生物酶和微生物技术改善烟叶香气的研究进展

生物酶和微生物在烟叶醇化发酵过程中发挥着重要作用。目前,利用生物酶和微生物技术提高烟叶品质、改善烟叶香气,已成为烟草行业关注的热点。利用酶制剂处理烟叶可以降解烟叶的蛋白质、果胶、纤维素等生物大分子,以达到提高烟叶品质和改善烟叶香气的作用。利用微生物对烟叶进行发酵可以有效调整和改善烟叶内部化学组分的比例,增加烟叶中的香气物质。综述了生物酶和微生物技术在烟叶产香发酵中的研究进展及其在烟叶发酵机理及增香技术中的应用,重点阐述了微生物和生物酶提高烟叶香气、改善烟叶品质以及降解烟叶中蛋白质、淀粉、果胶、纤维素等大分子物质的研究现状,分析了目前微生物和生物酶在实际应用中存在的问题,以期为今后使用生物酶和微生物技术改善烟叶香气提供理论依据。     

烟叶表面微生物及其应用*

利用微生物发酵技术改善烟叶品质,是目前国内外学争相研究的课题。在发酵过程中有微生物、酶及化学物质的协同作用,诱发一系列与香气物质变化有关的生化反应。其中微生物贯穿烟叶发酵始终,对烟叶品质起重要作用。人为的将微生物用于烟叶发酵是提高烟叶品质、改善烟气特性的新途径,给予烟叶自然、醇和芳香,减少苦涩气味,改善余味。基于以上目的,中综括烟叶微生物种类及应用概况,试图将微生物资源广泛应用于烟叶发酵,诱发烟叶内与香气物质转化有关的生化代谢途径,达到改善烟叶品质和增进烟叶香气目的。     

微生物改善烟叶品质研究进展

从微生物缩短烟叶发酵时间、降低烟叶有害成分、增加烟叶香气等方面概述了微生物在改善烟叶品质方面的研究进展,并对其在烟叶上的应用前景作了分析。     

产香细菌的筛选及产香特性分析

醇化烟叶作为巨大的微生物库,具有极其可观的研究和应用价值。本研究应用模拟烟叶生长环境的烟叶浸提物培养基筛选产香细菌,并分析所筛选菌株发酵烟叶的产香特性,用于研究其在烟叶醇化中提升烟叶香味的可行性,同时探究该微生物用于生产天然香料的可能性。实验结果表明:通过烟叶浸提物培养基筛选出一株细菌HD-40,该菌可发酵烟叶可产生明显奶香味;经生理生化和分子生物学鉴定,初步表明该菌属于甲基营养型芽孢杆菌;进一步,利用该菌株发酵处理烟叶,并将发酵液萃取后GC-MS检测,与未经菌株处理的发酵液对比,其所含的酯类、醛类、酸类等对香气有贡献的成分明显增加,特别是其中3-羟基-2-丁酮的比例可高达60%以上。HD-40可发酵烟叶产生明显的奶香味,其不仅在烟叶醇化方面,用于提高烟叶香气、改善烟叶吸味等,还可在制备天然香料香精方面均有着很好的应用前景。     

糊米汁对烟叶发酵过程中微生物的影响

研究了糊米汁对烟叶发酵过程中微生物种群及种群数量的变化,初步了解了糊米汁对烟叶微生物的影响。通过添加糊米汁的培养基对烟叶微生物进行液态培养和固态培养。结果表明:在糊米汁堆积式发酵与糊米汁培养基中,糊米汁对烟叶的好氧细菌、厌氧细菌都有非常明显的抑制作用,糊米汁用量越多,抑制作用越明显;但是在普通培养基中施加糊米汁,却对霉菌和酵母没有明显的抑制作用。糊米汁只在烟叶堆积式固态发酵过程中表现出抑制霉菌和酵母的作用,说明糊米汁抑制微生物生长的机制主要是它具有黏性,施加到烟叶中会使烟叶相互粘结,阻碍了O2的传递进而抑制了霉菌和酵母的生长。     

烟叶主要生物酶活性变化规律及其在烟叶发酵中的应用

烟叶中的生物酶在烟叶的生长及发酵过程中起着重要作用.他们能够促进烟叶内部有机物质的分解与转化,调整烟叶中各种化学成分的比例,提高烟叶中香气成分的形成和积累,从而提高烟叶的综合品质.综述了烟叶生长、加工过程中淀粉酶、蛋白酶、多酚氧化酶的活性变化规律,以及外加生物酶在烟叶发酵中的应用现状.     

