CN103070474B - 一种利用烟梗提香的烟梗加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卷烟加工领域，一种利用烟梗提香的烟梗加工方法，其特征在于包括以下步骤：（1）洗梗酶解处理：洗梗时，烟梗与洗梗水相对流动；烟梗与洗梗水的质量比为1∶10～100；洗梗水加入了相当于烟梗质量0.05-5%的洗梗复合酶，所述的洗梗复合酶由质量分数30-70%的果胶酶和70-30%的木聚糖酶组成；（2）压梗及切梗丝；（3）梗丝增香反应：在梗丝中加入相当于梗丝重量1-5%的料液和0.1-1%的增香复合酶，进行反应，料液含，葡萄糖、果糖和丙氨酸、脯氨酸；增香复合酶由蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶组成。本发明将洗梗酶解过程及梗丝增香反应过程有机地整合到烟梗加工过程中，实现生产线上的连续性在线处理。生产的梗丝香气提升，且生产线效率提高。
Description
技术领域
本发明涉及烟草领域，具体来说涉及一种烟梗加工方法。
背景技术
烟梗虽然是烟草的组成部分，但其理化性质与烟叶相比存在较大的差异，烟梗糖含量偏低，烟碱、香气物质含量更低，约为叶片的20-25%左右,因此这些差异造成烟梗其香气贫乏、吃味平淡、木质气重、刺激性较大，使梗丝的应用受到限制。
目前烟梗的常规处理工艺为：
洗梗→烟梗增温→贮梗→烟梗增温→压梗→切梗丝→梗丝喂料→梗丝膨化与干燥→风选→贮存。
1、现有的洗梗工艺，烟梗表面洗净率差，主要表现在贮后烟梗表面发粘，烟梗表面一些果胶类物质没有充分洗净，在切梗丝过程中由于烟梗表面光滑而容易出现“跑梗”现象。
2、通过对烟梗材料物理、化学性质以及烟梗加工过程深入研究可以发现，因为烟梗外面有一层非常致密的皮层组织，即使在较高的饱和蒸气压下，短时间也只能有限度地渗透到烟梗组织细胞中，它不可能像切后的梗丝那样较快地让水分渗入，导致水分充分均匀地渗透到烟梗内部必须有较长的时间。因此烟梗回软时间过长，一般需6-8h以上。
3、现有烟梗制丝工艺以蒸汽膨胀工艺为主，膨胀烟梗的化学组成与膨胀前相差不大，除总糖和烟碱略减少外，其总氮、总细胞壁物质和木质素的含量基本不变，膨胀使烟用梗材料抽吸品质改善的主要归结于其物理结构的改变，而烟梗本身所带的木质气和刺激性并没有消失和改善，对内在品质提高不大。
因存在上述缺陷，梗丝在卷烟配方中的使用比例偏低，而且会影响到卷烟的内在质量。因此，如何通过科学处理提高梗丝的内在质量是卷烟工业急待解决的技术难题。
CN200810108379.2、CN200710032842.5、200510104443.6研究了利用微生物酶改善烟叶膨胀梗丝品质的方法。但是，目前卷烟实际生产过程中主要采用的生物技术处理烟叶大多属于生产前烟叶的调制处理，需要周期长。而在卷烟生产线上运用生物技本短时间处理烟叶或烟丝，进一步改善烟叶质量的工艺技术方法却鲜有报道。一方面生物技术处理烟叶或烟丝需要的条件苛刻，另一方面能在短时间提升烟叶品质的生物技术工艺难以开发，因此如何在线运用生物技术短时间处理烟叶既是卷烟企业鱼需解决的重要工艺技术，也是相关研究机构探索和研究的重要课题。自十九世纪至今，国内外有很多研究机构均开展运用生物化学技术改善烟叶品质的研究，认为利用生物技术能有效提升烟叶的内在品质。但现有技术的生物改性技术方案均是在离线状态下实施的，周期长，成本高，处理条件及烟叶品质不稳定。
另外，随着人们消费水平的提高，不论是国际还是国内，降低焦油量已成为卷烟生产的一个重要课题。提高吸烟安全性成为烟草行业的共识。近几年我国烟草行业科技工作者在这方面进行了大量研究。卷烟配方中掺用膨胀梗丝、膨胀烟丝和烟草薄片，以及采用高效滤材和通风滤嘴等技术是卷烟降焦的有效措施，且在实践中广泛使用。但是这些技术的应用，必然引起卷烟的香味物质减少，香气淡薄，口感变差。因此降低卷烟焦油的同时而不能保持相当的香味成为限制低焦油卷烟发展的瓶颈。由于梅拉德反应是烟草特征香味形成的重要反应之一，因此，美拉德反应在烟草增香中的应用研究倍受青睐。本发明利用酶降解产生的单糖和氨基酸，同时补充一定的单糖和氨基酸产生的美拉德反应，即增加了香气成分，同时将一部分糖和含氮物质进行了转化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，对上述现有技术的进一步改进和补充，在线实现生物酶处理和美拉德反应增香工艺，以提高梗丝的加工品质和吸味品质。
发明通过以下技术方案实现上述目的：
发明提供了一种利用烟梗提香的烟梗加工方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）洗梗酶解处理：洗梗时，烟梗与洗梗水相对流动；烟梗与洗梗水的质量比为1:10～100；洗梗水加入了相当于烟梗质量0.01-0.5%的洗梗复合酶，所述的洗梗复合酶由质量分数30-70%的果胶酶和70-30%的木聚糖酶组成。洗梗过程中水温保持在40-60℃。洗梗后，烟梗进一步进行一级贮梗、润梗和二级贮梗，贮梗时间共4-5小时。
