CN101708070B

CN101708070B - 一种处理烟叶梗丝的工艺

Info

Publication number: CN101708070B
Application number: CN2009102657163A
Authority: CN
Inventors: 沈光林; 陶红; 周瑢; 林翔
Original assignee: China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: CN101708070A

Abstract

本发明涉及烟草领域，具体公开一种处理烟叶梗丝的方法。本发明所述方法通过H₂O₂和氨水降低细胞壁物质含量，提高梗丝和酶的反应活性，再利用复合酶催化降解蛋白质、淀粉和纤维素等大分子物质，生成香气前体物质及糖和氨基酸，再进一步分解生成香气物质。本发明所述方法处理梗丝后，其填充值提高了27.6％，糖碱比提高了49.5％，细胞壁物质含量降低了42.3％，对其主要香气成分进行分析，香气成分总量提高了25.7％，其中美拉德反应产物含量提高140.5％，类胡萝卜素降解产物含量提高115.6％。感官评吸表明经本发明所述方法处理后烟叶梗丝木质气息减少，刺激性降低，香气量增加，烟气协调，烟气稍浓，提示本发明所述方法在卷烟工业具有良好的应用前景。

Description

一种处理烟叶梗丝的工艺

技术领域

本发明涉及烟草领域，具体涉及一种处理烟叶梗丝的方法。

背景技术

烟梗占烟叶总量的30％左右，是烟草工业的主要副产物，由于烟梗纤维素含量高，糖碱等成分较低，通常用作梗丝或制成薄片以增加烟支的填充值，有利于降焦，这也是烟梗利用的主要途径之一。但烟梗的细胞壁物质含量大，香气贫乏，吃味平淡，会给烟气带来许多不良影响，越是高档的卷烟，烟梗使用的比例越小，限制了烟梗在卷烟工业中的使用。

近年来国内外针对烟梗进行研究已取得成效。周元清等利用微生物及木质素酶处理烟梗，使得烟梗的木质素下降64.7-68.4％，总细胞壁物质下降14.0-16.4％(参见周元清，周丽清，章新，等.生物技术降解木质素提高烟梗使用价值初步研究[J].玉溪师范学院学报，2006，22(6)：61-63.)，但木质素酶中过氧化物酶价格昂贵，来源稀少，限制了其应用推广。英美烟草(投资)有限公司专利(公开号CN1694628A)显示应用过氧化氢和氢氧化钠处理烟草原料，木质素的含量可下降23-45％，显示过氧化氢和氢氧化钠处理能有效降低细胞壁物质含量，但其步骤繁琐，且其需要先对烟草纤维原料进行萃取后分离，再对纤维部分进行碱氧处理，再进行分离，不仅工艺复杂，溶剂使用量大，同时又会分离出对烟草有益的香味物质，降低吸食的愉悦性。

发明内容

本发明针对现有处理烟叶梗丝方法工艺复杂、对香气有负面影响的缺陷，提供一种处理烟叶梗丝的方法，本发明所述方法可有效提高烟叶梗丝香味物质的量，从而提高烟叶梗丝在卷烟加工中的可用性。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种处理烟叶梗丝的方法，包括以下步骤：

步骤1：将体积百分比为0.3％-10％H₂O₂和0.5％-15％氨水喷洒在烟叶梗丝上；

步骤2：将烟叶梗丝于40℃～80℃烘烤2-3h；

步骤3：在烟叶梗丝上喷洒质量百分含量为0.5％-15％柠檬酸，于30℃-50℃烘干；

步骤4：在烟叶梗丝上喷洒复合酶液，于30℃-60℃反应1-4h。

本发明所述方法通过咋烟叶梗丝上喷洒H₂O₂和氨水，降低其细胞壁物质含量，改善其与生物酶的反应活性，再利用包含淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶的复合酶的作用，改善烟叶梗丝性质，并提高其香气成份的含量。

步骤1所述H₂O₂溶液与烟叶梗丝的质量比优选为1∶2～7。

步骤1所述氨水与烟叶梗丝的质量比优选为1∶5-15。

步骤3所述烟叶梗丝与所述柠檬酸的重量比优选为1∶5～15。

步骤4所述复合酶液为复合酶与水的混合物，所述复合酶为淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、糖化酶、果胶酶的一种或几种的混合物，每种酶的质量浓度优选为0.1％-3％。。

步骤4所述烟叶梗丝与复合酶液质量比优选为5～10∶1。

本发明所述方法优选还包括终止反应步骤。所述终止反应为通过将温度升至85℃～95℃放置1-4h。

本发明还提供根据本发明所述方法制备的烟叶梗丝。

与现有技术相比，本发明所述方法处理烟叶梗丝具有如下优点：

(1)整丝率虽略有下降，但填充值提高了27.6％，替代未处理的梗丝运用至卷烟中，有利于提高填充性能，降低焦油含量；

(2)烟叶梗丝经本发明所述方法处理后，总糖含量提高至15.2％，糖碱比提高了49.5％，细胞壁物质含量降低了42.3％；

(3)烟叶梗丝经本发明所述方法处理后，对其香气物质进行分析，21种主要香气成分含量总计提高25.7％，其中美拉德反应产物含量提高140.5％，类胡萝卜素降解产物含量提高115.6％；

(4)感官评吸表明，烟叶梗丝经本发明所述方法处理后，木质气息减少，刺激性降低，烟气稍协调，烟气稍浓，效果较好。

综上所述，烟梗经本发明所述方法处理后性质得到了改善，将其替代未处理的梗丝运用于烤烟配方中，有利于柔和烟气，降低细胞壁物质燃烧所带来的木质气和刺激性，并增加香气量，提高感官质量，因此提高了其在卷烟工业中可用性。

附图说明

图1梗丝经本发明所述方法处理后细胞壁物质含量变化图。

1为对照梗丝；

2为实施例1所述方法处理的梗丝；

3为本发明实施例2、实施例3所述方法处理的梗丝。

具体实施方式

1.材料和方法

α-淀粉酶，国药集团化学试剂有限公司；中性蛋白酶0.8L，诺维信；纤维素酶，国药集团化学试剂有限公司；烟梗：2007年贵州烤烟烟梗，广东中烟卷烟二厂生产线切丝；氨水、过氧化氢、二氯甲烷、氢氧化钠、硫酸、无水硫酸钠，均为分析纯；内标丙酸苯乙酯为色谱纯，美国Sigma-Aldrich公司生产。

7890气相色谱仪和5975C质谱仪(美国Agilent公司)；CP2245电子天平(感量0.0001g，德国Sartorius公司)。

实施例1：现有方法处理烟叶梗丝(简称碱氧处理)

称取一定质量的梗丝，按质量比5∶1(梗丝∶氨水)比例喷洒加入10％的氨水，按质量比7∶1(梗丝∶H₂O₂)比例喷洒加入10％H₂O₂，于60℃恒温烘箱放置2h，按3∶1(梗丝∶柠檬酸)比例喷洒加入10％柠檬酸，于40℃烘干。

实施例2：本发明所述方法处理烟叶梗丝

称取一定质量的梗丝，按质量比15∶1(梗丝∶氨水)比例喷洒加入1.5％的氨水，按质量比7∶1(梗丝∶H₂O₂)比例喷洒加入3％H₂O₂，于40℃恒温烘箱放置3h，按5∶1(梗丝∶柠檬酸)比例喷洒加入5％柠檬酸，于40℃烘干。

准确称取上述处理过的梗丝100g，按质量比10∶1(梗丝∶复合酶液)喷洒加入复合酶液(含质量百分比为0.5％淀粉酶、0.5％蛋白酶、0.5％纤维素酶)，于30℃恒温烘箱放置反应4h，将温度升至85℃放置4h灭活酶终止反应。

实施例3：本发明所述方法处理烟叶梗丝

称取一定质量的梗丝，按质量比5∶1(梗丝∶氨水)比例喷洒加入15％的氨水，按质量比2∶1(梗丝∶H₂O₂)比例喷洒加入15％H₂O₂，于80℃恒温烘箱放置2h，按15∶1(梗丝∶柠檬酸)比例喷洒加入15％柠檬酸，于40℃烘干。

准确称取上述处理过的梗丝100g，按质量比5∶1喷洒加入复合酶液(含质量百分比为3％淀粉酶、3％糖化酶、3％半纤维素酶)，于60℃恒温烘箱放置反应1h，将温度升至95℃放置1h灭活酶终止反应。

实施例4：填充值及整丝率、碎丝率的测定

取未处理烟叶梗丝作为对照、实施例1处理的烟叶梗丝、实施例2处理的烟叶梗丝，按照YC163-2003测量填充值，按照YC178-2003测量整丝率、碎丝率。结果见表1。

表1本发明所述方法处理后填充值及整丝率、碎丝率的变化

	水分	填充值(cm³/g)	整丝率(％)	碎丝率(％)
					对照	13.2	5.32	80.9	4.59
实施例1	13.7	6.27	78.2	5.13
					实施例2	14.1	6.79	77.8	5.45

从表1中可看出，梗丝经过本发明所述方法处理后填充值比实施例1处理的梗丝提高了27.6％，替代未处理的梗丝，有利于减轻烟支重量，降低焦油含量，并减少膨胀烟丝所占比重。实施例3处理的梗丝具有相似的结果。但与实施例1所述碱氧处理梗丝相比，整丝率会略有下降，可能是由于碱氧处理改变了梗丝细胞壁中的纤维结构，使其变脆，且在加酶处理过程中由于翻动操作过激烈导致。

实施例5：化学成份及细胞壁物质的测定

取未处理烟叶梗丝作为对照、实施例1处理的烟叶梗丝、实施例2处理的烟叶梗丝，按照YC/T159-2002测量总糖，按照YC/T161-2002测定总氮，按照YC/T160-2002测定总植物碱含量，结果如表2所示。

表2本发明所述方法处理梗丝后化学成分变化

样品	总糖(％)	总氮(％)	烟碱(％)	糖碱比
					对照	13.1	1.79	0.58	22.59
实施例1	6.72	2.35	0.58	11.59
					实施例2	15.2	2.11	0.45	33.78

从表2可以看出，实施例1所述方法处理导致总糖含量下降48.7％，总氮含量上升了31.3％，本发明实施例2所述方法处理提高了梗丝总糖含量，降低了总氮含量，使得糖碱比提高了49.5％。实施例3处理的梗丝具有相似的结果。

实施例6：细胞壁物质的测定

细胞壁物质、全纤维素、木质素含量的测定参考文献(张槐苓，葛翠英，穆怀静，等.烟草分析与检验[M].郑州：河南科学技术出版社，1994：103-111.)中所述方法，结果见图1。

从图1可以看出，实施例1所述碱氧处理使细胞壁物质含量降低了32.7％，全纤维素含量降低了31.3％，木质素含量降低了37.5％，本发明所述方法(实施例2、实施例3)处理烟叶梗丝，进一步降低了全纤维素和木质素的含量，与梗丝相比，使细胞壁物质降低42.3％，全纤维素含量降低了41.7％。

实施例7：香气成分的提取及定性定量分析

烟叶中主要的香气物质有新植二烯、美拉德反应产物、苯丙氨酸代谢产物、类胡萝卜素降解产物、西柏烷类降解产物几大类。取未处理烟叶梗丝作为对照、实施例1处理的烟叶梗丝、实施例2处理的烟叶梗丝，采用同时蒸馏萃取法提取香气成分，具体方法参见(张莹，王玉，徐济仓，等.同时蒸馏萃取与固相微萃取法分析香料烟浸膏的致香成分[J].烟草化学，2005，(6)：59-64)。称取25.00g梗丝粉末，加入350mL饱和食盐水，放入烧瓶中，另一端加入40mL二氯甲烷萃取液，进行同时蒸馏萃取2.5小时，45℃常压旋转蒸馏二氯甲烷萃取液至1mL浓缩液，加入无水硫酸钠去除水分，进行气质分析。

采用GC/MS对上述样品进行分析。GC条件如下：色谱柱：DB-FFAP(30m×0.25mm i.d×0.25μm)；载气：He，流量1.0mL/min；分流比30∶1；进样量为1μL；进样口温度：250℃；程序升温：60℃，维持2min，5℃/min升至250℃，维持10min。MS条件如下：传输线温度：260℃；离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；电离电压：70eV；质量数范围：50～550amu；MS谱库：Wiley05+Nist08串联检索；采用丙酸苯乙酯内标法定量。

对上述几大类及其他共计21种香气成分进行了分析，结果见表3

表3梗丝径本发明所述方法处理后主要香气成分的变化(μg/g)

从中可以看出，梗丝经实施例1所述碱氧处理后，各类香气物质含量均有所降低，总计下降59.4％，本发明实施例2所述方法处理后，提高了香气物质量，与梗丝相比，总计提高25.7％。实施例3处理的梗丝具有相似的结果。

从表3中可以看出，经本发明所述方法处理后新植二烯的含量降低了68.1％，新植二烯是烟草中叶绿素的降解产物之一，它能增进烤烟的吸味和香气，同时又可通过降解转化形成致香成分。本发明所述方法处理后香气成分中美拉德反应产物及类胡萝卜素降解产物的含量有所提高，前者总计约提高140.5％，其中糠醛的含量提高最大，为268.7％；后者总计约提高115.6％，且生成了梗丝中所没有的β-大马酮。但是，碱氧-酶处理对苯丙氨酸代谢产物及西柏烷类降解产物无明显作用，二者含量略有下降。

实施例8：感官评吸实验

以未经处理的梗丝烟支为对照，组织评烟委员进行实施例1处理样、实施例2处理样与对照样的感官质量评吸对比。

对实施例1处理、实施例2处理的梗丝与未经处理的梗丝对照进行感官评吸，评吸结果见表4。实施例3处理的梗丝具有相似的结果。

表4感官评吸结果对比

样品

香气量

刺激性

协调性

杂气

余味

燃烧性

对照

一般

有

欠协调

较重

不净，不舒适

好

实施例1

一般

稍小

不协调

较重

不净，不舒适

稍好

实施例2

稍充实

稍小

稍协调

轻

略净，略舒适

稍好

实施例1所述碱氧处理后，木质气息减轻，刺激性降低，但带出其它气息，协调不佳，舌面滞涩，效果欠佳。本发明所述方法处理后，木质气息减少，刺激性降低，烟气稍协调，有增浓烟气的作用，效果较好。

由以上试验结果可知，烟梗经本发明所述方法处理后各项性质得到了改善：

(2)总糖含量提高至15.2％，糖碱比提高了49.5％。糖是对香气有积极影响的物质，糖碱比是烟草质量的一个指标，在一定的范围内越高越好。细胞壁物质含量降低了42.3％，细胞壁物质主要含纤维素、半纤维素、木质素、果胶，均对烟气的吸味有负面影响，在一定范围内越小越好。

(3)21种主要香气成分含量总计提高25.7％，其中美拉德反应产物含量提高140.5％，类胡萝卜素降解产物含量提高115.6％；

(4)感官评吸表明，本发明所述方法处理后，木质气息减少，刺激性降低，烟气稍协调，烟气稍浓，效果较好。

Claims

1.一种处理烟叶梗丝的方法，包括以下步骤：

步骤1：将体积百分比为0.3％-10％的H₂O₂和0.5％-15％氨水喷洒在烟叶梗丝上，所述烟叶梗丝与H₂O₂溶液的质量比为2～7∶1，所述烟叶梗丝与氨水的质量比为5～15∶1；

步骤2：将烟叶梗丝于40℃～80℃烘烤2-3h；

步骤3：在烟叶梗丝上喷洒质量百分含量为0.5％-15％柠檬酸，于30℃-50℃烘干，所述烟叶梗丝与所述柠檬酸的重量比为5～15∶1；

步骤4：在烟叶梗丝上喷洒复合酶液，于30℃-60℃反应1-4h，所述烟叶梗丝与复合酶液质量比为5～10∶1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4所述复合酶液包含淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、糖化酶、果胶酶的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4之后还包括终止反应步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终止反应步骤为通过将温度升至85℃～95℃放置1-4h。