CN103263079B

CN103263079B - 一种含有微胶囊的多酶复合体制剂及制备方法和应用

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Publication number: CN103263079B
Application number: CN201310178540.4A
Authority: CN
Inventors: 普元柱; 王松峰; 包秀萍; 邹由; 黄志强
Original assignee: Yunnan Reascend Tobacco Technology Group Co Ltd
Current assignee: Yunnan Reascend Tobacco Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: CN103263079A

Abstract

一种含有微胶囊的多酶复合体制剂及制备方法和应用，按重量百分比将淀粉酶20.7%~22.9%、糖化酶8.4%~11.3%、纤维素酶7.6%~9.8%、果胶酶10.9%~13.1%、过氧化氢酶11.4%~15.3%、漆酶6.4%~9.7%、酶稳定剂0.2%~8.5%、防腐剂0.01~0.5%置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液，再将微囊化蛋白酶8.6%~12.5%分散于水溶液中，得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。在烟叶打叶复烤线或烟叶仓储醇化或配方烟叶制丝线上，将含有微胶囊的多酶复合体制剂以加料的方式按烟叶原料重量的0.5%~1%添加到烟叶原料中。本发明的多酶复合体制剂中的微囊化蛋白酶中包含高分子材料壁材，该材料包裹的蛋白酶在低水溶液状态下不易溶解，而在稀释后的高水溶液状态时会迅速分散和溶解，从而避免蛋白酶与其他酶发生作用，造成蛋白酶和其他酶活性的损失。

Description

一种含有微胶囊的多酶复合体制剂及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及生物酶技术的开发及应用，特别是涉及一种含有微胶囊的多酶复合体制剂的制备及其在烟叶原料提质处理中的应用。

背景技术

酶在烟叶调制、陈化和贮存期间起着非常重要的作用。利用酶制剂可以降解烟叶中过量的淀粉、蛋白质、细胞壁物质和果胶等，增加香气和改善抽吸品质。近年来，如何有效地利用酶制剂来调控和加速烟叶的内在成分向有利于提高卷烟质量的方面转化，已成为国内外烟草科技工作者关注的热点课题。

由于酶的降解效果具有专一性，即一种酶只能降解一类成分。为了达到有效降解蛋白质、淀粉、纤维素等各类成分，使烟叶内部的糖、氮、碱等主要化学成分及其比值趋于协调、平衡，目前在烟叶原料酶处理中常将多种酶复合使用，包括淀粉酶、糖化酶，蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。结果发现复合酶特别是复配存储一段时间后使用，处理效果反而大幅度降低，储存时间越长效果越差。研究发现酶的活性常常受到周围环境的影响，如酸碱性、温度等因素都会使酶的活性减弱甚至是失活；酶本身是蛋白质，不同酶之间相互作用，如蛋白质酶会分解其它类型的酶也导致失活，如何确保酶的活性是复合酶处理烟叶研究中需要解决的问题。

微胶囊技术（Microencapsulation）是利用天然或合成的高分子材料作为壁材，将固体、液体或气体物质作为芯材，用壁材包囊芯材所形成的一种具有半透性或密封囊膜的微型胶囊的技术。如果采用微胶囊技术，用惰性壳材料将蛋白酶包封起来，可使蛋白酶与其他酶隔离，减少酶之间的相互作用，可以增强酶的稳定性，提高酶的储存的存活率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种蛋白酶被微囊化包裹起来的多酶复合体制剂，以避免蛋白酶与其他酶发生作用，造成蛋白酶和其他酶活性的损失。本发明还提供这种多酶复合体制剂的制备方法，以及这种多酶复合体制剂在烟叶加工中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种含有微胶囊的多酶复合体制剂，该制剂由如下重量百分比的原料组成：淀粉酶20.7%~22.9%、糖化酶8.4%~11.3%、纤维素酶7.6%~9.8%、果胶酶10.9%~13.1%、过氧化氢酶11.4%~15.3%、漆酶6.4%~9.7%、微囊化蛋白酶、酶稳定剂0.2%~8.5%、防腐剂0.01~0.5%、其余为水。

本发明所述淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶为液体酶或固体酶。所述微囊化蛋白酶是在蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的17%~23%的麦芽糊精壁材，100r/min~500r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.3%~0.5%的乳化剂蒸馏单甘脂，5000r/min~10000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化后得到的微囊化蛋白酶。所述蛋白酶为中性蛋白酶、风味蛋白酶中的一种。所述酶稳定剂为聚乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油、丁二醇、氯化钙、柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或任意两种组配的混合物。所述防腐剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯中的一种或任意两种组配的混合物。

