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烟草是我国重要且特殊的经济作物,工业上常用自然发酵法改善烟草品质,该法发酵周期长、成本难控制。微生物发酵可缩短发酵周期同时提高烟草吸食品质,逐渐成为烟草行业的重要加工技术手段,但现有微生物发酵烟草技术尚不成熟,应用受限。本文通过筛选食品工业常用微生物,调控外加碳源、氮源及发酵时间等,优化了植物乳杆菌发酵烟草的最佳发酵工艺,在此基础上研究了发酵过程中烟草主要化学成分的变化,最后采用偏最小二乘回归法(PLSR)探究发酵烟草化学指标与感官指标的相关关系。研究结果如下:采用单因素结合因素交互作用影响试验优化出烟草最佳发酵工艺为:植物乳杆菌接种量0.8‰、葡萄糖浆5‰、大豆蛋白肽0.05‰、发酵时间8 d,在此工艺条件下,烟草淀粉含量降幅最大,为44.8%。3种微生物发酵烟草感官品质优劣顺序为:植物乳杆菌>米曲霉>黑曲霉,植物乳杆菌发酵各产区烟草水溶性总糖、还原糖含量均高于米曲霉、黑曲霉发酵烟草。植物乳杆菌发酵烟草过程中各化学成分变化有差异。各产区烟草发酵0～14 d,水溶性总糖及还原糖含量先快速上升后缓慢下降;总氮、蛋白质含量0～2 d快速下降,2～14d缓慢下降;发酵0～5 d总挥发酸含量无明显变化,5～14 d迅速上升,发酵0～14 d总挥总发碱含量缓慢上升;游离氨基酸总含量在发酵0～8 d呈下降趋势,8 d后保持平稳;发酵过程中共检测到65种挥发性香气物质,其中含氮化合物含量占比最大,达51.39～56.61%,发酵后新增11种香气物质。综合PCA分析、差异性分析和PLSR分析结果发现15个产区发酵烟草化学指标及感官指标存在显著性差异(p<0.05),且两指标间存在明显相关关系。云南临沧产区发酵烟草香气量及余味评分显著高于其它产区发酵烟草(p<0.05);江西产区发酵烟草莨菪亭及石油醚提取物含量显著高于其它产区发酵烟草(p<0.05);贵州产区发酵烟草总植物碱及总氮含量显著高于其它产区发酵烟草(p<0.05);各产区发酵烟草水溶性总糖、苏氨酸及绿原酸等与香气量呈明显正相关;氮碱比、酪氨酸及石油醚提取物等与刺激性呈明显正相关;水溶性总糖、丙氨酸及绿原酸等与余味呈明显正相关。