（2）压梗及切梗丝；压梗及切梗丝之前分别经过烟梗增温和烟梗冷却。
（3）梗丝增香反应：在梗丝中加入相当于梗丝重量1-5%的料液和0.01-0.5%的增香复合酶，进行反应0.5-2h；所述料液含以下质量分数的物质：1-5%葡萄糖、1-5%果糖和0.05-1%丙氨酸、0.05-1%脯氨酸，余量为水；所述增香复合酶由蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶组成，这些酶组成重量比例（依次）为4~1：1：2：1。反应后进一步贮梗0.5-2小时。贮梗过程包括梗丝增温回潮，在增温回潮阶段添加相当于梗丝质量1-5%的料液。料液及反应过程的温度维持在40-60℃。贮梗结束后进行梗丝膨化。梗丝增温回潮后，还经过贮丝0.5-2h。
采用的复合酶优选以下组合：蛋白酶为中性蛋白酶、胰蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶中的一种或两种，淀粉酶为中温α-淀粉酶。
本发明所采用的“烟梗与洗梗水相对流动”，是指：烟梗或洗梗水之中的一种是移动或流动的，或者它们两者都同时在移动或流动；由此，它们之间形成了一种相对的位移速度，这种相对流动的速率可以优选地保持在0~0.2m/s的范围内，或更优选地0.1~0.2m/s。
经多次试验发明，通过上述这些参数的组合，容易使反应系统中的水分保持在36-38%的范围内，有利于反应的进行及转化杂气，提升烟梗香气。
除此，本发明在不改变现有梗丝生产线的条件下，利用洗梗槽和梗丝加料装置实现加酶，利用贮梗实现酶降解，以梗丝膨胀单元实现灭酶处理，实现了烟叶生物处理的在线化连续快速处理，保证生物反应的连续性，保证工艺流程稳定，在保证生产效率和经济效益的同时，使烟叶品质得到有效地改善。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1． 本发明将洗梗酶解过程及梗丝增香反应过程有机地整合到烟梗加工过程中，通过选择合适的酶类、物料及其用量，使得其适应于使用现有设备，实现生产线上的连续性在线处理。试验发现，通过本发明洗梗酶解及增香反应方案，所生产的梗丝内在品质改善，烟梗总生产时间降低至原生产周期的80-90%，生产线的效率提高10-15%。
2． 发明通过洗梗过程使烟梗的加工性能得到改善，有利于烟梗的增香处理，能形成具有特征香气的卷烟产品。在洗梗过程中，通过复合酶的作用将果胶物质水解，使表面粘度降低；同时，应用酶技术达到破壁效果，增大烟梗的渗透性，使烟梗的回软时间缩短，回透率和含水率增加，有利于切梗丝的顺利进行；在增香反应中，选择利用几种酶的个体或综合效应，应用酶解后产生及补充的糖和氨基酸成美拉德产物，使梗丝质量能与产品风格协调，进一步达到提高卷烟品质的目的。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
洗梗：在洗梗槽中设置传送装置，使烟梗与洗梗水相对流动（速率控制在0.2m/s），烟梗与洗梗水的质量比为1：20，洗梗水中含有相当于烟梗质量0.2%的洗梗复合酶（由50%的果胶酶和50%的木聚糖酶组成），洗梗过程中水温保持在55℃。洗梗后，烟梗进一步进行一级贮梗、润梗和二级贮梗，贮梗时间共4小时。
压梗及切梗丝：压梗及切梗丝之前分别经过烟梗增温和烟梗冷却。
（3）梗丝增香反应：
配置料液和增香复合酶：
料液：1份重量葡萄糖、1份重量果糖和0.05份重量丙氨酸、0.05份重量脯氨酸组成。
增香复合酶：由中性蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶组成。其组成重量比例为：胰蛋白酶：中温α-淀粉酶：纤维素酶：半纤维素酶 =2：1：2：1。纤维素酶为酶活FPA＞1.8万u/ml（绿色木霉）、半纤维素酶为食品级，购自宁夏夏盛公司)。
在梗丝中加入相当于梗丝重量3%的料液和0.05%的增香复合酶，料液及反应过程的温度维持在40-60℃，反应时间为0.5-2小时，反应后贮梗 1小时。
经HDT干燥后的梗丝，以20-25%与叶丝配合进行卷烟。经评吸后，认为经过复合酶和美拉德反应处理后的卷烟木质气和刺激性明显降低，口感明显提高，香气量和香气质有一定的提高。
实施例2
样品0（对照组）：如实施例1，但采用的洗梗复合酶为：果胶酶30%、半纤维酶30%和纤维素酶40%；料液中含有的物质为：2份重量葡萄糖、2份重量丙氨酸；增香复合酶的加入量为相当于梗丝质量的3%。
样品1：如实施例1，但其中使用的增香复合酶为胰蛋白酶：中温α-淀粉酶：纤维素酶：半纤维素酶=1：1：2：1。纤维素酶为酶活FPA＞1.8万u/ml（绿色木霉）、半纤维素酶为食品级，购自宁夏夏盛公司)；料液1为：1份重量葡萄糖、1份重量果糖和0.05份重量丙氨酸、0.05份重量脯氨酸组成。
