煙草源微生物及其應(yīng)用研究進展

徐清泉，李石頭，黃申，毛多斌

1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，浙江 杭州 310024；2.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001

0 引言

在煙草生長、調(diào)制和陳化過程中，煙葉表面、煙田土壤、煙草水浸提物都存在大量微生物，即煙草源微生物. 該類微生物是指除煙草內(nèi)生菌外，適應(yīng)并來源于煙草化學(xué)環(huán)境的微生物，包括可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)兩類. 不同微生物的功能和作用不同，在一定條件下，有些具有降解蛋白質(zhì)[1]、淀粉[2]、果膠[3]等煙草基本成分的作用，有些具有降解西柏烯類[4]、類胡蘿卜素[5]等煙草香味前體物的作用，還有一些具有降解煙堿[6]、甾醇[7]、香豆素[8]等有害化學(xué)成分的作用. 煙草源微生物的功能決定其可在一定程度上改變煙草的化學(xué)組成，進而改變煙草的吸味品質(zhì). 可見，合理利用煙草源微生物能夠增加卷煙香氣、強化風(fēng)格特征、減少雜氣、減輕刺激、降低危害，達到提升卷煙品質(zhì)的目的. 因此，煙草源微生物的分離鑒定和功能挖掘具有重要的研究價值. 本文擬對煙草源微生物的種類、功能及應(yīng)用進行綜述，分析該類微生物應(yīng)用中的瓶頸問題，并對該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展進行展望，旨在為煙草源微生物的挖掘、功能開發(fā)及其在煙草加工中的應(yīng)用提供參考.

1 微生物的來源與類型

關(guān)于煙草源微生物的研究最早可追溯到1858年，J.B.C.Koller[9]為了提升發(fā)酵速率，使用外源性釀酒酵母菌對煙葉進行發(fā)酵處理.此后，研究人員對煙草微生物的相關(guān)研究逐步展開.煙草源微生物按照來源，可分為煙葉表面微生物、煙田土壤微生物和再造煙葉濃縮液微生物等.

1.1 煙葉表面微生物

由于雪茄煙草品質(zhì)與發(fā)酵密切相關(guān)，因此，從煙表面分離微生物并進行雪茄處理的發(fā)酵技術(shù)研究成為微生物處理煙草最早的研究.19世紀(jì)末期，研究人員發(fā)現(xiàn)雪茄煙葉表面微生物主要是細菌和霉菌，并分離培養(yǎng)了部分細菌用于雪茄煙草發(fā)酵[10].1937年，J.J.Reid等[11]研究了雪茄煙葉在調(diào)制過程中的表面菌群組成及其變化，發(fā)現(xiàn)菌群主要由芽孢桿菌(Bacillus)、葡萄球菌(Staphylococcus)、曲霉菌(Aspergillus)、青霉菌(Penicillium)、根霉菌(Rhizopus)和毛霉菌(Mucor)組成，其中芽孢桿菌為優(yōu)勢種.W.G.Frankenburg[12]首次對美國種植的4個年份雪茄煙葉發(fā)酵前后煙堿含量變化進行了分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過發(fā)酵后的雪茄煙葉，煙堿含量均有不同程度降低，平均值降低了38%～57%，個別煙葉降低值高達97%.1950年，C.O.Jensen等[13]從發(fā)酵的威斯康星州雪茄煙葉中分離到7株細菌，其中4株在滅過菌煙草上生長時產(chǎn)生熱量，發(fā)現(xiàn)在某些階段發(fā)酵活躍的煙草表面含有7億/g細菌，發(fā)酵溫度隨細菌數(shù)量的增加而升高，細菌在雪茄煙葉整株調(diào)制過程中起主導(dǎo)作用.C.F.English等[14]從發(fā)酵的康涅狄格闊葉煙草表面分離出芽孢桿菌屬的嗜熱菌，包括枯草桿菌(Bacillus.subtilis)、凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus.coagulans)、巨大芽孢桿菌(Bacillus.megaterium)和羧狀芽孢桿菌(Bacillus.circulans)，且開發(fā)出可增強雪茄煙“出汗”作用的微生物，枯草芽孢桿菌和羧狀芽孢桿菌發(fā)酵賓夕法尼亞外包皮B包芯葉后產(chǎn)生一種使人愉快的香氣.對烤煙煙葉表面微生物菌群的分析及動態(tài)變化研究，國內(nèi)外學(xué)者已有大量報道. 韓錦峰等[15]考查了煙葉表面微生物在烤煙發(fā)酵進程中不同階段的變化，發(fā)現(xiàn)煙葉未發(fā)酵階段微生物的數(shù)量最多，且微生物數(shù)量隨著發(fā)酵時間的延長而逐漸減少，優(yōu)勢菌株為芽孢桿菌屬微生物. 此后，趙銘欽等[16]發(fā)現(xiàn)，在烤煙葉面微生物中，細菌占絕對優(yōu)勢并以芽孢桿菌屬為主，霉菌中青霉為優(yōu)勢菌群，放線菌(Actinomcycetes)中以鏈霉菌(Streptomyces)為主. 2007年，M.D.Giacomo等[17]分析烤煙表面微生物的動態(tài)變化后發(fā)現(xiàn)，在煙葉發(fā)酵期間，酵母菌、乳酸桿菌、葡萄球菌數(shù)量依次減少，隨著溫度和pH值的升高，芽孢桿菌和放線菌逐步成為優(yōu)勢菌. 2010年，J.W.Huang等[18]發(fā)現(xiàn)，陳化后的煙葉較陳化前細菌群落有所降低，但不可培養(yǎng)微生物更為豐富，且二者的優(yōu)勢菌均為芽孢桿菌、假單胞菌(Pseudomonadaceae). 2020年，Q.Y.Zhang等[19]系統(tǒng)考查了新鮮煙葉和陳化后煙葉的微生物群落變化，發(fā)現(xiàn)煙葉的優(yōu)勢微生物主要包括假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、甲基桿菌屬、不動桿菌屬、鞘氨醇單胞菌屬、新球孢菌屬和枝孢菌屬.

