專利名稱：一種煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法及煙梗的固態(tài)發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固態(tài)發(fā)酵煙梗的方法和固態(tài)發(fā)酵新體系。
背景技術(shù)：
煙梗，是煙葉之粗硬葉脈，約占葉重25% 30%。在煙草加工過程中葉梗被逐步分離出來。其形態(tài)呈粗細(xì)、長短不一的長條狀。它在卷煙生產(chǎn)中常切成梗絲，與煙絲按一定的比例用于卷煙加工。但也有的煙梗無法得到充分利用。煙梗的化學(xué)成分復(fù)雜，主要包括纖維素、半纖維素、果膠等。纖維素含量約占20%左右?？赏ㄟ^微生物發(fā)酵法將煙梗加工制成卷煙行業(yè)中的煙梗纖維、煙梗發(fā)酵浸出液等，從而提高其利用價(jià)值。煙梗的微生物發(fā)酵法，包括液態(tài)發(fā)酵法和固態(tài)發(fā)酵法。固態(tài)發(fā)酵法用水量少，設(shè)備投資小，生產(chǎn)操作過程較為簡便，故值得深入研究。目前有關(guān)煙梗固態(tài)發(fā)酵研究還較少，上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司和江南大學(xué)開展的合作研究中，已采用固態(tài)發(fā)酵法對煙梗等原料進(jìn)行微生物固態(tài)發(fā)酵，從中制備煙梗纖維及煙草浸出液，并申請了相關(guān)固態(tài)發(fā)酵煙梗等原料的發(fā)明專利一種微生物固態(tài)發(fā)酵法制備煙梗纖維素的方法(201110116236.8);制備煙草浸出液的兩步微生物發(fā)酵法 (201110267955. X)?，F(xiàn)有的固態(tài)發(fā)酵裝置，主要有淺盤式發(fā)酵反應(yīng)器、厚層通風(fēng)發(fā)酵反應(yīng)器、轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器、填料床式反應(yīng)器等，此外還有其它的固態(tài)發(fā)酵裝置。這些固態(tài)發(fā)酵裝置的共同缺點(diǎn)是固態(tài)發(fā)酵裝置內(nèi)的裝料系數(shù)較低，例如厚層式通風(fēng)發(fā)酵反應(yīng)器的物料層厚度受限(一般不超過30cm，原因在于通風(fēng)和散熱的限制)，故反應(yīng)器的裝料系數(shù)均較低。另外，在生產(chǎn)場地， 反應(yīng)器一般為單層設(shè)置，在考慮現(xiàn)場需要操作人員的情況下，固態(tài)發(fā)酵裝置的空間利用率低下，一般裝料率不足發(fā)酵室空間的10%。另外，固態(tài)發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的熱量，傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵，為了通風(fēng)和散熱，往往采用攪拌混料的方式，以驅(qū)除發(fā)酵物料中的熱量及積聚的二氧化碳，但這在煙梗固態(tài)發(fā)酵裝置中難于實(shí)現(xiàn)，其原因是發(fā)酵微生物菌絲體會受到損傷。本發(fā)明考慮到這一情況，采用煙梗物料裝入培養(yǎng)框，通過培養(yǎng)框位置的變更或堆積方式的變化，來達(dá)到同樣的散熱及驅(qū)除二氧化碳的目的，同時(shí)也可在培養(yǎng)室內(nèi)通風(fēng)來調(diào)節(jié)物料溫度和驅(qū)散二氧化碳。傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵方式，一般包括原料處理(浸水、滅菌)、接種、發(fā)酵、后處理等步驟。但許多固有的模式不能應(yīng)用于煙梗的固態(tài)發(fā)酵。例如，發(fā)酵原料的浸水操作，一般是將原料浸泡于水中，使原料充分吸水，但這不適合于煙梗物料，因?yàn)闊煿５奈苑浅?qiáng)，即使按水料比10 1，物料中也沒有游離水，但這樣的含水量不利于煙梗的固態(tài)發(fā)酵。因此必須采用一種既能使煙梗吸收一定的水分，同時(shí)使煙梗物料中水分的分布均勻。因此僅物料浸水這一操作過程，必須要有新的操作模式。在試驗(yàn)過程中，還發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)有的許多產(chǎn)品的固態(tài)發(fā)酵相比，煙梗的固態(tài)發(fā)酵有許多特殊的現(xiàn)象，例如，煙梗屬植物性物料，不能進(jìn)行高溫滅菌操作，且由于煙梗原料，比較適合霉菌的生長，霉菌在煙梗上生長后，能夠抵抗細(xì)菌類微生物的生長。煙梗為長短不一的長條形狀(見圖I)，煙梗呈松散狀態(tài)，煙梗之間的空隙較多，這意味著生長在煙梗中的微生物較為容易獲得充足的氧氣。因此，可以不必采用現(xiàn)有的固態(tài)發(fā)酵裝置和固態(tài)發(fā)酵的操作模式來進(jìn)行煙梗的固態(tài)發(fā)酵。在煙梗的固態(tài)發(fā)酵過程中采用特殊的固態(tài)發(fā)酵裝置和固態(tài)發(fā)酵方法，可以大大提高發(fā)酵設(shè)備及發(fā)酵室的裝料量，因而能獲得更好設(shè)備及空間的利用率。本發(fā)明以提高生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動化，滿足固態(tài)發(fā)酵的基本需求為目的，在煙梗物料的潤水操作、滅菌方式、接種方式及物料的發(fā)酵方式均突破現(xiàn)有固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的固有模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高煙梗固態(tài)發(fā)酵的生產(chǎn)效率。具體體現(xiàn)為提高煙梗固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動化水平，提高固態(tài)發(fā)酵物料的空間裝料系數(shù)。本發(fā)明公開了一種煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法和一種煙梗培養(yǎng)框和煙梗的固態(tài)發(fā)酵裝置。本發(fā)明的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，如圖2所示，包括如下步驟I.煙梗的滅菌將煙梗加入一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)加入一定量的熱水并保持20 50min，使煙梗均勻地吸水，得到濕潤煙梗。2.煙梗的微生物接種待步驟I獲得的濕潤煙梗冷卻至室溫后，加入到另一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)加入一定量的微生物種子液，并使微生物種子液分布均勻，獲得接種后的煙梗；3.煙梗的固態(tài)發(fā)酵將步驟2獲得的接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，再將裝有接種后的煙梗的培養(yǎng)框堆疊于可移動的倉儲籠上，將倉儲籠放置于發(fā)酵容器內(nèi)或發(fā)酵室內(nèi)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后對煙梗進(jìn)行抽吸微生物孢子，獲得發(fā)酵后的煙梗；或者將步驟2獲得的接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，再將裝有接種后的煙梗的培養(yǎng)框直接堆疊于發(fā)酵容器內(nèi)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后對煙梗進(jìn)行抽吸微生物孢子，獲得發(fā)酵后的煙梗。