D,其最优产酶发酵条件为初始pH 7.4,接种量9%,发酵温度40℃。在此优化条件下,滤纸酶活性达到35.10 U/m L,是优化前的1.6倍。复合菌系D对不同秸秆均具有较好的降解效果,且对小麦秸秆的降解率最高,达27.63%。     

烟草废弃物生物炭元素组成及其重金属安全性研究

为明确热解温度对不同烟草废弃物生物炭中元素组成及重金属安全性的影响,以烟秆、烟梗及废弃烟叶为原材料,研究了2种热解温度(450℃和600℃)下制备生物炭的产率、元素组成、重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)含量及其浸出毒性特征。结果表明,当热解温度从450℃升至600℃,各废弃物生物炭的产率降低,生物炭中的碳(C)含量升高,而氮(N)和氧(O)含量降低;其中烟梗炭的产率最高,烟秆炭的碳含量及烟叶炭的氮含量最高。随热解温度升高,各生物炭中Ni、Cu、Zn、As和Pb等重金属含量均呈不同程度升高,而烟叶炭中Cr及烟梗和烟叶炭中Cd含量在600℃热解温度下显著低于原材料中含量;随热解温度升高,烟梗炭的Cr、As元素和烟叶炭的Zn、As元素的相对富集系数(REF)下降,且由富集趋势(REF>1)转为挥发趋势(REF<1);烟叶炭的Ni、Cu元素则由挥发趋势转为富集趋势。各生物炭中重金属的沥滤浸出毒性(TCLP)均低于其原材料浸出液,生物炭浸出液中Cu、Cd和Pb含量随热解温度升高而降低,As含量呈相反趋势,各生物炭浸出液重金属含量均低于GB 5085.3-2007浸出毒性规定限量值,表明烟草废弃物生物炭的重金属浸出毒性较低,可以在农田中安全施用。     

一株产纤维素酶真菌的筛选及其对秸秆的降解效果研究

为了筛选新的降解玉米秸秆的高产纤维素酶真菌,本研究从全国不同区域采集了大量的半腐秸秆、半腐木材和富含腐殖质的土壤。通过常规分离方法共分离得到120株真菌分离物。利用纤维素刚果红培养基培养、测定滤纸酶活和羧甲基纤维素(CMC)酶活、玉米秸秆粉降解实验对分离到的120株真菌进行了三重筛选,获得了一株高产纤维素酶的真菌MC-1,并对比了MC-1、产纤维素酶木霉菌对照菌株及二者混合发酵液HJ-1对玉米秸秆室内降解效果。结果表明,MC-1在纤维素刚果红培养基上培养72h后水解圈直径达到8.52 cm;培养48h MC-1的CMC酶活为96.31 U/g,滤纸酶活为8.68 U/g,室内秸秆腐解试验表明,秸秆失重率和纤维素分解率均在15 d内迅速升高,之后升高速度放缓。MC-1在处理45 d后秸秆失重率达到了46.84%,HJ-1处理的秸秆失重率和纤维素分解率高于单一菌剂处理。     

纤维素降解芽孢菌的筛选及产酶条件优化

为筛选高效的纤维素降解芽孢菌,利用刚果红平板染色法初筛,纤维素酶活性（以滤纸酶活表示）为评价指标进行复筛,从腐木中分离筛选出2株高产纤维素酶菌株K1、K2;结合形态学观察、生理生化特征和16S rDNA基因序列同源性分析,分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。对培养条件进行单因素优化和正交试验优化,初步确定菌株K1最佳产酶条件为培养时间3 d,培养温度34 ℃、初始pH值7.0、接种量5%、装液量40%,在此优化条件下滤纸酶活为98.4 U/mL,是优化前的2.1倍。菌株K2最佳产酶条件为培养时间2 d,培养温度34 ℃、初始pH值7.0、接种量6%、装液量为30%,在此优化条件下,滤纸酶活为86.7 U/mL,是优化前的1.8倍。     

