CN101134924B - 一种利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法 - Google Patents

一种利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，该方法是按以下方法制取：以植物蛋白为原料，加水配制成一定浓度的蛋白溶液，加入蛋白酶后在其最适温度、pH等条件下水解，有目的地控制蛋白的水解程度，灭酶后经过滤、减压浓缩得到一定水解度的水解蛋白；将得到的水解蛋白和糖类化合物混合后，加入溶剂及催化剂，调节pH，常压加热回流反应得棕化反应产物。本发明与现有技术相比具有以下优点：原料来源广泛，价格低廉；所制备的烟用香料含有多种香气成分，与烟香协调，香气逼真，强度高。对改善卷烟余味和降低刺激效果明显。本发明生产的产品的可溶性好，可直接用于卷烟加料，应用方便。

Description

一种利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法
技术领域
本发明涉及烟用香料生产领域，具体是涉及一种利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法。该方法是利用蛋白酶催化植物蛋白水解过程，而后将一定水解度的水解蛋白通过非酶棕化反应制备烟用香料。
背景技术
非酶棕化反应存在于烟草的加工储藏过程以及烟支的燃吸过程中，反应结果生成了具有香味特征的羧酸、酮、吡喃、吡嗪、吡啶等化合物，这些化合物对于烟草制品的香气和吃味有重要影响。正是由于非酶棕化反应产物中含有大量的香味物质，而且大部分与烟草制品相谐调，因而成为一类应用广泛的烟用香料。
国内外关于利用非酶棕化反应制备烟用香料的研究很多，一般多采用单一氮源(如氨基酸)与各种羰基化合物(如还原糖)进行。这种反应物虽然在改善烟草制品香味方面有一定的作用，但是成本比较高而香味成分相对单一。选择资源丰富廉价易得的天然氮源是非酶棕化反应香料的一个发展趋势，国内外一些研究人员利用天然动植物及微生物的水解蛋白作为混合型的氮源，如明胶蛋白、酪蛋白、大豆蛋白、烟叶蛋白、单细胞蛋白等的水解物，使反应产物在分解过程中产生协同效应，比单一氨基酸反应具有更显著的作用。
蛋白质的水解方法主要可以分为两种：化学法和酶法。蛋白酶是一种具有高度专一性和高效性的蛋白质，相对于化学法水解，它们催化蛋白质水解的条件(温度和pH)较温和，水解过程不发生消旋作用，不破坏氨基酸，可实现对水解过程的控制，但是水解不彻底，氨基酸大部分以结合态存在。
经典非酶棕化反应的机理主要是针对于游离氨基酸的，而越来越多的研究表明，处于结合状态的氨基酸不经过肽键断裂也可发生非酶棕化反应从而产生挥发性成分。有专利表明，在加热条件下某些处于结合状态的氨基酸能够发生Strecker降解形成Strecker醛，从而生成相应的烷基吡嗪。并且肽链长度及其氨基酸序列都会影响非酶棕化反应产物的组成。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过有目的地控制植物蛋白的水解程度，从而控制氮源组成，优化非酶棕化反应的条件，制备出卷烟加香效果较好的烟用香料的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法。
本发明的方法通过控制蛋白酶的添加量及水解时间从而控制蛋白水解度，得到一系列氨基酸和多肽组成不同的水解蛋白，加入糖类化合物和催化剂进行非酶棕化反应。本发明可提高植物蛋白资源的综合利用率，得到的系列产物加入卷烟中能够降低杂气和刺激性，增加香气，使卷烟余味纯净舒适。
本发明的方法可通过下述技术措施来实现：
本发明利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法包括以下步骤：
a、以植物蛋白为原料，加入水后搅拌均匀，配制成浓度为5～10％的蛋白溶液；调节蛋白溶液pH至6～8，边搅拌边加入蛋白酶，蛋白酶的加入量为植物蛋白原料重量百分比的0.5～2％，在45～55℃的条件下水浴搅拌进行水解；水解8～24小时后，将水解液至于沸水浴条件下进行灭酶，持续沸腾10～20分钟后冷却至室温，经过滤、减压浓缩，制得水解植物蛋白；
b、取步骤a所得水解植物蛋白15～20份溶于30～60份丙二醇，加入糖类化合物15～20份，催化剂0.1～0.5份，调节反应体系溶液pH至4.0～10.0，常压加热回流反应3～8小时，迅速冷却至温度低于30℃，得到可用作烟用香料的棕化反应产物。
本发明中所述植物蛋白为小麦蛋白或玉米蛋白的一种。
本发明通过控制蛋白酶的添加量和水解时间控制植物蛋白的水解度，从而得到氨基酸和多肽组成不同的混合氮源；所述的糖类化合物为葡萄糖、果糖、核糖或木糖中的任意一种，或其混合物；所述催化剂为抗坏血酸或乙醛。
本发明步骤a中所述的减压浓缩工序的温度控制在45～55℃，真空度控制在0.07～0.1MPa，浓缩至可溶性固形物含量为15～25％。
本发明中所述蛋白酶为木瓜蛋白酶、中性蛋白酶或碱性蛋白酶中的任意一种，蛋白酶催化水解过程的搅拌速率控制在80～150转/分钟，速率太快会引起由于表面张力过大而造成的酶活力的下降。
本发明中pH的调节采用磷酸或氢氧化钾。
本发明与现有技术相比具有以下优点：原料来源广泛，价格低廉；所制备的烟用香料含有多种香气成分，与烟香协调，香气逼真，强度高。对改善卷烟余味和降低刺激效果明显。本发明生产的产品的可溶性好，可直接用于卷烟加料，应用方便。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步详述，但并不限制本发明。
实例1
a、配制浓度为5％的小麦蛋白溶液，采用氢氧化钾调节pH至6.5，边搅拌边加入木瓜蛋白酶，木瓜蛋白酶的加入量为1％(以蛋白重量百分比计)，于55℃恒温水浴搅拌进行水解，搅拌速率控制在100转/分钟，水解15小时后，将水解液至于沸水浴条件下进行灭酶，持续沸腾15分钟后冷却至室温，经过滤后，在温度50℃、真空度0.08MPa的条件下，减压浓缩至可溶性固形物含量为15％，制得水解植物蛋白；
b、取步骤a所得水解小麦蛋白15份溶于丙二醇30份，加入葡萄糖20份，乙醛0.2份，采用氢氧化钾调节反应体系溶液pH至8.0，常压加热回流反应5小时，迅速冷却至温度低于30℃，得到棕化反应产物。
实例2
a、配制浓度为8％的小麦蛋白溶液，采用磷酸调节pH至6.5，边搅拌边加入木瓜蛋白酶，木瓜蛋白酶的加入量为1.5％(以蛋白重量百分比计)，于55℃恒温水浴搅拌进行水解，搅拌速率控制在120转/分钟，水解10小时后，将水解液至于沸水浴条件下进行灭酶，持续沸腾15分钟后冷却至室温，经过滤后，在温度50℃、真空度0.09MPa的条件下，减压浓缩至可溶性固形物含量为20％，制得水解植物蛋白；
b、取步骤a所得水解小麦蛋白15份溶于丙二醇30份，加入木糖15份，抗坏血酸0.2份，采用磷酸调节反应体系溶液pH至8.0，常压加热回流反应3小时，迅速冷却至温度低于30℃，得到棕化反应产物。
实例3
a、配制浓度为5％的玉米蛋白溶液，采用氢氧化钾调节pH至7.0，边搅拌边加入中性蛋白酶，中性蛋白酶的加入量为1％(以蛋白重量百分比计)，于50℃恒温水浴搅拌进行水解，搅拌速率控制在100转/分钟，水解15小时后，将水解液至于沸水浴条件下进行灭酶，持续沸腾15分钟后冷却至室温，经过滤后，在温度50℃、真空度0.08MPa的条件下，减压浓缩至可溶性固形物含量为15％，制得水解植物蛋白；
b、取步骤a所得水解玉米蛋白15份溶于丙二醇30份，加入葡萄糖20份，乙醛0.2份，采用氢氧化钾调节反应体系溶液pH至8.0，常压加热回流反应5小时，迅速冷却至温度低于30℃，得到棕化反应产物。
实例4
a、配制浓度为8％的玉米蛋白溶液，采用氢氧化钾调节pH至7.0，边搅拌边加入中性蛋白酶，中性蛋白酶的加入量为1.5％(以蛋白重量百分比计)，于50℃恒温水浴搅拌进行水解，搅拌速率控制在120转/分钟，水解15小时后，将水解液至于沸水浴条件下进行灭酶，持续沸腾15分钟后冷却至室温，经过滤后，在温度50℃、真空度0.09MPa的条件下，减压浓缩至可溶性固形物含量为20％，制得水解植物蛋白；
b、取步骤a所得水解植物蛋白15份溶于丙二醇30份，加入木糖15份，抗坏血酸0.2份，采用氢氧化钾调节反应体系溶液pH至8.0，常压加热回流反应3小时，迅速冷却至温度低于30℃，得到棕化反应产物。

