CN102217780B

CN102217780B - 一种烟用香料浸膏及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102217780B
Application number: CN 201110043015
Authority: CN
Inventors: 段焰青; 者为; 杨金奎; 叶灵; 张克勤; 汤丹瑜; 廖头根
Original assignee: Hongyun Honghe Tobacco Group Co Ltd
Current assignee: Hongyun Honghe Tobacco Group Co Ltd
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: CN102217780A

Abstract

本发明公开了一种烟用香料浸膏及其制备方法和应用，属于烟用添加剂的技术领域。本发明利用废弃烟叶作为原料，通过红球菌，短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌依次发酵，降低废弃烟叶中的烟碱，转化烟叶中的阿魏酸生成4-乙基愈创木酚和香兰素等致香成分，发酵结束以后，利用常规生化技术提取废弃烟叶中的致香成分，制备香料浸膏。本发明获得的香料浸膏中含量较高的致香物质主要有苯甲醇、茄酮、香兰素、BETA-大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、西柏三烯二醇、新植二烯。加香评吸实验结果表明，该香料浸膏具有明显提调烟香、细腻醇和烟气、降低刺激性、掩盖杂气和改善卷烟吸味的效果。

Description

一种烟用香料浸膏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，本发明涉及一种烟用香料浸膏。同时，本发明还涉及所述香料浸膏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。

在烟草种植和加工过程中，产生了大量的低次烟叶、烟梗和烟末等烟草废弃物，占烟叶总产量的10%～25%。目前，对这些废弃物的综合利用途径非常少，综合利用程度非常低，绝大部分作为废物而被丢弃，对环境造成了很大的污染。此外，国内卷烟企业目前贮存的上部烟叶较多, 一般因其烟碱含量较高而难以较多用于叶组配方中，不仅占用大量的仓储空间，并造成大量浪费。然而，这些废弃物却是潜在的有价值资源。现在从烟叶中已鉴定出300多种化合物，包括生物碱、蛋白质、氨基酸、甙类、糖类、有机酸等物质，其中蛋白质、茄尼醇、烟碱、氨基酸、有机酸、糖等都是很有价值的物质。因此，在资源短缺和环境污染问题日益突出的今天，采用现代微生物发酵技术和现代生化技术，开展对低次烟叶资源的综合精深加工及其系列产品的研究开发，具有重要意义。

废弃烟叶中含有大量的致香成分或前提物质，利用微生物转化可以促进致香前体物质的转化和致香成分的生成。由于废弃烟叶中含有较高浓度的烟碱，一些有益微生物，如产酯酶细菌和产香细菌难以在烟叶上生长。前期的研究表明，一些降烟碱微生物，如节杆菌和假单胞菌等微生物能有效降解烟叶中的烟碱，从而为其他有益微生物的生长提供条件。通过微生物发酵以后提取致香成分不仅能实现废弃烟叶的再利用，同时也能减少非烟草来源的香精香料产品的应用，从而降低生产成本提高烟叶品质。

发明内容

本发明人的前期研究揭示，从烟叶表面和烟草栽培土壤中筛选得到一批具有较高降烟碱能力的细菌，可以通过这些细菌的作用把废弃烟叶中的高浓度烟碱降解或使烟碱的浓度降低，从而为其他微生物（如产香细菌）发酵提供条件。阿魏酸是生成香兰素的一种重要前体物质，它以阿魏酸酯形式广泛存在于植物细胞壁中，可以利用产阿魏酸酯酶的微生物把阿魏酸从烟叶细胞壁中游离出来，并被产香细菌进一步生成愈创木酚和香兰素等天然香味料，用于卷烟加香。从而降低生产成本提高烟叶品质，实现废弃烟叶的再利用。

基于上述认识，本发明的目的在于提供一种新型的烟用香料浸膏。

本发明的另一目的是提供所述烟用香料浸膏的制备方法。

本发明进一步的目的是提供所述烟用香料浸膏在卷烟生产中的应用。

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. 本发明提供了一种烟用香料浸膏，所述的浸膏是以本发明废弃烟叶作为原料，依次用红球菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌进行发酵，降低废弃烟叶中的烟碱，转化烟叶中的阿魏酸生成4-乙基愈创木酚和香兰素等致香成分，发酵结束以后，提取废弃烟叶中的致香成分，制备香料浸膏。

