微生物发酵及酶解烟梗物料的研究

【摘要】：烟梗物料在烟草行业中的利用率不高,普遍认为是因为烟梗物料中以果胶质为主的细胞壁物质、淀粉和蛋白质等会对卷烟的吸食品质产生不利影响。降低烟梗中的果胶质、纤维素、蛋白质、淀粉等物质的含量,将会提升烟梗物料的利用空间,达到资源充分利用的目的。 本课题以烟梗及梗丝为原料分别进行黑曲霉菌发酵和外加酶处理,部分降低烟梗物料中的果胶质、纤维素和淀粉等物质的含量,改善烟梗物料的内在品质,从而有效提高烟梗及梗丝在卷烟配方中的适用性。 将重量法和高效液相色谱法相结合,建立了适合于发酵及酶解后烟草样品中果胶质含量的检测方法。研究结果表明,采用该方法可使果胶质提取更充分,酶解后烟梗及梗丝中各种形态的果胶质都能得到检测,检测结果更准确,且操作简单。 优化了黑曲霉液态发酵烟梗降解果胶质的工艺条件,优化后的发酵条件为:装料量20 g(干基)/500 mL三角瓶,接种量15%(v/v),料水比1∶1 2,发酵温度30℃,摇床转速180 r/min,发酵时间72 h,在此条件下得到烟梗收率为40.89%。发酵后烟梗中的果胶质的降解率为83.99%。 比较了不同类型的烟梗物料的酶解效果,酶解效果从高到低依次为:烟梗丝烟梗粉末完整烟梗。 利用单一酶酶解烟梗丝,确定了在酶解梗丝中所需的酶种类,结果表明,有些酶的加入并无效果;采用果胶酶、淀粉酶、糖化酶和纤维素酶酶解烟梗物料即符合要求。优化了单一酶酶解烟梗丝的处理条件和酶用量,优化后的结果为:果胶酶用量为300 U/g烟梗丝,酶解时间为5 h,酶解温度为50℃。优化后纤维素酶的用量为200 U/g烟梗丝,淀粉酶的用量为200 U/g烟梗丝,糖化酶的用量为1000 U/g烟梗丝。 将果胶酶、淀粉酶、糖化酶和纤维素酶复配成复合酶,并优化了复合酶用量及酶解条件,优化后的结果显示:以复合酶配方1酶解烟梗丝时,吸食品质最佳。复合酶配方1的酶用量如下:果胶酶200 U/g烟梗丝,淀粉酶133 U/g烟梗丝,糖化酶667 U/g烟梗丝,纤维素酶133 U/g烟梗丝。复合酶酶解时间为4 h,料水比为3∶4,酶解温度为47.5℃。与空白相比,在此条件下酶解烟梗丝,酶解后烟梗丝中果胶质的降解率为13.08%,淀粉的降解率为37.59%,还原糖含量增加了76.71%,水溶性总糖含量增加了68.48%。 感官评吸结果表明:外源酶制剂在改善烟梗丝吸食品质方面有较显著的效果。 鉴于处理烟梗物料需操作简单、高效、设备投入少等因素,选择外加商品酶酶解的方式处理烟梗物料。