CN103315377B - 一种造纸法再造烟叶提取液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高造纸法原料提取液得率和浓缩液流动性的方法及应用，方法包括：①将烟草原料加入水中，升温；②在水中加入酶制剂，混匀得到酶化混合液，保温提取；所述酶制剂包括果胶酶、植物水解酶和果浆酶；其中，果胶酶、植物水解酶和果浆酶的添加量分别占烟草原料质量的0.01%-3%；③得到提取液，并对提取液离心分离，浓缩得到浓缩液。通过在提取之前进行酶预处理，利用酶制剂降解烟草中的有机大分子物质，提高烟草原料的提取液得率和浓缩液流动性，有效提高产品品质。所得到的浓缩液还可直接用于制造卷烟，无须加入任何外来物质，有效提高卷烟的口感。

Description

一种造纸法再造烟叶提取液的制备方法

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，具体是涉及一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法。

背景技术

再造烟叶是指利用烟末、烟梗、碎烟片等在卷烟过程中的废弃烟草物质为原料制成片状或丝状的再生产品，用作卷烟填充料。再造烟叶起源于20世纪50年代，其发展经历了辊压法-稠浆法-造纸法3个阶段。造纸法再造烟叶与目前生产的辊压法、稠浆法再造烟叶相比具有独特的优点，包括密度小、填充值高；耐机械加工性能好，成丝率高；燃烧速度快、焦油释放量低；产品可塑性好等。20世纪70年代末，国外烟草商开始系统研究造纸法薄片工艺技术，并在20世纪80年代进行了大范围的推广应用。我国在上世纪90年代末才开始对造纸法再造烟叶进行系统的研究，至今已达10多年。主要分为两个阶段：第一个阶段是研究起步阶段（1998-2004年），这个阶段主要标志是国内成功开发了3000吨/年中试生产线，实现了国产再造烟叶从无到有的转变。第二阶段是快速发展阶段（2005-2010年），这个阶段主要标志是国内成功开发了1万吨/年生产线，实现了国产再造烟叶产量扩增和从有到好的转变。目前正处于第三阶段，到2015年要实现“卷烟盒标焦油不高于10mg/支，卷烟危害性指数不高于9.0”目标，进一步推动了造纸法再造烟叶的应用。

中国专利申请CN200610027245．9公开了一种造纸法再造烟叶半逆流多级萃取工艺，将经过一个萃取过程之后得到的一级萃取液中的20～50%作为下一级萃取的萃取剂，剩余的50～80%作为萃取的产物。该方法在保证一定萃取率的前提下，减少溶剂用量，提高萃取液浓度，降低萃取工序的耗水量，并且进一步减少浓缩工序的能耗。中国专利申请CN200610035619．1公开了一种采用超声波浸提技术制造再造烟草薄片的方法，利用超声波的空化作用，增强烟梗和烟末中可溶性物质的溶解能力，加速和增加烟梗和烟末有效成分提取的一种浸提方法，能够提高烟草有效成分的提取。中国专利申请CN201110267955．X公开了一种制备烟草浸出液的两步微生物发酵法，通过微生物酶解和微生物增香两步微生物发酵处理，将烟草原料中的大分子物质降解成易溶于水的小分子物质，得到含大量水溶性组分的、高质量的烟草浸出液，比现有的造纸法烟草浸出液水溶性低分子量物质总收率要高。但是还存在一些不足：（1）处理过程非常繁琐，大大限制了工业化应用；（2）有些方法虽然简单，但是靠物理手段萃取得率并不能达到预期的目标。

