论文部分内容阅读
尼古丁不仅存在于烟草制品中,而且在烟草生产加工过程中会产生大量富含尼古丁的固液体废弃物,对人类的健康和环境污染具有潜在的危害。利用微生物降低烟叶中的尼古丁含量和环境中的尼古丁污染日益受到人们的重视。同时,微生物和生物酶可以促进烟叶的醇化过程,改善烟叶的品质。本研究从烟草根际土壤中富集分离尼古丁降解微生物的基础上,对一株高效的尼古丁降解细菌进行了鉴定和尼古丁降解条件的研究。并探讨了生物酶制剂在烟叶醇化中的应用。本论文的主要实验结果如下:
1)尼古丁降解细菌的筛选。从五个土壤样品中共分离得到26株能以尼古丁作为唯一碳氮源的细菌,经过尼古丁降解活性检测得到12株具有高效降解尼古丁的菌株,大部分菌株鉴定后为已报道的假单胞菌和节杆菌属,其中ND12菌株的形态学特征和假单胞菌和节杆菌属不同,有可能为新的尼古丁降解细菌,所以本研究选择ND12菌株作为进一步研究的对象。
2)ND12菌株的鉴定和尼古丁降解的最适条件。通过形态学观察、生理生化特征、16SrRNA序列同源性比较和系统发育分析,ND12菌株被鉴定为不动杆菌(Acinetobactersp.)ND12。ND12菌株最适的生长条件为温度28℃、pH4.0~6.0和尼古丁浓度为2.5g/L。ND12菌株在14h内能够完全降解1.0g/L的尼古丁。
3)ND12菌株的休止细胞制备和尼古丁降解条件。分别制备ND12菌株的尼古丁诱导型和非诱导型休止细胞,发现两种休止细胞都能够降解纯尼古丁,同时尼古丁诱导型休止细胞降解尼古丁的速率更快。ND12菌株尼古丁诱导型休止细胞在13h内可以将1.0g/L的尼古丁完全降解,而非诱导型休止细胞在相同条件下的尼古丁降解率仅为60%。此外,尼古丁诱导型休止细胞在11h内能够降解烟叶中90%的尼古丁说明ND12菌株具有降低烟草中尼古丁含量的应用潜力。
4)ND12菌株尼古丁代谢产物的检测和代谢途径推测。通过HPLC对ND12菌株不同尼古丁降解时间点产物的检测,并与假单胞菌和节杆菌进行了比较,结果表明ND12菌株的尼古丁代谢产物和假单胞菌比较接近,由此推测两者可能具有相似的代谢途径。
5)生物酶制剂促进烟叶醇化实验。组配酶制剂和烟草复合酶用于两个品种和等级的四个烟叶样品进行醇化试验。结果表明经过酶制剂处理的烟叶样品的主要化学成分变化明显,感官评吸结果表明生物酶制剂能够明显提高上部烟叶和中部烟叶的的香气量,愉悦性等品质,同时烟叶的杂气和刺激性等下降。生物酶制剂加速烟叶醇化进程,有效促进烟叶内含物质的降解转化,增加烟叶香气成分,提升烟叶的吸食品质。
本论文的创新性主要体现在以下方面:
(1)从烟草栽培土壤中筛选得到一株尼古丁降解细菌,根据形态学特征、生理生化性质和16SrRNA序列把该细菌鉴定为不动杆菌(Acinetobactersp.)ND12。
(2)对不动杆菌(Acinetobactersp.)ND12降解尼古丁的最适条件进行了分析,对尼古丁代谢产物的出峰时间进行了检测和比较,对其降解尼古丁的代谢途径进行了推测。