酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)制備煙草薄片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煙草薄片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技 術(shù)制備煙草薄片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙草薄片是一種煙草資源再生利用的產(chǎn)品，是將煙草加工廢棄物回收加工制成的 卷煙填充料。造紙法是生產(chǎn)煙草薄片的重要方法，通過浸提、濃縮、分離、打漿、磨漿、抄紙、 烘干等步驟制成紙基，再將煙用香精涂布于紙基上制成煙草薄片。造紙法煙草薄片，不僅在 改善煙葉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、燃燒性能及降低卷煙的煙氣煙堿和焦油量等方面具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí) 還能降低煙葉單耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0003] 在目前已公開的專利中，很多造紙法煙草薄片的制造技術(shù)采用直接溶劑萃取的方 法，然而，其原材料中煙梗等物質(zhì)相對(duì)煙葉來說含有較多的難以提取的有害物質(zhì)前體，包括 蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素等大分子物質(zhì)，在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激性感覺。蛋 白質(zhì)在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生具有刺激性和辛辣味的吡咯、吡啶、生物堿、氨等堿性物質(zhì)，給卷 煙帶來刺激性和辛辣感；果膠在燃燒過程中發(fā)生熱解，生成具有強(qiáng)烈刺激性、有致癌作用的 甲醇、甲醛等物質(zhì)；木質(zhì)素不但嚴(yán)重影響薄片的色澤，而且其在燃燒過程中產(chǎn)生的酚類化合 物，給口腔帶來辛辣感和灼熱感，使口感變差。目前已有專利選用了酸性蛋白酶、纖維素酶 和果膠酶通過酶解萃取的方法降解原料中的大分子物質(zhì)，然而酶本身作為蛋白質(zhì)大分子殘 留在酶解液中成為外源雜質(zhì)蛋白，影響了煙草薄片的品質(zhì)。此外，蛋白酶水解制得的煙草 薄片燃燒時(shí)仍然具有較強(qiáng)的辛辣味和木質(zhì)氣；纖維素酶水解制得的煙草薄片煙氣刺激性更 大，有明顯燒紙氣息而且具有較強(qiáng)的木質(zhì)氣。因此，造紙法煙草薄片的生產(chǎn)技術(shù)還有待進(jìn)一 步改良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合 技術(shù)改善煙草薄片質(zhì)量的方法。為了減少外源雜質(zhì)蛋白的引入，該方法嚴(yán)格限制了酶的種 類和數(shù)量。針對(duì)造紙法煙草薄片在燃燒過程中所產(chǎn)生的辛辣感和木質(zhì)氣，同時(shí)選用果膠酶 和漆酶有效水解煙草薄片原材料中影響最大的不利前體，以降低燃燒時(shí)的木質(zhì)雜氣和刺激 性，也為美拉德反應(yīng)提供了有利前體。將傳統(tǒng)的萃取技術(shù)、酶解技術(shù)與美拉德反應(yīng)技術(shù)相結(jié) 合，既可以得到充足的香味物質(zhì)、減少不良煙氣，也可以降低煙草薄片燃燒后的有害成分， 很大程度提高了造紙法煙草薄片的品質(zhì)。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種酶解萃取_美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)制備煙草薄片的方法，包括以下工藝步驟：
[0007] 步驟1)混合：將煙末與水以固液重量比為7:93的比例混合，得混合液；將混合液 加熱至50°C;
[0008] 步驟2)酶解萃?。合蚧旌弦褐刑砑用?，保持50°C恒溫?cái)嚢杳附猓?h后停止加熱，得 到酶解液；
[0009] 步驟3)過濾：將所述酶解液過濾，得到濾液和固體原料殘?jiān)?br>[0010] 步驟4)濃縮：將所述濾液進(jìn)行真空濃縮，濃縮至原有體積的1/4以下，得濃縮酶解 提取液；