近年來，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，運用組學(xué)技術(shù)分析煙葉表面微生物種群及其變化已有不少研究成果. 2014年，伍雪瑩等[20]對云南昆明和河南襄縣陳化烤煙進行高通量測序和生物信息學(xué)鑒定，發(fā)現(xiàn)表面微生物優(yōu)勢種群為芽孢桿菌、腸桿菌(Enterobacteriaceae)、假單胞菌和黃單胞菌(Xanthomonadaceae). 2017年，蘇加坤等[21]運用宏基因組技術(shù)分析了陳化煙葉表面微生物，發(fā)現(xiàn)細菌中芽孢桿菌屬和假單胞菌屬為優(yōu)勢菌，真菌中的優(yōu)勢菌是曲霉屬. 2020年，牟丹等[22]從陳化煙葉表面分離細菌和真菌，細菌以芽孢桿菌屬為優(yōu)勢種群，真菌以曲霉屬和青霉屬為優(yōu)勢種群. 2021年，B.B.Hu等[23]系統(tǒng)研究了煙葉在烤制過程中微生物種群的變化，發(fā)現(xiàn)細菌群落的組成比較簡單，且優(yōu)勢種群占比較高，而真菌的多樣性明顯優(yōu)于細菌且種群更穩(wěn)定.

1.2 煙田土壤微生物

多年煙葉種植土壤中，也存在適應(yīng)煙草化學(xué)成分的微生物. 王家和[24]從不同煙區(qū)土壤中分離鑒定出包括腐霉菌(Pythiumspp.)，鐮刀菌(Fusariumspp.)、疫霉菌(Phytophthoraspp.)等13個類群的真菌區(qū)系.2005年，湛方棟等[25]對貴州烤煙的根際微生物進行研究發(fā)現(xiàn)，占有優(yōu)勢的細菌群、真菌群、放線菌群分別為假單胞桿菌、青霉屬和鏈霉菌屬.2006年，劉訓(xùn)理等[26]對煙草根系細菌的研究表明，芽孢桿菌屬、微球菌屬及假單胞菌屬微生物為優(yōu)勢種群. 2012年，王娜等[27]發(fā)現(xiàn)青霉屬、木霉屬(Trichoderma)、鐮孢菌屬(Fusarium)和曲霉屬為山東烤煙根系主要真菌種群. 2020年，李正風(fēng)等[28]考查了云南不同地區(qū)的煙田土壤中的真菌，發(fā)現(xiàn)鐮刀菌屬(Fusarium)真菌為煙田微生物優(yōu)勢菌屬. 總體而言，煙田土壤微生物的構(gòu)成與典型土壤微生物相似，但由于前者生長環(huán)境中含有煙草化學(xué)成分而稍有不同.