样品2：如样品1，但料液采用料液2，即：1份重量葡萄糖、0.5份重量果糖和0.03份重量丙氨酸、0.03份重量脯氨酸组成。
在梗丝中加入相当于梗丝重量2%的料液和0.05%的增香复合酶，料液及反应过程的温度维持在40-60℃，反应时间为0.5-2小时，反应后贮梗 1小时。测定梗丝的化学成分变化及香气成分，分别见表1、2和3。
烟草中可溶性蛋白质含量 烟草中游离氨基酸含量（滴定法测定）
氨基酸检测条件：仪器：Waters美国高效液相色谱；分析柱：PICO.TAG氨基酸分析柱； 温度：38℃； 检测长：254nm ；流速：1ml/min 。
表1 梗丝化学成分分析
| 样品名称 | 总糖% | 总氮% | 总碱% | 游离氨基酸（mg/g烟梗） | 蛋白质（%） |
| 0 | 15.62 | 1.41 | 0.48 | 1.849 | 2.885 |
| 1 | 15.94 | 1.35 | 0.49 | 1.876 | 2.093 |
| 2 | 16.8 | 1.37 | 0.49 | 1.633 | 2.673 |
表2 梗丝氨基酸含量分析
| 样品1 | 样品0 | 样品2 | |
| 含量 mg/100g | 含量 mg/100g | 含量 mg/100g | |
| Asp | 421.37 | 342.71 | 383.43 |
| Glu | 1024.5 | 784.01 | 936.97 |
| ser | 281.34 | 175.52 | 200.89 |
| Gly | 251.24 | 173.06 | 245.97 |
| His | 150.45 | 92.77 | 174.53 |
| Arg | 430.85 | 88.82 | 546.05 |
| Thr | 260.86 | 166.54 | 324.21 |
| Ala | 257.01 | 178.71 | 335.87 |
| Pro | 1061.67 | 759.58 | 1169.25 |
| Tyr | 246.9 | 139.06 | 363.77 |
| Val | 189.13 | 134.48 | 348.39 |
| Met | 12.95 | 16.51 | 80.43 |
| Cys | 20.69 | 6.51 | 47.86 |
| Ile | 136.85 | 99.61 | 125.37 |
| Leu | 192.82 | 151.57 | 235.28 |
| Phe | 171.05 | 162.35 | 359.52 |
| Lys | 100.12 | 102.4 | 161.04 |
| 5209.8 | 3574.2 | 6438.83 |
从表1和2的结果看，1#和2#样品的总糖和蛋白质含量下降，发生的原因是酶处理使蛋白质发生水解；另一方面糖与蛋白质或氨基酸可以发生美拉德反应，使二者含量下降。这一点从氨基酸含量也可得到证实。
香气成分的定性定量分析：
对2号样品和对照梗丝（样品0）的香气成分进行分析。结果见表3。
采用GC/MS对上述样品进行分析。GC条件如下：色谱柱：DB-FFAP（30 m × 0.25 mm i.d ×0.25 μm）；载气：He，流量1.0 mL/min；分流比30:1；进样量为1 μL；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；采用内标法分析定量，内标物为丙酸苯乙酯。
表3. 样品的香气成分分析结果
| Peaks | R.T | 中文名称 | 样品0 | 样品2 |
| 1 | 9.307 | 吡啶 | 0.783157 | 1.169743 |
| 2 | 10.411 | 2-戊基呋喃 | 0.055728 | 0.090191 |
| 3 | 11.435 | 2-甲基-3-(2H)二氢呋喃酮 | 0.285766 | 0.581611 |
| 5 | 17.368 | 糠醛 | 10.69305 | 37.72483 |
| 6 | 18.553 | 2-乙酰基呋喃 | 0.916153 | 0.985295 |
| 7 | 19.111 | 苯甲醛 | 0.292155 | 0.273921 |
| 8 | 19.448 | 芳樟醇 | 0.09651 | 0 |
| 9 | 20.583 | 5-甲基-糠醛 | 1.131794 | 3.137563 |
| 10 | 20.998 | 2-环戊烯-1,4-二酮 | 2.060123 | 2.920396 |
| 11 | 22.532 | 苯乙醛 | 10.26538 | 10.593927 |
| 12 | 22.909 | 2-呋喃甲醇 | 1.434175 | 1.273716 |
| 14 | 24.727 | 茄酮 | 4.277414 | 4.773084 |
