一、简介
雪茄作为一种特种烟草制品，采用调制烟叶卷制而成，具有香气浓郁、刺激性强、烟雾浓度高的特点。雪茄烟叶按其组成部分可分为茄衣、茄套和茄芯，各部分具有不同的功能。茄衣作为雪茄最外层的烟叶，必须保证其不能破损、无孔洞、叶片薄、颜色均匀。它的价值在整个雪茄中所占的比例比较高，因此需要严格的栽培和调制过程。茄芯和茄芯占雪茄体积的比例很大，两者的风味能够显着影响整支雪茄的口感。因此，在发酵过程中更加注重烟叶的品质和风味。虽然我国雪茄产业近年来在烟草局的推动下不断发展，并在烟叶生产关键技术上取得突破，但我国雪茄原料质量参差不齐，缺乏高品质的雪茄烟叶原料。雪茄烟叶品质优良，高端雪茄市场份额仍被国外品牌挤压。因此，在现有条件下，可以通过发酵等调制工艺来提高雪茄烟叶的品质。发酵作为雪茄生产过程中的关键步骤，可以有效降解烟叶中的淀粉、纤维素、蛋白质等大分子物质，转化为小分子香气化合物，从而改善雪茄的外观和内在品质。烟叶中广泛存在微生物群落，可以促进发酵过程中化学成分的转化，提高雪茄烟叶发酵效率。目前雪茄烟叶发酵的研究主要集中在发酵机理、发酵条件和发酵介质等方面。通过分析不同地区雪茄烟叶的微生物群落，郑发现，细菌群落与烟叶的香气物质密切相关，不同的微生物群落会产生不同的香气成分，钟分离出一株可以在表面降解尼古丁的菌株烟草。经过纯化培养，他发现该菌株能有效降解烟草中的尼古丁，保证吸烟安全。目前微生物在雪茄发酵中应用的研究还比较少。因此，本文通过探究微生物在雪茄烟叶发酵中的演替规律，总结微生物在雪茄烟叶发酵中的应用现状，以期为微生物在雪茄烟叶发酵中的应用提供指导。为提高雪茄烟叶品质提供参考。
2、雪茄烟叶发酵机理
雪茄在生长过程中积累了许多大分子有机物质，如纤维素、淀粉、蛋白质等，如果大分子物质含量过高，会导致吸食时产生不良气体，影响感官评价。因此，烟叶成熟采摘后，需要经过晾晒、发酵、醇化等步骤，逐步改善烟叶的内在品质，提高吸烟品质。发酵作为烟叶烘烤后的关键步骤，可以有效调节烟叶化学成分之间的协调性，促进大分子有机化合物向小分子香气化合物转化，从而提高烟叶的感官品质。微生物作用于烟叶发酵的整个时期，对雪茄发酵过程起着至关重要的促进作用。
目前关于雪茄烟叶发酵机理的假说主要包括化学反应理论、微生物效应理论和酶反应理论。化学反应主要包括氧化反应、大分子降解、美拉德反应、类胡萝卜素转化等。朱大珩等。研究了氧气条件对烤烟化学成分的影响，发现烟叶的蛋白质、总氨基酸、总氨基酸在有氧条件下发酵。淀粉、多酚和类胡萝卜素含量的下降幅度大于厌氧条件下发酵的烟叶，并且许多化学成分被降解或转化为其他小分子化合物。微生物的作用最早由 在 1880 年代提出。雪茄烟叶发酵过程中，微生物依靠自身的代谢活动或分泌的酶，促进烟叶内部化学成分的降解转化，可以加速烟叶的发酵，提高烟叶的品质。烟叶品质。酶反应理论是指雪茄烟丝在发酵过程中能产生氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等，加速烟叶的化学反应，促进烟叶中大分子物质的降解和转化。微生物是分布最广、极其重要的类群。它们的代谢活动或产生的酶可以促进发酵过程中烟叶纤维素、淀粉、蛋白质等大分子有机物的降解，转化为小分子香气。改善烟叶风味和雪茄质量的化合物。
3 雪茄烟叶发酵过程中微生物种类及其群落演替模式