Claims (7)

1.一种利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
a、以小麦蛋白或玉米蛋白为原料，加入水后搅拌均匀，配制成浓度为5～10％的蛋白溶液；调节蛋白溶液pH至6～8，边搅拌边加入蛋白酶，蛋白酶的加入量为植物蛋白原料重量百分比的0.5～2％，在45～55℃的条件下水浴搅拌进行水解；水解8～24小时后，将水解液至于沸水浴条件下进行灭酶，持续沸腾10～20分钟后冷却至室温，经过滤、减压浓缩，制得水解植物蛋白；所述减压浓缩工序的温度控制在45～55℃，真空度控制在0.07～0.1MPa，浓缩至可溶性固形物含量为15～25％；
b、取步骤a所得水解植物蛋白15～20份溶于30～60份丙二醇，加入糖类化合物15～20份，催化剂0.1～0.5份，调节反应体系溶液pH至4.0～10.0，常压加热回流反应3～8小时，迅速冷却至温度低于30℃，得到可用作烟用香料的棕化反应产物。
2.根据权利要求1所述的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：通过控制蛋白酶的添加量和水解时间控制植物蛋白的水解度，从而得到氨基酸和多肽组成不同的混合氮源。
3.根据权利要求1所述的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：所述糖类化合物为葡萄糖、果糖、核糖或木糖中的任意一种，或其混合物。
4.根据权利要求1所述的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：所述催化剂为抗坏血酸或乙醛。
5.根据权利要求1或2所述的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：所述蛋白酶为木瓜蛋白酶、中性蛋白酶或碱性蛋白酶中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：蛋白酶催化水解过程的搅拌速率控制在80～150转/分钟。
7.根据权利要求1所述的利用水解植物蛋白制备烟用香料的方法，其特征在于：pH的调节采用磷酸或氢氧化钾。
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