其中，所述的红球菌（Rhodococcussp.）Y22 是从云南省嵩明县杨林镇烟草栽培土壤中分离，对其进行了形态学、生理生化性质和16S rRNA分析，鉴定结果表明该细菌属于红球菌属，该菌株命名为Rhodococcussp. Y22。该菌株已经保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCG）；该中心地址：中国.北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所；保藏日期：2008年9月28日；保藏号为CGMCC No.2683。红球菌Y22具有较强的烟碱降解能力。

所述的短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）Van35：该细菌从烤烟叶面上分离得到，鉴定结果表明该细菌属于短小芽孢杆菌，该菌株命名为Bacillus pumilus。该菌株已经保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；地址：中国.北京市朝阳区北辰西路1号院3号；保藏日期：2009年11月5日；保藏号为CGMCC No. 3411。短小芽孢杆菌Van35能产生阿魏酸酯酶。

所述的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）Van3：该细菌从烤烟叶面上分离得到，鉴定结果表明该细菌属于枯草芽孢杆菌，该菌株命名为 Bacillus subtilis。该菌株已经保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；地址：中国.北京市朝阳区北辰西路1号院3号；保藏日期：2010年08月16日；保藏号为CGMCC No. 4091。枯草芽孢杆菌Van 3能够转化阿魏酸形成4-乙基愈创木酚和香兰素等致香成分。

B.本发明提供了一种所述的烟用香料浸膏的制备方法，该方法采用下述步骤：

（1）首先，将红球菌Y22扩大发酵培养，接种废弃烟叶发酵10天；

（2）将产酯细菌短小芽孢杆菌Van35扩大发酵培养，接种到红球菌Y22发酵处理后的废弃烟叶发酵10天；

（3）将产香细菌枯草芽孢杆菌扩大发酵培养，接种到短小芽孢杆菌Van35发酵处理后的废弃烟叶发酵20天；

（4）发酵结束以后，提取样品中的致香成分。

C.本发明提供了香料浸膏作为烟用香料在卷烟生产中的应用。

本发明获得的香料浸膏含有多种挥发性成分，含量较高的致香物质主要有苯甲醇、茄酮、香兰素、BETA-大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、西柏三烯二醇和新植二烯。加香评吸实验结果表明，该香料浸膏具有明显提调烟香、细腻醇和烟气、降低刺激性、掩盖杂气和改善卷烟吸味的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

①采用特有的生物技术，解决了长期以来困扰卷烟生产的难题，实现了废弃烟叶的循环利用。既有效避免资源浪费。又降低对环境的污染，同时，可减少非烟草来源的香精香料的使用量，节约成本，一举多得。

②废弃烟叶的及时处理也使烟草企业节约仓储空间和时间，提高场地的利用率，有利于烟草企业的良性发展。

③ 生产工艺简单、操作性、规范性及可控性强，便于实现大规模工业化生产，且能变废为宝，具有良好的开发应用前景。

具体实施方式

实施例1

——烟用香料浸膏的制备1

1. 培养基和培养条件

将实验所用的菌株分别接种于50 mL的LB液体培养基中，37℃培养12 h，获得液体菌种。将液体菌种按5%接种量转接到1 L的LB液体培养基中，37℃、150 r/min振荡培养12 h。培养液以3500 rpm/min离心10 min，用无菌水洗涤沉淀、离心，最后用20 mL无菌水振荡均匀，使用时稀释10倍即为菌剂。

2. 废弃烟叶发酵处理

1）烟碱降解细菌发酵

每200 g低次烟叶，喷施烟碱降解细菌（红球菌Y22）菌剂40 mL（对照样品喷施等体积的无菌水）。将处理后的烟叶样品放入22℃，60%的恒温恒湿箱内发酵10 d，用于下一步实验。

2）产酯酶细菌发酵处理

把经过烟碱降解细菌发酵处理的样品，喷施产阿魏酸酯酶细菌（短小芽孢杆菌Van35）菌剂40 mL（对照样品喷施等体积的无菌水）。将处理后的烟叶样品放入22℃，60%的恒温恒湿箱内发酵10 d，用于下一步实验。

3）产香细菌发酵处理

把经过烟碱降解细菌和产酯酶细菌发酵处理的样品，喷施产香细菌（枯草芽孢杆菌）菌剂40 mL（对照样品喷施等体积的无菌水）。将处理后的烟叶样品放入22℃，60%的恒温恒湿箱内发酵20 d，用于浸膏提取。