而对于萃取后的浓缩液，目前主要采用在浓缩液中加入外来物质以改善卷烟产品的性质。如公开号为CN101639299的中国专利申请公开了一种基于造纸法的烟草薄片制备方法和应用，公开的方法是是将烟草物料用水浸泡萃取后，固液分离，固体制成纤维薄片基片，液体经醇沉淀和浓缩制成浓缩液，在浓缩液中加入还原糖和氨基酸进行美拉德反应制成涂布液，涂布到纤维薄片基片上，烘干后切片制备得到烟草薄片。该方法能够获得不同香气类型的薄片，以适合不同香型的卷烟产品，具有良好的配伍性和协调性，能够有效降低焦油释放量及主流烟气中总粒相物的含量。如中国专利申请CN200610160032.3，“再造烟叶浓缩液的制备方法”公开的方法为：将烟草原料按等级分类进行分别浸取和分别浓缩。高等级的烟草原料用5～50%的有机溶剂，低等级的用水进行浸取、过滤和浓缩，在浓缩的过程中加入尿素和磷酸二氢氨，再升温常压浓缩。最后将两种浓缩液混合调制后涂于基片，从而使产品更加突出烟草本香。如中国专利申请CN200610017685.6，“造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺”公开的方法为在浸取之前首先在烟草原料中加入酶制剂，对导致烟草燃烧后出现糊焦气、木质气、蛋白焦臭气的淀粉、纤维素、蛋白质、果胶等不易水解的大分子化合物进行酶解，再将酶解后的烟草原料进行浸取、浓缩，并在浓缩液中添加尿素和磷酸二氢氨等氨类化合物，使酶解后的小分子化合物在特定的反应条件下发生mailard反应，使浓缩液中产生更多的烟草特有的致香物质。

因此，通过简单稳定的控制工艺来提高烟草原料提取液得率和浓缩液流动性，具有重要的研究意义和巨大的市场价值。

发明内容

本发明提供了一种造纸法再造烟叶提取液的制备方法，在提取之前进行酶预处理，首先在烟草原料中加入酶制剂，利用该酶制剂降解烟草中的有机大分子物质，提高烟草原料的提取液得率和浓缩液流动性，有效提高产品品质。

一种造纸法再造烟叶提取液的制备方法，包括：

①将烟草原料加入水中，升温；

②在水中加入酶制剂，混匀得到酶化混合液，保温提取；所述酶制剂包括果胶酶、植物水解酶和果浆酶；其中，果胶酶、植物水解酶和果浆酶的添加量分别占烟草原料质量的0.01-3%；

③得到提取液，并对提取液离心分离，浓缩得到浓缩液。

本发明包括对烟草原料的提取过程以及对提取液的直接浓缩过程。利用酶制剂降解烟草原料中的有机大分子物质，如淀粉、纤维素、蛋白质及果胶等，然后对提取液直接浓缩，在浓缩过程中没有添加任何外来物质，保证了烟的口感和天然。

所述植物水解酶为复合植物水解酶ViscozymeL。利用植物水解酶可以用来分解细胞壁，能在温和的条件下从植物组织中提取有价值的和有营养的成分，选用复合植物水解酶ViscozymeL更有利于从再造烟叶烟草原料中水解出还原糖等物质，有利于增加提取液得率。

步骤①中，所述烟草原料为烟末。

步骤①中，升温至40-50℃，烟草原料与水的配比为1:6；烟草原料与水的混合液的pH为4～6。

步骤②中，所述保温提取为将酶化混合液放到50℃的水浴锅上放置30分钟，并搅拌，提取时间为1-3h。

所述酶制剂中各成分的添加量占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶0.5-3%;

植物水解酶0.01-3%；

果浆酶0.01-3%。

所述果胶酶主要是针对烟草原料中的果胶进行降解，降解成还原糖，当果胶酶选用上述添加量时，其相对烟草原料中的果胶是相当充足又不会过多而造成浪费，有利于还原糖的产生。同时使利用浓缩液制成的卷烟的口感更加舒适。

所述酶制剂中各成分的添加量占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶1-3%;

果浆酶0.05-3%；

植物水解酶0.05-3%。

当酶制剂中果胶酶的添加量为1-3%时，非常有利于提高烟草原料提取液得率，同时由于这三种酶制剂对烟草原料中的有机大分子的降解，变成无机小分子，极大地提高了浓缩液中的无机小分子含量，使浓缩液的粘度降低，流动性得到提高。

所述酶制剂中各成分的添加量占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶2%;

果浆酶0.05-1%；

植物水解酶0.05-1%。

酶制剂中各成分的用量对烟草原料的提取液得率和浓缩液的粘度产生明显的影响，各成分添加量过低或过高均不利于提高烟草原料的提取液得率，另外，各成分过低或过高的添加量也对给浓缩液的粘度带来一定影响。

在果胶酶添加量为2%的情况下，酶制剂中其他成分的用量对烟草原料的提取液得率和浓缩液的粘度产生明显的影响，选用合适的酶制剂用量后，可对烟草原料提取液得率和浓缩液流动性具有显著促进作用，与直接用水提取时相比，烟草原料提取液得率可提高72.6%，浓缩液粘度可降低23.9%。