基于宏基因组测序的烟叶表面微生物多样性分析

对来源于不同地区和不同叶片部位的7种烟叶样品,利用宏基因组测序技术,鉴定其表面微生物,通过OUT聚类分析、韦恩图分析、物种注释等进行微生物多样性分析,获得陈化烟叶表面的优势菌。结果显示,芽孢杆菌属菌株,主要是蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)在陈化烟叶中为主要优势菌,对提高陈化烟叶的品质具有一定功能;假单胞菌属是烟叶样品中另一较多的类群,这一大类的细菌有生物防治、微生态调节等较多的生物功能。本研究获得的烟叶表面优势菌种在烟叶陈化发酵过程中的应用,对于提高烟叶品质具有一定的应用意义。     

微生物代谢尼古丁的研究及其应用

尼古丁是烟叶中最主要的生物碱,也是影响烟叶品质的重要因素,其含量过高不但影响吸食的安全性,而且对环境也会造成危害.有些微生物能在烟叶醇化过程中代谢尼古丁,降低尼古丁的含量,而不影响烟叶原有的品质,并降低其对人类健康的危害.因此,尼古丁降解微生物有着非常好的应用潜力.本文综述了国内外尼古丁代谢微生物的种类、代谢途径、酶学研究、遗传研究以及相关应用研究的进展情况,展示了微生物方法和技术在处理烤烟尼古丁中的应用前景.     

醇化烟叶酵母菌分离鉴定及其生物学特性研究

采用涂布培养法和富集培养法对醇化烟叶样品中酵母菌进行了分离,富集培养法分离到23株,涂布培养法分离到6株。29株酵母菌的生物学特性研究表明,其中果胶酶、蛋白酶、淀粉酶、脂酶、纤维素酶、酚类利用、木质素利用、尼古丁降解、发酵产物气味等试验呈阳性的菌株数分别是1、10、0、3、10、22、1、21和29株。利用ATB系统,将ATY1、ATY8和ATY27等3株酵母菌分别鉴定为黏红酵母(Rhodotorula glutinis)、罗伦隐球酵母(Cryptococcus laurentii)和粗壮假丝酵母(Candida valida),各菌株鉴定结果的符合率分别为99.4%、98.2%和89.9%。研究结果表明,醇化烟叶中酵母菌种群数量较小,但酵母菌的生物学特性有利于烟叶醇化,值得进一步深入研究。     

复合酶产生菌的筛选及其在烟叶醇化中的应用

从进口烟叶表面分离筛选出5株产复合酶的菌株,其中菌株HY-2能产多种复合酶,且活性相对较高,通过生理生化及16SrDNA序列分析,鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。利用该菌株配制成的生物制剂（编号MR—HY）,分别采用回潮控温控湿及直接添加的方式在烟叶醇化中进行应用。结果表明,采用回潮控温控湿方式,生物制剂能在短时间内快速作用烟叶中组分,可使得烟叶糖氮比、糖碱比更趋于协调,品质得到一定的提升;采用直接添加方式也能有效的加速烟叶醇化过程,同时烟叶的香气量增加,香气质感变好,杂气及刺激降低。可见,通过添加该菌株配制的生物制剂能有效的改善烟叶醇化过程,有较好的应用空间。     

烟碱的微生物降解研究进展

烤烟叶面微生物类群有细菌、放线菌、霉菌和酵母菌,它们在烟叶生长、调制、陈化、加工和贮存过程中对烟叶质量产生很大的影响。就烟草生长至加工过程中微生物菌群动态变化及微生物在降解烟叶烟碱上的应用作了概述,分析了微生物降烟碱的应用前景。     

Fermentation trip: amazing microbes,amazing metabolisms

Fermentation has been applied to many areas of human life, including industrial production, sewage treatment, and environment management. By understanding the process and mechanism of fermentation, more comprehensive and profound cognition of the fermentation may be established to lay a foundation for our further research. In this review, we present a brief summary of recent research about fermentation and microorganisms in different territories, including foods, environment, and human health. According to the growth characteristics of different stages of microorganisms, we introduced a series of metabolic changes, fermentation mechanism, and regulation methods and how the enzymes were transported out of the cell. With further understanding and utilization of microorganisms, food can produce better flavor, nutrition, and functional metabolites through fermentation. Fermentation is also used in other industries, such as wastewater and garbage disposal, environment, and soil management. The human gut flora, in particular, has begun to receive more attention. The profound influence of microorganism on human health cannot to be underestimated. It has become a hot research area in recent years. We can get the metabolites we want by controlling the rate of fermentation and regulate the direction of fermentation. As one of the important components of modern biotechnology, fermentation engineering has been widely used in areas including food, pharmaceutical, energy, chemical industries, and environmental protection. The development of genetic engineering has brought new vitality to fermentation engineering. The application of modernization, automation and artificial intelligence technology also opens up new space for fermentation engineering. In addition, research on the understanding and regulation of metabolic mechanism has further developed the fermentation function of microorganisms.     