含有微胶囊的多酶复合体制剂的制备方法，按重量百分比将淀粉酶20.7%~22.9%、糖化酶8.4%~11.3%、纤维素酶7.6%~9.8%、果胶酶10.9%~13.1%、过氧化氢酶11.4%~15.3%、漆酶6.4%~9.7%、酶稳定剂0.2%~8.5%、防腐剂0.01~0.5%置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液，再将微囊化蛋白酶8.6%~12.5%分散于水溶液中，得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

含有微胶囊的多酶复合体制剂在烟叶原料处理中的应用，在烟叶打叶复烤线或烟叶仓储醇化或配方烟叶制丝线上，将含有微胶囊的多酶复合体制剂以加料的方式按烟叶原料重量的0.5%~1%添加到烟叶原料中。

本发明将含有微胶囊的多酶复合体制剂添加到烟叶原料中时，打叶复烤线添加点为打叶后存储前，烟叶仓储醇化添加点为打叶复烤线出口，配方烟叶制丝线添加点为润叶加料处。

本发明的多酶复合体制剂中的微囊化蛋白酶中包含高分子材料壁材，该材料包裹的蛋白酶在低水溶液状态下不易溶解，而在稀释后的高水溶液状态时会迅速分散和溶解，从而避免蛋白酶与其他酶发生作用，造成蛋白酶和其他酶活性的损失。与现有技术相比，本发明的优势主要在于：

（1）本发明的含有微胶囊的多酶复合体制剂具有较好的稳定性，特别是有效解决了复合酶制剂中因蛋白酶分解其它类型的酶而导致酶失活，多酶复配使用效果不显著的问题；与普通的复合酶制剂相比，本发明的含有微胶囊的多酶复合体制剂37℃下储存6个月后所有酶的活性均保持在80%以上；

（2）本发明优选了合适的多类酶、酶配比和酶稳定剂体系，使酶的活性在烟叶原料处理中发挥较高的生物降解能力和较好的协同转化效率，使烟叶内部的糖、氮、碱等主要化学成分及其比值更趋于协调、平衡，提高了烟叶的吸食质量，扩大了不同烟叶原料在卷烟配方使用中的广泛性。

（3）本发明方法所制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂，可在烟叶打叶复烤线、烟叶仓储醇化、配方烟叶制丝线上添加于烟叶原料中。添加了本发明多酶复合体制剂后的烟叶烟气醇和细腻，甜润感增加，初烤烟的生青杂气去除，刺激降低，余味改善，抽吸舒适性明显提高，特别是显著提升烟气甜润感，对烟草原料的提质醇化功效明显。

附图说明

图1为实施例1包裹风味蛋白酶后所制备的复合酶配方和普通复合酶配方酶活保留率比较图；

图2为实施例2包裹中性蛋白酶后所制备的复合酶配方和普通复合酶配方酶活保留率比较图。

具体实施方式

实施例1

按重量百分比准备下列原料：淀粉酶20.7%、糖化酶10.3%、纤维素酶8.6%、果胶酶10.9%、过氧化氢酶11.4%、漆酶6.4%、微囊化蛋白酶9.3%、丙二醇7.5%、柠檬酸1%、山梨酸钾0.1%，其余为水。将淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶、丙二醇、柠檬酸、山梨酸钾置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液；再将微囊化蛋白酶分散于以上水溶液中，即得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

微囊化蛋白酶的制备工艺为：在风味蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的17%的麦芽糊精壁材，100r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.3%的乳化剂蒸馏单甘脂，5000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化，得到微囊化蛋白酶。

实施例2

按重量百分比准备下列原料：淀粉酶22.9%、糖化酶11.3%、纤维素酶9.8%、果胶酶12.5%、过氧化氢酶11.4%、漆酶6.4%、微囊化蛋白酶12.5%、聚乙二醇8%、苯甲酸钠0.2%，其余为水。将淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶、聚乙二醇、苯甲酸钠置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液；再将微囊化蛋白酶分散于以上水溶液中，即得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

微囊化蛋白酶制备工艺为：在中性蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的23%的麦芽糊精壁材，500r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.5%的乳化剂蒸馏单甘脂，10000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化，得到微囊化蛋白酶。

实施例3

按重量百分比准备下列原料：淀粉酶21.5%、糖化酶8.4%、纤维素酶9.8%、果胶酶11%、过氧化氢酶12.5%、漆酶8.1%、微囊化蛋白酶8.6%、乙醇0.2%、羟基苯甲酸乙酯0.5%，其余为水。将淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶、乙醇、羟基苯甲酸乙酯置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液；再将微囊化蛋白酶分散于以上水溶液中，即得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