本發(fā)明可以將步驟2獲得的接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，再將裝有接種的煙梗的培養(yǎng)框直接堆疊于發(fā)酵容器內(nèi)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵；而對于大型發(fā)酵室，可將步驟2獲得的接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，再將裝有接種的煙梗的培養(yǎng)框堆疊于可移動的倉儲籠上，將倉儲籠放置于發(fā)酵室內(nèi)或發(fā)酵容器內(nèi)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。本發(fā)明為滿足通風(fēng)、提高裝料率的要求，將培養(yǎng)框按照一定的堆疊方式堆疊于可移動的倉儲籠上；進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵期間，可根據(jù)需要進(jìn)行通風(fēng)操作。步驟I中，加入熱水保持的時(shí)間優(yōu)選為30min。步驟I中，所述煙梗的滅菌時(shí)熱水的加入采用噴淋的方式加入。煙梗進(jìn)行滅菌時(shí)， 將煙梗放入滾筒罐中，當(dāng)滾筒罐以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，以噴淋的方式加入一定量的熱水，對煙梗進(jìn)行巴氏滅菌，以殺滅大部分煙梗表面的細(xì)菌，且不會破壞煙梗的成份。所述滾筒罐內(nèi)部裝有噴灑水的裝置且可以以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的罐體，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的滾筒罐。 步驟I和步驟2的滾筒罐的旋轉(zhuǎn)速度,如均可以為10 30r/min。步驟I中，煙梗的干基質(zhì)量與所加入的熱水的質(zhì)量比為10 : (4 12)，所加入的熱水的水溫為60 90°C。較優(yōu)的，煙梗的干基質(zhì)量與所加入的熱水的質(zhì)量比為10 : (5 10)，所加入的熱水的水溫為65 80°C。步驟2中，所述微生物為黑曲霉(Aspergillus niger)或米曲霉(Aspergillus oryzae)。步驟2中，所述煙梗的微生物接種，采用如下具體步驟的方法進(jìn)行接種(I)對微生物依次進(jìn)行微生物的菌種活化、微生物的搖瓶培養(yǎng)以及進(jìn)一步進(jìn)行微生物的種子擴(kuò)大培養(yǎng)，獲得微生物種子液；所述微生物種子液為搖瓶培養(yǎng)好的微生物種子液、微生物一級種子液或微生物二級種子液；(2)將微生物種子液接種于煙梗表面。步驟(I)中，所述微生物的菌種活化為將微生物劃線接種于PDA斜面，30 32°C 培養(yǎng)4 5d ;然后在斜面中加入無菌水制備成孢子懸浮液，其中孢子的濃度不低于IO7個/ ml o步驟(I)中，所述微生物的搖瓶培養(yǎng)為將一定量的微生物孢子懸浮液接入到配制好的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。較優(yōu)的，所述微生物的搖瓶培養(yǎng)具體步驟為采用過36目 60目篩的煙葉粉末作為培養(yǎng)基原料，在培養(yǎng)基中加入一定量的水(如每IKg的培養(yǎng)基干基可對應(yīng)加入20L的水)，在121°C下滅菌20 30min，冷卻至室溫后，接入微生物孢子懸浮液，接種量為培養(yǎng)基體積的5 30% (微生物孢子懸浮液的體積占培養(yǎng)基體積的體積百分比)，搖瓶控制為 160r/min，在30 32°C下培養(yǎng)I 3d，即可獲得搖瓶培養(yǎng)好的微生物種子液。此處冷卻至室溫為冷卻至30-32°C。更優(yōu)的，微生物孢子懸浮液的接種量為培養(yǎng)基體積的6 20% (微生物孢子懸浮液的體積占培養(yǎng)基體積的體積百分比)。步驟(I)中，所述微生物的種子擴(kuò)大培養(yǎng)為將搖瓶培養(yǎng)好的微生物種子液擴(kuò)大培養(yǎng)獲得微生物一級種子液及微生物二級種子液。較優(yōu)的，所述微生物的種子擴(kuò)大培養(yǎng)具體步驟為微生物一級種子液和微生物二級種子液均采用過36目 60目篩的煙葉粉末作為培養(yǎng)基原料，在培養(yǎng)基中加入一定量水 (如每IKg的培養(yǎng)基干基均可對應(yīng)加入20L的水)，在121°C下滅菌20 30min，冷卻至室溫后，接入搖瓶培養(yǎng)好的微生物種子液或接入微生物一級種子液，接種量為種子培養(yǎng)基體積的5 30% (微生物種子液的體積占培養(yǎng)基體積的體積百分比)，采用種子罐進(jìn)行培養(yǎng)， 獲得接入微生物一級種子液或接入微生物二級種子液，即獲得可接種于煙梗的微生物種子液。更優(yōu)的，接種量為種子培養(yǎng)基體積的10 20% (微生物種子液的體積占培養(yǎng)基體積的體積百分比)，種子罐培養(yǎng)的溫度為30 32°C，攪拌速度控制為200r/min，通氣量為 I 3vvm,培養(yǎng)I 3d即可。步驟2中，所述微生物種子液的接種體積量為接種前煙梗濕基總重量的10 30% (體積重量百分比)。較優(yōu)的，所述微生物種子液的接種體積量為接種前煙梗濕基總重量的10 25% (體積重量百分比)。步驟3中，所述培養(yǎng)框包括方形底壁和垂直連接方形底壁的四個方形側(cè)壁，所述方形底壁和四個方形側(cè)壁上均設(shè)有多個方形網(wǎng)眼。所述培養(yǎng)框可堆疊于可移動的倉儲籠上，其材料可以為耐高溫塑料或不銹鋼材質(zhì)等，其大小可以視發(fā)酵需要而定。較優(yōu)的，所述培養(yǎng)框的外部尺寸為長為30 70cm，寬為20 50cm，高為15 40cm,所述培養(yǎng)框的內(nèi)部尺寸為長為25 65cm,寬為15 45cm,高為13 38cm。所述方形網(wǎng)眼的尺寸為長X寬為(20 50)mmX (3 7)mm ;即方形網(wǎng)眼的長為20 50mm，寬為3 7mm。較佳的，所述培養(yǎng)框堆疊于可移動的倉儲籠上時(shí)，堆疊好的每一倉儲籠上的一摞培養(yǎng)框與鄰近一擦培養(yǎng)框(或橫向上，培養(yǎng)框與培養(yǎng)框)之間的橫向間距為5 20cm。較佳的，將培養(yǎng)框堆疊于可移動的倉儲籠上，所述倉儲籠的尺寸(長X寬)為 (70 85) X (70 85) cm,并可堆疊2_4擦培養(yǎng)框；每一擦培養(yǎng)框堆疊3 8層培養(yǎng)框。本發(fā)明所采用的發(fā)酵室或發(fā)酵容器，可根據(jù)發(fā)酵的需要通入蒸汽進(jìn)行室內(nèi)部的滅菌；可從外部向內(nèi)部通入一定溫度的空氣或無菌空氣；也可從外部向內(nèi)部通入無菌水或自來水。可視發(fā)酵生產(chǎn)規(guī)模確定發(fā)酵室或發(fā)酵容器的具體尺寸。較優(yōu)的，所述發(fā)酵室的內(nèi)部尺寸為長為4 6m，寬為4 6m，高為2 4m ;所述發(fā)酵容器的內(nèi)部尺寸為長為70 100cm，寬為30 50cm，高為40 60cm。