CN101416777A - 一种烟草浸膏的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草浸膏的提取方法及其应用，其特征在于：所述烟草浸膏通过下述步骤实现：步骤A.将烟末蒸汽灭菌；步骤B.接外源复合酶酶解；步骤C.接复合菌种发酵；步骤D.乙醇提取、过滤、浓缩，得到烟草浸膏。本发明是采用复合酶处理结合微生物发酵的工艺，生产条件温和，效率高，污染小，所用菌种为食品行业常用的商品化菌种，纯度高、价格低、易于得到且发酵条件容易掌握和控制。利用本发明得到的烟草浸膏，具有优良的稳定性和可重复性，且具有更加明显的增香效果和独特的风格特征。该法生产工艺简单，生产成本低，易于实现工业化生产。

Description

一种烟草浸膏的制备方法及其应用

技术领域：

本发明涉及天然香料的提取及应用，具体涉及一种烟草浸膏的制备方法及其应用。

背景技术：

当今世界，反吸烟浪潮席卷全球，吸烟与健康的问题越来越受到人们的重视。但烟草制品作为一种特殊的消费品有它的历史根源和庞大的消费群体，很难在短期内从人们的生活中消失，因此，开发低焦油、低危害的卷烟成为全世界烟草制造商的共识。目前，就技术手段而言，单纯降低卷烟焦油已经不再是难题，但随着焦油的降低，烟气中的香气成分也随之降低，吸烟的满足感下降，导致吸烟者为了追求满足感而吸更多的烟。因此，低焦油卷烟香气补偿技术成为人们研究的热点。采用加香加料来进行香气补偿是一种行之有效的方法，而烟草提取物来源于烟草本身，是增补烟香最有效的原料之一。烟草提取物的原料来源丰富，目前，我国烟草种植面积2000万亩，每年烟叶产量450-500万吨，均居世界首位。国内外种植的烟草主要用作卷烟，卷烟工业多取优质烟叶为原料，其中约有近25％的烟叶、烟末等下脚料被废弃，如弃置或处理不当将造成环境的污染。对这些烟草废弃物的“资源化”利用，不仅可以获得各种有用的产品，为企业挖潜改造提供了可持续发展的契机，也可以减轻烟草废弃物带来的土质和土壤的污染，避免有害成分对地下水的污染。因此，加强烟草废弃物的回收利用不仅可以使这部分废物变为资源，而且能提高经济收入，符合国家对固体废弃物的“减量化”、“资源化”和“无害化”的方针。

经研究，烟草中已经鉴定出3000多种物质，包括生物碱、蛋白质、氨基酸、甙类(芸香甙、R-谷甾醇)、糖类、有机酸(柠檬酸、苹果酸、油酸、肉桂酸等40多种)，还含有各种醇、醛、酮、酯、杂环化合物等香气物质，可以说，现在在烟用香料行业所用的绝大部分单体香料都可以在烟草当中找到。从烟草当中提取的香味物质比例协调、自然，最接近烟草本香，是很难用人工调配的方法得到的。因此，烟草提取物是烟草行业最重要的香料之一。

目前我国在天然香原料的提取加工方面与国外还有很大的差距。所生产的烟草提取物工艺简单、粗糙，提取物质量不稳定，缺乏质量特色，附加值低。国产烟草提取物在市场上的价格一般在几十块钱每公斤，而进口的烟草提取物少则几百，多则几千块钱每公斤。即使这样，烟草企业依然愿意使用进口烟草提取物，原因是进口烟草提取物质量稳定，功能明显而且具有鲜明特色。这样一来，使得我国的烟草企业过度依赖外国的产品与技术，不利于核心技术的自我掌控，长久下去甚至会影响企业的品牌安全。因此，自主开发新的提取加工技术，和具有鲜明特色的、高附加值的烟草提取物香料具有重大的现实意义。

随着近代微生物发酵工程的迅猛发展，微生物已广泛应用在人类生活的各个方面，如各具风味的酱、醋、酸奶、面包等均是利用特定的微生物发酵作用生产出来的。由于微生物在增殖过程中可产生庞大的高活性酶系，如多糖水解酶类、蛋白酶类、纤维素酶类、酯化酶类、氧化还原酶类及裂合酶类等，在酶促作用、化学作用及微生物体内复杂代谢的协同作用下，便可使底物发生分解、降解、氧化、还原、聚合、偶联、转化等作用，形成复杂的低分子化合物，其中包括各种香味化合物，如醇类、醛类、酮类、酸类、酯类、酚类、呋喃类、吡嗪类、吡啶类和萜烯类等，这些香气物质无疑也是烟草的香气组分。微生物产生的香味物质是否适合于烟草香气特征，取决于产香菌的种类、培养基的组成成分和配比以及发酵条件(温度、湿度、酸碱度、诱导物、供氧等)。通过选择特定的菌种、培养基和发酵条件，就可定向发酵生产出适合各种类型卷烟加香的烟用香料。

从目前文献来看，利用生物技术生产烟草提取物香料方面的研究不多，而且基本都是采用单独的酶处理技术或单独的微生物发酵技术。

另外，从公知技术来看，使用微生物发酵烟草的菌株都是从烟草上或其他物质中分离纯化而来，分离、筛选、纯化的工作量大、难度高，工业化生产的成本高。

发明内容：

本发明将以上两种技术有机结合起来，充分地考虑了工业化生产的可行性和可操作性，同时对酶解、发酵中涉及的因素逐一进行了探讨，确定了最佳的技术参数，产品质量达到增香效果明显，风格突出的特点，是一种新的烟草浸膏提取方法。

本发明的目的是通过如下技术方案解决：一种烟草浸膏的提取方法及其应用，通过下述步骤实现：

步骤A、将烟末蒸汽灭菌；

步骤B、接外源复合酶酶解；

步骤C、接复合菌种发酵；

步骤D、乙醇提取、过滤、浓缩，得到烟草浸膏。

上述的一种烟草浸膏的提取方法及其应用，所述的步骤(A)包括以下步骤：

(1)、烟末过40～200目筛，以烟末：水＝1：0.5～10的比例加水，放于密闭容器中；

(2)、用100℃的蒸汽蒸10～40min。

上述的一种烟草浸膏的提取方法及其应用，所述的步骤(B)包括以下步骤：

(3)、加入纤维素酶和液化酶进行第一步酶解；

(4)、加入糖化酶进行第二步酶解。

上述的一种烟草浸膏的提取方法及其应用，所述步骤(3)的酶解，烟末与水的比值为1:5～10，pH3～8，酶解温度为50～70℃，酶解时间为1～5h；纤维素酶和液化酶总用量为烟末重量的2～20‰。

上述的一种烟草浸膏的提取方法及其应用，所述步骤(4)的酶解，pH3～8，酶解温度为50～70℃，酶解时间为1～5h；糖化酶用量为烟末重量的5～15‰。

上述的一种烟草浸膏的提取方法及其应用，步骤(C)所述的培养基为麦芽培养基，菌种为德氏乳酸杆菌和生香酵母及根酶的混合菌种，接种量为烟末重量的1％～5％，发酵温度为30～70℃，发酵时间为24～72h。

上述的一种烟草浸膏的提取方法及其应用，步骤(D)所述的乙醇溶液浓度为60％～95％，加热回流提取，乙醇溶液单次投入量为所投烟末重量的5～10倍，共提取2～3次，提取时间为1～5h。

本发明制备烟草浸膏的方法，是采用复合酶处理结合微生物发酵的工艺，生产条件温和，效率高，污染小，所用菌种为食品行业常用的商品化菌种，纯度高、价格低、易于得到且发酵条件容易掌握和控制。利用本发明得到的烟草浸膏，具有优良的稳定性和可重复性，且具有更加明显的增香效果和独特的风格特征。该法生产工艺简单，生产成本低，易于实现工业化生产。

具体实施方式：

下面通过工艺流程图对本发明的方法给予进一步的说明，但并不限止本发明。

实施例1

称取烟末30g到500mL的三角瓶中，按固液比1：5加入蒸馏水，瓶口用纱布包扎好，在灭菌锅100℃蒸汽中灭菌蒸煮30min。

调节pH值6.0，分别加入烟末重量2‰的纤维素酶和烟末重量5‰的液化酶，在50℃，150r/min的恒温水浴摇床中反应4h，

调pH值4.5，加入烟末重量的1％糖化酶，在50℃，150r/min的恒温水浴摇床中反应3h。

按比例接入相应的菌种种子液至酶处理后的酶解物中，在30℃，120r/min恒温摇床中培养3天。(德氏乳酸杆菌接种量1％；根霉接种量3％，生香酵母接种量1％)

将发酵液取出倒入2000ml圆底烧瓶，加入95％乙醇300ml，加热回流提取1.5h，冷却后用300目网筛过滤，收集提取液。余渣继续按上述方法进行第二次提取，过滤收集第二次提取液。

合并两次提取液，在旋转蒸发器上浓缩，浓缩温度65±2℃，真空度0.08±0.01Mpa，

得到比重为1.25±0.02的浓缩物。

将上述制得的烟草浸膏，按烟丝重量的万分之二用量，用75％乙醇溶解，均匀地喷洒到空白烟丝中，将烟丝制成卷烟进行评吸。

实施例2

称取烟末30g到500mL的三角瓶中，按固液比1：7加入蒸馏水，瓶口用纱布包扎好，在灭菌锅100℃蒸汽中灭菌蒸煮40min。

调节pH值7.0，分别加入烟末重量5‰的纤维素酶和烟末重量3‰的液化酶，在60℃，150r/min的恒温水浴摇床中反应2h，

调pH值8.0，加入烟末重量2％的糖化酶，在70℃，150r/min的恒温水浴摇床中反应1.5h。

按比例接入相应的菌种种子液至酶处理后的酶解物中，在50℃，120r/min恒温摇床中培养3天。(德氏乳酸杆菌接种量2％；根霉接种量1％，生香酵母接种量2％)

将发酵液取出倒入2000ml圆底烧瓶，加入50％乙醇300ml，加热回流提取2h，冷却后用300目网筛过滤，收集提取液。余渣继续按上述方法进行第二次提取，过滤收集第二次提取液。

合并两次提取液，在旋转蒸发器上浓缩，浓缩温度78±2℃，真空度0.08±0.01Mpa，

得到比重为1.25±0.02的浓缩物。

将上述制得的烟草浸膏，按烟丝重量的万分之二用量，用50％乙醇溶解，均匀地喷洒到空白烟丝中，将烟丝制成卷烟进行评吸。

Claims (7)

1、一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：利用生物法处理烟末，其烟草浸膏的制备方法按如下步骤实现：

步骤A、烟末蒸汽灭菌；

步骤B、接外源复合酶酶解；

步骤C、接复合菌种发酵；

步骤D、乙醇提取、过滤、浓缩，得到烟草浸膏。

2、根据权利要求1所述的一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：所述步骤(A)的烟末蒸汽灭菌包括以下步骤：

(1)、烟末过40～200目筛，以烟末：水＝1：0.5～10的比例加水，放于密闭容器中；

(2)、用100℃的蒸汽蒸10～40min。

3、根据权利要求1所述的一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：所述步骤(B)，接外源复合酶酶解包括以下步骤：

(3)、加入纤维素酶和液化酶进行第一步酶解；

(4)、加入糖化酶进行第二步酶解。

4、根据权利要求3所述的一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：所述步骤(3)的酶解，烟末与水的比值为1:5～10，pH3～8，酶解温度为50～70℃，酶解时间为1～5h；纤维素酶和液化酶总用量为烟末重量的2～20‰。

5、根据权利要求4所述的一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：所述步骤(4)的酶解，pH3～8，酶解温度为50～70℃，酶解时间为1～5h；糖化酶用量为烟末重量的5～15‰。

6、根据权利要求1所述的一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：所述接复合菌种发酵的培养基为麦芽培养基，菌种为德氏乳酸杆菌和生香酵母及跟酶的混合菌种，接种量为烟末重量的1％～5％，发酵温度为30～70℃，发酵时间为24～72h。

7、根据权利要求1所述的一种烟草浸膏的制备方法及其应用，其特征在于：所述的乙醇溶液浓度为60％～95％，加热回流提取，乙醇溶液单次投入量为所投烟末重量的5～10倍，共提取2～3次，提取时间为1～5h。

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