烤煙調(diào)制前后微生物數(shù)量和種群的變化

宋朝鵬,賀 帆,王建安,劉東洋,宮長(zhǎng)榮

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院,河南 鄭州 450002)

煙葉微生物的活動(dòng)對(duì)烤煙調(diào)制過程和煙葉品質(zhì)的形成有重要影響[1]。調(diào)制過程的高溫高濕環(huán)境能使煙葉微生物以幾個(gè)數(shù)量級(jí)的幅度提高或降低反應(yīng)速度,從而影響煙葉內(nèi)含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化[2]。近年來,眾多科研工作者已在此領(lǐng)域開展了廣泛的研究,特別是在調(diào)制階段利用微生物來降解煙堿和煙草特有亞硝胺 (TSNA)含量、改善煙葉質(zhì)量方面取得了較大進(jìn)展[3-10]。而有關(guān)烤煙調(diào)制期間微生物數(shù)量和種群變化方面的研究還不是很多[1-2]。我們通過分離鑒定調(diào)制前后煙葉微生物數(shù)量和種群的動(dòng)態(tài)變化,旨在探討其變化規(guī)律,為微生物制劑在烤煙調(diào)制期間的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品來源

本研究于 2007-2008年在河南省襄城縣進(jìn)行。供試品種為NC89,試驗(yàn)田土壤肥力中等,規(guī)范化栽培管理,以中部葉 (第 11～12位葉)為試驗(yàn)材料,煙葉成熟時(shí)采收,采用半葉法,按烤煙 3段式烘烤工藝操作。

1.2 培養(yǎng)基

細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,霉菌采用馬丁氏培養(yǎng)基,放線菌采用高氏 1號(hào)培養(yǎng)基[11]。

1.3 微生物的分離鑒定

葉面分離細(xì)菌、霉菌、放線菌;葉內(nèi)分離細(xì)菌。葉面微生物分離與計(jì)數(shù)方法參照文獻(xiàn) [11],內(nèi)生細(xì)菌的分離參照雷麗萍等[12]的方法,微生物鑒定參照中國(guó)科學(xué)院微生物研究所等[13-16]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 烤煙調(diào)制前后微生物數(shù)量的變化

煙葉是一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng),包含著不同的微生物,它們不僅存在于煙葉的外部表面,也存在于煙葉的內(nèi)部組織[17]。由表 1可知,成熟的鮮煙無論葉內(nèi)還是葉面,微生物數(shù)量都很多,其中內(nèi)生細(xì)菌的數(shù)量明顯高于葉面,是葉面細(xì)菌的 1.86倍。葉面霉菌數(shù)量低于細(xì)菌數(shù)量,鮮煙中尤其明顯,初烤后比例有所上升。

表1 烤煙調(diào)制前后微生物數(shù)量的變化

調(diào)制前期,煙葉內(nèi)充足的水分、養(yǎng)分,外界適宜的溫度等為微生物的生長(zhǎng)提供了有利條件;隨著調(diào)制的進(jìn)行,煙葉中水分逐漸散失,濕度逐漸降低,制約了煙葉中細(xì)菌的生長(zhǎng),細(xì)菌量呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)[6]。由表 1可知,調(diào)制后葉內(nèi)細(xì)菌減少了99.99%,葉面細(xì)菌減少了 99.97%,霉菌減少了99.02%。

2.2 烤煙調(diào)制前后微生物種群的變化

成熟的鮮煙中微生物數(shù)量較多,經(jīng)過調(diào)制的高溫高濕環(huán)境,一些不耐高溫的微生物大量死亡,致使煙葉微生物優(yōu)勢(shì)種群發(fā)生了變化,部分鮮煙中的弱勢(shì)菌種就轉(zhuǎn)變成為優(yōu)勢(shì)菌種。由表 2、圖 1、表3可知,成熟的鮮煙中,葉內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌為兼性厭氧的鄰單胞菌屬、堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌;而葉面優(yōu)勢(shì)菌為嚴(yán)格好氧的不動(dòng)細(xì)菌屬、黃單胞菌屬等。調(diào)制后,葉內(nèi)以兼性厭氧的氣單胞菌屬為優(yōu)勢(shì)菌,葉面則為兼性厭氧的歐文氏細(xì)菌屬。

調(diào)制前后煙葉霉菌優(yōu)勢(shì)菌落變化不大,仍以曲霉、青霉為主。放線菌在整個(gè)分離過程中沒有發(fā)現(xiàn)。

表2 烤煙調(diào)制前后微生物種群的變化

圖1 烤煙調(diào)制前后微生物顯微照相形態(tài)特征

表3 烤煙調(diào)制后優(yōu)勢(shì)菌種形態(tài)和部分生理試驗(yàn)結(jié)果

3 小結(jié)與討論

研究表明,在成熟的鮮煙中,微生物數(shù)量較多,且葉內(nèi)細(xì)菌數(shù)量高于葉面。調(diào)制后,微生物數(shù)量大幅度減少,同時(shí),煙葉的優(yōu)勢(shì)菌種也發(fā)生較大變化。歐文氏菌屬、鄰單胞菌屬、氣單胞菌屬細(xì)菌作為內(nèi)生細(xì)菌在調(diào)制前后一直存在,這些優(yōu)勢(shì)菌在適宜的環(huán)境中能產(chǎn)生胞外酶[18],對(duì)糖類、淀粉、蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)的降解和硝酸鹽到亞硝酸鹽的轉(zhuǎn)化有重要作用,說明通過調(diào)制過程外加微生物制劑調(diào)控?zé)熑~烘烤質(zhì)量是可行的,前人的研究也證明了這一點(diǎn)[3,7]。

雖然霉菌對(duì)煙葉質(zhì)量有不利影響,在成熟的鮮煙中含量也較多,但調(diào)制前霉菌常以未發(fā)育的孢子形式存在,對(duì)活體煙葉影響不大[19]。調(diào)制后霉菌數(shù)量甚微,說明霉菌對(duì)煙葉質(zhì)量的影響遠(yuǎn)不如細(xì)菌。放線菌在調(diào)制前后一直沒有分離出來,由此推測(cè)放線菌對(duì)煙葉的作用可能也不大。這與張樹堂等[1]的研究結(jié)論不盡一致,具體原因和機(jī)理還需要深入研究。另外,如何根據(jù)烤煙調(diào)制期間微生物數(shù)量和種群的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,采用恰當(dāng)?shù)纳锕こ碳夹g(shù)手段,調(diào)控?zé)熑~質(zhì)量的形成也是今后研究的重點(diǎn)。

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