微囊化蛋白酶的制备工艺为：在风味蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的20%的麦芽糊精壁材，300r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.3%的乳化剂蒸馏单甘脂，6000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化，得到微囊化蛋白酶。

实施例4

按重量百分比准备下列原料：淀粉酶21.7%、糖化酶10.6%、纤维素酶7.6%、果胶酶13.1%、过氧化氢酶12%、漆酶9.7%、微囊化蛋白酶10.5%、丁二醇6%、甘油0.1%、山梨酸钾0.01%，其余为水。将淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶、丁二醇、甘油、山梨酸钾置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液；再将微囊化蛋白酶分散于以上水溶液中，即得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

微囊化蛋白酶的制备工艺为：在风味蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的19%的麦芽糊精壁材，100r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.4%的乳化剂蒸馏单甘脂，8000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化，得到微囊化蛋白酶。

实施例5

按重量百分比准备下列原料：淀粉酶21%、糖化酶10%、纤维素酶8%、果胶酶11%、过氧化氢酶15.3%、漆酶6.7%、微囊化蛋白酶11%、氯化钙0.5%、柠檬酸钠6%、羟基苯甲酸丙酯0.01%、苯甲酸钠0.01%，其余为水。将淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶、氯化钙、柠檬酸钠、羟基苯甲酸丙酯、苯甲酸钠置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液；再将微囊化蛋白酶分散于以上水溶液中，即得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

微囊化蛋白酶的制备工艺为：在风味蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的20%的麦芽糊精壁材，300r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.5%的乳化剂蒸馏单甘脂，10000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化，得到微囊化蛋白酶。

以上实施例1～实施例5中所用的淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶为普通市售适用于烟叶原料处理的商品化液体酶或固体酶。蛋白酶优选中性蛋白酶、风味蛋白酶。

经检测，与普通的复合酶制剂相比，本发明的含有微胶囊的多酶复合体制剂37℃下储存6个月后所有酶的活性均保持在80%以上。

应用实施例1

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作复烤烟叶的醇化剂，具体方法如下：取100g云南昭通烤烟B₃F打叶复烤烟叶，在打叶后存储前将多酶复合体制剂以加料方式按0.8%喷雾加入烟叶，放入恒温恒湿箱进行降解处理。烟叶水分含量20%，降解温度35℃，空气相对温度65%，降解时间4h。处理后再进行烘干、平衡水分，然后进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

应用实施例2

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作复烤烟叶的醇化剂，具体方法如下：取100g云南昭通烤烟C₃F打叶复烤烟叶，多酶复合体制剂以加料方式按1%喷雾加入烟叶，放入恒温恒湿箱进行降解处理。烟叶水分含量20%，降解温度35℃，空气相对温度65%，降解时间4h。处理后再进行烘干、平衡水分，然后进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

应用实施例3

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作复烤烟叶的醇化剂，具体方法如下：取100g云南昭通烤烟X₃F打叶复烤烟叶，在打叶复烤线出口将多酶复合体制剂以加料方式按0.5%喷雾加入烟叶，放入恒温恒湿箱进行降解处理。烟叶水分含量20%，降解温度35℃，空气相对温度65%，降解时间4h。处理后再进行烘干、平衡水分，然后进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

应用实施例4

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作烟叶仓储醇化的醇化剂，具体方法如下：取100g云南昭通烤烟B₃F打叶复烤烟叶，装袋，放入恒温恒湿箱中，温度20℃，相对湿度60%，平衡48小时，保持烟叶含水量为11.5%~13.5%，称取1g含有微胶囊的多酶复合体制剂以加料方式喷雾加入烟叶。样品放置闭光室温中，按照自然发酵的条件来进行样品的发酵，于陈化6个月时进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

应用实施例5

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作烟叶仓储醇化的醇化剂，具体方法如下：取100g云南昭通烤烟C₃F打叶复烤烟叶，装袋，放入恒温恒湿箱中，温度20℃，相对湿度60%，平衡48小时，保持烟叶含水量为11.5%~13.5%，称取0.8g含有微胶囊的多酶复合体制剂以加料方式喷雾加入烟叶。样品放置闭光室温中，按照自然发酵的条件来进行样品的发酵，于陈化6个月时进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

应用实施例6

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作烟叶仓储醇化的醇化剂，具体方法如下：取100g云南昭通烤烟X₃F打叶复烤烟叶，装袋，放入恒温恒湿箱中，温度20℃，相对湿度60%，平衡48小时，保持烟叶含水量为11.5%~13.5%，称取0.5g含有微胶囊的多酶复合体制剂以加料方式喷雾加入烟叶。样品放置闭光室温中，按照自然发酵的条件来进行样品的发酵，于陈化6个月时进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

应用实施例7

将本发明制得的含有微胶囊的多酶复合体制剂作配方烟叶低次模块提质剂，具体方法如下：取100g配方烟丝，在配方烟叶制丝线的润叶加料处多酶复合体制剂以加料方式按0.8%喷雾加入烟丝，放入恒温恒湿箱进行降解处理。烟丝水分含量20%，降解温度25℃，空气相对温度60%，降解时间6h。处理后再进行烘干、平衡水分，然后进行感官评吸和化学成分分析，结果见表1和表2。

表1 感官评吸结果

表2 处理前后化学成分分析结果

由表1的结果可知，处理样较未处理样品的改善主要体现在香气质和香气量方面，香气质的改善主要体现在香气的柔和性方面；此外，部分处理样品的浓度、刺激性、杂气、余味改善也很明显。

由表2的结果可知，处理样较未处理样品在总糖、还原糖、总氮、蛋白质含量上均有较大差异，处理后总糖含量分别提升4.29%~19.34%，还原糖提升4.02%~22.78%，总氮下降1.47%~19.92%，蛋白质下降3.22%~20.62%，其中总糖和还原糖变化较为明显的是C₃F仓储醇化处理和低次配方模块在线处理，C₃F总糖提升18.88%，还原糖提升22.78%；低次配方烟丝总糖提升19.34%，还原糖提升13.44%。总氮、蛋白质变化量在打叶复烤、仓储醇化、低次配方模块上无明显差异。

本发明的应用不改变卷烟现有加工工艺，可以提高卷烟的感官质量。

Claims

1.一种含有微胶囊的多酶复合体制剂，其特征在于，该制剂由如下重量百分比的原料组成：淀粉酶20.7%~22.9%、糖化酶8.4%~11.3%、纤维素酶7.6%~9.8%、果胶酶10.9%~13.1%、过氧化氢酶11.4%~15.3%、漆酶6.4%~9.7%、微囊化蛋白酶、酶稳定剂0.2%~8.5%、防腐剂0.01~0.5%、其余为水；所述微囊化蛋白酶是在蛋白酶溶液中加入蛋白酶溶液重量的17%~23%的麦芽糊精壁材，100r/min~500r/min转速下搅拌混合均匀得到壁材成膜溶液；再加入壁材成膜溶液重量的0.3%~0.5%的乳化剂蒸馏单甘脂，5000r/min~10000r/min转速下搅拌混合均匀，经过喷雾干燥或冷冻干燥进行蛋白酶的微胶囊化后得到的微囊化蛋白酶。

2.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的多酶复合体制剂，其特征在于，所述淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、果胶酶、过氧化氢酶、漆酶为液体酶或固体酶。

3.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的多酶复合体制剂，其特征在于，所述蛋白酶为中性蛋白酶、风味蛋白酶中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的多酶复合体制剂，其特征在于，所述酶稳定剂为聚乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油、丁二醇、氯化钙、柠檬酸和柠檬酸钠中的一种或任意两种组配的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的多酶复合体制剂，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯中的一种或任意两种组配的混合物。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的含有微胶囊的多酶复合体制剂的制备方法，其特征在于，按重量百分比将淀粉酶20.7%~22.9%、糖化酶8.4%~11.3%、纤维素酶7.6%~9.8%、果胶酶10.9%~13.1%、过氧化氢酶11.4%~15.3%、漆酶6.4%~9.7%、酶稳定剂0.2%~8.5%、防腐剂0.01~0.5%置于水中，搅拌充分溶解，形成水溶液，再将微囊化蛋白酶8.6%~12.5%分散于水溶液中，得到含有微胶囊的多酶复合体制剂。

7.如权利要求1或2或3或4或5所述的含有微胶囊的多酶复合体制剂在烟叶原料处理中的应用，其特征在于，在烟叶打叶复烤线或烟叶仓储醇化或配方烟叶制丝线上，将含有微胶囊的多酶复合体制剂以加料的方式按烟叶原料重量的0.5%~1%添加到烟叶原料中。

8.根据权利要求7所述的含有微胶囊的多酶复合体制剂在烟叶原料处理中的应用，其特征在于，将含有微胶囊的多酶复合体制剂添加到烟叶原料中时，打叶复烤线添加点为打叶后存储前，烟叶仓储醇化添加点为打叶复烤线出口，配方烟叶制丝线添加点为润叶加料处。