步驟3中，所述煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法具體為將蒸汽通入發(fā)酵室或發(fā)酵容器內(nèi)，滅菌30min ;冷卻至室溫后，將裝有接種后的煙梗的培養(yǎng)框堆疊于倉儲籠上，將倉儲籠移至發(fā)酵室中靜置培養(yǎng)；或者將裝有接種后的煙梗的培養(yǎng)框直接堆疊于發(fā)酵容器中靜置培養(yǎng)；其中，發(fā)酵期間，通入一定溫度和濕度的無菌空氣進(jìn)行通風(fēng)；發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行抽吸微生物孢子即可。發(fā)酵后的煙梗經(jīng)烘干處理后可以用作造紙法煙草薄片的原料。所述一定溫度和濕度的無菌空氣，其溫度為20 40°C，濕度為80 100%。優(yōu)選的，所述一定溫度和濕度的無菌空氣，其溫度為20 32°C，濕度為80 95%。較優(yōu)的，裝入培養(yǎng)框內(nèi)的煙梗的體積為培養(yǎng)框體積的60 80%，即煙梗培養(yǎng)基的厚度為7. 8 30cm，固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)的溫度為30 32°C，培養(yǎng)4 6d。進(jìn)行大規(guī)模固態(tài)發(fā)酵時(shí)，可采用發(fā)酵室進(jìn)行培養(yǎng)，每個大型發(fā)酵室最多可放置800 個培養(yǎng)框。對于大規(guī)模的煙梗固態(tài)發(fā)酵過程中，所述煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法可根據(jù)需要將發(fā)酵室內(nèi)倉儲籠上裝有煙梗的培養(yǎng)框進(jìn)行空間位置的變更，可以直立堆疊或錯開堆疊，以滿足發(fā)酵微生物的生長、通風(fēng)、驅(qū)除二氧化碳及發(fā)酵的需要。通過直立堆疊或錯開堆疊的方式，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)可以達(dá)到60 80%，發(fā)酵室的裝料系數(shù)可達(dá)到50%以上，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵裝置相比，大大提高了發(fā)酵室的空間利用率。本發(fā)明的煙梗培養(yǎng)框，包括方形底壁和垂直連接方形底壁的四個方形側(cè)壁，所述方形底壁上和四個方形側(cè)壁上均設(shè)有整齊排列的多個方形網(wǎng)眼。本發(fā)明的多個方形網(wǎng)眼整齊排列是指底壁上的方形網(wǎng)眼在橫向和縱向上均呈直線型排列(如圖4所示)，側(cè)壁上的方形網(wǎng)眼在橫向和豎向上均呈直線型排列(如圖3所示)。較佳的，每個培養(yǎng)框的外部尺寸為長為30 70cm，寬為20 50cm，高為15 40cm ;每個培養(yǎng)框的內(nèi)部尺寸為長為25 65cm,寬為15 45cm,高為13 38cm。較佳的，所述方形網(wǎng)眼的尺寸為長X寬為(20 50)mmX (3 7)mm ;即方形網(wǎng)眼的長為20 5Ctam,寬為3 7臟。較佳的，每一倉儲籠上堆疊2-4摞培養(yǎng)框；每一摞培養(yǎng)框由直立堆疊的3-8層的培養(yǎng)框組成或由錯開堆疊的3-8層的培養(yǎng)框組成。本發(fā)明的煙梗的固態(tài)發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵室或發(fā)酵容器，所述發(fā)酵室或發(fā)酵容器內(nèi)設(shè)有多個可移動的倉儲籠，每個倉儲籠上堆疊2-4摞培養(yǎng)框；每摞培養(yǎng)框由直立堆疊的 3-8層上述的煙梗培養(yǎng)框組成或由錯開堆疊的3-8層上述的煙梗培養(yǎng)框組成；堆疊好的每一倉儲籠上的一擦培養(yǎng)框與鄰近一擦培養(yǎng)框之間的橫向間距為5 20cm。本發(fā)明的有益效果為I)本發(fā)明在煙梗物料吸水、滅菌及發(fā)酵方法上，充分考慮了煙梗的特性，更有利于煙梗的固態(tài)發(fā)酵。2)本發(fā)明所采用的煙梗固態(tài)發(fā)酵的方法，其培養(yǎng)框的裝料系數(shù)可以達(dá)到60 80%，發(fā)酵室的裝料系數(shù)可達(dá)到50%以上，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵裝置相比，可以大大提高發(fā)酵設(shè)備的裝料系數(shù)，也可提高發(fā)酵室的空間利用率。3)本發(fā)明的發(fā)酵室或發(fā)酵容器內(nèi)可以形成微生物生長所需的無菌環(huán)境，染菌幾率4)本發(fā)明通過將接種后的煙梗裝于四周及底部均有網(wǎng)眼的培養(yǎng)框中，可以增大無菌空氣的透過率，有利于煙梗表面微生物的生長，從而實(shí)現(xiàn)了好氧靜置培養(yǎng)且充分利用了發(fā)酵空間；通過向發(fā)酵室或發(fā)酵容器中通入具有一定溫度及濕度的無菌空氣，可以避免由于煙梗水分的散失而造成發(fā)酵不均的影響。另外，本發(fā)明工藝相對簡單，可降低生產(chǎn)成本。5)本發(fā)明通過煙梗物料培養(yǎng)框堆積方式的變化，并通過改善溫度調(diào)節(jié)及通風(fēng)條件，以替代傳統(tǒng)的攪拌翻料操作。


圖I煙梗形態(tài)
圖2微生物固態(tài)發(fā)酵煙梗工藝流程圖
圖3培養(yǎng)框側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖
圖4培養(yǎng)框底部的結(jié)構(gòu)示意圖
圖5培養(yǎng)框與培養(yǎng)框之間堆疊示意圖(直立堆疊)
圖6發(fā)酵室內(nèi)部部分俯視圖(直立堆疊)
圖7培養(yǎng)框與培養(yǎng)框之間堆疊示意圖(錯開堆疊)
圖8發(fā)酵室內(nèi)部部分俯視圖(錯開堆疊)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1150L固態(tài)發(fā)酵容器中的煙梗固態(tài)發(fā)酵一培養(yǎng)框直立堆疊I.黑曲霉種子液的制備I)斜面培養(yǎng)將黑曲霉(Aspergillus niger,中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection)保藏并提供的 40431-黑曲霉)劃線接種于 PDA斜面，30°C培養(yǎng)5d，4°C冰箱保存。