[0011] 步驟5)美拉德反應(yīng)：向所述濃縮酶解提取液加入還原糖和氨基酸，發(fā)生美拉德反 應(yīng)，得到美拉德反應(yīng)液；
[0012] 步驟6)冷卻：將所述美拉德反應(yīng)液冷卻至室溫；
[0013] 步驟7)將步驟3)中得到的固體原料殘?jiān)烊霟煵荼∑牧现?，利用造紙法?成紙基，將步驟6)中得到的美拉德反應(yīng)液均勻涂布在紙基上，保溫干燥，切絲，得到煙草薄 片。
[0014] 進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟2)中，酶為果膠酶、漆酶或果膠酶與漆酶的混合物；步驟 1)中使用的煙末的重量份為100時(shí)，步驟2)中所使用的果膠酶的重量份為0. 1-0. 3、漆酶 的重量份為0.05-0. 20。
[0015] 進(jìn)一步的改進(jìn)，所述酶解萃取和美拉德反應(yīng)均在密閉環(huán)境中進(jìn)行。
[0016] 進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟5)中，所使用的氨基酸為脯氨酸、半胱氨酸、甘氨酸和苯 丙氨酸的混合物，所使用的還原糖為木糖或果糖；步驟4)中所得濃縮液的重量份為100時(shí)， 所使用的還原糖的重量份為〇. 8-1. 2、脯氨酸的重量份為0. 10-0. 15、半胱氨酸的重量份為 0. 015-0. 025、甘氨酸的重量份為0. 10-0. 15、苯丙氨酸的重量份為0. 12-0. 16。
[0017] 進(jìn)一步的改進(jìn)，將所述步驟4)濃縮過程中得到的水用于步驟1)中生產(chǎn)混合液。
[0018] 進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟5)中，所述美拉德反應(yīng)在pH7. 5、溫度為70°C的條件下反 應(yīng) 13h〇
[0019] 進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟6)中，將得到的美拉德反應(yīng)液的pH調(diào)節(jié)至4. 6-4. 8。
[0020] 進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟6)中，使用檸檬酸調(diào)節(jié)美拉德反應(yīng)液的pH。
[0021] 本發(fā)明制得的煙草薄片涂布液包括煙末的水溶提取物、酶解產(chǎn)物及美拉德反應(yīng)產(chǎn) 物以及水。此處所述水溶提取物包括大量煙草致香成分，所述酶解產(chǎn)物參與美拉德反應(yīng)，也 得到醛、酮、雜環(huán)化合物等諸多風(fēng)味物質(zhì)，可以大幅提高煙草薄片的燃燒時(shí)的香氣量，并且 香氣質(zhì)與煙草本身得到較好的調(diào)和，對(duì)煙草薄片燃吸品質(zhì)的改善具有積極意義。
[0022] 本發(fā)明的用于改善煙草薄片質(zhì)量的酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)相比現(xiàn)有技 術(shù)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)不僅發(fā)揮了造紙法煙草薄片的工藝優(yōu)勢(shì)，而 且利用了酶法輔助提取，使更多細(xì)胞壁間物質(zhì)溶出，提高了煙香原料的提取效率，使片基的 香氣更純凈。
[0024] (2)酶解技術(shù)使得對(duì)香氣有不利影響的大分子物質(zhì)得以降解，形成美拉德反應(yīng)的 有利前體，選擇性地改變了煙草化學(xué)成分，降低了有害物質(zhì)的釋放，減弱原有煙草薄片燃燒 時(shí)的刺激性、辛辣感和木質(zhì)氣，將不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素，有著無可比擬的優(yōu)越性。
[0025] (3)酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)嚴(yán)格限制了所用酶的種類及添加量。僅采用 果膠酶和漆酶水解煙末中的大分子，既控制了加工成本、避免了外源雜質(zhì)蛋白帶來的不利 影響又可顯著提高煙草薄片的燃吸品質(zhì)。同時(shí)，本發(fā)明首次將漆酶應(yīng)用于煙草薄片的加工 生產(chǎn)，可以顯著降低薄片的木質(zhì)氣和燃吸后有害成分的產(chǎn)生，是創(chuàng)新性的體現(xiàn)。
