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典型的造紙法也叫兩步造紙法，第一步是將煙草原料進行固、液分離，第二步是再將固、液結合，是一種利用現代的制漿造紙技術和機械設備發展而成的再造煙葉制造技術。造紙法再造煙葉的主要原料為煙末、煙梗、梗簽、煙碎和質量較差的殘次煙葉；輔料主要有木漿纖維、麻漿纖維、填料、增香劑和調味劑等。其中萃取、濃縮、制漿抄造、涂布干燥是其主要的生產過程。

1微生物發酵技術應用于再造煙葉生產

微生物技術應用于煙草發酵的研究在國外開展較早，利用微生物改良烤煙品質的研究在國內也越來越多[7]。在造紙法再造煙葉生產過程中，微生物發酵技術主要應用于原料和萃取液或濃縮萃取液的處理方面。

1.1微生物發酵技術應用于原料預處理

造紙法再造煙葉用的原料含有蛋白質、淀粉、果膠、木質素等大分子物質，化學成分較為復雜，具有一定的不協調性。用微生物發酵技術對原料進行預處理，分解生產原料中對品質不利的成分，從而降低造紙法再造煙葉的木質氣與刺激性，改善其口感，提高其內在品質和可用性。Gravely等[8]提出用E.caratavora培養液降解煙草中的果膠和用Asetgillus及Aspergnlusoryzae降解煙梗中的纖維素的微生物消化方法。于興偉等[9]直接用微生物發酵法處理生產再造煙葉的煙梗，采用黑曲霉對煙梗進行固態發酵，以發酵后煙梗中果膠殘留率為指標，對其發酵條件進行了優化，并放大到150L固態發酵罐。通過黑曲霉酶解作用，使煙梗轉變為水溶性物質及固形物兩大部分，其中，固形物中的大分子物質（如果膠、蛋白質等）得到有效降解，這兩種物料均可作為再造煙葉的基礎物料。郭剛[10]提出了使用木質素降解菌及降煙堿桿菌發酵處理造紙法煙草薄片生產原料，發現上述菌種均可在一定程度上改善再造煙葉內在品質，而雙菌種混合發酵能明顯改善再造煙葉的內在品質。原料經發酵粗酶液處理后，木質素和煙堿含量下降，刺激性明顯減輕，口感變好，香氣變濃，內在品質明顯提高。

1.2微生物發酵技術應用于萃取液處理

造紙法再造煙葉生產過程中利用水浸提萃取煙草原料得到萃取液，再經多效濃縮制備得到濃縮萃取液。上述制造工藝在很大程度上只是原材料物理性質的改變，原料的固有化學性質并未完全改變，燃吸時仍存在木質氣較重、辛辣灼熱感較明顯、余味差等質量缺陷。應用微生物發酵技術可在一定程度上改善上述問題，主要有以下三個方面的作用：合理調節化學成分的組成；增加香氣成分；降低煙堿。

1.2.1合理調節化學成分的組成

為了合理調節造紙法再造煙葉中化學成分，提高再造煙葉的品質，有研究利用微生物對萃取液或萃取濃縮液進行處理，并檢測其植物堿、總糖、還原糖、總氮等成分，發現經微生物發酵處理后的再造煙葉的糖含量明顯下降，糖堿比、糖氮比趨于合理，處理后再造煙葉的整體吃味質量有所提升[11~12]。