雪茄烟叶的发酵过程通常伴随着温度和湿度的变化，因此微生物在适应过程中通常会经历群落演替，许多微生物会盛衰。李宁等.研究了雪茄烟叶的发酵过程，发现从烟叶中总共分离出4属细菌和3属真菌。优势种群仍然是细菌芽孢杆菌和真菌青霉菌，但此时优势种的优势有所不同。减少，而其余种群的频率增加。高温发酵后，大量微生物死亡，只有部分嗜热微生物存活并凸显优势，芽孢杆菌在发酵前后均处于优势地位。发酵虽然杀死或抑制了大量微生物的生长，但一些耐热微生物种群大量繁殖和代谢，促进烟叶中所含物质的转化和品质形成。芽孢杆菌属多种细菌具有良好的耐热性，能产生热稳定性较高的蛋白酶，能促进烟叶中大分子物质的降解转化，提高烟叶品质。张戈等.利用高通量测序技术探索雪茄烟叶发酵过程中细菌群落的组成和演替模式。他们发现发酵过程中细菌群落的多样性比较丰富。发酵过程中的主要细菌群落在发酵初期由金黄色葡萄球菌和肠杆菌科细菌组成。球菌和史氏泛菌，进化为中期大型芽孢杆菌、副球菌、葡萄球菌和芽孢杆菌，再进化为假单胞菌和肠杆菌，最后稳定为葡萄球菌和地芽孢杆菌，根据基因功能预测，它们主要涉及氨基酸张小娟研究了雪茄外层烟叶的微生物菌群，发现在发酵过程中过程中，叶面细菌数量占叶面微生物总数的99%以上，且全部细菌均为芽孢杆菌。模具所占比例相当小。随着发酵过程的进行，微生物的数量逐渐减少。到发酵结束时，微生物数量已下降约90%。
研究表明，在雪茄烟叶的发酵过程中，细菌比真菌发挥更大的作用，刘通过高通量测序，探索了发酵过程中微生物群落的演替，发现变形菌门和放线菌门是雪茄中的主要门类。发酵前后者所占比例较大，发酵后前者所占比例较大。 ，而在属水平上，发酵后7个细菌属的丰度发生变化，如Roll、、等属的相对丰度增加，而、、、、、、、属的相对丰度明显下降，通过相关分析，研究发现细菌与化学成分的相关性高于真菌。正相关表明细菌在化学成分的转化中发挥着更重要的作用。赵明钦等.研究了熟成期烤烟烟叶上微生物的数量和种类，发现细菌占绝对优势，霉菌和放线菌数量较少；细菌中，芽孢杆菌为优势菌群，曲霉属和青霉属为优势霉菌。就细菌菌群而言，放线菌中链霉菌属占优势。吴立军等.研究了雪茄烟叶发酵过程中细菌群落的变化，发现在门水平上，细菌主要是变形菌门和厚壁菌门的菌株，在属水平上，主要细菌属主要是鞘氨醇单胞菌属。 、甲基杆菌属、葡萄球菌属、假单胞菌属和泛菌属。而且，主要细菌群落的组成在发酵过程中不断变化。在门水平上，随着发酵过程的进行，变形菌门的菌株逐渐减少，而厚壁菌门和放线菌门的菌株逐渐增加。在属水平上，早期的主要群落是鞘氨醇单胞菌、甲基杆菌，后来逐渐演化为鞘氨醇单胞菌、甲基杆菌、葡萄球菌和假单胞菌。和泛菌属。因此，微生物在雪茄发酵过程中起着至关重要的作用。其中细菌优势属主要有假单胞菌属、葡萄球菌属、鞘氨醇单胞菌属等，真菌优势属主要有曲霉属。因此，可见细菌比真菌具有更高的丰度和多样性，能够发挥更大的作用。
4、微生物群落与雪茄风味的关系
烟叶发酵过程中，微生物群落能够根据外界发酵条件成功，促进发酵。李的研究发现，在发酵过程中，假单胞菌的相对丰度不断增加。现有研究表明，假单胞菌作为一种功能菌，可以降解烟草中的尼古丁，且发酵后的假单胞菌处于较低水平。较高的相对丰度和显着降低的尼古丁含量表明微生物可以转化烟叶中的化学成分并促进演替过程中的发酵。微生物群落还能够参与碳水化合物的降解以及脂肪酸、氨基酸和香气成分的生物合成。张教授研究了雪茄烟叶发酵后的微生物群落，发现优势微生物属为假单胞菌属、葡萄球菌属、短杆菌属和曲霉属。这些微生物主要参与尼古丁的降解，果胶、蛋白质、淀粉、氨基酸和脂肪酸的生物合成，以及一系列风味物质和碳水化合物的形成，从而提高雪茄的品质。但曲霉菌作为真菌的一种，在发酵过程中，如果其数量增多，就会在烟叶表面形成菌丝体，引起霉菌，影响烟叶的外观品质。因此，在发酵过程中，应适当调节外部环境的温度和湿度，为有益微生物的生长创造条件，减少发霉真菌的相对丰度，促进烟叶化学成分和外观品质的转变。叶子质量高。