2)黑曲霉孢子懸浮液的制備在黑曲霉PDA斜面中加入一定量事先滅菌的無菌水，用接種鏟將黑曲霉孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已滅菌的三角瓶中，玻璃珠震蕩打散，獲得黑曲霉孢子懸浮液；其中孢子的濃度為 IO7 個 /ml。3)黑曲霉種子液的制備在8個IOOOmL的三角瓶中各加入過36目篩的煙葉粉末(干基)25g，加水500mL， 在121 C下滅囷20min，冷卻至室溫(此處室溫為30 C )后，各接入黑曲霉抱子懸浮液30mL， 搖瓶控制為160r/min，在30°C下培養(yǎng)2d，獲得搖瓶培養(yǎng)好的黑曲霉種子液。2.在150L固態(tài)發(fā)酵容器中進(jìn)行煙梗的固態(tài)發(fā)酵以150L固態(tài)發(fā)酵容器(也稱為發(fā)酵罐)作為發(fā)酵室，并在該發(fā)酵容器內(nèi)加入接種后的煙梗進(jìn)行發(fā)酵，具體為先在一滾筒罐中加入煙梗(干基)13. 5kg，煙梗的形態(tài)如圖I所示，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)噴淋加入80°C的水10. 8L，攪拌均勻，保溫30min。冷卻至30°C的室溫后加入另一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)接入黑曲霉種子液3. 6L，攪拌均勻；其中滾筒罐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為10 30r/min。將接種后的煙梗分別裝入9個培養(yǎng)框(內(nèi)徑大小為36X24X15cm， 網(wǎng)眼大小為25X 5mm，如圖3和圖4所示)中，每個培養(yǎng)框中的煙梗為3. 1kg，煙梗培養(yǎng)基的厚度為12cm。將上述培養(yǎng)框直立堆疊(如圖5所示)于已蒸汽滅菌30min的150L固體發(fā)酵罐內(nèi)的不銹鋼篩板上，堆疊3層，在30°C下發(fā)酵5d。發(fā)酵期間通入溫度為25°C、濕度為 90%的無菌空氣，通風(fēng)量為150L/min，壓力為lkg/cm2。固態(tài)發(fā)酵結(jié)束后，通過吸塵器分離收集煙梗表面的黑曲霉孢子。3.發(fā)酵前后煙梗成分含量固態(tài)發(fā)酵結(jié)束并除去黑曲霉孢子后，取一定量的煙梗進(jìn)行烘干，測定其中主要的物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表I所示。表I發(fā)酵前后煙梗中的物質(zhì)含量變化
檢測項(xiàng)目_發(fā)酵前煙梗發(fā)酵后煙梗
干基重(kg)13.511.5
還原糖含量(%)21.099.89
總糖含量(％)22.4110.87
果膠酸含量(%)11.3810.10
淀粉含量(％)2.091.63
煙堿含量(％)0.5470.622
煙堿總量(g)73.8571.53
總氮含量(％)1.471.54
總氮總量(g)198.5177.1
糖堿比40.9717.48
糖氮比15.247.06由表I可知，煙梗經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，其干重減少，主要原因是黑曲霉微生物分解了煙梗中的大分子物質(zhì)并消耗了部分小分子物質(zhì)。發(fā)酵后果膠酸、淀粉及蛋白質(zhì)含量降低，說明本發(fā)明的微生物可將煙梗中的大分子物質(zhì)降解成易溶于水的小分子物質(zhì)，因此減少了蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等物質(zhì)的殘留對煙草薄片質(zhì)量的影響。另外，與未處理的煙梗相比，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后煙梗的糖堿比以及糖氮比更趨于合理，提高了煙梗的吸食品質(zhì)，進(jìn)而可提高煙草薄片的質(zhì)量。本實(shí)施例中，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)為80%，發(fā)酵罐的總裝料系數(shù)可達(dá)到60%，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵方法(150L固態(tài)發(fā)酵罐中物料厚度最大為13 16cm，總裝料系數(shù)為28. 9 35.6% )相比，大大提高了固態(tài)發(fā)酵罐的裝料系數(shù)及空間利用率。實(shí)施例2150L固態(tài)發(fā)酵容器中的煙梗固態(tài)發(fā)酵一培養(yǎng)框錯開堆疊I.黑曲霉種子液的制備I)斜面培養(yǎng)將黑曲霉(Aspergillus niger,中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection)保藏并提供的 40431-黑曲霉)劃線接種于 PDA斜面，在30°C下培養(yǎng)5d，4°C冰箱保存。2)黑曲霉孢子懸浮液的制備在黑曲霉PDA斜面中加入一定量事先滅菌的無菌水，用接種鏟將黑曲霉孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已滅菌的三角瓶中，玻璃珠震蕩打散，獲得黑曲霉孢子懸浮液；其中孢子的濃度為 IO7 個 /ml。3)黑曲霉種子液的制備在8個IOOOmL三角瓶中各加入過36目篩的煙葉粉末(干基)25g，加水500mL， 在121 C下滅囷20min，冷卻至室溫(30 C )后，各接入黑曲霉抱子懸浮液30mL，搖瓶控制為 160r/min，在30°C下培養(yǎng)2d，獲得搖瓶培養(yǎng)好的黑曲霉種子液。2.在150L固態(tài)發(fā)酵容器中進(jìn)行煙梗的固態(tài)發(fā)酵以150L固態(tài)發(fā)酵容器(也稱為發(fā)酵罐)作為發(fā)酵室，并在該發(fā)酵容器內(nèi)加入接種后的煙梗進(jìn)行發(fā)酵，具體為先在一滾筒罐中加入煙梗(干基)12kg，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)噴淋加入80°C水 7. 2L，攪拌均勻，保溫30min。冷卻至30°C后加入另一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)接入黑曲霉種子液3. 84L，攪拌均勻；其中滾筒罐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為10 30r/min。將接種后的煙梗分別裝入6個培養(yǎng)框(內(nèi)徑大小為36X32X 15cm，網(wǎng)眼大小35X6mm，如圖3和圖 4所示)中，每個培養(yǎng)框中的煙梗為3. 84kg，煙梗培養(yǎng)基的厚度為12cm。將上述培養(yǎng)框錯開堆疊(如圖7所示)于已蒸汽滅菌30min的150L固體發(fā)酵罐內(nèi)的不銹鋼篩板上，堆疊3 層，在30°C下發(fā)酵5d。發(fā)酵期間通入溫度為25°C、濕度為90%的無菌空氣，通風(fēng)量為150L/ min,壓力為 lkg/cm2。固態(tài)發(fā)酵結(jié)束后，通過吸塵器分離收集煙梗表面的黑曲霉孢子。3.發(fā)酵前后煙梗成分含量固態(tài)發(fā)酵結(jié)束并除去黑曲霉孢子后，取一定煙梗進(jìn)行烘干，測定其中主要的物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。表2發(fā)酵前后煙梗中的物質(zhì)含量變化_檢測項(xiàng)目_發(fā)酵前煙梗發(fā)酵后煙梗
干基重(kg)129.5
還原糖含量(％)21.0912.59
總糖含量(％)22.4113.20
果膠酸含量(％)11.3810.70
淀粉含量(％)2.091.16
_5] 煙堿含量(％)0.5470.628
煙堿總量(g)65.6459.66
總氮含量(％)1.471.449
總氮總量(g)176.4137.7
糖堿比40.9721.02
