1、 生物技術(shù)已成為當(dāng)今世界發(fā)展最快、最活躍的高新技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)代生物技術(shù)在煙草工業(yè)中的應(yīng)用研究也日益深入和廣泛，利用生物技術(shù)方法提高煙草和卷煙的品質(zhì)，降低卷煙對人體的危害等方面已經(jīng)取得可喜的進(jìn)展。l本文旨在以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜述：1.利用生物技術(shù)改善煙草原料的品質(zhì)；利用生物技術(shù)改善煙草原料的品質(zhì)；l(1).通過改變原料的化學(xué)特性改善煙葉品質(zhì)l(2).煙葉發(fā)酵和陳化過程中加入微生物和酶改善煙葉品質(zhì)l2.生物技術(shù)在煙梗處理和煙草薄片中生物技術(shù)在煙梗處理和煙草薄片中 的應(yīng)用；的應(yīng)用；l3.利用生物技術(shù)制備煙用香料；利用生物技術(shù)制備煙用香料；l4. 生物濾嘴。生物濾嘴。1.利用生物技術(shù)改善煙草原料的品質(zhì)；利

2、用生物技術(shù)改善煙草原料的品質(zhì)； 煙草是一種復(fù)雜的有機(jī)體系，目前已從煙草是一種復(fù)雜的有機(jī)體系，目前已從 中分離出中分離出2700多種成分，卷煙的吸味是多種成分，卷煙的吸味是 煙草的化學(xué)成分和分布的均衡性所決定煙草的化學(xué)成分和分布的均衡性所決定 的。利用生物技術(shù)我們可以有選擇的改的。利用生物技術(shù)我們可以有選擇的改 變煙草化學(xué)成分的含量或在煙草經(jīng)調(diào)治變煙草化學(xué)成分的含量或在煙草經(jīng)調(diào)治 后用生物方法進(jìn)行處理，進(jìn)而改善卷煙后用生物方法進(jìn)行處理，進(jìn)而改善卷煙 的吸食品質(zhì)。的吸食品質(zhì)。1）通過改變原料的化學(xué)特性改善煙葉品質(zhì)）通過改變原料的化學(xué)特性改善煙葉品質(zhì)l（A）降低煙草中蛋白質(zhì)的含量）降低煙草中蛋白質(zhì)的

3、含量l 研究發(fā)現(xiàn)煙草中蛋白質(zhì)被認(rèn)為是一種對煙研究發(fā)現(xiàn)煙草中蛋白質(zhì)被認(rèn)為是一種對煙氣不利的成分，它燃燒時(shí)產(chǎn)生燒羽毛樣氣氣不利的成分，它燃燒時(shí)產(chǎn)生燒羽毛樣氣息，同時(shí)也是煙氣中有害氣體喹啉、氰氫息，同時(shí)也是煙氣中有害氣體喹啉、氰氫酸、苯并芘的前體。因而降低煙草蛋白質(zhì)酸、苯并芘的前體。因而降低煙草蛋白質(zhì)的含量可以提高卷煙的吸食品質(zhì)和安全性。的含量可以提高卷煙的吸食品質(zhì)和安全性。 早在二十世紀(jì)三十年代就有研究者對此感早在二十世紀(jì)三十年代就有研究者對此感興趣興趣,直到目前仍不斷有新的專利報(bào)道。直到目前仍不斷有新的專利報(bào)道。 目前研究的重點(diǎn)在于如何盡可能多的使煙目前研究的重點(diǎn)在于如何盡可能多的使煙草中不溶性

4、蛋白質(zhì)降解后用什么方法加以草中不溶性蛋白質(zhì)降解后用什么方法加以去除去除,以便得到低蛋白質(zhì)含量的煙草原料滿以便得到低蛋白質(zhì)含量的煙草原料滿足卷煙產(chǎn)品的需要。足卷煙產(chǎn)品的需要。 據(jù)據(jù)US4887618報(bào)道，先使用一種含水溶劑報(bào)道，先使用一種含水溶劑萃取出煙草有關(guān)組分后，再用蛋白酶水溶萃取出煙草有關(guān)組分后，再用蛋白酶水溶液處理萃取過的煙料，將煙料中大量基本液處理萃取過的煙料，將煙料中大量基本不溶于水的蛋白質(zhì)分解成水溶性的多肽，不溶于水的蛋白質(zhì)分解成水溶性的多肽，最后，將經(jīng)過如此處理的煙料過濾即得到最后，將經(jīng)過如此處理的煙料過濾即得到降低蛋白質(zhì)含量的煙草。經(jīng)過處理的煙料，降低蛋白質(zhì)含量的煙草。經(jīng)過處理

