CN102018278B - 一种酶法处理烟丝降低烟丝蛋白质含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改善烟草品质的方法，通过向烟叶喷洒一种工业用蛋白酶对烟叶中的蛋白进行降解，同时考察了温度、湿度、酶添加量和酶解时间等酶解条件对烟草原料中蛋白质酶法降解的影响。结果表明，采用本发明可有效降低烟草中蛋白质的含量，使氨基酸含量增加，评吸结果显示烟草气味醇和，口感良好，品质得到明显改善。
Description
【技术领域】
本发明涉及烟用香精技术领域。更具体地，本发明涉及一种烟用香料，还涉及所述烟用香料的制备方法与它们的用途。
【背景技术】
烟草中的组成成分复杂，蛋白质含量丰富，烤烟烟叶蛋白质含量在10％左右，而晾烟和白肋烟的蛋白质含量可达到20％。经过调制醇化后烟草中蛋白质的含量为3.1-12.5％，其中又分为可溶性蛋白和不可溶性蛋白，可溶性蛋白中有一半左右是叶绿体蛋白质。烟叶中的含氮化合物主要是蛋白质，适当的蛋白质含量，可以增加烟吸味；但如果蛋白质含量过高，则会使烟气有烧焦的蛋白味，这是一种对烟气品质有影响的不良气味，烟叶的品质将随蛋白质含量的增加降低。而通过生物酶处理来降解烟草中蛋白质的含量，一方面可减少蛋白质带来的不利影响，另一方面也可利用蛋白质的降解产物多肽和氨基酸作为美拉德(MAILLARD)反应前体物，同时可以增强Amadori化合物的生成，从而提高烟草产品的香吃味。
蛋白酶作为蛋白质的水解酶，种类繁多，不同蛋白酶的性质和催化反应条件不同。姚光明研究了中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶对烟草中蛋白质的降解，得出这样一些结论：①加蛋白酶后的烤烟烟叶，在一定温度下经过一定时间贮存，烟叶中的蛋白质含量均有所降低；②3种蛋白酶对烤烟烟叶中蛋白质降解的效果并不相同，以中性蛋白酶降解的幅度最大，木瓜蛋白酶次之，碱性蛋白酶的降解幅度最小，用中性蛋白酶处理过的烟叶香气质变好，香气量有所增大，杂气减轻，刺激性减小，余味变得较干净舒适，尤其是对白肋烟杂气的去除和苦辣味的消除效果更为明显。(姚光明，《降低烟叶中蛋白质含量的研究》，《烟草科技》，2000，(9)：6-8)。
在相关的专利文献中，“一种促进打叶复烤烟叶自然醇化的生物酶处理方法”(中国发明专利ZL 02116594.7)，提出利用蛋白酶、果胶酶等生物酶来处理烟草，以降解烟草中的蛋白质和果胶，并配以生化反应促进剂丙酮酸、色氨酸、亮氨酸及金属离子来激活烟叶自身酶类活性。该发明所涉及的酶是多种水解酶混合的复合酶，且有非酶成份添加物。
中国专利ZL 200510042773.7“提高烟叶品质的含有复合酶的制剂及其制备方法”提出了一种含有复合酶的制剂，利用纤维素酶、蛋白酶、果胶酶、淀粉酶、糖化酶和酵母粉等制成制剂，用于提高烟叶品质。烟叶喷洒了这种复合酶制剂与水的溶液之后，在室温下自然发酵6-10个月。该方法使用了多种酶，并且酶处理的时间较长。
本发明以烟草原料为载体，提出利用一种蛋白酶对烟丝中烟草蛋白质进行降解的方法，同时确立了适宜的蛋白质酶解条件。
【发明内容】
[发明要解决的问题]
本发明的目的是提供一种酶法处理烟丝降低蛋白质含量的方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种酶法处理烟丝降低蛋白质含量的方法。该方法的步骤如下：
(1)烟叶预处理：烟叶加水漂洗，并加热灭菌，冷却后过滤干燥，保持体系温度在40-60℃；
(2)酶液配制：称取蛋白酶5-10g溶于100mL溶剂中，将配好的酶液置于4℃下备用；