白酒糟纤维素降解菌的分离筛选及发酵条件优化

该试验将松针腐殖土样品在酒糟富集培养基中富集,采用刚果红染色和滤纸崩解初筛,3,5-二硝基水杨酸（DNS）法复筛筛选高酶活的纤维素降解菌,对其进行分子生物学鉴定,并对其产酶条件进行优化,结果表明,筛选得到一株高酶活的纤维素降解菌M5,经ITS rDNA序列分析鉴定为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）。其在发酵温度20 ℃、初始pH值为3、酒糟为碳源、牛肉膏为氮源,发酵5 d时羧甲基纤维素（CMC）酶活为9.17 U/mL,滤纸酶活为3.50 U/mL;菌株M5所产的纤维素酶的最适反应温度为55 ℃。     

烟梗中果胶的酶法降解

烟梗中的果胶对卷烟感官质量有不利影响。为减少果胶含量,从4种酸性果胶酶中筛选出1种适用于降解烟梗中的果胶,并采用单因素实验方法分别考察了加酶量、料液比、pH、处理时间和温度5个因素对烟梗中果胶降解效果的影响。采用正交试验分析方法,对该果胶酶的作用条件进行了优化。结果表明:最优作用条件为:加酶量100 U/g,料液比1∶20,初始pH 3.0,处理时间8 h,温度45℃,此条件下烟梗中果胶的降解率可达42.38%。     

烘烤过程中温湿度对烤烟淀粉酶活性的影响

研究了烘烤过程中温湿度对烤烟淀粉酶活性的影响。结果表明:①烘烤过程中,鲜烟状态下烟叶淀粉酶的活性变化呈双峰曲线,36℃时出现一个峰值,此时鲜烟的淀粉酶活性最高,38℃出现另一个高峰。凋萎状态下38℃时淀粉酶活性最高。小卷筒状态下,在37~40℃范围内,烟叶淀粉酶的活性随温度升高而增加;②在干球温度38℃条件下,干湿差3℃(相对湿度79%)至1.5℃(相对湿度89%)范围内,鲜烟叶保持较高的淀粉酶活性,之后随着干湿差的减小,鲜烟叶淀粉酶活性迅速降低。在干球温度40℃条件下,干湿差3℃(相对湿度80%)至2℃(相对湿度86%)范围内,凋萎烟叶淀粉酶活性较高,干湿差小于1.5℃时,凋萎烟叶的淀粉酶活性有所降低。小卷筒状态下,烟叶淀粉酶活性随相对湿度的增大而逐渐升高。     

烤烟烘烤过程中微生物的动态变化

为研究烤烟在烘烤过程中微生物数量及优势群体的变化,对下、中、上三部位烤烟在烘烤过程中真菌、细菌进行了连续分离计数。结果表明,烘烤过程中不同部位烟叶含微生物量的变化趋势基本一致。真菌含量呈先下降后上升的变化趋势,42℃烟叶全黄时达到最高。细菌量从烘烤阶段开始逐渐增多,38℃烟叶八成黄时达到最高。不同部位烟叶烘烤过程中优势微生物的种类不完全相同,鉴定出优势真菌属5种,其中青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)出现频率最高;优势细菌属11种,其中棒杆菌属(Corynebacterium)、肠杆菌属(Enterobacter)、芽孢杆菌属(Arthrobacter)、泛菌属(Pantoea)出现频率最高。     

可高效降解甜高粱秸秆产糖的纤维素酶研究

为评价实验室自制的纤维素酶对甜高粱秸秆纤维素的降解效果,以5种不同发酵工艺所产的5组纤维素酶和商品纤维素酶为研究对象,通过对各纤维素酶的滤纸酶活、分解微晶纤维素所产的还原糖量及对甜高粱秸秆中纤维素转化率的检测可知,在5组自制的纤维素酶中,纤维素酶Ⅱ的滤纸酶活最高（1 364.84 U/mL）,但纤维素酶Ⅴ对微晶纤维素的分解能力最强,并在50 ℃,48 h时其对甜高粱秸秆纤维素的转化率最高,达到11.69%,表明纤维素酶Ⅴ可高效分解甜高粱生物质材料转化成可发酵的糖,在发酵生物乙醇和高附加值的化工产品方面极具潜力。     