1.3 再造煙葉濃縮液微生物

再造煙葉濃縮液中的微生物源于加工原料(如煙片、煙梗、煙末等)，由于原料加工過程中存在高溫環(huán)節(jié)，因而其微生物組成又與原料中的微生物組成有差異. 2015年，H.G.Liu等[29]分析了廢次煙葉提取液中的細菌群落結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢門類和屬類分別為厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)和乳酸桿菌屬、賴氨酸桿菌屬. 同年，何厚龍[30]對廢煙葉提取濃縮液進行檢測發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢細菌和真菌分別為乳酸桿菌屬(Lactobacillus)和假絲酵母屬(Candida).2016年，陳小敏等[31]對煙葉表面微生物進行高通量測序發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌、假單胞菌及微球菌(Micrococcaceae)為優(yōu)勢細菌屬.同年，舒明等[32]考查了廢次煙末浸提液中的微生物種群，發(fā)現(xiàn)細菌數(shù)量豐富，芽孢桿菌屬為優(yōu)勢種屬.2019年，王充等[33]對再造煙葉濃縮液中微生物的多樣性進行測序，分析表明，真菌種群占80%以上，主要為釀酒酵母屬(Kazachstania)和假絲酵母屬，其余為細菌種群，主要為乳酸桿菌屬和鏈球菌屬(Streptococcus).

綜上所述，煙草源微生物來源主要包括煙葉表面、煙田土壤、再造煙葉濃縮液等，其類型主要包括細菌和真菌，其中細菌以芽孢桿菌、假單胞菌及微球菌為優(yōu)勢菌屬，真菌以酵母、曲霉和青霉為優(yōu)勢菌屬. 多數(shù)情況下，細菌為優(yōu)勢菌種，但再造煙葉濃縮液中也存在真菌占優(yōu)勢的情況.

2 煙草源微生物應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 煙葉發(fā)酵

煙草源微生物應(yīng)用于煙草發(fā)酵，最早的報道為1858年J.B.C.Koller[9]將酵母菌接種于雪茄煙中進行發(fā)酵，此后，利用煙草源微生物對雪茄和其他煙草進行發(fā)酵處理的研究報道不斷出現(xiàn). 20世紀(jì)70—80年代，在我國煙草工業(yè)打葉復(fù)烤尚未推廣之前，煙葉快速發(fā)酵為企業(yè)廣泛采用的煙葉處理方式；打葉復(fù)烤推廣之后，煙草企業(yè)普遍采用自然陳化方式，以改善煙草的吸食品質(zhì).然而，自然陳化存在周期長、占用庫存等問題，因此使用微生物發(fā)酵處理片煙或單料煙的研究應(yīng)運而生. 1997年，韓錦峰等[15]將從煙草中分離的優(yōu)勢菌混合接種于煙葉并進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)煙葉品質(zhì)得以改善，糖、蛋白質(zhì)和煙堿含量都明顯降低. 1998年，羅家基等[34]證實，接種芽孢桿菌屬微生物于煙葉中，發(fā)酵7 d后，低檔煙葉品質(zhì)提高，且發(fā)酵后的煙葉中氨基酸含量提高. 2012年，川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司[35]將蠟樣芽孢桿菌(Bacilluscereus)和解淀粉芽孢桿菌接種于烤煙并進行發(fā)酵10～40 d，發(fā)現(xiàn)煙草中纖維素、蛋白質(zhì)、果膠等含量明顯降低，評吸品質(zhì)與自然醇化煙葉相比，無明顯差異. 同年，李寧等[36]將一株具有降蛋白功能的蠟樣芽孢桿菌接種于發(fā)酵雪茄煙中，發(fā)現(xiàn)該菌的增香提質(zhì)作用明顯. 2017年，陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司[37]公布了一種用于煙葉快速發(fā)酵的復(fù)合芽孢桿菌制劑專利，該專利指出，用復(fù)合芽孢桿菌制劑對煙葉發(fā)酵24～60 h后，可明顯提高煙葉香氣質(zhì)、香氣量及甜感. 2019年，薛磊等[38]將一株具有蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶活性且可降解β-胡蘿卜素復(fù)合功能的芽孢桿菌YN14接種于煙絲表面并進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后的煙絲香氣質(zhì)和香氣量均得到改善，感官品質(zhì)得到提高.