(3)酶解：将步骤(2)中配制好的酶液用喷雾的方法喷施到经过步骤(1)预处理的烟叶表面，以烟叶的总重量计，酶液的添加量为2-5％，湿度为20-80％，然后混合均匀，用密封袋封好后置于恒温培养箱中进行酶解；
(4)后续处理：步骤(3)酶解完成的烟叶在70℃烘箱中烘干，然后置于恒温恒湿培养箱中平衡24h。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中的加热灭菌温度为75-95℃，灭菌时间为10-30min。
根据本发明的另一种优选实施方式，步骤(1)中烟叶在过滤干燥后的湿度是10-15％。
根据本发明的另一种优选实施方式，降解蛋白质所用的酶是一种选自如酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶之类的工业用蛋白酶。
特别地，可列举由南宁庞博生物工程有限公司生产的酸性蛋白酶，活力80000U/g；木瓜蛋白酶，活力50000U/g；菠萝蛋白酶，活力100000U/g。
根据本发明的另一种优选实施方式，以重量百分比计，步骤(2)中酶与溶剂的比例是5-10％。
根据本发明的另一种优选实施方式，步骤(2)中使用的溶剂是一种选自自来水、去离子水或pH为7.0的磷酸缓冲液。
当酶与溶剂的比例小于这个范围时，蛋白质降解效果下降；当酶与溶剂的比例大于这个范围时，蛋白质降解效果并不增加。
根据本发明的另一种优选实施方式，步骤(3)中，酶解时体系的温度为40-60℃，酶解时间6-24h。
根据本发明的另一种优选实施方式，步骤(4)中，烟叶在烘干箱中烘干至湿度12-15％。
酶解后的烟丝为单一原料卷烟后进行对比评吸鉴定，同时对处理过的烟叶和烟丝进行蛋白质成分的化学分析。
[有益效果]
本发明提供了生物转化过程的特定条件和优化条件，包括生物转化底物的适宜浓度，酶的用量，生物转化温度，转化时间，以及后处理方法等，最后比较完整地形成了一种以新烟叶为原料生物转化成高吸食品质的烟叶的方法。本发明方法能有效地将新烟叶中的不利于吸食品质蛋白质转化成具有烟草特征香味的物质前体，并且保持了原有的烟叶香气风格；同时缩短了烟叶醇化期，提高了生产效率，实现了本发明的目的。
采用本发明的方法可有效降低烟草中蛋白质的含量，使氨基酸含量增加，评吸结果显示烟草气味醇和，口感良好，品质得到明显改善。
【具体实施方式】
下面将通过实施例更详细地说明本发明，而这些实施例并不试图限制本发明的保护范围。
实施例1
一种酶法处理烟丝降低蛋白质含量的方法。该方法的步骤如下：
(1)烟叶预处理：准确称取250克烟叶(CX2K品种)加水漂洗，并在100℃下加热灭菌30分钟，冷却后进行过滤、干燥，干燥至湿度10％，体系温度保持在40℃。
(2)酶液配制：本步骤使用的蛋白酶是由南宁庞博生物工程有限公司生产的木瓜蛋白酶，活力50000U/g。
(3)酶解：将步骤(2)中配制好的酶液用喷雾的方法喷施到经过步骤(1)预处理的烟叶表面，以烟叶的总重量计，酶液的添加量为2％，湿度为50％，然后混合均匀，用密封袋封好后置于40℃恒温培养箱中酶解24小时。
(4)后续处理：步骤(3)酶解完成的烟叶在70℃烘箱中烘干至湿度12％，然后置于恒温恒湿培养箱中平衡24h。
将上述经过酶反应的烟叶磨碎过40目筛，准确称取烟叶粉末0.5g，于50ml pH5.0的柠檬酸钠缓冲液中震荡5min，取1ml于离心管中，8000r/min离心10min，取上清液0.5ml，检测反应液中的蛋白氮、氨氮的含量。结果总结在下表1中。
实施例2
一种酶法处理烟丝降低蛋白质含量的方法。该方法的步骤如下：