糖氮比15.249.12由表2可知，煙梗經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，其干重減少，主要原因是黑曲霉微生物分解了煙梗中的大分子物質(zhì)并消耗了部分小分子物質(zhì)。發(fā)酵后果膠酸、淀粉及蛋白質(zhì)含量降低，說明本發(fā)明的微生物可將煙梗中的大分子物質(zhì)降解成易溶于水的小分子物質(zhì)，因此減少了蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等物質(zhì)的殘留對煙草薄片質(zhì)量的影響。另外，與未處理的煙梗相比，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后所得煙梗的糖堿比以及糖氮比更趨于合理，可提高煙梗的吸食品質(zhì)，進(jìn)而可提高煙草薄片的質(zhì)量。本實(shí)施例中，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)為80%，發(fā)酵罐的總裝料系數(shù)可達(dá)到57%，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵方法(150L固態(tài)發(fā)酵罐中物料厚度最大為13 16cm，總裝料系數(shù)為28. 9 35.6% )相比，大大提高了固態(tài)發(fā)酵罐的裝料系數(shù)及空間利用率。實(shí)施例3發(fā)酵室內(nèi)的煙梗固態(tài)發(fā)酵-培養(yǎng)框直立堆疊I.黑曲霉種子液的制備I)斜面培養(yǎng)將黑曲霉(Aspergillus niger,中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection)保藏并提供的 40431-黑曲霉)劃線接種于 PDA斜面，30°C培養(yǎng)5d，4°C冰箱保存。2)黑曲霉孢子懸浮液的制備及搖瓶培養(yǎng)在黑曲霉PDA斜面中加入一定量事先滅菌的無菌水，用接種鏟將黑曲霉孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已滅菌的三角瓶中，玻璃珠震蕩打散，獲得黑曲霉孢子懸浮液；其中孢子的濃度為 IO7 個 /ml。在8個IOOOmL三角瓶中各加入過36目篩的煙葉粉末(干基)25g，加水500mL，在 121°C下滅菌20min，冷卻至30°C后，各接入黑曲霉孢子懸浮液50mL，搖瓶控制為160r/min， 在30°C下培養(yǎng)2d，獲得搖瓶培養(yǎng)好的黑曲霉種子液。3)黑曲霉一級種子液的制備在一級種子罐中加入已過36目篩的煙葉粉末(干基)2kg，加水40L，蒸汽滅菌 20min,冷卻至30°C，接入黑曲霉種子液4L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，30°C培養(yǎng)2d，獲得黑曲霉一級種子液4)黑曲霉二級種子液的制備在二級種子罐中加入已過40目篩的煙葉粉末(干基)20kg，加水400L，蒸汽滅菌
1120min,冷卻至30°C，接入黑曲霉種子液42L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，30°C培養(yǎng)2d，獲得黑曲霉二級種子液。2.煙梗的固態(tài)發(fā)酵將IlOOkg煙梗輸送至滾筒罐中，調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)以噴淋的方式加入75°C的水660kg，保溫30min。待煙梗冷卻至30°C的室溫后，輸送至另一滾筒罐中， 調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將440L黑曲霉二級種子液噴至煙梗表面，使之分布均勻；其中滾筒罐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為10 30r/min。將接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框(外部尺寸37X30X27cm,內(nèi)部尺寸35X28X25cm,網(wǎng)眼大小:30 X 4mm，如圖3和圖4所示)中，每個培養(yǎng)框里的煙梗為2. 6kg，厚度為20. Ocm0將培養(yǎng)框直立堆疊(如圖5所示)于可移動的倉儲籠(倉儲籠尺寸80X70cm)上，堆疊7層，每個倉儲籠裝28個培養(yǎng)框(相當(dāng)于四摞培養(yǎng)框)，每一擦培養(yǎng)框之間的間距為5cm。將30個倉儲籠放置于已用蒸汽滅菌30min并冷卻至30°C的發(fā)酵室(內(nèi)部尺寸4. 2X4. 0X2. 0m，如圖6所示)中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)溫度為30°C，培養(yǎng)5d。發(fā)酵期間根據(jù)發(fā)酵情況通入溫度為30°C、濕度為95%的無菌空氣。發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行抽吸黑曲霉孢子，孢子可用于制備黑曲霉孢子懸浮液，而發(fā)酵后的煙梗經(jīng)處理(如烘干處理)后可以用作造紙法煙草薄片的原料。取本實(shí)施例除去黑曲霉孢子后獲得的發(fā)酵后的煙梗進(jìn)行烘干，測定其中主要的物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，煙梗經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，其干重減少，主要原因是黑曲霉微生物分解了煙梗中的大分子物質(zhì)并消耗了部分小分子物質(zhì)。發(fā)酵后果膠酸、淀粉及蛋白質(zhì)含量降低，說明本發(fā)明的微生物可將煙梗中的大分子物質(zhì)降解成易溶于水的小分子物質(zhì)，因此減少了蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等物質(zhì)的殘留對煙草薄片質(zhì)量的影響。另外，與未處理的煙梗相比，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后煙梗的糖堿比以及糖氮比更趨于合理，提高了煙梗的吸食品質(zhì)，進(jìn)而可提高煙草薄片的質(zhì)量。本實(shí)施例中，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)為80%，發(fā)酵室的總裝料系數(shù)可達(dá)到50%，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵裝置(總裝料系數(shù)一般為20 30% )相比，大大提高了發(fā)酵室的空間利用率。實(shí)施例4發(fā)酵室內(nèi)的煙梗固態(tài)發(fā)酵一培養(yǎng)框錯開堆疊I.黑曲霉種子液的制備I)斜面培養(yǎng)將黑曲霉劃線接種于PDA斜面，30°C培養(yǎng)5d，4°C冰箱保存。2)黑曲霉孢子懸浮液的制備及搖瓶培養(yǎng)在黑曲霉PDA斜面中加入一定量事先滅菌的無菌水，用接種鏟將黑曲霉孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已滅菌的三角瓶中，玻璃珠震蕩打散，獲得黑曲霉孢子懸浮液；其中孢子的濃度為 IO7 個 /ml。在8個IOOOmL三角瓶中各加入過36目篩的煙葉粉末(干基)25g，加水500mL，在 121°C下滅菌20min，冷卻至32°C，各接入黑曲霉孢子懸浮液30mL，搖瓶控制為160r/min，在 320C下培養(yǎng)2d，獲得搖瓶培養(yǎng)好的黑曲霉種子液。3)黑曲霉一級種子液的制備在一級種子罐中加入已過60目篩的煙葉粉末(干基)2kg，加水40L，蒸汽滅菌20min,冷卻至30°C，接入黑曲霉種子液4L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，30°C培養(yǎng)2d，獲得黑曲霉一級種子液。4)黑曲霉二級種子液的制備在二級種子罐中加入已過60目篩的煙葉粉末(干基)30kg，加水600L，蒸汽滅菌 20min，冷卻至32°C，接入黑曲霉種子液40L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，32°C培養(yǎng)2d，獲得黑曲霉二級種子液。