5、的煙料，其蛋白質(zhì)含量較低，可與萃取液一起制造其蛋白質(zhì)含量較低，可與萃取液一起制造成低蛋白質(zhì)含量的煙草薄片。成低蛋白質(zhì)含量的煙草薄片。 Gaisch等人報(bào)道了等人報(bào)道了(US 4407307)另一種去另一種去除煙草中蛋白質(zhì)的方法。他們先將蛋白酶除煙草中蛋白質(zhì)的方法。他們先將蛋白酶加入煙草和水的混合體系中降解煙草中的加入煙草和水的混合體系中降解煙草中的蛋白質(zhì)，然后將煙草與體系分離、干燥。蛋白質(zhì)，然后將煙草與體系分離、干燥。 水解液接種微生物，通過微生物的代謝作水解液接種微生物，通過微生物的代謝作用去除水溶液中的多肽等，再將水溶液中用去除水溶液中的多肽等，再將水溶液中微生物通過離心或過濾的方法除去，

6、最后微生物通過離心或過濾的方法除去，最后將此水溶液濃縮物回噴到先前干燥好的煙將此水溶液濃縮物回噴到先前干燥好的煙草上，制得去除蛋白質(zhì)的煙草，該法可以草上，制得去除蛋白質(zhì)的煙草，該法可以去掉煙草中去掉煙草中50%以上的蛋白質(zhì)。以上的蛋白質(zhì)。 US5601095報(bào)道了使用膨潤土（報(bào)道了使用膨潤土（Bentonine）吸附去除酶降解后煙草水溶液中可溶性蛋吸附去除酶降解后煙草水溶液中可溶性蛋白質(zhì)的方法。白質(zhì)的方法。US5311886報(bào)道了使用十二烷報(bào)道了使用十二烷基磺酸鈉去除經(jīng)酶解的煙草水溶液中蛋白基磺酸鈉去除經(jīng)酶解的煙草水溶液中蛋白質(zhì)碎片的方法。質(zhì)碎片的方法。 （B）降解煙堿）降解煙堿 煙堿是煙草中

7、一種獨(dú)特的重要的物質(zhì)。適煙堿是煙草中一種獨(dú)特的重要的物質(zhì)。適當(dāng)降解煙堿可以改善煙草的品質(zhì)當(dāng)降解煙堿可以改善煙草的品質(zhì),另一方面另一方面降解煙堿也可以消除煙草廢料對環(huán)境的污降解煙堿也可以消除煙草廢料對環(huán)境的污染。染。 微生物降解煙堿己經(jīng)研究十多年了，所用微生物降解煙堿己經(jīng)研究十多年了，所用的微生物不同，煙堿的分解途徑亦不同，的微生物不同，煙堿的分解途徑亦不同，如如Wadae等在合成介質(zhì)上，用由土壤中分等在合成介質(zhì)上，用由土壤中分離出的假單孢菌屬離出的假單孢菌屬(Pseudomonas)第第41小種小種處理煙堿溶液處理煙堿溶液24h后，可以降低后，可以降低65%的起始的起始煙堿。煙堿。 Casid

8、a T.E.Jr等人從煙葉中分離出可等人從煙葉中分離出可將煙堿氧化成將煙堿氧化成Y一氨基丁酸的細(xì)菌。為一氨基丁酸的細(xì)菌。為了適應(yīng)意大利環(huán)保法的要求，了適應(yīng)意大利環(huán)保法的要求，Rossis等等進(jìn)行了用假單孢菌降解煙塵廢料中煙進(jìn)行了用假單孢菌降解煙塵廢料中煙堿的研究。其實(shí)驗(yàn)是，取堿的研究。其實(shí)驗(yàn)是，取lkg煙塵樣品煙塵樣品(煙堿煙堿2.0%2.5%)，加，加2.02.5L含有假含有假單孢菌的水溶液浸潤，使之完全浸潤單孢菌的水溶液浸潤，使之完全浸潤透煙粉，室溫下放置數(shù)天，并偶爾攪透煙粉，室溫下放置數(shù)天，并偶爾攪伴 一 下 ， 約 一 周 后 ， 煙 堿 含 量 在伴 一 下 ， 約 一 周 后 ，

