CN102181414B - 一种烟用复合酶添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟用复合酶添加剂及其制备方法和应用，属于烟用添加剂的技术领域。本发明利用现有的商品化酶制剂产品，结合烟叶的主要化学成分，通过单酶处理烟叶实验结果，按照合适比例组成复合酶添加剂(简称FHM)。生物酶按照五因素单水平进行正交实验设计，按上述单酶筛选的方法对每个品种不同等级进行最优组合的筛选。筛选出的最优组合配方可用于烟叶的人工醇化发酵实验。复合酶添加剂明显提高中下等上部烟叶和中部烟叶的香气量，愉悦性等品质，杂气、刺激性等下降，烟气浓度和劲头减小，余味变得舒适。加速烟叶醇化进程，有效促进烟叶内含物质的降解转化，增加烟叶香气成分，提升烟叶的内在品质。

Description

一种烟用复合酶添加剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于烟用添加剂的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种复合酶添加剂。同时，本发明还涉及所述复合酶添加剂的制备方法和在烟草工业中的应用。

背景技术

烟草是我国财政的重要支柱之一。国家烟草专卖局在“十一五”中国卷烟科技发展纲要第7条明确指出,要“攻克影响烟叶香气质、香气量的关键技术”，缩小与国外烟叶质量差距,以提高国内外市场竞力。

烟草是一种以吸食为目的的特殊经济作物，其使用价值取决于它的品质。香吃味是评价烟叶品质的重要指标，优质烟叶要求烟香气质纯正，香气量充足，吃味醇和，余味舒适。烟叶从种植到卷制成卷烟产品是一个复杂的系统工程，期间需要经历打叶复烤、烟叶醇化等一系列步骤。其中，打叶复烤是解决收获烟叶品质上存在缺陷的基本方法，即将烟站收购的初烤把装烟（亦称原烟）运到复烤车间进行第二次烤制，将整片烟打制成一定规格的碎片烟，在打叶复烤过程中杀虫，促进青烟转黄，减轻刺激和杂气，并控制烟叶水分在11％～13％范围内，防止烟叶在仓储过程中生虫霉变。现有技术中打叶复烤后的碎片叶经过机械打包后，需要堆放在烟叶醇化仓库内，在自然条件下贮存2～3年，通过自然醇化改善烟叶的抽吸品质。这种自然醇化方法由于烟叶过于干燥，会抑制附着于烟叶表面的有益微生物的生长，延长了烟叶的醇化时间，增加了仓储成本。

在烤烟醇化中期和醇化完成时，烟叶中均存在一定数量的微生物，其中以细菌为主，烟叶表面的微生物数量和种类与醇化条件和醇化效果有密切关系。总之，微生物不仅可以通过自身的生命活动作用于烟叶的醇化过程，而且还通过其代谢产生的生物酶参与烟叶的生理生化反应，促进烟叶中大分子生物化合物的转化。

近期的研究表明，通过微生物或生物酶处理能够大大缩短烟叶醇化的时间,具有明显消除烟叶的青杂气, 减轻刺激性的作用, 对烟叶香气质量的改善也有一定的帮助。但现有技术中，关于添加复合酶提高烟叶品质的研究鲜见报道。经文献检索，尚未发现与本发明内容相同的报导。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新的复合酶添加剂。

本发明的另一目的是提供所述复合酶添加剂的制备方法。

本发明进一步的目的是提供所述复合酶添加剂在烟叶醇化中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

* 除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

A. 本发明提供了一种复合酶添加剂，该添加剂由纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶、中性脂肪酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶组成。

B. 本发明提供了所述复合酶添加剂的制备方法，该方法采用下述步骤： 

首先，通过单酶处理烟叶实验结果，筛选得到五种酶按照合适比例组成复合酶添加剂(简称FHM)。五种酶按照五因素单水平进行正交实验设计，按上述单酶筛选的方法对每个品种不同等级进行最优组合的筛选。筛选出的最优组合配方，可用于烟叶的人工醇化发酵实验。

C. 本发明提供了所述复合酶添加剂作为烟叶醇化添加剂应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提供的复合酶添加剂能明显提高中下等上部烟叶和中部烟叶的的香气量，愉悦性等品质，杂气、刺激性等下降，烟气浓度和劲头减小，余味变得舒适。和传统的自然醇化相比，复合酶添加剂的应用有效促进烟叶中化学成分的降解和转化，而且复合酶添加剂的应用具有可控性强和操作简单等优点。

（2）本发明的应用使烟叶的醇化时间较自然醇化有了大幅度的缩短。复合酶添加剂的应用能有效促进烟叶中大分子化合物含量的转化，例如，总糖和还原糖含量升高。而总氮、烟碱、蛋白质和纤维素的含量有所下降；同时，烟叶中的致香成分的含量提高。