隨著微生物技術(shù)的快速發(fā)展，利用其他煙草源微生物發(fā)酵處理煙葉的相關(guān)報道也不斷出現(xiàn). 2010年，黃曉春[39]利用一株具有降煙堿的節(jié)桿菌(Arthrobactersp.)處理煙葉5～7 d后，發(fā)現(xiàn)煙葉香氣量提高、香氣質(zhì)改善、刺激性減弱，綜合品質(zhì)得到明顯提高. 2017年，李勇等[40]將從廢棄紅大煙葉表面篩選得到的出芽短梗霉菌(Aureobasidiumpullulans)用于發(fā)酵煙葉5 d，發(fā)現(xiàn)處理后的煙絲雜氣減輕、刺激性減少，香氣質(zhì)明顯得到改善. 2017年，黃申等[41]將一株嗜麥芽窄食單胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia，H3-1)接種于新鮮煙葉上，烤制5～7 d后發(fā)現(xiàn)，煙葉中茄酮含量較對照組增加2倍，同時煙葉的吸食品質(zhì)得到提高. 2018年，四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院[42]利用霍氏腸桿菌處理煙葉以增加煙葉清甜香，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后煙葉中總糖含量提升至37.42%.

在利用細菌發(fā)酵煙葉以提升煙草品質(zhì)的同時，亦有關(guān)于真菌在煙葉增香提質(zhì)中應(yīng)用研究的報道. 2002年，周瑾等[43]利用假絲酵母在28 ℃下發(fā)酵低次烤煙碎片6 d后，發(fā)現(xiàn)該菌可明顯改善低次烤煙碎片的香味品質(zhì)，可溶性還原糖降解率達51.98%. 2009年，甄達文等[44]利用產(chǎn)香酵母菌+德氏乳酸菌+根霉菌組合發(fā)酵煙葉，發(fā)現(xiàn)該混合菌可明顯增加煙葉香氣、改善煙葉質(zhì)量，發(fā)酵后煙葉中醇類、烯烴類、有機酸類等物質(zhì)含量增加. 2010年，高文霞[45]利用曲霉屬和木霉屬的真菌發(fā)酵煙葉12 d，發(fā)現(xiàn)煙葉的吸味品質(zhì)得到提升，發(fā)酵過程中淀粉酶、蛋白酶、多酚氧化酶和過氧化物酶活性增加. 2018年，貴州大學(xué)[46]利用畢赤氏酵母和東方伊薩酵母混合菌處理煙草15～20 d，發(fā)現(xiàn)該混合菌可增加煙草的玫瑰香、蜂蜜香和酒香.

2.2 再造煙葉濃縮液發(fā)酵

再造煙葉濃縮液為水樣環(huán)境，理論上更適合微生物發(fā)揮作用，因此，煙草源微生物處理再造煙葉濃縮液是重要的應(yīng)用窗口. 2004年，鄭勤安[47]將增香菌、干酵母與蛋白酶混合，對體積分數(shù)為20%的煙葉萃取濃縮液進行發(fā)酵處理8 h后，發(fā)現(xiàn)再造煙葉中常規(guī)化學(xué)成分的比例更加協(xié)調(diào)與平衡，其中總糖含量下降84%，有效降低了再造煙葉的刺激性，增加了煙香，改善了吸味. 2019年，葉建斌等[48]利用類芽孢桿菌制備靜息細胞發(fā)酵處理再造煙葉原料浸提液，結(jié)果表明，發(fā)酵后樣品中蛋白質(zhì)和還原糖含量降低，糠醛、糠酮等致香組分增幅明顯，處理后再造煙葉樣品的感官品質(zhì)明顯提升. 2020年，黃申等[49]從再造煙葉濃縮液中篩選分離得到一株蛋白霉菌屬(Planococcussp. HS-1)，經(jīng)該菌株發(fā)酵36 h后，再造煙葉濃縮液中的中性香味成分含量提高了15.68%. 2020年，河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司[50]將谷氨酸棒狀桿菌(Corynebacteriumglutamicum)接種于煙草浸提液，制備出烤甜香型煙草浸膏，該浸膏烤甜香韻明顯增加. 同年，吉林煙草工業(yè)有限責(zé)任公司[51]將釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)接種于煙草提取液并進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)處理后的提取物中酯類、酮類、醇類、酚類、烴類、醛類等香味物質(zhì)含量明顯增加，有效改善了卷煙的吸味品質(zhì).