| 16 | 27.205 | β-大马酮 | 1.204039 | 1.212868 |
| 17 | 28.723 | 苯甲醇 | 0.573222 | 1.30252 |
| 19 | 29.59 | 苯乙醇 | 0.395346 | 0.892351 |
| 20 | 29.756 | 新植二烯 | 3.03429 | 2.653784 |
| 22 | 31.172 | 2-乙酰基吡咯 | 3.629095 | 4.926284 |
| 23 | 32.537 | 2-甲酰基吡咯 | 0.354294 | 0.699241 |
| 24 | 34.406 | N-甲基-2-甲酰基吡咯 | 1.061608 | 1.980589 |
| 25 | 35.291 | 降茄二酮 | 1.27345 | 1.130927 |
| 26 | 35.599 | 石竹烯 | 0.181534 | 0 |
| 27 | 36.595 | 棕榈酸甲酯 | 1.474115 | 0.975779 |
| 28 | 37.419 | 棕榈酸乙酯 | 0.525167 | 0.524261 |
| 29 | 38.094 | 巨豆三烯酮 | 0 | 0.821014 |
| 30 | 38.674 | 巨豆三烯酮 | 0.623412 | 0.692551 |
| 31 | 38.754 | 2,4-二叔丁基苯酚 | 0.893029 | 0.396745 |
| 32 | 39.777 | 二氢猕猴桃内酯 | 0.665823 | 0.636656 |
| 33 | 39.999 | 金合欢基丙酮C | 0.573483 | 0.513115 |
| 34 | 41.008 | 硬酯酸甲酯 | 0.407965 | 0.534436 |
| 35 | 41.441 | 油酸甲酯 | 0.968402 | 0.808113 |
| 36 | 41.796 | 吲哚 | 0 | 3.3587 |
| 37 | 43.142 | 茄香草酮 | 1.955889 | 1.801232 |
| 38 | 43.784 | 亚麻酸甲酯 | 2.286907 | 1.596161 |
| 合计 | 53.58932 | 89.81186 |
从表3可以看出，样品2的香气成分明显增多，尤其是糠醛和5-甲基糠醛的含量分别是对照样的3.63倍和2.77倍。经过酶处理及添加料液的梗丝发生了美拉德反应使产品增香。
Claims (7)
1.一种利用烟梗提香的烟梗加工方法，其特征在于包括以下步骤：(1)洗梗酶解处理：洗梗时，烟梗与洗梗水相对流动；烟梗与洗梗水的质量比为1:10～100；洗梗水加入了相当于烟梗质量0.01-0.5％的洗梗复合酶，所述的洗梗复合酶由质量分数30-70％的果胶酶和70-30％的木聚糖酶组成；(2)压梗及切梗丝；(3)梗丝增香反应：在梗丝中加入相当于梗丝重量1-5％的料液和0.01-0.5％的增香复合酶，进行反应0.5-2h；所述料液含以下质量分数的物质：1-5％葡萄糖、1-5％果糖和0.05-1％丙氨酸、0.05-1％脯氨酸，余量为水；所述增香复合酶由蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶组成，所述四种酶依次的重量比例为4～1：1：2：1，
洗梗后，烟梗进一步进行一级贮梗、润梗和二级贮梗，贮梗时间共4-5小时，
所述的步骤(3)中，反应后进一步贮梗0.5-2小时，贮梗过程包括梗丝增温回潮，在增温回潮阶段添加相当于梗丝质量1-5％的料液。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述的步骤(1)中，洗梗过程中水温保持在40-60℃。
3.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述的料液及反应过程的温度维持在40-60℃。
4.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于步骤(3)所述的贮梗结束后进行梗丝膨化。
5.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述的蛋白酶为中性蛋白酶、胰蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶中的一种或两种。
6.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述的淀粉酶为中温α-淀粉酶。
7.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于步骤(2)的压梗及切梗丝之前分别经过烟梗增温和烟梗冷却。
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