9、煙 堿 含 量 在4.0lO47.0lO7之間，含量已極之間，含量已極少。 此外，布朗此外，布朗&威廉森公司從威廉森公司從Puerto Rican雪雪茄煙葉上分離出可降解煙堿的茄煙葉上分離出可降解煙堿的Pseudomonas Putida和可同時(shí)除去煙堿和硝酸鹽的和可同時(shí)除去煙堿和硝酸鹽的Cellu Lomonas(纖維單孢菌屬纖維單孢菌屬)。將此微生物的接種。將此微生物的接種物加到葉片上，同時(shí)添加足量的水和氨水，使物加到葉片上，同時(shí)添加足量的水和氨水，使煙葉的水分含量和煙葉的水分含量和pH值分別達(dá)到值分別達(dá)到6575%和和6.1。爾后，于。爾后，于30下堆積發(fā)酵下堆積發(fā)酵16h，此時(shí)白肋，此

10、時(shí)白肋煙葉片中的煙堿已基本耗盡，干燥并進(jìn)行加工。煙葉片中的煙堿已基本耗盡，干燥并進(jìn)行加工。化學(xué)分析和評吸結(jié)果表明，與末處理煙葉的卷化學(xué)分析和評吸結(jié)果表明，與末處理煙葉的卷煙相比，經(jīng)處理煙葉的卷煙配方及其煙氣中的煙相比，經(jīng)處理煙葉的卷煙配方及其煙氣中的煙堿分別降低煙堿分別降低48%和和42%，其感官評吸結(jié)果優(yōu)，其感官評吸結(jié)果優(yōu)良。良。 WO 2000069289 ， Ger. Offen. DE 19630619， WO 2000033676等專利文獻(xiàn)也報(bào)道了煙堿降等專利文獻(xiàn)也報(bào)道了煙堿降解的方法。解的方法。(2).煙葉發(fā)酵和陳化過程中加入微生物和煙葉發(fā)酵和陳化過程中加入微生物和 酶酶改善煙葉品

11、質(zhì)改善煙葉品質(zhì) 煙葉陳化和發(fā)酵是完善和改進(jìn)煙葉品質(zhì)的一個(gè)煙葉陳化和發(fā)酵是完善和改進(jìn)煙葉品質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。自十九世紀(jì)至今，研究人員在煙葉發(fā)重要環(huán)節(jié)。自十九世紀(jì)至今，研究人員在煙葉發(fā)酵期間，對葉面表面微生物進(jìn)行了一系列分離、酵期間，對葉面表面微生物進(jìn)行了一系列分離、鑒定工作，同時(shí)也進(jìn)行大量的向煙草中加入微生鑒定工作，同時(shí)也進(jìn)行大量的向煙草中加入微生物和酶制劑來提高煙葉質(zhì)量的嘗試性研充。早在物和酶制劑來提高煙葉質(zhì)量的嘗試性研充。早在1889年年Schland就對雪茄煙的微生物區(qū)系進(jìn)行了就對雪茄煙的微生物區(qū)系進(jìn)行了研究。研究。1937年年Reid等人發(fā)現(xiàn)，在雪茄煙發(fā)酵過程等人發(fā)現(xiàn)，在雪茄煙發(fā)酵過程中

12、微生物數(shù)量劇增，且與一些酶的含量呈正相關(guān)。中微生物數(shù)量劇增，且與一些酶的含量呈正相關(guān)。Frankburg等在總結(jié)前人研究基礎(chǔ)上，提出煙葉等在總結(jié)前人研究基礎(chǔ)上，提出煙葉陳化的機(jī)理之一就是葉面微生物作用的結(jié)果。陳化的機(jī)理之一就是葉面微生物作用的結(jié)果。 據(jù)報(bào)道，煙葉表面的微生物總數(shù)可達(dá)據(jù)報(bào)道，煙葉表面的微生物總數(shù)可達(dá)105一一106個(gè)個(gè)/克。韓錦峰等對末發(fā)酵，自然陳化克。韓錦峰等對末發(fā)酵，自然陳化及人工發(fā)酵期間的烤煙表面微生物進(jìn)行分及人工發(fā)酵期間的烤煙表面微生物進(jìn)行分離鑒定，并對不同發(fā)酵過程中微生物的動離鑒定，并對不同發(fā)酵過程中微生物的動態(tài)變化作了比較，結(jié)果表明，末發(fā)酵的煙態(tài)變化作了比較，結(jié)果表明