2.3 煙用香料制備

近年來，利用煙草源微生物發(fā)酵煙草、天然產(chǎn)料、香味前提物等制備煙用香料日益受到煙草行業(yè)的重視. 吳長偉等[52]從紅大品種煙葉表面篩選得到一株增香微生物并用于煙草提取物發(fā)酵，將制成的香料添加到卷煙中能提升其香氣量、增加煙氣細膩性和甜潤感，檢測后發(fā)現(xiàn)，β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、茄酮等香氣成分較發(fā)酵前有所增加. 王娜等[53]利用產(chǎn)香酵母發(fā)酵處理煙葉后制備的煙草浸膏可提高煙香細膩度和甜潤性，處理后的浸膏中呋喃酮、呋喃醇、巨豆三烯酮等香味成分含量較處理前明顯提高. 許春平等[54]利用金星產(chǎn)香酵母SP-3發(fā)酵處理煙草得到一種煙草浸膏，該浸膏與煙香諧調(diào)，煙氣柔和、細膩，且該浸膏中5-甲基糠醛、β-苯乙醇、乙?；量⒕薅谷┩?、3-甲基吲哚等成分含量明顯提高. 煙草源微生物不僅可以發(fā)酵煙草及煙草提取物，而且還可以處理類胡蘿卜素等香味前體物質(zhì)獲得煙用香料. E.R.Bustamante等[55]利用旭日孢子菌和解淀粉芽孢桿菌混合發(fā)酵葉黃素，得到了7,8-二氫-β-紫羅蘭醇(95.2%)、7,8-二氫-β-紫羅蘭酮(3.7%)和β-紫羅蘭酮(1.1%)的混合香料. S.A.Contreras等[56]將分離得到的地霉屬和芽孢桿菌屬混合菌用于發(fā)酵葉黃素，制備的香料可產(chǎn)生類似煙草的香氣，其中7,8-二氫-β-紫羅蘭醇、β-紫羅蘭酮、7,8-二氫-β-紫羅蘭酮、3-羥基-β-紫羅蘭酮等為香料重要成分.

2.4 煙草有害物降解

2.4.1 煙堿降解關(guān)于微生物發(fā)酵處理煙葉降解煙堿的報道最早可追溯到W.G.Frankenburg[12]的研究，后續(xù)出現(xiàn)大量關(guān)于微生物降解煙堿的報道. 可降低煙草中煙堿含量的微生物主要有巴氏微桿菌(Pasteurella)、根瘤菌(Rhizobium)、嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌、副短短芽孢桿菌(Brevibacillus)等.1997年，M.Civilini等[57]對比分析了不同菌株降解煙堿的效果，發(fā)現(xiàn)惡臭假單胞菌(Pseudomonasputida)效果最好. 2005年，A.D.Ruan等[58]從煙草廢棄物污染的土壤中篩選得到假單胞桿菌，發(fā)現(xiàn)該菌對煙堿(1.3 g/L)25 h的降解率可達99.6%. C.M.Chen等[59]從煙草中篩選出一株假單胞菌，在最適pH值和溫度下，煙堿的降解率最高約為73.1%. 2010年，W.H.Zhong等[6]將假單胞桿菌接種于煙堿培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)12 h后，煙堿(1.6 g/L)的降解率為97%. 2012年,L.Zhao等[60]分離出一株尼古丁降解菌株(Pseudomonasstutzeri)ZCJ，該菌株可耐受 4.5 g/L的尼古丁，固態(tài)發(fā)酵7 d后，可使煙葉中尼古丁含量下降32.24%. 2013年，伍良偉[61]篩選得到嗜組氨醇節(jié)桿菌(ArthrobacterhistidinolovoransEA-17)，優(yōu)化條件下該菌對含量為4 g/L煙堿發(fā)酵液的降解率達95.63%.

2.4.2 亞硝胺降解煙草領(lǐng)域中關(guān)于亞硝胺微生物降解的研究主要集中在煙草特有亞硝胺(TSNA)，多采用高效反硝化細菌(Denitrifying bacteria)來達到降低TSNA的目的. 2004年，祝明亮等[62]從白肋煙中篩選得到6株內(nèi)生菌，經(jīng)處理后的白肋煙中TSNA含量最多降低了99.88%. 2017年，孫政[63]從煙葉和土壤中分離純化得到兩株惡臭假單胞菌，接種于烤煙煙葉表面，在28 ℃發(fā)酵21 d后,發(fā)現(xiàn)煙葉中N亞硝基降煙堿(NNN)和4-(甲基亞硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)含量分別下降了56.48%和57.83%. X.T.Wei等[64]分離出一種具有低硝酸鹽還原能力的高亞硝酸鹽還原的解淀粉芽孢桿菌DA9，經(jīng)該微生物處理后的煙葉中亞硝酸鹽含量降低了32%，總TSNA含量降低了47%，NNN、NNK和N-亞硝基新煙草堿(NAT)分別降低了48%、12%和35%.