2.煙梗的固態(tài)發(fā)酵將1640kg煙梗輸送至滾筒罐中，調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)以噴淋的方式加入80°C的水984kg，保溫30min。待煙梗冷卻至30°C的室溫后，輸送至另一滾筒罐中， 調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將656L黑曲霉二級種子液噴至煙梗表面，使之分布均勻；其中滾筒罐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為10 30r/min。將接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框(外部尺寸70X32X27cm,內(nèi)部尺寸68X30X25cm,網(wǎng)眼大小:40 X 5_，如圖3和圖4所示)中，每個培養(yǎng)框里的煙梗為6. 5kg，厚度為20cm。將培養(yǎng)框錯開堆疊(如圖7所示)于可移動的倉儲籠(倉儲籠尺寸75X75cm)上,堆疊7層,每個倉儲籠裝14個培養(yǎng)框(相當(dāng)于兩擦培養(yǎng)框)，培養(yǎng)框與培養(yǎng)框之間的間距為5cm。將36個倉儲籠放置于已用蒸汽滅菌30min并冷卻至30°C的發(fā)酵室(內(nèi)部尺寸4. 5X4. 5X2. 0m，如圖6所示)中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)條溫度為30°C，培養(yǎng)5d。發(fā)酵期間，通入溫度為32°C、濕度為85%的無菌空氣。發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行抽吸黑曲霉孢子，孢子可用于制備黑曲霉孢子懸浮液，而發(fā)酵后的煙梗經(jīng)處理后可以用作造紙法煙草薄片的原料。本實(shí)施例中，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)為80%， 發(fā)酵室的總裝料系數(shù)可達(dá)到50%，提高了發(fā)酵室的裝料系數(shù)，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵裝置(總裝料系數(shù)一般為20 30% )相比，大大提高了發(fā)酵室的空間利用率。取本實(shí)施例除去黑曲霉孢子后獲得的發(fā)酵后的煙梗進(jìn)行烘干，測定其中主要的物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，煙梗經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，其干重減少，主要原因是黑曲霉微生物分解了煙梗中的大分子物質(zhì)并消耗了部分小分子物質(zhì)。發(fā)酵后果膠酸、淀粉及蛋白質(zhì)含量降低，說明本發(fā)明的微生物可將煙梗中的大分子物質(zhì)降解成易溶于水的小分子物質(zhì)，因此減少了蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等物質(zhì)的殘留對煙草薄片質(zhì)量的影響。另外，與未處理的煙梗相比，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后煙梗的糖堿比以及糖氮比更趨于合理，提高了煙梗的吸食品質(zhì)，進(jìn)而可提高煙草薄片的質(zhì)量。實(shí)施例5150L固態(tài)發(fā)酵容器中的煙梗固態(tài)發(fā)酵一培養(yǎng)框直立堆疊I.黑曲霉種子液的制備I)斜面培養(yǎng)將黑曲霉(Aspergillus niger,中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection)保藏并提供的 40431-黑曲霉)劃線接種于 PDA斜面，32°C培養(yǎng)4d，4°C冰箱保存。2)黑曲霉孢子懸浮液的制備及搖瓶培養(yǎng)在黑曲霉PDA斜面中加入一定量事先滅菌的無菌水，用接種鏟將黑曲霉孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已滅菌的三角瓶中，玻璃珠震蕩打散，獲得黑曲霉孢子懸浮液；其中孢子的濃度為 IO7 個 /ml。在8個IOOOmL的三角瓶中各加入過60目篩的煙葉粉末(干基)25g，加水500mL，在121 C下滅囷30min，冷卻至室溫(此處室溫為30 C )后，各接入黑曲霉抱子懸浮液 IOOmL,搖瓶控制為160r/min，在32°C下培養(yǎng)3d，獲得搖瓶培養(yǎng)好的黑曲霉種子液。3)黑曲霉一級種子液的制備在一級種子罐中加入已過60目篩的煙葉粉末(干基)2kg，加水40L，蒸汽滅菌 20min，冷卻至32°C，接入黑曲霉種子液6L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，32°C培養(yǎng)3d，獲得黑曲霉一級種子液。4)黑曲霉二級種子液的制備在二級種子罐中加入已過40目篩的煙葉粉末(干基)20kg，加水400L，蒸汽滅菌 20min,冷卻至30°C，接入黑曲霉種子液10L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，30°C培養(yǎng)ld，獲得黑曲霉二級種子液。2.煙梗的固態(tài)發(fā)酵將IlOOkg煙梗輸送至滾筒罐中，調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)以噴淋的方式加入75°C的水660kg，保溫30min。待煙梗冷卻至30°C的室溫后，輸送至另一滾筒罐中， 調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將440L黑曲霉二級種子液噴至煙梗表面，使之分布均勻；其中滾筒罐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為10 30r/min。將接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框(外部尺寸37X30X27cm,內(nèi)部尺寸35X28X25cm,網(wǎng)眼大小:30 X 4mm，如圖3和圖4所示)中，每個培養(yǎng)框里的煙梗為2. 6kg，厚度為20. Ocm0將培養(yǎng)框直立堆疊(如圖5所示)于可移動的倉儲籠(倉儲籠尺寸80X70cm)上，堆疊7層，每個倉儲籠裝28個培養(yǎng)框(相當(dāng)于四摞培養(yǎng)框)，每一擦培養(yǎng)框之間的間距為5cm。將30個倉儲籠放置于已用蒸汽滅菌30min并冷卻至30°C的發(fā)酵室(內(nèi)部尺寸4. 2X4. 0X2. 0m，如圖6所示)中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)溫度為30°C，培養(yǎng)5d。發(fā)酵期間根據(jù)發(fā)酵情況須通入溫度為28°C、濕度為95% 的無菌空氣。發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行抽吸黑曲霉孢子，孢子可用于制備黑曲霉孢子懸浮液，而發(fā)酵后的煙梗經(jīng)處理后可以用作造紙法煙草薄片的原料。本實(shí)施例中，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)為80%， 發(fā)酵室的總裝料系數(shù)可達(dá)到50%，提高了發(fā)酵室的裝料系數(shù)，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵裝置(總裝料系數(shù)一般為20 30% )相比，大大提高了發(fā)酵室的空間利用率。取本實(shí)施例除去黑曲霉孢子后獲得的發(fā)酵后的煙梗進(jìn)行烘干，測定其中主要的物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，煙梗經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，其干重減少，主要原因是黑曲霉微生物分解了煙梗中的大分子物質(zhì)并消耗了部分小分子物質(zhì)。發(fā)酵后果膠酸、淀粉及蛋白質(zhì)含量降低，說明本發(fā)明的微生物可將煙梗中的大分子物質(zhì)降解成易溶于水的小分子物質(zhì)，因此減少了蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等物質(zhì)的殘留對煙草薄片質(zhì)量的影響。另外，與未處理的煙梗相比，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后煙梗的糖堿比以及糖氮比更趨于合理，提高了煙梗的吸食品質(zhì)，進(jìn)而可提高煙草薄片的質(zhì)量。實(shí)施例6150L固態(tài)發(fā)酵容器中的煙梗固態(tài)發(fā)酵-培養(yǎng)框直立堆疊I.米曲霉種子液的制備I)斜面培養(yǎng)將米曲霉(Aspergillus oryzae,中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection)保藏并提供的2406-米曲霉)劃線接種于PDA斜面，32°C培養(yǎng)4d，4°C冰箱保存。2)米曲霉孢子懸浮液的制備及搖瓶培養(yǎng)在黑曲霉PDA斜面中加入一定量事先滅菌的無菌水，用接種鏟將黑曲霉孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已滅菌的三角瓶中，玻璃珠震蕩打散，獲得黑曲霉孢子懸浮液；其中孢子的濃度為 IO7 個 /ml。在8個IOOOmL的三角瓶中各加入過60目篩的煙葉粉末(干基)25g，加水500mL， 在121 C下滅囷30min，冷卻至室溫(此處室溫為30 C )后，各接入黑曲霉抱子懸浮液 IOOmL,搖瓶控制為160r/min，在32°C下培養(yǎng)3d，獲得搖瓶培養(yǎng)好的黑曲霉種子液。3)米曲霉一級種子液的制備在一級種子罐中加入已過40目篩的煙葉粉末(干基)2kg，加水40L，蒸汽滅菌 30min，冷卻至32°C，接入黑曲霉種子液6L，攪拌200r/min，通氣量為lvvm，32°C培養(yǎng)2d，獲得米曲霉一級種子液。2.煙梗的固態(tài)發(fā)酵將I IOOkg煙梗輸送至滾筒罐中，調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)以噴淋的方式加入75°C的水660kg，保溫30min。待煙梗冷卻至30°C的室溫后，輸送至另一滾筒罐中， 調(diào)整滾筒罐轉(zhuǎn)速，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將440L米曲霉一級種子液噴至煙梗表面，使之分布均勻；其中滾筒罐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為10 30r/min。將接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框(外部尺寸37X30X27cm,內(nèi)部尺寸35X28X25cm,網(wǎng)眼大小:30 X 4mm，如圖3和圖4所示)中，每個培養(yǎng)框里的煙梗為2. 6kg，厚度為20. Ocm0將培養(yǎng)框直立堆疊(如圖5所示)于可移動的倉儲籠(倉儲籠尺寸80X70cm)上，堆疊7層，每個倉儲籠裝28個培養(yǎng)框(相當(dāng)于四摞培養(yǎng)框)，每一擦培養(yǎng)框之間的間距為5cm。將30個倉儲籠放置于已用蒸汽滅菌30min并冷卻至30°C的發(fā)酵室(內(nèi)部尺寸4. 2X4. 0X2. 0m，如圖6所示)中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)溫度為30°C，培養(yǎng)5d。發(fā)酵期間根據(jù)發(fā)酵情況須通入溫度為20°C、濕度為90% 的無菌空氣。發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行抽吸米曲霉孢子，孢子可用于制備米曲霉孢子懸浮液，而發(fā)酵后的煙梗經(jīng)處理后可以用作造紙法煙草薄片的原料。本實(shí)施例中，培養(yǎng)框的裝料系數(shù)為80%， 發(fā)酵室的總裝料系數(shù)可達(dá)到50%，提高了發(fā)酵室的裝料系數(shù)，與傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵裝置(總裝料系數(shù)一般為20 30% )相比，大大提高了發(fā)酵室的空間利用率。取本實(shí)施例除去米曲霉孢子后獲得的發(fā)酵后的煙梗進(jìn)行烘干，測定其中主要的物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，煙梗經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后，其干重減少，主要原因是米曲霉微生物分解了煙梗中的大分子物質(zhì)并消耗了部分小分子物質(zhì)。發(fā)酵后果膠酸、淀粉及蛋白質(zhì)含量降低，說明本發(fā)明的微生物可將煙梗中的大分子物質(zhì)降解成易溶于水的小分子物質(zhì)，因此減少了蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等物質(zhì)的殘留對煙草薄片質(zhì)量的影響。另外，與未處理的煙梗相比，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后煙梗的糖堿比以及糖氮比更趨于合理，提高了煙梗的吸食品質(zhì)，進(jìn)而可提高煙草薄片的質(zhì)量。實(shí)施例7上述實(shí)施例1-6所使用的煙梗培養(yǎng)框、煙梗的固態(tài)發(fā)酵裝置，具體為如圖3所示的煙梗培養(yǎng)框，包括方形底壁(如圖4所示)和垂直連接方形底壁的四個方形側(cè)壁，所述方形底壁上和四個方形側(cè)壁上均設(shè)有整齊排列的多個方形網(wǎng)眼。
較佳的，每個培養(yǎng)框的外部尺寸為長為30 70cm，寬為20 50cm，高為15 40cm ;每個培養(yǎng)框的內(nèi)部尺寸為長為25 65cm,寬為15 45cm,高為13 38cm。較佳的,所述方形網(wǎng)眼3的尺寸為長X寬為(20 50)mmX (3 7)mm ;即方形網(wǎng)眼的長為20 5Ctam,寬為3 7臟。一種煙梗的固態(tài)發(fā)酵裝置，包括如圖6和圖8所示的發(fā)酵室或發(fā)酵容器，所述發(fā)酵室或發(fā)酵容器內(nèi)設(shè)有多個可移動的倉儲籠，每個倉儲籠上設(shè)有多摞上述的煙梗培養(yǎng)框。較佳的，每一倉儲籠上堆疊2-4摞煙梗培養(yǎng)框；每一摞培養(yǎng)框由直立堆疊的3-8層的培養(yǎng)框組成(如圖5所示)或由錯開堆疊的3-8層的培養(yǎng)框組成(如圖7所示)。
權(quán)利要求