（3）烟叶醇化时间的缩短有助于烟草企业节约仓储空间和时间，提高了醇化车间的利用率，有利于烟草企业的加速发展。

（4）本发明工艺简单、操作性、规范性及可控性强，原料易得，成本低，便于实现大规模工业化生产，具有良好的开发应用前景。

具体实施方式

实施例1

——复合酶添加剂的制备

1. 待选的生物酶制剂的信息见表1。

生物酶制剂的筛选

① 按重量比计，将每种生物酶制剂用去离子水稀释为1:500、1:2000、1:4000、1：6000) 的比例，需要调pH值的用柠檬酸调整到最适反应的pH值。

②称取烟叶样品50 g，测定样品的水分含量。

③把配制好的生物酶制剂均匀喷洒在50 g烟丝表面，控制最终的水分含量为20%作为处理样；直接喷洒相同量的去离子水作为对照空白样。将样品分别装入密封袋中，置于50℃的烘箱中恒温2小时。

④ 取出样品，放入恒温恒湿箱 (温度20℃，湿度60%) 中平衡48小时;

⑤ 将平衡好的样品放在40℃烘箱中放置3小时。

⑥ 样品碾磨成粉状，用连续流动自动化学分析仪测定每个样品的化学成分含量。

⑦通过比较对烟叶品质有贡献的化学成分的变化，选出处理效果较好的单酶和合适的稀释比例。

⑧把处理好的生物酶制剂进行组配，筛选出适合每个原料的酶制剂组合。

3. 生物酶制剂的组合

根据以上单酶对烟叶品质的作用，选出5种生物酶，按照合适比例组成复合酶制剂。五种酶按照五因素单水平进行正交实验设计，按上述单酶筛选的方法对每个品种不同等级进行最优组合的筛选。筛选出的最优组合配方可用于烟叶的人工醇化发酵实验2 。

实施例2

——复合酶添加剂在烟叶醇化中的作用

用组配好的生物酶制剂作为烟草醇化剂，进行两个月的醇化实验，具体实验步骤如下：

1) 称取烟叶200 g，用快速水分测定仪测定每种烟叶样品的水分含量，并根据水分含量计算加酶液量。

2) 配制好复合酶组合酶液（FHM），量取合适的酶液均匀喷洒在200 g烟丝表面 (控制烟丝水分含量为20%)，混合均匀作为处理样。

3) 直接喷洒相同量的去离子水（控制烟丝水分含量为20%）作为对照空白样。

4) 分别将样品封入密封袋，50℃下恒温2小时。

5) 取出样品，置于恒温恒湿箱 (温度20℃，湿度60%)中平衡48小时。 

6) 取出部分烟丝在40℃烘箱中放置3小时，碾磨成粉状，检测主要化学成分含量, 作为处理0时刻的对照。

7) 其余样品仍置于20℃, 60%恒温恒湿箱中, 每隔一个月取样一次进行化学成分分析。

8) 两个月取样完毕后，进行化学成分测定分析的同时，剩余的烟丝每个样品各打十支烟，保存做感官评吸实验。

5. 评吸试验

将处理组和对照组的烟丝放入恒温恒湿箱内平衡24 h后，制成卷烟, 样品和对照均随机编号。由评吸专家组成的评吸小组进行感官评吸。

6. 生物酶添加剂处理烟叶效果

根据单酶添加到烟叶中的实验，检测了与评吸质量关系密切的化学成分主要为糖组分和含氮化合物。烟叶的总糖，还原糖及两糖差与香气质、香气量、余味、杂气、刺激性、评吸总分为正相关，而淀粉相反。总氮呈负相关，钾与香气质呈正相关，氯则相反。在添加了酶制剂后都有了一定的化学成分改变，改善了一定品质相关性质，总糖和还原糖的含量都有一定程度的升高，同时还检测了纤维素和烟碱的含量，都不同程度的呈现下降趋势。实验结果表明，与对照相比生物酶制剂处理烟叶以后对烟叶的醇化品质均有一定的提高，并且酶制剂的大概稀释比例为1：4000和1：6000之间效果最好。

感官质量评价结果表明，经过两个月的醇化实验，所有实验品种烟叶的处理样醇化质量都好于对照样。复合酶酶添加剂明显提高中下等上部烟叶和中部烟叶的的香气量，愉悦性等品质，杂气、刺激性等下降，烟气浓度和劲头减小，余味变得舒适。加速烟叶醇化进程，有效促进烟叶内含物质的降解转化，增加烟叶香气成分，提升烟叶的内在品质。