3 結(jié)論與展望

本文綜述了煙草源微生物的來源、種類、功能及應(yīng)用，分析了該研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀及薄弱環(huán)節(jié).隨著煙草工業(yè)生物技術(shù)研究的不斷發(fā)展，煙草微生物處理技術(shù)作為煙草行業(yè)發(fā)展的重要工具和支撐將發(fā)揮越來越重要的作用. 目前，學(xué)界和業(yè)界對煙草微生物應(yīng)用研究的系統(tǒng)性和深入性尚不能適應(yīng)煙草工業(yè)發(fā)展的需求，微生物處理技術(shù)在煙草加工中的應(yīng)用仍不成熟，其主要瓶頸和制約因素如下.一是尚未建立煙草源微生物資源體系.目前，煙草源微生物菌種資源分散于不同的研究團隊，阻礙了微生物資源的有效利用，需要進一步開發(fā)煙草微生物菌種資源，構(gòu)建開放共享的微生物菌種資源庫. 二是煙草源微生物的功能有待深入挖掘.從已有文獻報道來看，研究人員注重?zé)煵菰次⑸锏暮Y選、分離和鑒定，近年來也有少量關(guān)于利用現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)開展菌種鑒定的報道，但對微生物功能的研究報道較少. 三是對煙草源微生物對煙草處理作用機制研究不夠深入. 已有報道中，研究多集中在微生物降解煙堿等特定分子作用機制上，而在微生物提升煙葉品質(zhì)的研究方面，又更多注重?zé)煵菰次⑸镌诓煌瑮l件下對煙草吸味品質(zhì)的影響，缺乏微生物產(chǎn)香和提升品質(zhì)作用機制的深入研究. 四是缺乏關(guān)于煙草源微生物處理庫存不適用煙葉應(yīng)用技術(shù)的研究. 煙葉生產(chǎn)與卷煙加工之間的結(jié)構(gòu)性矛盾會產(chǎn)生庫存不適用煙葉，在現(xiàn)行煙草產(chǎn)業(yè)鏈條中，煙草微生物技術(shù)主要應(yīng)用環(huán)節(jié)包括煙葉初烤、打葉復(fù)烤、陳化、再造煙葉濃縮液的制備等，且已有不少研究成果. 但近年來煙草工業(yè)中不適用煙葉庫存壓力增大，針對不適用煙葉的微生物處理應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的研究也較為缺乏.

依據(jù)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展并結(jié)合研究現(xiàn)狀，未來的研究重點和發(fā)展方向可集中于以下兩個方面.第一，運用微生物現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代分析等技術(shù)，加強煙草源微生物基礎(chǔ)理論研究. 開展煙草源微生物的發(fā)現(xiàn)、分離及鑒定，深入挖掘重要煙草源微生物的功能，明確功能作用機制，并建立煙草源微生物資源大數(shù)據(jù)體系；系統(tǒng)研究微生物處理煙葉的微生物組、宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組、代謝組及關(guān)鍵酶酶學(xué)特性，結(jié)合各組學(xué)和關(guān)鍵酶的酶學(xué)特性，揭示特定微生物處理煙葉成分機理；開展不同產(chǎn)地、品種和年份煙草的表面微生物在卷煙加工生產(chǎn)相關(guān)過程中的消長及時空變化規(guī)律，揭示其對煙草化學(xué)成分和吸食品質(zhì)的影響；深入開展煙草表面微生物的微生態(tài)系統(tǒng)研究，闡明重要煙草微生物的生理生化功能及其在煙草環(huán)境系統(tǒng)適應(yīng)性和定植作用原理. 第二，深入開展煙草源微生物應(yīng)用技術(shù)研究. 針對不同加工環(huán)節(jié)，明確相關(guān)影響因素，確定煙草源微生物處理煙草的相關(guān)工藝技術(shù)條件、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，開展微生物處理煙草生產(chǎn)線的技術(shù)研究與開發(fā)；開展不同煙草源微生物培養(yǎng)工藝放大及條件優(yōu)化技術(shù)研究，確定相關(guān)工藝技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn).