[发明专利]一种厌氧固态发酵烟梗的处理方法及其应用

说明书

本发明属于烟草加工和生物质利用转化技术领域，特别是指一种厌氧固态发酵烟梗的处理方法及其应用。强化发酵预处理：将回收烟梗切成1‑5cm长的片段，加入0.5‑1倍质量的水，然后再接入种子液，在厌氧、常温条件下进行固态发酵5‑30天，得发酵烟梗；发酵烟梗转化利用：向发酵烟梗中加入3‑6倍质量的水，再接入种子液和纤维素酶，于45‑55℃条件下厌氧发酵72 h，完成厌氧转化过程。经过强化细菌固态厌氧发酵之后，细胞壁物质的降低可以使烟梗物料中的还原糖类物质含量提高，减少刺激性。

技术领域

本发明属于烟草加工和生物质利用转化技术领域，特别是指一种厌氧固态发酵烟梗的处理方法及其应用。

背景技术

烟梗是烟叶十分重要的组成部分，重量大约在烟叶整体的25%左右，其中果胶的含量占烟梗含量的12%-20%，吸食卷烟的过程当中，果胶质的含量高，会在燃烧时产生奇怪的异味，烟梗中的非水溶性物质主要是细胞壁物质，包括果胶质、纤维素等。评吸结果表明：纤维素有烧纸味；果胶有木质气，杂气重、对口腔刺激、余味差等燃吸缺点，还会改变烟气状态；蛋白质含量过高会有烧羽毛气味，对烟气和吸味也会造成不良影响；淀粉含量较高时，会影响燃吸时的燃烧速度，使燃烧不完全，还会产生糊焦味。在高档香烟中加入烟梗会影响吸食口感和降低香烟本身品质，所以烟梗现阶段都基本上是添加到低端香烟中。如果能有效的降解烟梗果胶、纤维素、半纤维素等物质的含量，可以简单有效的改善吸食口感提高吸食品质。利用微生物的降解作用去降解果胶，分解烟梗中的有害生物大分子，可以达到提高烟草质量、提高卷烟的吸食品质和降低卷烟的吸食危害，也是当前烟草行业研究的热点。

另外，烟梗可作为一种可再生资源，其高效生化转化利用对提高烟草行业的经济及生态效应具有重要意义。由于烟梗中含有大量纤维素、半纤维素类物质，可经过一定预处理（如固态发酵）作为廉价发酵底物进行L-乳酸、乙醇、丁醇等产品转化。目前，寻找廉价的可再生原料如木质纤维素类生物质代替传统发酵原料，不仅可以降低L-乳酸、乙醇和丁醇等物质的生产成本，而且还能节约粮食，保障粮食安全。但是，在工业生产中，纤维素类物质转化之前需要经过前处理改变其致密的纤维结构。生物处理方法如强化微生物厌氧固态发酵技术利用微生物代谢活动去破坏生物质细胞壁结构，由于具有条件温和和成本低等特点在生物质预处理方面具有较大的研究利用潜力。同化学方法相比，生物方法不需要消耗大量能源和回收化学试剂，也不会在反应体系中产生有害的抑制物。

发明内容

本发明提出一种厌氧固态发酵烟梗的处理方法及其应用，解决了现有技术中烟梗的再利用的问题，本发明中烟梗原料选定可因地制宜，根据当地烟草种植情况，选择烟叶加工后的剩余物烟梗作为主要原料，原料无需复烤。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种厌氧固态发酵烟梗的处理方法，步骤为：

（1）强化发酵预处理

将回收烟梗切成1-5cm长的片段，加入0.5-1倍质量的水，然后再接入种子液，在厌氧、常温条件下进行固态发酵5-30天，得发酵烟梗；

（2）发酵烟梗转化利用

向发酵烟梗中加入3-6倍质量的水，再接入种子液和纤维素酶，于45-55℃条件下厌氧发酵72 h，完成厌氧转化过程。

所述种子液为干酪乳杆菌、植物乳杆菌、粪链球菌、凝结芽孢杆菌或发酵乳杆菌中的一种或多种。

所述步骤（1）中种子液的接种量为10⁵-10⁶个/g烟梗。

所述步骤（2）中种子液的接种量为10⁵-10⁶个/g发酵烟梗。

所述步骤（2）中纤维素酶的接种量为每100g发酵烟梗接种1mL纤维素酶。

所述的厌氧固态发酵烟梗的处理方法，在卷烟加工、乳酸、乙醇、丁醇制备中的应用。