烤烟烘烤54度稳温时间对烟叶品质及效益的影响

通过对不同部位最佳采收成熟度烟叶54 ℃稳温时间的研究,分析了不同稳温处理与烟叶品质和可用性的关系。结果表明,变黄期采用“低温慢变黄”处理,上部叶54 ℃稳温16 h、中部叶稳温24 h、下部叶稳温8 h或16 h其致香前体物质含量较其他处理高;上部叶稳温16 h、中部叶稳温8 h或24 h、下部采收烟叶稳温16 h能获得较好的外观质量;下部适熟叶稳温16 h或24 h处理、中部采收烟叶稳温8 h处理、上部成熟烟叶稳温16 h处理物理特性较好;下部叶稳温8 h或16 h、中部叶稳温8 h、上部叶稳温16 h或24 h处理,香气质较细腻,吃味醇和,刺激性和劲头较小,余味较好。综合各处理烟叶品质,并结合经济性状分析表明,变黄期采用“低温慢变黄”处理,下部适熟烟叶54 ℃稳温16 h、中部成熟烟叶稳温8 h、上部成熟烟叶稳温16 h的处理,初烤烟叶能获得较好的综合品质和经济效益。     

烤烟烟叶pH值的对比分析

测定了210个复烤烟叶样品的pH值,并分析了不同年份、产区、部位、等级和颜色烤烟烟叶pH值的差异。结果表明:①不同产区烤烟烟叶pH值集中在4.8～5.4范围内,且pH值变异系数不大;②烤烟烟叶pH值随着自然陈化时间的增加而逐渐减小,2002和2003年烟叶pH值与2001、2000和1999年烟叶pH值差异极显著;③2000、2002和2003年不同产区烟叶pH值差异均显著或极显著;④1999、2000和2001年不同部位、不同等级烟叶pH值差异不显著,而2002和2003年差异极显著;⑤1999和2000年桔黄和柠檬黄烟叶pH值差异不显著,而2001、2002和2003年差异显著,总体来看,柠檬黄烟叶pH值大于桔黄烟叶。     

烤烟烟叶细胞壁物质的对比分析

测定了我国6个省88种烤烟烟叶样品的总细胞壁物质、全纤维素、果胶质、木质素的含量。结果表明:①各地区各等级烟叶总细胞壁物质、全纤维素、果胶质和木质素含量分别在26%~35%、13%~18%、5%~9%和3.5%~7.5%范围内;②除贵州毕节的稍高,云南弥勒的偏低外,其它各产区相同等级烤烟烟叶的总细胞壁物质、全纤维素、果胶质和木质素含量的差异微小;③在品种和产地相同的条件下,烟叶总细胞壁物质、全纤维素和果胶质的含量均随等级的升高而减小,而木质素的含量随等级的升高略有升高;④不同部位烟叶的总细胞壁物质含量是下部叶的最高,中部叶最低,上部叶居中;果胶质含量随烟叶部位的升高逐渐增高,而全纤维素和木质素含量则逐渐降低;⑤相同部位不同颜色烟叶的总细胞壁物质、全纤维素、木质素含量都是柠檬黄>桔黄,果胶质含量则正好相反;⑥厚度中等烟叶的总细胞壁物质含量最低,身份稍厚的全纤维素含量最低,果胶质含量随着厚度的增加而逐渐增大,木质素含量则随着厚度的增加而逐渐减少;⑦油分多的烟叶的总细胞壁物质和全纤维素含量最低,少的最高,木质素含量随油分由多到少略有增高之势,果胶质含量与烟叶油分多少似无明显关系。     