3. 烟草浸膏的提取

1) 将经微生物菌剂混合发酵处理的低次烟叶用粉碎机粉碎成2 mm以下的粉末, 然后用6～8倍量的水在室温条件下与烟末混合搅拌1～2 h完成萃取。

2) 水萃取液经过离心过滤 (离心条件是: 转速1500～3000 r·min^-1,时间15～20 min)后, 用0.5 M的稀硫酸将滤液的pH调整为3, 完成酸化过程 ( 时间为90 min)。

3) 经酸化的滤液在减压条件下（75℃,260 mbar）进行蒸馏浓缩。

4) 蒸馏浓缩以后获得的浓缩物即为烟草浸膏。

产品特征及理化性质

本产品是深棕色膏体，不澄清。产品的理化性质见表1 。

Figure DEST_PATH_170101DEST_PATH_IMAGE001

卷烟加香实验

利用制备得到的香料浸膏，处理烟叶叶组，按不同梯度（5 g/箱、10 g/箱和30 g/箱）的添加到制丝加料过程中, 并以不加浸膏的烟叶作为对照。

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。

香料浸膏致香成分检测和应用效果评价

致香成分检测结果表明：香料浸膏有近70种挥发性成分，含量较高的致香物质主要有苯甲醇、茄酮、香兰素、BETA-大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、西柏三烯二醇和新植二烯。加香评吸实验结果表明，该香料浸膏具有明显提调烟香、细腻醇和烟气、降低刺激性、掩盖杂气和改善卷烟吸味的效果。同时，该香料浸膏的应用减少了非烟草来源的香精香料在卷烟配方中的用量，实现了废弃烟叶的合理利用。

实施例2

——烟用香料浸膏的制备2

1. 培养基和培养条件：与实施例1 相同。

废弃烟叶发酵处理

1）烟碱降解细菌发酵

2）产酯酶细菌和产香细菌混合发酵处理

把经过烟碱降解细菌发酵处理的样品，喷施产阿魏酸酯酶细菌（短小芽孢杆菌Van35）菌剂和产香细菌（枯草芽孢杆菌）菌剂各20 mL（对照样品喷施等体积的无菌水）。将处理后的烟叶样品放入22℃，60%的恒温恒湿箱内发酵20 d，用于浸膏提取。

烟草浸膏的提取：方法同实施例1。

香料浸膏致香成分检测和应用效果评价

致香成分检测结果表明：香料浸膏有近70种挥发性成分，含量较高的致香物质主要有苯甲醇、茄酮、香兰素、BETA-大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、西柏三烯二醇和新植二烯。加香评吸实验结果表明，该香料浸膏具有明显提调烟香、细腻醇和烟气、降低刺激性、掩盖杂气和改善卷烟吸味的效果。同时，该香料浸膏的应用减少了非烟草来源的香精香料在卷烟配方中的用量，实现废弃烟叶的合理利用。

Claims

1.一种烟用香料浸膏，其特征在于，该浸膏是由下述方法制备获得：以废弃烟叶作为原料，依次用红球菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌进行发酵，降低废弃烟叶中的烟碱，转化烟叶中的阿魏酸生成4-乙基愈创木酚和香兰素致香成分，发酵结束以后，提取废弃烟叶中的致香成分，即为所需的烟用香料浸膏；其中所述的红球菌，保藏号为CGMCCNo. ２６８３；所述的短小芽孢杆菌的保藏号为 CGMCC No. 3411 ；所述的枯草芽孢杆菌的保藏号为 CGMCC No. 4091 。

2.一种权利要求1所述的烟用香料浸膏的制备方法，该方法采用下述步骤：

（1）将红球菌Y22扩大发酵培养，接种废弃烟叶发酵10天, 发酵温度为２２℃，湿度为６０％；

（2）将产酯细菌短小芽孢杆菌Van35扩大发酵培养，接种到红球菌Y22发酵处理后的废弃烟叶中发酵10天, 发酵温度为２２℃，湿度为６０％；

（3）将产香细菌枯草芽孢杆菌扩大发酵培养，接种到短小芽孢杆菌Van35发酵处理后的废弃烟叶上，发酵20天 , 发酵温度为２２℃，湿度为６０％；

（4）发酵结束以后，提取样品中的致香成分，即为所需的烟用香料浸膏。

3.权利要求1所述的香料浸膏用于卷烟加香。