卷烟作为烟草产业的主要产品,已经成为人们生活中重要的消费品之一。然而随着国家降焦减害工程的实施,卷烟由于焦油量的减少导致香味不足等问题凸显。烟用香精香料的添加能有效的解决这一问题,烟用香精香料的来源主要有两种,分别是天然香料以及合成香料。两者都存在一定的不足,天然香料价格高昂,产率较低,损害自然资源;合成香料香味单一,受反应条件约束。于是人们开始尝试利用生物技术的方法合成烟用香精香料。利用发酵产物中具有芳香味道的有机化合物来改善烟叶品质,丰富烟用香精香料的来源,提升企业竞争力。甜玉米在国内广泛种植,含有丰富的碳水化合物,并具有一种香甜的特殊气味,可用于微生物发酵生产烟用香精香料的原料,目前还鲜见该方面的相关报道。本研究以甜玉米为发酵原料,利用从广西某烟草种植基地土壤中分离得到的酵母菌,以及购买的安琪果酒酵母和实验室构建的工程菌毕赤酵母PGII,通过生理生化比较和响应面法优化筛选出较优的发酵产物添加到卷烟中评价其效果。得到的结果如下:从广西某烟草种植基地土壤中分离得到多株酵母菌,经形态学观察与分子鉴定535为异常威客汉姆酵母,536为酿酒酵母。后期将两种菌株与商业用安琪果酒酵母和毕赤酵母PGII在生理生化方面进行比较。结果安琪果酒酵母在生长状态以及耐酒精能力上要优于其它菌株,体现了商业菌株较野生菌株的一大优势。毕赤酵母PGII不仅生长速度最慢,而且在8%、10%以及12%酒精浓度下基本不生长。在水解酶方面,535异常威客汉姆酵母在果胶酶以及淀粉酶活性上表现是最好的,且四种酵母均没有水解纤维素的能力。随后将100g甜玉米榨成玉米浆煮熟后作为发酵培养基接种菌液,将接种量、加水量以及发酵时间设置为单因素,以水溶性氨基酸含量为指标得到最优的单因素水平。535异常威客汉姆酵母最优发酵条件为:1%接种量,25%加水量,发酵24 h;536酿酒酵母最优发酵条件为:0.5%接种量,50%加水量,发酵24 h;安琪果酒酵母最优发酵条件为:1%接种量,25%加水量,发酵24 h;而毕赤酵母PGII最优发酵条件为:0.5%接种量,50%加水量,发酵24 h。通过测定还原糖以及总糖含量,可以得出535异常威客汉姆酵母发酵反应容易受到加水量的制约,而毕赤酵母在四种菌株中对于总糖的水解能力是最差的,不利于发酵反应的进行。以单因素最优水平为中心点,考虑交互作用的影响,运用中心组合设计3因素3水平试验组。以氨基酸含量作为唯一响应值,得到的实验结果通过Design Expert 8.0构建响应面模型,得到相拟合的二次多项式方程和最佳发酵参数。结果表明535异常威客汉姆酵母最优发酵参数是接种量、加水量、发酵时间分别为0.83%、27.25%以及24.94h;536酿酒酵母最优发酵参数是接种量、加水量、发酵时间分别为0.33%、53.25%以及24.6 h;安琪果酒酵母最优发酵参数是接种量、加水量、发酵时间分别为1.055%、21.75%以及25.32 h;而毕赤酵母PGII的最优发酵参数是接种量、加水量、发酵时间分别为0.21%、49.75%以及26.16 h。在各自最优发酵条件下,测得水溶性氨基酸含量分别为52.97 mg/m L、45.09 mg/m L、53.41 mg/m L、43.17mg/m L,与模型预期相符。由于毕赤酵母PGII在生理生化方面的缺点,因此选取535异常威客汉姆酵母,536酿酒酵母以及安琪果酒酵母在各自最优条件下与甜玉米发酵后得到的产物进行GC-MS检测。结果发现535异常威客汉姆酵母、536酿酒酵母、安琪果酒酵母分别含有20种、23种以及14种挥发性化合物。5-羟甲基-2-呋喃甲醛、丁酸3-氧代丙酯、D-甘油-1-葡萄糖庚糖以及乳糖在535发酵产物中相对含量较高;甘油、5-羟甲基-2-呋喃甲醛、D-葡萄糖醛酸内酯、山梨糖醇在536发酵产物中相对含量较高;2-(2-丁氧基乙氧基)硫氰酸乙酯、D-甘露糖、3-脱氧-D-甘露糖酸内酯、α-D-葡庚糖酸γ-内酯、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4氢-吡喃-4-酮在安琪果酒酵母发酵产物中占比较高。最后将三种发酵产物添加到烟草中制成卷烟,标记为实验组1、实验组2以及实验组3,经专业人士感官评吸。与未加料的卷烟对比,实验组1和2卷烟烟气并没有显著改善,刺激性较大、香味不足。而实验组3卷烟烟气有了明显提升,烟气柔和、刺激性较小、香味较充足。综上所述,安琪果酒酵母发酵甜玉米后得到的产物添加到卷烟中能够有效改善烟气刺激性大、香味不足的问题,具有作为烟用香精香料应用于工业生产的潜力。并且其氨基酸含量最高,表明以氨基酸含量为标准来鉴定烟用香精香料的方法是可行的。本次研究为开发新型生物香料和提升卷烟产品的地位提供了理论依据,同时丰富了烟用香精香料的来源。