实施例3

采用实施例1制备的复合酶添加剂FHM-1处理石宜K326 B4F烟叶，处理方法同上，处理8个月后分别检测对照样品、处理样品和自然醇化18-24个月的烟叶样品的常规化学成分，结合感官评吸评价复合酶添加剂FHM-1的作用效果。常规化学成分的检测结果表明：石宜K326 B4F烟叶经过复合酶添加剂FHM-1处理8个月以后，烟叶的生物大分子化合物的含量发生了较大的改变，其中还原糖和总糖的含量发生了明显的提高，总氮、纤维素和烟碱的含量发生了下降，挥发碱和石油醚提取物总量有所下降，这些化合物的含量的变化有利于烟叶的吸食品质，同时经过复合酶添加剂FHM-1处理的烟叶和自然醇化24月烟叶的化学成分的含量接近。此外，利用GC-MS对烟叶样品的致香成分进行检测，结果表明，石宜K326 B4F烟叶经过自然醇化或复合酶添加剂FHM-1处理以后，烟叶的致香成分大多发生了增加，同时复合酶添加剂FHM-1处理的烟叶样品的致香成分总量较烟叶自然醇化增加得多，说明复合酶添加剂FHM-1处理有助于烟叶中致香成分的形成和积累。同时，添加复合酶添加剂FHM-1醇化8个月的石宜K326 B4F烟叶的致香成分和自然醇化24个月的B3F烟叶的致香成分接近。综上，添加复合酶添加剂FHM-1醇化8个月的B4F烟叶的化学成分接近自然醇化24个月的B3F烟叶。感官评吸结果表明，经过复合酶添加剂FHM-1处理8个月的烟叶石宜K326 B4F的感官评吸质量比未醇化的烟叶B4F有了大幅度的提高，达到自然醇化24个月的烟叶B4F的感官品质，同时经过复合酶添加剂FHM-1处理8个月的烟叶B4F的评吸得分与自然醇化24个月的烟叶B3F的差异不大，说明它们的感官质量接近。以上结果表明复合酶添加剂FHM-1的应用加快了石宜K326 B4F烟叶醇化的速度，缩短了醇化周期，提高了烟叶的品质。

实施例4

采用实施例1制备的复合酶添加剂FHM-2处理石宜K326 C4F烟叶，处理方法同上，处理8个月后分别检测对照样品、处理样品和自然醇化18-24个月的烟叶样品的常规化学成分，结合感官评吸评价复合酶添加剂FHM-2的作用效果。常规化学成分的检测结果表明：石宜K326 C4F烟叶经过复合酶添加剂FHM-2处理8个月以后，烟叶的生物大分子化合物的含量发生了较大的改变，其中还原糖和总糖的含量发生了明显的提高，总氮、纤维素和烟碱的含量发生了下降，挥发碱和石油醚提取物总量有所下降，这些化合物的含量的变化有利于烟叶的吸食品质，同时经过复合酶添加剂FHM-2处理的烟叶和自然醇化24月烟叶的化学成分的含量接近。此外，利用GC-MS对烟叶样品的致香成分进行检测，结果表明，石宜K326 C4F烟叶经过自然醇化或复合酶添加剂FHM-2处理以后，烟叶的致香成分大多发生了增加，同时复合酶添加剂FHM-2处理的烟叶样品的致香成分总量较烟叶自然醇化增加得多，说明复合酶添加剂FHM-2处理有助于烟叶中致香成分的形成和积累。感官评吸结果表明，经过复合酶添加剂FHM-2处理8个月的烟叶石宜K326 C4F的感官评吸质量比未醇化的烟叶有了大幅度的提高，达到自然醇化24个月的烟叶的感官品质。以上结果表明复合酶添加剂FHM-2的应用加快了石宜C4F烟叶醇化的速度，缩短了醇化周期，提高了烟叶的品质。

