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玉溪烤烟用纤维素、淀粉酶制剂的研发及其作用机制研究

倪涵  
【摘要】:合理降解烤后烟叶中的淀粉和纤维素含量是提高烟叶品质的关键,利用微生物产生的水解酶能有效降解烟叶中淀粉和纤维素含量,因此在人工调控下利用生物酶类处理烟叶已成为提高烟叶品质的关键工艺之一 本研究利用从烤烟叶表面上分离筛选得到的产淀粉酶菌株Bacillus amyloliquefaciens (A1)和产纤维素酶菌株短小芽孢杆菌B. pumilus (C1)进行发酵培养,制备酶制剂,两种酶均为分泌型胞外酶,通过酶学性质研究表明,菌株A1所产淀粉酶对直链淀粉具有最好的催化作用,对可溶性淀粉的催化作用次之,对支链淀粉的催化作用最弱,为α-淀粉酶,酶活力为7×105U/mL,最适反应温度为55℃,最适pH为7.0;菌株C1所产纤维素酶对微晶纤维素具有最好的催化作用,对羧甲基纤维素钠盐的催化作用次之,对水杨苷的催化作用最弱,为纤维素外切酶,酶活力为6×103U/mL,最适酶反应温度为50℃,最适pH为5.0。 在对两种酶制剂处理烟叶的条件研究中发现,用酶量、作用时间、湿度对提高烟叶还原糖和总糖的百分含量影响显著,而温度的影响不显著。酶的最佳作用条件为:温度40℃,湿度70%,作用时间96h,在此条件下,A1淀粉酶制剂以4×107U/kg烟叶处理后可使烟叶总糖增加12.78%,还原糖增加12.03%;用C1纤维素酶制剂以4×105U/kg烟叶处理后可使烟叶总糖增加13.87%,还原糖增加18.07%。经A1、C1酶制剂处理后的烟叶其总糖、还原糖含量均有显著提高,其中果糖增加率分别为62.50%、95.45%,葡萄糖增加率分别为78.23%、92.97%;而商用a-淀粉酶和纤维素酶处理的烟叶,总糖和还原糖百分含量虽有所提高,但葡萄糖增加率仅为21.90%、32.60%,果糖含量基本没有变化。 在规模化放大实验中,利用复配的A1淀粉酶制剂和C1纤维素酶制剂处理2011年玉溪K326C4F复烤烟叶,结果表明处理后的烟叶其总糖和还原糖百分含量均有提高,加酶组的糖碱比和糖氮比高于对照组,评吸结果表明加酶处理后的样品感官质量改善明显。 因此,利用从烟叶表面筛选得到土著微生物菌株制备的酶制剂,不仅具有很好的使用安全性,同时能有针对性地降解烟叶中的淀粉、纤维素等大分子物质,并且比使用现有的商用酶处理效果好,能生成更多有利于改善烟叶品质的物质。


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