1. 一種煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，包括如下步驟·1.煙梗的滅菌將煙梗加入一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)加入一定量的熱水并保持20 50min，煙梗均勻吸水后得到濕潤煙梗；·2.煙梗的微生物接種待步驟I獲得的濕潤煙梗冷卻至室溫后，加入另一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)加入一定量的微生物種子液，并使微生物種子液分布均勻，獲得接種后的煙梗；·3.煙梗的固態(tài)發(fā)酵將步驟2獲得的接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，再將裝有接種后的煙梗的培養(yǎng)框堆疊于可移動的倉儲籠上，將倉儲籠放置于發(fā)酵容器內(nèi)或發(fā)酵室內(nèi)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后對煙梗進(jìn)行抽吸微生物孢子，獲得發(fā)酵后的煙梗；或者將步驟2獲得的接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，再將裝有接種后的煙梗的培養(yǎng)框直接堆疊于發(fā)酵容器內(nèi)進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后對煙梗進(jìn)行抽吸微生物孢子，獲得發(fā)酵后的煙梗。
2.如權(quán)利要求I所述的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，步驟I中，所述煙梗滅菌時(shí)熱水的加入采用噴淋的方式加入；步驟I中，煙梗的干基質(zhì)量與所加入的熱水的質(zhì)量比為 10 (4 12)，所加入的熱水的水溫為60 90°C。
3.如權(quán)利要求I所述的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，步驟2中，所述微生物為黑曲霉或米曲霉。
4.如權(quán)利要求I所述的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，步驟2中，所述微生物種子液的接種體積量為接種前煙梗濕基總重量的10 30%。
5.如權(quán)利要求I所述的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，步驟3中，裝入培養(yǎng)框內(nèi)的煙梗的體積為培養(yǎng)框體積的60 80%，培養(yǎng)框內(nèi)的煙梗的厚度為7.8 ~ 30cm ；步驟3中，所述發(fā)酵容器或發(fā)酵室使用時(shí)先進(jìn)行滅菌；步驟3中，固態(tài)發(fā)酵期間，通入溫度為20 40°C、濕度為80 100%的無菌空氣進(jìn)行通風(fēng)；固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)溫度為30 32°C，且培養(yǎng)4 6天。
6.如權(quán)利要求I所述的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，步驟3中，所述培養(yǎng)框包括方形底壁和垂直連接方形底壁的四個方形側(cè)壁，所述方形底壁和四個方形側(cè)壁上均設(shè)有整齊排列的多個方形網(wǎng)眼；步驟3中，所述培養(yǎng)框堆疊于可移動的倉儲籠上時(shí)，每一倉儲籠上堆疊2-4摞培養(yǎng)框， 且堆疊好的每一倉儲籠上的一摞培養(yǎng)框與鄰近一摞培養(yǎng)框之間的橫向間距為5 20cm ；步驟3中，所述培養(yǎng)框的堆疊方式為直立堆疊或錯開堆疊。
7.如權(quán)利要求6所述的煙梗的固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于，步驟3中，所述培養(yǎng)框的外部尺寸為長為30 70cm，寬為20 50cm，高為15 40cm ； 所述培養(yǎng)框的內(nèi)部尺寸為長為25 65cm,寬為15 45cm,高為13 38cm ；所述方形網(wǎng)眼的長為20 50mm,寬為3 7_ ；步驟3中，所述倉儲籠的長為70 85cm，寬為70 85cm ；步驟3中，所述發(fā)酵室的內(nèi)部尺寸為長為4 6m,寬為4 6m,高為2 4m ;所述發(fā)酵容器的內(nèi)部尺寸為長為70 100cm，寬為30 50cm，高為40 60cm。
8.一種煙梗培養(yǎng)框，其特征在于，包括方形底壁和垂直連接方形底壁的四個方形側(cè)壁， 所述方形底壁上和四個方形側(cè)壁上均設(shè)有整齊排列的多個方形網(wǎng)眼。
9.如權(quán)利要求8所述的煙梗培養(yǎng)框，其特征在于，每個培養(yǎng)框的外部尺寸為長為 30 70cm,寬為20 50cm,高為15 40cm ;每個培養(yǎng)框的內(nèi)部尺寸為長為25 65cm, 寬為15 45cm,高為13 38cm ;所述方形網(wǎng)眼的長為20 50mm,寬為3 7_。
10.一種煙梗的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，包括發(fā)酵室或發(fā)酵容器，所述發(fā)酵室或發(fā)酵容器內(nèi)設(shè)有多個可移動的倉儲籠，每個倉儲籠上堆疊2-4擦培養(yǎng)框；每擦培養(yǎng)框由直立堆疊的3-8層權(quán)利要求8或9所述的煙梗培養(yǎng)框組成或由錯開堆疊的3-8層權(quán)利要求8或 9所述的煙梗培養(yǎng)框組成；堆疊好的每一倉儲籠上的一摞培養(yǎng)框與鄰近一摞培養(yǎng)框之間的橫向間距為5 20cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種適合于煙梗固態(tài)發(fā)酵的新體系及相應(yīng)的煙梗固態(tài)發(fā)酵方法。具體為將煙梗加入一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)加入一定量的熱水，使煙梗吸水，保持30min；冷卻至室溫，將吸水后的煙梗加入另一滾筒罐中，在滾筒罐旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，加入一定量的微生物種子液進(jìn)行微生物接種；接種后的煙梗裝入培養(yǎng)框中，為滿足通風(fēng)、提高裝料率的要求，將培養(yǎng)框按一定方式堆疊于可移動的倉儲籠上，將倉儲籠置于發(fā)酵室或發(fā)酵容器中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，并根據(jù)需要進(jìn)行通風(fēng)操作，發(fā)酵結(jié)束后抽吸微生物孢子。本發(fā)明能夠提高煙梗固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化水平，提高固態(tài)發(fā)酵物料的空間裝料系數(shù)，從而提高煙梗固態(tài)發(fā)酵的生產(chǎn)效率。
文檔編號A24B15/20GK102578696SQ20121004936
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者于興偉, 張晨, 湯朝起, 盛科, 許贛榮 申請人:上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司, 江南大學(xué)