成品雪茄的品质不仅受到调制和发酵的影响，更重要的是雪茄品种、生态环境、栽培措施等。因此，在同一地区种植不同品种的雪茄对发酵后的品质有着非常重要的影响。不同品种的雪茄烟叶中微生物群落结构的相对丰度也会不同，但优势微生物属却有较大差异。吴教授的研究发现，不同雪茄品种在堆垛发酵过程中微生物群落结构差异较大，优势微生物属葡萄球菌属、棒状杆菌属、球菌属、曲霉属等与其他品种雪茄烟叶的优势微生物结构相似。 。 。并且优势微生物属与形成雪茄风味的致香物质密切相关，如1,4-环己二酮、2,2,6-三甲基庚烷和4-氧代异佛尔酮。物质之间存在显着相关性。假单胞菌属物种具有降解苯甲酸甲酯并产生苯乙醛的能力。鞘氨醇单胞菌物种具有产生醛、酯和酮的能力。曲霉菌能促进脂肪酸转化为己醛。青霉菌产生的酶可以催化不饱和脂肪酸的氧化反应，生成相应的壬醛。棕榈油酸是壬醛的前体。这些气味分子可能与壬醛相互作用。促进其形成或改变其形成途径，以改善雪茄的风味。
由于生态环境、栽培条件等不同，不同产地的雪茄烟叶制成的雪茄的品质和风味也会有所不同。例如，印度尼西亚和中国的雪茄烟叶以胡椒和烘烤香气为特征，巴西雪茄以焦糖和香草香气为主，多米尼加雪茄则以牛奶、花香、坚果和蜂蜜香气为主。微生物群落的代谢活动，包括碳水化合物降解、绿原酸降解、蛋白质降解和焦糖化反应、脂肪酸和脂质生物合成、氨基酸生物合成和芳香化合物生物合成等，对烟草香气有显着影响。在烟草的形成中起着重要作用，因此不同地区微生物群落结构和功能的差异会导致烟草风味的差异。研究表明，印度尼西亚和中国雪茄中变形菌门的相对丰度明显高于巴西和多米尼加雪茄，而在属水平上，巴西和印度尼西亚雪茄中葡萄球菌的相对丰度较高，假单胞菌的相对丰度较低。印度尼西亚和印度尼西亚的比例更高。巴西较高，曲霉属相对丰度较高，印度尼西亚和中国相对丰度较高，香气物质3-甲基-2-丁烯醛与葡萄球菌属、球菌属和酵母菌属显着相关，2,4-二甲基苯甲醛与金黄色葡萄球菌。属、棒杆菌属和球菌属显着相关。雪茄烟叶的风味和品质受品种、生态环境、栽培方式、调制技术等影响。雪茄烟叶中优势微生物属的结构差异很大。因此，在发酵过程中，可以调节外部环境的温度和湿度，以促进微生物的生长。群落演替控制发酵过程。
5、微生物在雪茄烟叶发酵中的应用
5.1.促进烟叶微生物群落的演替
当外部发酵条件发生变化时，微生物通常会发生微生物群落演替，以适应新的温度和湿度。接种外源微生物还可以促进微生物群落的变化，提高发酵效率，缩短发酵时间。张先生将蜡样芽孢杆菌和内生芽孢杆菌接种在烤烟表面，发现两种菌株共同发酵显着降低了烟叶中淀粉、纤维素和蛋白质大分子化合物的含量，增加了香气总量成分，有效改善香气。还能促进细菌群落的演替，显着提高发酵后芽孢杆菌和弗氏菌的相对丰度，提高烤烟制品的感官评价质量。郑教授的研究发现，雪茄烟叶表面接种不动杆菌后，变形菌门和拟杆菌门的丰度显着增加，不动杆菌与水杆菌之间存在竞争关系，与芽孢杆菌、茄酮、6-甲基- 5-庚烯-2-酮、苯乙酸、乙酯、环己酮、辛醛、苯乙酮和3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮 香气物质含量显着增加。 Kong的研究发现，假单胞菌属、拟杆菌属、弧菌属和曲霉属是发酵过程中的关键微生物属，细菌主要作用于糖代谢、脂质代谢和氨基酸代谢，而真菌主要通过腐生降解木质素、纤维素和果胶，并且随着微生物群落的演替，烟叶内部的化学成分也发生了转变，提高了烟叶的品质。贾教授的研究发现，在雪茄烟叶中接种念珠菌进行发酵后，显着促进了微生物群落的演替。发酵过程中葡萄球菌和曲霉菌的相对丰度先增加后减少。在发酵中期，它们分别占据了细菌群落和曲霉菌。真菌群落和念珠菌的优势不仅降低了雪茄烟叶中的总氮和生物碱含量，而且显着增加了风味物质的含量。因此，微生物不仅可以促进烟叶发酵过程中微生物群落的演替，还可以促进化学成分的相互转化，从而提高烟叶的整体品质。