烤烟秸秆炭化后理化特性分析

为有效开发利用烟草秸秆、实现烟田清洁生产,对烤烟秸秆在不同温度下炭化后的理化特性进行了研究。结果表明,烤烟秸秆炭化产率随温度升高而降低;低温炭化对全碳含量(质量分数)影响较小,但300℃以后,全碳含量随温度升高而下降;低温炭化时碳酸根和无机碳含量(质量分数)极低,从400℃开始明显增加;低温炭化时烟秆生物质炭p H呈弱酸性,300~800℃p H逐步上升,呈碱性;阳离子交换量(CEC)随炭化温度升高呈现出先增加后降低的趋势,400℃时达到最大;随炭化温度的升高,烤烟秸秆生物质炭表面碱性官能团增加、酸性官能团减少。烟秆生物质炭孔隙结构发达、多孔。烤烟秸秆的炭化温度以400~500℃为宜。      

不同叶位和离体失水时间对烤烟叶片保水能力的影响

为阐明叶位和离体时间对烤烟叶片保水能力的影响。以2个田间抗旱性不同的烤烟品种豫烟6号和农大202的离体叶片为材料,采用离体叶片自然失水法,研究了不同叶位和离体时间对叶片失水率、抗氧化酶活性、激素和抗逆胁迫响应基因表达的影响。结果表明:5个不同叶位的失水率为离体0~24 h较高,24 h后失水速率逐渐变缓,叶位间差异不显著,农大202失水率显著高于豫烟6号;离体叶片内抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性、可溶性蛋白含量、脱落酸（ABA）含量均在离体24 h时达到最高值,丙二醛（MDA）含量也在24 h后增速变缓;4个胁迫响应基因（AREB、CDPK2、ERD10C、LEA5）相对表达量也在24 h达到最高,说明烤烟叶片离体24 h生理代谢反应最强,2个品种在离体24 h各指标差异最大。因此,烤烟叶片保水力与取样叶位关系不大,离体叶片失水24 h为测定烟草保水力的合适时间。      

酸酶法制备纳米豆渣纤维素

以富含纤维素的豆渣为原料,采用酸预处理粉碎后的豆渣,预处理条件为3 mol/L的HCl,水解温度100℃,水解时间120 min,HCl溶液添加量与原料比值为50∶1(mL∶g)。以酸预处理干燥后得到的样品作为纤维素酶水解的原料,通过单因素和正交实验,获得制备纳米纤维素的最佳酶解条件:酶用量3 000U/g,pH5.0,温度55℃,时间6 h,液料比20 mL/g。通过扫描电镜和透射电镜检测,制备出的纳米豆渣纤维素呈微球状,粒度为15～50nm。     

大豆与海藻有机肥对烤烟生长和土壤细菌群落的影响

  目的  探究不同有机肥施用对烤烟生长和土壤细菌群落的影响。  方法  用烤烟品种中烟100进行田间试验, 比较分析了大豆和海藻有机肥不同施用量对烤烟生长发育以及烟叶中氮、磷、钾含量的影响, 并且从土壤理化性质以及土壤微生物群落结构的角度, 分析了施用两种有机肥对烟叶生长、土壤理化性质和土壤微生物群落结构的影响。  结果  (1) 与对照相比, 大豆和海藻有机肥的施用, 促进了团棵期和旺长期烟株的生长发育(450 kg/hm2处理最佳), 提高了土壤有机质和氮磷钾含量。(2)由16 S V3-V4区域扩增子测序可知, 有机肥的施入改变了土壤细菌群落的丰富度和多样性, Sphingomonas、Actinospica、Pseudonocardia等有益细菌丰度增加。(3)土壤细菌群落与土壤理化性质存在一定相关性, 其中土壤pH值、速效钾(AK)、硝态氮(NO₃--N)和铵态氮(NH₄+-N)是主要环境影响因子。  结论  大豆和海藻有机肥的施用改善了土壤理化性质, 并影响了土壤细菌群落丰富度和多样性, 促进了烟株生长发育。