1.2.2增加香氣成分

煙草中酸性香氣物質能夠改善煙草酸堿度，賦予煙氣味和芳香特征，使煙氣柔和、適口。常用中性香氣成分含量來衡量煙葉香氣的強度。煙草中主要的中性香氣物質有β-大馬酮、3-庚酮、茄酮、新植二烯等。堿性香氣物質包括煙堿、吡咯、呋喃等[13~14]。程昌合等[15]將煙草萃取濃縮液在45℃醇化處理數日，經過醇化處理后煙末濃縮液中的揮發性組分增多，且主要致香成分含量均有不同程度的增加。處理后煙草薄片的香氣量、協調性、木質雜氣和余味等方面有較明顯地改善。但究竟是何種微生物在醇化過程中起作用（包括增加香氣成分的作用），論文并未給出明確的結論。張晨等[16]利用釀酒酵母對造紙法再造煙葉生產過程中的煙草萃取液進行了轉化增香處理，處理后的萃取液增香效果明顯，其揮發性致香成分增加一倍。釀酒酵母處理對再造煙葉的煙氣平衡作用明顯，且增加了香味物質，處理后的再造煙葉煙氣協調性更好，余味明顯改善，并且含有香氣成分。可見，微生物在煙草萃取液中的轉化應用值得深入研究。

1.2.3降低煙堿

煙堿含量過高制約煙草薄片的發展和應用。目前，國外研究者已從環境中分離了多種煙堿降解菌，對節桿菌屬細菌代謝煙堿的機理研究較多[17]；國內主要集中在煙堿降解菌的分離和上部煙葉中煙堿的降解等方面[18~19]。實踐證明，微生物降解法是去除或減少煙草中煙堿的有效途徑。袁勇軍課題組從種植煙草的土壤中分離到一株高效煙堿降解細菌DN2[18]，并初步報道了該菌在煙草薄片制備液中的應用情況[20]，之后又研究利用菌株DN2降解煙草薄片制備液中的煙堿[21]。結果表明煙草薄片制備液中煙堿降解的最適條件是：添加0.1%的酵母膏，使用氨水將pH調節到7.0，接種15%種子液，培養溫度30℃。在上述條件下，采用30L發酵罐對煙草薄片制備液進行3個批次的半連續發酵，煙堿的平均降解速率為140.55mg/L/h，高于其他煙堿降解菌株，為其工業化應用提供了技術性參考。但目前采用微生物技術來降解煙草薄片中的煙堿的研究還相對較少。

2酶技術應用于再造煙葉生產

隨著酶學研究的深入，利用酶技術改善煙草品質已成為煙草行業的研究熱點，國內外許多專家和學者應用酶技術改善再造煙葉品質方面也進行了許多探索。酶技術應用在造紙法再造煙葉方面的報道主要集中在原料預處理、浸提萃取工序（包括洗梗工序）、萃取液或濃縮萃取液中添加酶，個別也有應用于涂布工序的研究報道。

2.1酶技術應用于原料預處理

在浸提之前對原料進行加酶處理，在一定程度上起著降低其中的不利成分，增加原料或其浸提液的香氣成分，提高浸提率等作用。林翔等[22]利用復合酶液對煙梗的梗絲進行噴撒處理，發現經復合酶處理2h的梗絲，總糖含量提高至22.8%，糖氮比和糖堿比均得到了提高，主要香氣成分總量提高了27%，梗絲的香氣品質得到了改善，感官總體質量有了較大提高。閆亞明等[23]在煙草原料中加入酶制劑，對不易水解的大分子化合物進行酶解，再將酶解后的煙草原料進行浸取、濃縮，浸提率得到大幅度提高。葛少林等[24]發明了一種造紙法煙草薄片的制造方法，首先采用酸性蛋白酶、果膠酶、淀粉酶對煙草原料進行生物降解，使得煙草萃取液中美拉德反應底物的含量得以提高。

2.2酶技術應用于浸提萃取工序

為了減少造紙法再造煙葉中的不利成分，很多研究用酶作用于再造煙葉的浸提萃取工序。基于現有制梗絲技術和洗梗工藝條件，有研究嘗試通過加酶洗梗處理，對煙梗的主要組成成分進行適量降解，發現果膠酶、纖維素酶、復合蛋白酶對煙梗的降解效果非常顯著，有助于提高再造煙葉品質[25~26]。針對造紙法薄片刺激性大、木質氣重、口感差等問題，鄭小嘎等[27]通過在造紙法再造煙葉生產工藝煙梗浸提過程中添加復合酶制劑，梗絲經酶處理后，刺激性明顯減輕，口感變好，香氣變濃，內在質量也得到顯著提升。李魯等[28]指出在煙草水溶液中用米曲霉的真菌蛋白酶，在適宜的條件下隨著酶添加量與酶解時間的增加，煙草蛋白質含量逐漸降低，同時酶解液中可溶性氮以及游離氨基酸含量逐步增加。在煙梗和煙末萃取過程中加入果膠酶、半纖維素酶和蛋白酶，研究發現在適宜的酶處理萃取條件下，煙梗和煙末的蛋白質、總纖維素、果膠的轉化率和還原糖含量比熱水萃取有大幅提升[29]。可見將酶技術應用于浸提萃取工序可有效將煙梗中大分子物質進行轉化分解，但具體的工藝條件需要進一步優化。

2.3酶技術用于萃取液處理

在萃取液中應用酶技術同樣也可以將果膠、蛋白質等大分子物質進行生物酶降解、轉化，在一定程度上優化化學組成、降低煙堿、增加了萃取液中的致香物。馬林[30]研究了煙堿脫氫酶在造紙法煙草薄片中的應用。發現在煙草薄片提取液中加入2%的煙堿脫氫酶酶液（m/m，酶濃度1.0mg/mL）及過量的NAD，40℃下反應16h后，煙堿降解率為50.58%。經過煙堿脫氫酶處理的煙草薄片的煙氣品質得到提高。馬東萍等[31]將酸性蛋白酶、復合果膠酶、復合中性纖維素酶和中性脂肪酶配制成改性添加劑，可煙梗提取液中導致煙草燃燒后出現糊焦氣、木質氣、蛋白焦臭氣的淀粉、纖維素、蛋白質、果膠等大分子化合物降解為水溶性的小分子化合物。

2.4酶技術應用于涂布工序

有研究報道[32]將酶制劑用于制作涂布料應用于再造煙葉中，得到的再造煙葉的總糖、還原糖含量增加，內在吸味的甜度感相應提高；總煙堿增加，勁頭提升；蛋白質減少，雜氣減輕；氯、鉀、鈣、鎂含量也減少，對再造煙葉造成的負面影響相應降低；重要致香物質都有了較大幅度的增加。將其應用于卷煙產品中，口感更舒適，滿足感更強，煙氣細膩、飄逸、協調，焦油量和一氧化碳含量也明顯下降。

3展望

綜上所述，將微生物發酵、酶處理等生物技術應用于原料預處理、浸提萃取工序、萃取液處理等方面的研究均取得成效，能夠有效的降解再造煙葉中的蛋白質、果膠及多糖類等生物大分子，調節其內在化學成分組成，增加再造煙葉中的主要致香成分，降低煙堿，從而改善再造煙葉的內在質量，降低再造煙葉的雜氣，提高再造煙葉香氣以及協調性。但這些研究大多局限于單一技術的應用，且停留于試驗研究階段。鄭勤安[4]證實了同時應用增香菌、干酵母、蛋白酶處理萃取濃縮液也可有效改善再造煙葉質量，因此如何利用不同生物技術并對其進行集成應用于再造煙葉生產中有待進一步研究。另外，生物技術應用研究的作用機理比較復雜，需要適當的作用條件下才可達到最佳效果，實際生產中存在的影響因子也會影響微生物的發酵和酶的活性。今后在研究中應充分發揮其在造紙法再造煙葉生產中的價值，實現工業化規模生產。相信隨著再造煙葉內在質量的不斷提升，可以提高再造煙葉在卷煙配方中的使用比例，使其真正起到煙葉替代品的作用，有效緩解煙葉原料需求緊張的形勢，實現產品配方的穩定性。

作者：李丹劉熙單位：廣東中煙工業有限責任公司技術中心