[0026] (4)本發(fā)明創(chuàng)造性地將酶解技術(shù)和美拉德反應(yīng)技術(shù)相結(jié)合，充分利用了煙末中的 水溶性小分子和大分子降解產(chǎn)物，通過添加外源氨基酸和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，提高了 提取液中風(fēng)味物質(zhì)含量，強(qiáng)化了煙草薄片涂布液的加香效果。
[0027] (5)本發(fā)明優(yōu)選出脯氨酸、半胱氨酸、甘氨酸和苯丙氨酸作為美拉德反應(yīng)原料加入 提取液，且得到最佳配比，此配方可使煙草薄片具有最佳的燃吸品質(zhì)，煙香純厚，刺激感減 弱，香氣柔和。
[0028] (6)酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)是以現(xiàn)有造紙法煙草薄片的加工工藝為基礎(chǔ) 的技術(shù)創(chuàng)新，所采用的酶解溫度、美拉德反應(yīng)溫度以及酸堿度調(diào)節(jié)方式等參數(shù)都與現(xiàn)有工 藝保持一致，本發(fā)明酶解萃取-美拉德反應(yīng)復(fù)合技術(shù)可在低成本條件下直接應(yīng)用于實(shí)際生 產(chǎn)，達(dá)到改善煙草薄片質(zhì)量的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi) 容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0030] 薄片卷煙的的感官評(píng)吸方法參照GB5606. 4-2005,樣品的水分調(diào)節(jié)方法參照GB/ T16447-2004。實(shí)施例及相關(guān)指標(biāo)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，煙末及煙草薄片紙基原料由廣東韶關(guān)國(guó) 潤(rùn)煙草薄片高新技術(shù)研制有限責(zé)任公司提供；氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)條件為：色譜分析使用 50/30ymDVB/CAR/PMDS萃取頭，Tg-WAX毛細(xì)管柱（30mX0.25mmX0.25ym)，載氣為He， 流速為I.OmL/min;質(zhì)譜檢測(cè)離子源為EI，電子能量70eV，離子源溫度250°C，四級(jí)桿溫度 275°C，掃描質(zhì)量范圍33~450amu。其余材料、試劑、裝置等，均是從商業(yè)可購(gòu)得的或本領(lǐng)域 常規(guī)使用的。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 步驟1)取70kg的煙末，向煙末中加入930kg水形成混合液，并將混合液加熱至 500C；
[0033] 步驟2)向混合液其中添加3kg的果膠酶，保持50°C恒溫?cái)嚢杳附猓附膺^程在密 閉環(huán)境中進(jìn)行2h后停止加熱，得酶解液；
[0034] 步驟3)將酶解液過濾，得到濾液和固體原料殘?jiān)?br>[0035] 步驟4)將濾液進(jìn)行真空濃縮，濃縮至0.25m3,所得水加入步驟1)循環(huán)使用；
[0036] 步驟5)向濃縮后的濾液中加入2. 2kg的木糖，0. 3kg的脯氨酸，0. 06kg的半胱氨 酸，0. 3kg的甘氨酸，0. 4kg的苯丙氨酸，用堿液調(diào)節(jié)pH至7. 5, 70°C恒溫密閉加熱13h發(fā)生 美拉德反應(yīng)；
[0037] 步驟6)將美拉德反應(yīng)液冷卻至室溫，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH至4. 6 ;
[0038] 步驟7)將步驟3)的固體原料殘?jiān)烊霟煵荼∑牧现?，利用造紙法制成紙基?將步驟6)中得到的美拉德反應(yīng)液均勻涂布在紙基上，60°C條件下保溫干燥，切絲，得到煙 草薄片。
[0039] 所制備涂布液的揮發(fā)性組分如表1，所得煙草薄片制成卷煙的感官評(píng)吸結(jié)果如表 2〇