哺乳动物肠道微生物与碳水化合物的互作及其影响

肠道微生物具有调节宿主营养、免疫以及能量代谢等生理功能。饮食是影响哺乳动物的肠道微生物的一个重要因素。碳水化合物是哺乳动物食物能量的主要来源,因此研究肠道微生物与碳水化合物的代谢之间的关系及其影响具有重要意义。基于近年相关研究,本文从碳水化合物对肠道微生物组成的影响、肠道微生物对碳水化合物的代谢机制以及碳水化合物发酵产物短链脂肪酸对宿主的影响3个方面进行了综述。研究表明,肠道微生物可用于发酵的碳水化合物类型主要是抗性淀粉和非淀粉多糖;不同类型的碳水化合物会导致肠道菌群发生适应性变化;复杂多糖发酵产生的短链脂肪酸在调节宿主能量平衡和免疫应答方面发挥了重要作用。总结近年来相关研究,可加深对肠道菌群对宿主碳水化合物代谢贡献的理解,为哺乳动物机体健康状况的营养调控策略提供参考。     

Nicotine degradation enhancement by <Emphasis Type="Italic">Pseudomonas stutzeri</Emphasis> ZCJ during aging process of tobacco leaves

Nicotine is a key harmful component of tobacco and cigarettes, and the development of low-nicotine cigarettes is of increasing importance in the market. The objectives of this study are to isolate native nicotine-degrading strains and evaluate their feasibility for nicotine reduction during the aging (or fermentation) of tobacco leaves. A novel nicotine-degrading strain was isolated and identified as Pseudomonas stutzeri ZCJ based on its 16S rDNA sequence and morphological-biochemical characteristics. In submerged cultures, P. stutzeri ZCJ could tolerate 4.5 g/L nicotine and completely degrade 1.5 g/L nicotine within 24 h at 37°C and pH 7.4. The addition of glucose (1 g/L) could improve nicotine degradation by P. stutzeri ZCJ in submerged cultures. After submerged culturing, the cell suspension of P. stutzeri ZCJ could be utilized to improve nicotine reduction in tobacco leaves during solid-state fermentation. The nicotine content of tobacco leaves decreased by as much as 32.24% after 7 days of solid-state fermentation by P. stutzeri ZCJ, suggesting the industrial application potential of the native strain to enhance nicotine degradation during the aging of tobacco leaves.     

高通量测序技术在食品微生物研究中的应用

高通量测序技术的快速发展对食品微生物发酵过程和机制研究产生了深刻的影响,主要体现在食品微生物生理功能、代谢能力和进化的研究以及食品微生物群落结构、动态变化及其对环境的响应机制等方面。另外,通过对食品微生物基因组和元基因组进行数据分析,也对食品发酵过程优化、微生物功能改造、食源性微生物疾病预防和控制等提供了重要的依据。本文总结了近年来利用高通量测序技术对食品微生物基因组和元基因组进行测序的研究,并探讨了测序技术的发展对食品微生物研究的影响及发展趋势。     

Analysis of bacterial communities on aging flue-cured tobacco leaves by 16S rDNA PCR–DGGE technology

Many microorganisms, growing on aging flue-cured tobacco leaves, play a part in its fermentation process. These microflora were identified and described by culture-dependent methods earlier. In this study we report the identity of the microflora growing on the tobacco leaf surface by employing culture-independent methods. We have amplified microbial 16S rDNA sequences directly from the leaf surface and used denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) to identify bacterial community on the tobacco leaves. Our culture-independent methods for the study of microbial community on tobacco leaves showed that microbial community structures on leaves of variety Zhongyan 100, NC89 and Zhongyan 101 were similar between 0 and 6 months aging, and between 9 and 12 months aging, while the similarity is low between 0 and 6, and between 9 and 12 months aging, respectively. There were certain similarities of bacterial communities (similarity up to 63%) among the three tobacco varieties for 0 to 6 months aging. Five dominant 16S rDNA DGGE bands A, B, C, D and E were isolated, cloned, and sequenced. They were most similar to two cultured microbial species Bacteriovorax sp. EPC3, Bacillus megaterium, and three uncultured microbial species, respectively.     

森林生态系统中土壤微生物的作用与应用

土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,在林业可持续发展中扮演重要角色．本文就土壤微生物在森林生态系统中的作用作了综述．内容包括：土壤微生物区系及生物量在林业可持续发展中的作用、菌根在林业可持续发展中的作用、植物病原微生物对林业可持续发展的影响、PGPR在林业可持续发展中的作用．并对其今后的发展趋势及应用前景等问题作了探讨,提出了今后应进一步开展的研究方向．     

瘤胃微生物与宿主互作及其日粮调控研究进展

瘤胃微生物与宿主间存在互作关系,宿主动物遗传信息影响瘤胃微生物,而瘤胃微生物变化也同样受到日粮原料、营养水平以及外源添加物质的调控。近年来,通过多组学技术分析瘤胃微生物与宿主关系及其内在机制已成为研究热点。综述了瘤胃微生物与宿主关系及受日粮调控作用研究进展,具体介绍了瘤胃微生物与宿主基因组关系,瘤胃微生物与动物生产性能关系,以及在日粮配置、益生菌益生元和植物次生代谢物添加等条件下对瘤胃微生物的影响;并对瘤胃微生物研究的发展趋势和应用前景进行了展望。