(1)烟叶预处理：准确称取250克烟叶(CX2K品种)加水漂洗，并在115℃下加热灭菌20分钟，冷却后进行过滤、干燥，干燥到湿度12％，体系温度保持在50℃。
(2)酶液配制：本步骤使用的蛋白酶是由南宁庞博生物工程有限公司生产的酸性蛋白酶，活力80000U/g。
(3)酶解：将步骤(2)中配制好的酶液用喷雾的方法喷施到经过步骤(1)预处理的烟叶表面，以烟叶的总重量计，酶液的添加量为2％，湿度为50％，然后混合均匀，用密封袋封好后置于50℃恒温培养箱中酶解12小时。
(4)后续处理：步骤(3)酶解完成的烟叶在70℃烘箱中烘干至湿度13％，然后置于恒温恒湿培养箱中平衡24h。
将上述经过酶反应的烟叶磨碎过40目筛，准确称取烟叶粉末0.5g，于50ml pH5.0的柠檬酸钠缓冲液中震荡5min，取1ml于离心管中，8000r/min离心10min，取上清液0.5ml，检测反应液中的蛋白氮、氨氮的含量。结果总结在下表1中。
实施例3
一种酶法处理烟丝降低蛋白质含量的方法。该方法的步骤如下：
(1)烟叶预处理：准确称取250克烟叶(CX2K品种)加水漂洗，并在121℃下加热灭菌15分钟，冷却后进行过滤、干燥，干燥到湿度15％，体系温度保持在60℃。
(2)酶液配制：本步骤使用的蛋白酶是由南宁庞博生物工程有限公司生产的菠萝蛋白酶，活力100000U/g。
(3)酶解：将步骤(2)中配制好的酶液用喷雾的方法喷施到经过步骤(1)预处理的烟叶表面，以烟叶的总重量计，酶液的添加量为5％，湿度为50％，然后混合均匀，用密封袋封好后置于60℃恒温培养箱中酶解6小时。
(4)后续处理：步骤(3)酶解完成的烟叶在70℃烘箱中烘干至湿度15％，然后置于恒温恒湿培养箱中平衡24h。
将上述经过酶反应的烟叶磨碎过40目筛，准确称取烟叶粉末0.5g，于50ml pH5.0的柠檬酸钠缓冲液中震荡5min，取1ml于离心管中，8000r/min离心10min，取上清液0.5ml，检测反应液中的蛋白氮、氨氮的含量。结果总结在下表1中。
表1根据本发明方法处理烟叶前后的主要化学成分的变化
从表中可以看出，采用本发明的酶处理法后，烟叶中氨基酸含量大大增加。
Claims (4)
1.一种利用酶法降解烟草中蛋白质以改善烟草品质的方法，其特征在于该方法的步骤如下：
(1)烟叶预处理：烟叶加水漂洗，并加热灭菌，冷却后过滤干燥，保持体系温度在40-60℃；
(2)酶液配制：称取蛋白酶5-10g溶于100mL溶剂中，将配好的酶液置于4℃下备用；所述酶选自酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶；所述溶剂选自自来水或去离子水；
(3)酶解：将步骤(2)中配制好的酶液用喷雾的方法喷施到经过步骤(1)预处理的烟叶表面，以烟叶的总重量计，酶液的添加量为2-5%，然后混合均匀，用密封袋封好后置于恒温培养箱中进行酶解，酶解温度为40-60℃，酶解时间6-24h；
(4)后续处理：步骤(3)酶解完成的烟叶在70℃烘箱中烘干，然后置于恒温恒湿培养箱中平衡24h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中加热灭菌温度为75-125℃，灭菌时间为10-30min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中烟叶在过滤干燥后的湿度是10-15%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中，烟叶在烘干箱中烘干至湿度12-15%。
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