实施例5

采用实施例1制备的复合酶添加剂FHM-3处理保山红大B4F烟叶，处理方法同上，处理8个月后分别检测对照样品、处理样品和自然醇化18-24个月的烟叶样品的常规化学成分，结合感官评吸评价复合酶添加剂FHM-3的作用效果。常规化学成分的检测结果表明：保山红大B4F烟叶经过复合酶添加剂FHM-3处理8个月以后，烟叶的生物大分子化合物的含量发生了较大的改变，其中还原糖和总糖的含量发生了明显的提高，总氮、纤维素和烟碱的含量发生了下降，挥发碱和石油醚提取物总量有所下降，这些化合物的含量的变化有利于烟叶的吸食品质，同时经过复合酶添加剂FHM-3处理的烟叶和自然醇化24月烟叶的化学成分的含量接近。此外，利用GC-MS对烟叶样品的致香成分进行检测，结果表明，保山红大B4F烟叶经过自然醇化或复合酶添加剂FHM-3处理以后，烟叶的致香成分大多发生了增加，同时复合酶添加剂FHM-3处理的烟叶样品的致香成分总量较烟叶自然醇化增加得多，说明复合酶添加剂FHM-3处理有助于烟叶中致香成分的形成和积累。同时，添加复合酶添加剂FHM-3醇化8个月的保山红大B4F烟叶的致香成分和自然醇化24个月的B3F烟叶的致香成分接近。综上，添加复合酶添加剂FHM-3醇化8个月的B4F烟叶的化学成分接近自然醇化24个月的B3F烟叶。感官评吸结果表明，经过复合酶添加剂FHM-3处理8个月的保山红大B4F的感官评吸质量比未醇化的烟叶B4F有了大幅度的提高，达到自然醇化24个月的烟叶B4F的感官品质，同时经过复合酶添加剂FHM-3处理8个月的烟叶B4F的评吸得分与自然醇化24个月的烟叶B3F的差异不大，说明它们的感官质量接近。以上结果表明复合酶添加剂FHM-3的应用加快了保山红大B4F烟叶醇化的速度，缩短了醇化周期，提高了烟叶的品质。

实施例6

采用实施例1制备的复合酶添加剂FHM-4处理保山红大C4F烟叶，处理方法同上，处理8个月后分别检测对照样品、处理样品和自然醇化18-24个月的烟叶样品的常规化学成分，结合感官评吸评价复合酶添加剂FHM-4的作用效果。常规化学成分的检测结果表明：保山红大C4F烟叶经过复合酶添加剂FHM-4处理8个月以后，烟叶的生物大分子化合物的含量发生了较大的改变，其中还原糖和总糖的含量发生了明显的提高，总氮、纤维素和烟碱的含量发生了下降，挥发碱和石油醚提取物总量有所下降，这些化合物的含量的变化有利于烟叶的吸食品质，同时经过复合酶添加剂FHM-4处理的烟叶和自然醇化24月烟叶的化学成分的含量接近。此外，利用GC-MS对烟叶样品的致香成分进行检测，结果表明，保山红大C4F烟叶经过自然醇化或复合酶添加剂FHM-4处理以后，烟叶的致香成分大多发生了增加，同时复合酶添加剂FHM-4处理的烟叶样品的致香成分总量较烟叶自然醇化增加得多，说明复合酶添加剂FHM-4处理有助于烟叶中致香成分的形成和积累。感官评吸结果表明，经过复合酶添加剂FHM-4处理8个月的烟叶保山红大C4F的感官评吸质量比未醇化的烟叶有了大幅度的提高，达到自然醇化24个月的烟叶的感官品质。以上结果表明复合酶添加剂FHM-4的应用加快了保山红大C4F烟叶醇化的速度，缩短了醇化周期，提高了烟叶的品质。

Claims (3)

1.一种烟用复合酶添加剂，是采用生物酶制剂进行组配，分别得到复合酶添加剂产品FHM-1，FHM-2，FHM-3和FHM-4 ,其特征在于，产品FHM-1是将β—葡聚糖酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、中性脂肪酶、果胶酶按２：２：２：１：３的重量比进行组配，稀释比例为1:4000-1:6000；产品FHM-２是将木聚糖酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、中性脂肪酶、果胶酶按２：２：２：２：１的重量比进行组配，稀释比例为1:4000-1:6000；产品FHM-３是将木聚糖酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、中性脂肪酶、果胶酶按２：２：２：１：３的重量比进行组配，稀释比例为1:4000-1:6000；产品FHM-４是将β—葡聚糖酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、中性脂肪酶、果胶酶按２：２：２：２：２的重量比进行组配，稀释比例为1:4000-1:6000；其中，所述的纤维素酶的酶活力为１００万，来源为和氏璧生物技术有限公司生产；所述的果胶酶的酶活力为３万，来源为无锡雪梅酶制剂科技生产；所述的酸性蛋白酶酶活力为１０万，来源为和氏璧生物技术有限公司生产；所述的中性脂肪酶酶活力为５０００，来源为无锡雪梅酶制剂科技生产；所述的β-葡聚糖酶活力为３０００万，来源为宁夏夏盛实业生产；所述的木聚糖酶活力为６０００万，来源为宁夏夏盛实业生产。

2.一种权利要求1所述的烟用复合酶添加剂的制备方法，其特征在于采用下述步骤：

（1）稀释，按重量比计，将所述生物酶制剂按照1:4000-1:6000进行稀释；

（2）组配，根据复合酶添加剂的组配比例进行组配，得到复合酶添加剂产品FHM-1，FHM-2，FHM-3和FHM-4。

3.权利要求1所述的烟用复合酶添加剂在烟叶醇化中的应用。