5.2.促进烟叶内部化学成分的转化
传统的雪茄烟叶发酵方法通常通过调整环境条件或堆放方式来控制发酵过程，提高雪茄品质。研究人员在探索发酵机理的过程中发现，接种外源功能微生物可以显着提高发酵效率，改善雪茄的内在品质。质量和外观质量。张萌萌从雪茄烟叶表面筛选出能降解单宁的功能菌，并将其应用于发酵。他发现烟叶的苦味和杂质减少，渗透性、酒精含量和香气品质提高，雪茄烟叶的感官质量得到改善。印尼雪茄烟叶质量显着改善，工业可用性增强，烟叶中芳香氨基酸降解产物、美拉德反应产物、胡萝卜素降解产物、类环丙烷降解产物和新植二烯有所增加。吴教授的研究发现，单次接种解淀粉芽孢杆菌可以显着提高雪茄的甜味和余味，而解淀粉芽孢杆菌和地骨芽孢杆菌共培养则显着提高美拉德反应产物、萜类代谢物和二氢猕猴桃的含量。酯类、芳樟醇、3-羟基-β-大马酮、新植物二烯等风味物质的含量。李志豪等人通过研究发现蜡样芽孢杆菌可以产生木聚糖酶。将其接种到烟叶中进行发酵后，他们发现纤维素和半纤维素的含量显着降低，而植醇、油酸和正十六烷的含量则有所增加。正三十烷、正三十烷等香气物质的含量进一步提高了雪茄茄衣叶的物理性能。李宁等.筛选雪茄烟叶获得蛋白质降解菌，并将其应用于雪茄烟叶发酵。他们发现烟叶的总氮、蛋白质、总植物生物碱和挥发性碱含量降低了。感官评价结果表明，烟叶浓烈，刺激性的改善最为明显。同时，杂质减少，香气增加，显着提高了雪茄的品质。毛亚豪等.将从烟叶表面筛选的菌株和酵母菌作为复合微生物添加到雪茄烟叶的发酵中。研究发现，双菌种发酵的雪茄烟叶香气物质总量增加了56.40%，表明雪茄烟叶混合菌发酵还有助于提高雪茄烟叶香气品质，减少杂质。雪茄烟叶发酵过程中，微生物群落通常会产生淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等，对大分子物质进行降解转化，促进烟叶发酵，提高雪茄品质。
六、结论
微生物群落通过分泌的酶促进雪茄烟叶中化学成分的降解，将大分子物质转化为小分子香气化合物，降低烟叶的苦味和杂质，提高雪茄烟叶的品质。因此，在雪茄烟叶发酵过程中，根据烟叶的缺点和缺陷，接种外源微生物，可以促进烟叶内部化学成分的转化，不仅可以协调烟叶的口感和香气品质。雪茄，还能加速发酵过程，降低发酵成本。
七、展望
国内学者对雪茄发酵机理做了大量研究，但仍处于实验室阶段。在应用过程中，只能通过调节外部环境的温度和湿度来控制发酵过程，然后通过烟叶的外观品质来控制当时的发酵过程。做出判断，由于多种因素共同影响雪茄发酵，而化学成分的测定具有时间敏感性，无法及时分析烟叶成分，导致发酵过程更多依赖人工判断，影响了发酵质量。目前国内对微生物的研究更多关注微生物丰度和多样性的变化。由于烟叶表面微生物数量多、种类多，且多种因素共同影响烟叶发酵的理化特性，因此外源微生物的接种最终无法对其进行强相关性分析。细菌菌群变化模式与化学成分之间的相关性。同时，微生物技术的研究大部分还处于实验室阶段。当应用于实际生产时，由于外部环境的变化，会出现不同程度的变化。的局限性，因此需要进一步深入研究。
笔记
*通讯作者。