13、，末發(fā)酵的煙葉葉面微生物數(shù)量最多，隨著自然陳化及葉葉面微生物數(shù)量最多，隨著自然陳化及人工發(fā)酵的進(jìn)行，葉面微生物數(shù)量均逐漸人工發(fā)酵的進(jìn)行，葉面微生物數(shù)量均逐漸減少，且均以能產(chǎn)生芽孢的芽孢桿菌屬減少，且均以能產(chǎn)生芽孢的芽孢桿菌屬(Bacillus)和梭狀芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬(Clostridium)為優(yōu)勢種群，沒有酵母菌的存在。在自然為優(yōu)勢種群，沒有酵母菌的存在。在自然陳化中，霉菌的數(shù)量逐漸減少，至陳化后陳化中，霉菌的數(shù)量逐漸減少，至陳化后期，基本上未能檢出，而人工發(fā)酵過程中期，基本上未能檢出，而人工發(fā)酵過程中霉菌數(shù)量有所增加。霉菌數(shù)量有所增加。 趙銘欽等分析不同烤煙品種在自然陳化期間葉面趙

14、銘欽等分析不同烤煙品種在自然陳化期間葉面微生物的數(shù)量、種類后指出，在自然陳化的烤煙微生物的數(shù)量、種類后指出，在自然陳化的烤煙葉面微生物中，細(xì)菌占有絕對優(yōu)勢，放線菌和霉葉面微生物中，細(xì)菌占有絕對優(yōu)勢，放線菌和霉菌尤其是放線菌數(shù)量較少。在細(xì)菌中，芽孢桿菌菌尤其是放線菌數(shù)量較少。在細(xì)菌中，芽孢桿菌為優(yōu)勢菌群，在霉菌中，曲霉為優(yōu)勢菌群。自然為優(yōu)勢菌群，在霉菌中，曲霉為優(yōu)勢菌群。自然陳化烤煙葉面微生物的數(shù)量和種類與烤煙品種、陳化烤煙葉面微生物的數(shù)量和種類與烤煙品種、產(chǎn)地、等級和陳化時(shí)間有關(guān)，不同品種的烤煙中，產(chǎn)地、等級和陳化時(shí)間有關(guān)，不同品種的烤煙中，優(yōu)良品種烤煙葉面微生物的數(shù)量較大。在葉面微優(yōu)良品種烤

15、煙葉面微生物的數(shù)量較大。在葉面微生物對煙葉品質(zhì)的作用效果方面，國內(nèi)外的研究生物對煙葉品質(zhì)的作用效果方面，國內(nèi)外的研究結(jié)果基本相似，認(rèn)為煙葉表面的霉菌和厭氧芽孢結(jié)果基本相似，認(rèn)為煙葉表面的霉菌和厭氧芽孢梭菌的繁殖將造成煙葉腐爛和香氣的損失，是在梭菌的繁殖將造成煙葉腐爛和香氣的損失，是在煙草陳化和發(fā)酵過程中應(yīng)控制的對象，而煙葉中煙草陳化和發(fā)酵過程中應(yīng)控制的對象，而煙葉中的芽孢桿菌、嗜熱細(xì)菌和小球菌對煙葉的香氣和的芽孢桿菌、嗜熱細(xì)菌和小球菌對煙葉的香氣和品質(zhì)則是有益的品質(zhì)則是有益的,是應(yīng)當(dāng)利用的對象。是應(yīng)當(dāng)利用的對象。 Koller等所進(jìn)行的向煙葉中接種微生物等所進(jìn)行的向煙葉中接種微生物的嘗試性研究

16、揭開了煙草微生物發(fā)酵研究的嘗試性研究揭開了煙草微生物發(fā)酵研究的序幕。繼其之后，有關(guān)煙草葉面微生物的序幕。繼其之后，有關(guān)煙草葉面微生物應(yīng)用的報(bào)道不斷出現(xiàn)。應(yīng)用的報(bào)道不斷出現(xiàn)。Tamayo報(bào)道，當(dāng)向報(bào)道，當(dāng)向煙葉上接種一種微球菌時(shí)，煙葉的香氣得煙葉上接種一種微球菌時(shí)，煙葉的香氣得到改善，蛋白質(zhì)含量降低，可溶性氮，尤到改善，蛋白質(zhì)含量降低，可溶性氮，尤其是氨、胺和酰胺含量增大，生物堿含量其是氨、胺和酰胺含量增大，生物堿含量降低，降低，PH值大幅度增加，值大幅度增加，English等認(rèn)為，等認(rèn)為，煙葉接種枯草芽孢桿菌和羧狀芽孢桿菌后煙葉接種枯草芽孢桿菌和羧狀芽孢桿菌后能迅速地產(chǎn)生一種愉快的香氣。隨著微

17、生能迅速地產(chǎn)生一種愉快的香氣。隨著微生物的生長，煙葉中的總碳水化合物和還原物的生長，煙葉中的總碳水化合物和還原糖降低，糖降低，PH值提高。值提高。 F.Dauson提出，嗜熱性放線菌，可使陳提出，嗜熱性放線菌，可使陳化煙葉產(chǎn)生一種使人感興趣的香氣。化煙葉產(chǎn)生一種使人感興趣的香氣。Giovnnrozzi Sermanni采用采用Debaryomycos nicotianae,Micrococcus nicotianae,M nicotianae var liquefaciens,Bncillus sp和和Arthrobacter nicotianae對雪茄煙用的肯塔對雪茄煙用的肯塔基煙葉進(jìn)行發(fā)酵

18、處理，結(jié)果使檸檬酸、蘋基煙葉進(jìn)行發(fā)酵處理，結(jié)果使檸檬酸、蘋果酸、馬來酸和琥珀酸分解，導(dǎo)致煙葉呈果酸、馬來酸和琥珀酸分解，導(dǎo)致煙葉呈堿性。堿性。Debaryomycos nicotianae增大了煙增大了煙葉中游離氨基酸的含量，而葉中游離氨基酸的含量，而Micrococcu又又利用這些氨基酸生成了利用這些氨基酸生成了CO2，氨，丙烷和，氨，丙烷和乙烯。乙烯。 近幾年來，國內(nèi)學(xué)者在對煙草葉面微生近幾年來，國內(nèi)學(xué)者在對煙草葉面微生物進(jìn)行分離鑒定的基礎(chǔ)上，從煙葉表面分物進(jìn)行分離鑒定的基礎(chǔ)上，從煙葉表面分離出優(yōu)勢菌群，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后加在煙葉表離出優(yōu)勢菌群，經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后加在煙葉表面來改善煙草品質(zhì)的研究，空前

19、活躍。謝面來改善煙草品質(zhì)的研究，空前活躍。謝和等的研究表明，將烤煙經(jīng)輻照滅菌后，和等的研究表明，將烤煙經(jīng)輻照滅菌后，接入從煙葉中分離出的優(yōu)勢芽孢桿菌，可接入從煙葉中分離出的優(yōu)勢芽孢桿菌，可明顯地提高煙葉香氣和品質(zhì)。韓錦峰等將明顯地提高煙葉香氣和品質(zhì)。韓錦峰等將從烤煙葉面上分離得到的幾株優(yōu)勢菌混合，從烤煙葉面上分離得到的幾株優(yōu)勢菌混合，配制成生物制劑配制成生物制劑(IFA)，用于煙草發(fā)酵，結(jié)，用于煙草發(fā)酵，結(jié)果表明果表明:可加速烤煙發(fā)酵過程，提高發(fā)酵煙可加速烤煙發(fā)酵過程，提高發(fā)酵煙葉的品質(zhì)，同時(shí)還具有抑制煙葉霉變的作葉的品質(zhì)，同時(shí)還具有抑制煙葉霉變的作用。用。 關(guān)于調(diào)制后煙葉中殘存的酶的研究己有

20、半個(gè)多世紀(jì)的歷史，它是伴隨著煙葉發(fā)酵機(jī)理的研究而發(fā)展的。列夫理論認(rèn)為:煙葉的發(fā)酵是由煙葉本身所含的氧化酶類，(主要為氧化酶，過氧化氫酶;過氧化物酶)所引起的。此外前蘇聯(lián)曾有人對發(fā)酵過程中煙葉中的三羧酸循環(huán)的酶類進(jìn)行過的研究和分析，F(xiàn)rankburg還對煙葉中所存的酶進(jìn)行了系統(tǒng)的分類。韓錦鋒等在對陳化時(shí)期的煙葉中幾種酶的變化動態(tài)進(jìn)行分析后指出:煙葉中的淀粉酶，蛋白酶和氧合酶活性在陳化期間，均表現(xiàn)出前期升高，而后期下降的單峰曲線，多酚氧化酶和琥珀酸脫氫酶活性也在陳化前較高，在陳化期間逐漸降低。 劉石等對Cu2+在烤煙發(fā)酵中對多酸氧化酶的作用作了研究。Babletc在研究干煙葉中蛋白水解酶時(shí)發(fā)現(xiàn)，人

21、工調(diào)制的煙葉沒有蛋白質(zhì)酶活性，而晾制的煙葉具有蛋白質(zhì)酶的活性，半胱氨酸能激活這些酶的活性。在對煙葉中酶的研究基礎(chǔ)上，人們開始探索使用酶制劑來加速煙葉發(fā)酵，提高產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)。C.F.Bailey和A.W.peter在溫度939和相對濕度為80-100%范圍內(nèi)對用硝酸鹽還原酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶處理的煙葉進(jìn)行了詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵四天后煙葉具有調(diào)制干草樣的甜香，12天后甜香更濃，并帶有香豆素的香氣，燃吸時(shí)煙氣柔和，干味輕，且澀味很小，還有一種淡淡的清香。 趙銘欽等根據(jù)微生物和煙葉內(nèi)部酶作用的研究結(jié)果，利用從煙葉表面分離出的4種優(yōu)勢提質(zhì)菌株和高生物活性的一淀粉酶、蛋白酶等配制成煙草發(fā)酵提質(zhì)劑應(yīng)用于煙葉的人

22、工發(fā)酵和自然陳化過程中，結(jié)果表明:煙草發(fā)酵提質(zhì)劑具有促進(jìn)煙葉內(nèi)部有機(jī)物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化，加速煙葉發(fā)酵進(jìn)程，縮短發(fā)酵周朝的作用。處理后的煙葉香氣有所改善，香氣量增加，煙葉原有的雜氣和刺激性減輕，煙葉內(nèi)部的糖、氨、堿主要化學(xué)成份及其比值趨于協(xié)調(diào)平衡。由于在煙葉表面接種微生物來改善煙葉品質(zhì)需要微生物的代謝和繁殖。而過度的繁殖會增大煙葉內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的消耗，這對穩(wěn)定煙葉的品質(zhì)是不利的。若采用滅菌處理又會影響煙葉內(nèi)部酶的正常作用。向煙葉上噴施酶制劑會增加煙葉的蛋白質(zhì)含量，可能影響煙葉品質(zhì)。因而，王蠻提出，尋求一種或幾種催化劑，施加到煙葉表面，在優(yōu)先滿足酶適應(yīng)環(huán)境的條件下，又起到催化發(fā)酵的作用。2.生物技術(shù)在煙

23、梗處理和煙草薄片中的應(yīng)用生物技術(shù)在煙梗處理和煙草薄片中的應(yīng)用 國外在這方面的研究起始于二十世紀(jì)六年代，至目前為止，已取得許多成果，獲得了不少的專利。為了克服煙梗在制絲時(shí)的缺點(diǎn)，US3513857報(bào)道了一種用酶制劑處理煙梗，以獲得柔軟而有利于加工煙梗的方法，該方法通過多種市售酶制劑(果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶)作用效果比較發(fā)現(xiàn)，這些酶均可以在不同程度上分解煙梗中的果膠、纖維素和半維素，但以纖維酶35和果膠酶R.10效果最為突出。用25倍于煙梗的纖維素酶35和1%的檸檬酸鈉溶液(2N醋酸調(diào)整PH值至4.5)在室溫下浸泡煙梗24小時(shí)，干燥后的煙梗柔軟，易于壓扁，切絲，且處理后梗絲的填充值增加。US

24、3242214也介紹了一種含有上述三種酶的水溶液處理煙梗的近似的方法。 美國非利浦莫瑞斯公司的B.M.Sqann的發(fā)明提出了商品酶制劑，提高煙草薄片質(zhì)量的方法，該方法是將煙梗含量約50%的煙末制成固形物含量為1218%的稠漿，加入0.075%-0.75%的纖維素酶35，用乙酸調(diào)PH值為4.5，室溫放置過夜，然后按稠漿法制成煙草薄片，化學(xué)分析表明:這種煙草薄片的水溶性物質(zhì)，總還原活性物質(zhì)和還原糖的含量均高于原來的煙草原料。草酸銨水溶液可溶物、氯化鈉和纖維素量均較低，總灰分、苯一乙醇可溶物和半纖維素的含量不變，評吸結(jié)果表明，用低量酶、甘油和乙酸處理的煙草薄片的刺激性小，甜味較重。 由于利用酶制劑來

25、生產(chǎn)煙草薄片并提高其質(zhì)量的方法存在著以下問題:（1）生產(chǎn)成本高，（2）在處理時(shí)要求有嚴(yán)格的PH范圍，（3）生產(chǎn)過程中需補(bǔ)充酶，因而一種嶄新的生產(chǎn)煙草薄片的思路一一微生物消化法便應(yīng)運(yùn)而生，如美國專利US3743608提出的E.caratavora的培養(yǎng)液降解煙草中的果膠，Heori Silerman介紹的用Asetgillus和Aspergnlusoryzae主要降解煙梗中的纖維素的方法。更進(jìn)一步的研究是布朗和威廉森公司的LawrenceEGravely提出的利用混合培養(yǎng)的微生物消化煙梗的方法，所謂混合培養(yǎng)就是將能產(chǎn)生果膠酶的E.caratevera和能產(chǎn)生纖維酶的T.Longirrachiat

26、um在兩者共同需要的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，其目的旨在實(shí)現(xiàn)煙梗中果膠和纖維素的同時(shí)降解。結(jié)果表明:混合培養(yǎng)的方法比任何一種單獨(dú)使用微生物的方法效果都好，制成的煙草薄片的纖維素更細(xì)小，薄片更光滑而接近煙草的自然色。 現(xiàn)階段，我國卷煙工業(yè)正處于輥壓法煙草薄片工藝的改造和稠漿法煙草薄片發(fā)展時(shí)期，這種利用微生物和酶制劑消化降解煙梗的方法，能充分利用了煙梗中的纖維素來提高煙草薄片的物理性能，又通過部分多糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，提高煙草薄片抽吸質(zhì)量，在理論上講前景是非常誘人的。3.利用生物技術(shù)制備煙用香料利用生物技術(shù)制備煙用香料 通過微生物發(fā)酵或酶技術(shù)生產(chǎn)香料目通過微生物發(fā)酵或酶技術(shù)生產(chǎn)香料目前已達(dá)到了一定的生產(chǎn)規(guī)模，

27、這種香前已達(dá)到了一定的生產(chǎn)規(guī)模，這種香料既可以是復(fù)雜的香料混合物也可以料既可以是復(fù)雜的香料混合物也可以是單一的香味成份。許多的香原料可是單一的香味成份。許多的香原料可以通過這種方法得到，它包括以通過這種方法得到，它包括:酸、酮、酸、酮、內(nèi)酯、醇、醛和酮等。內(nèi)酯、醇、醛和酮等。(一)生物技術(shù)合成單體香料 利用生物技術(shù)得到的第一個(gè)單體香味成份可能是乙酸(醋)，它是由Acerobacter菌將酒氧化成醋而得到的。這種生物轉(zhuǎn)化是幾干年前偶然發(fā)現(xiàn)的，并且沿用至今。酯類是很有價(jià)值的香原料，它能應(yīng)用在許多香型中，如奶香和水果香。制造天然酯類的一個(gè)方法就是利用酶如脂肪酶的合成能力。近年來，人們已經(jīng)了解并證實(shí)脂

28、肪酶的這種特性，酯類均可以由相應(yīng)的酸和醇在無水條件下反應(yīng)得到。例如，利用毛霉菌中的脂肪酶合成異戊酸異戊酯，酯化程度最高可達(dá)86.4%。利用酶可以發(fā)酵脂肪酸生成廣泛使用的重要香原料一內(nèi)酯和一內(nèi)酯。最重要的內(nèi)酯可能是一癸內(nèi)酯，它可以由candida Lipolytica酵母將蓖麻油(蓖麻油酸)發(fā)酵(一氧化)得到。經(jīng)50h的發(fā)酵以后，一癸內(nèi)酯的得率可達(dá)到5克/升，重要的是要在一個(gè)恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間終止反應(yīng)，否則得率降低，副產(chǎn)物3一羥基一一癸內(nèi)酯內(nèi)酯含量將提高，而這種副產(chǎn)物沒有什么好的香氣特征。用芫荽酸（Cariolicacid）可以生物合成一癸內(nèi)酷，還能用酵母發(fā)酵的方法將和脂肪酸轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的飽和內(nèi)酯，如2癸

29、烯5內(nèi)酯為香厚殼桂皮油的主要成份能被高效地轉(zhuǎn)化成一癸內(nèi)酯。l 脂肪氧合酶是不飽脂肪酸轉(zhuǎn)化成低分子量的醛和醇的酶轉(zhuǎn)化過程中的個(gè)基本成份，它是綠色組織受傷時(shí)產(chǎn)生 cis已烯醇和trans一2一已烯醛的重要原料，這兩種物質(zhì)在香料工業(yè)中是很重要的，它們都賦予水果和蔬菜香氣。以鮮、青香韻為主。l值得一提的是近15年來，許多重要的香味成分是通過生物的方法得到的，因而變得更有利用價(jià)值。鳶尾酮是由鳶尾根中香味前體經(jīng)Serratia Pseudomons菌培養(yǎng)而得到的一種產(chǎn)物。在反應(yīng)產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率方面，這種細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程比傳統(tǒng)工藝高的多。傳統(tǒng)方法需要3年，產(chǎn)率為400毫克/千克，微生物法只需要8天，而產(chǎn)率可達(dá)1毫克

30、/千克。此外，胡蘿卜素經(jīng)花黃素氧化酶氧化得到許多煙草重要的香味物質(zhì)，如一紫羅蘭酮、環(huán)氧紫羅蘭酮、和環(huán)化檸檬醛。 利用生物技術(shù)生產(chǎn)卷煙專用香料有許多優(yōu)點(diǎn):1、香料的風(fēng)格獨(dú)特，產(chǎn)香微生物發(fā)酵產(chǎn)生的香料系由多組分構(gòu)成，香氣濃郁，集果香、焦糖香、烤香、醬香、藥草香于一體，不僅能顯著提高香氣質(zhì)量，使煙氣醇和，細(xì)膩飽滿，而且能產(chǎn)生由化學(xué)合成及天然植物提取香料所達(dá)不到的效果。2、香料風(fēng)格可定向調(diào)控，通過調(diào)節(jié)發(fā)酵原料組成、配比、菌種及發(fā)酵條件，同時(shí)采取各種提取、分離手段將產(chǎn)物分為不同的組分如酸性、中性組分，甚至某幾種重要香氣成份，則可以定向改變發(fā)酵香料的香氣特征，以滿足各類型卷型加香要求。3、原料易得，成本低

31、。反應(yīng)簡捷，條件溫和。國內(nèi)在此方面研究近期比較活躍。 朱大恒等報(bào)告使用煙草材料如低次煙葉、煙末、煙梗、頂芽、花蕾等以及香料植物蕓香料、檀香料等的根、莖、葉、花、果實(shí)作為原料，經(jīng)提取后接入從煙葉上分離并純化的產(chǎn)香菌，于3060溫度條件下發(fā)酵5天。然后將發(fā)酵產(chǎn)物于100加熱回流30分鐘滅菌，冷卻后以乙醚(也可用乙醇或正己烷等)為溶劑提取發(fā)酵產(chǎn)物，提取液經(jīng)氮?dú)饬鲹]發(fā)除去乙醚后得產(chǎn)率為8%的煙草香料。l山東大學(xué)有一篇博士論文報(bào)道了利用煙草提取物為原料，經(jīng)蛋白酶水解再經(jīng)梅拉德反應(yīng)制造煙草天然混合香料。l我們研究小組利用大棗為原料經(jīng)微生物和酶作用成功制備出煙用混合棗香料，作為傳統(tǒng)棗香料的替代品在卷煙企業(yè)使

32、用深受歡迎，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。l普通的醋酸纖維濾嘴或活性炭濾嘴雖然能夠有效截留卷煙煙氣中的固相化合物(如焦油)，但對氣相成分幾乎不起作用，更無法對煙氣中的有害成分進(jìn)行選擇性去除。 l希臘雅典大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室的J.C.stavrides等人通過多年的工作，研制出了能有效截留存在于卷煙煙氣粒相和氣相中的活性氧化物和致癌物的生物濾嘴(簡稱BF)。BF濾嘴由醋纖絲束和吸附血紅蛋白的活性炭構(gòu)成，能有效去除卷煙煙氣中的無機(jī)氧化物、過氧化氫、自由基、痕量元素、亞硝胺化合物和苯衍生物。表1所示為不同研究機(jī)構(gòu)對BF濾嘴和普通濾嘴進(jìn)行對比分析的結(jié)果。1997年1月以來，幾種帶BF濾嘴的卷煙已在希臘成功上市，這些卷煙牌號包括濃味、淡味、超淡味和極淡味卷煙