为获得目标检测指标的浓缩液，可相应的改变酶制剂的添加量。即所述酶制剂的添加量还可利用所述浓缩液的检测指标而做适量变化。所述浓缩液的检测指标包括粘度和化学指标，所述的化学指标是指烟碱、钾、氯、还原糖和总糖。当酶制剂中果胶酶的添加量为2%时，得到的浓缩液的检测指标非常优异，粘度下降幅度大，化学指标中还原糖和总糖增加了一倍还多。

通过对最终获得的提取液和浓缩液的检测指标进行分析，可得到由本发明方法获得的提取液得率得到了明显的提高，得到的浓缩液流动性也非常好，粘度下降，放置几天后也能保持很好的流动性。化学指标显示烟碱，钾，氯变化不是很明显，但是还原糖和总糖变化巨大，能提高一倍多。

将浓缩液涂布在抄造的基片上，干燥保持和烟丝一样的含水率，随后切丝卷制成卷烟样品进行评吸，结果显示经过酶制剂提取后所得的浓缩液作为基片的涂布液进行涂布，很大程度的改善了杂气以及刺激性，使卷烟口感舒适而且天然。

本发明中，提取液得率是指提取前后物料的绝干重比。

本发明的有益效果为：

本发明通过在提取前加入酶制剂，在具备烟草原料相同提取液得率的情况下，可明显降低了水的用量和提取温度，同时减少提取时间，从而在工业上实现节能和提高生产效率的作用。

在烟草原料提取过程中加入果胶酶、植物水解酶和果浆酶，使烟草原料中可溶物得到有效提取，极大的提高了烟草提取得率；并且由于烟草原料中大分子物质的溶出，使得烟草原料提取后的浆料更加干净，在抄造的过程中更加有利，特别是降低了基片的粘缸效果，大大的提高了车速和生产效率以及提取得率。

另外，本发明方法处理工艺简单，能够很好地满足再造烟叶生产工艺的要求，而且节省能源，可直接进行放大生产，具有很好的工业化应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

原料来源：

果胶酶，宁夏和氏璧生物技术有限公司的食品级果胶酶（酶活力为50万）；

植物水解酶，忆诺联创生物科技发展(北京)有限公司，产品型号为ViscozymeL，品牌名称为诺维信的复合植物水解酶ViscozymeL；

果浆酶，湖州礼来生物技术有限公司，型号为L1988（酶活力：50-100万u/g）。

取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、植物水解酶、果浆酶各0.01％（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表1：

表1提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低，由此可知，本实施例的提取液得率和浓缩液的流动性得到了一定的改善。

实施例2

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、植物水解酶、果浆酶各0.5％（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表2：

表2提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低，由此可知，本实施例的提取液得率和浓缩液的流动性得到了很大的改善。

实施例3

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、植物水解酶、果浆酶各0.25％（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表3：

表3提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低，由此可知，本实施例的提取液得率和浓缩液的流动性得到了一定的改善。

实施例4

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶2.0％，植物水解酶和果浆酶各0.05%（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表4：

表4提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低，由此可知，本实施例的提取液得率和浓缩液的流动性得到了很大的改善。

实施例5

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶2.0％，植物水解酶和果浆酶各0.5%（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表5：

表5提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低，由此可知，本实施例的提取液得率和浓缩液的流动性得到了很大的改善。

实施例6

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、植物水解酶和果浆酶各3%（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表6：

表6提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低，由此可知，本实施例的提取液得率和浓缩液的流动性得到了一定的改善。

对比例1

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入植物水解酶3.0％（其是以烟末质量为100%计），与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表7：

表7提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低。

对比例2

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶3.0％（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表8：

表8提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低。

对比例3

原料来源同实施例1。取烟末342g各2份加入2只烧杯中，取水2000ml各2份加温至45℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果浆酶3.0％（其是以烟末质量为100%计），分别与烟末充分混合，再转移到50℃的水浴锅上放置30分钟，适当搅拌。时间到后进行手工提取，记录提取液体积及比重。对提取液离心分离，进行浓缩，得到浓缩液，记录浓缩液体积比重及粘度。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，且浓缩液流动性变好，结果见下表9：

表9提取效果

上表中，增幅是指经过酶处理的提取液得率相对空白试验的提取液得率的增加，降幅是指经过酶处理的浓缩液的粘度相对空白试验的浓缩液的粘度的降低。

Claims (4)

1.一种造纸法再造烟叶提取液的制备方法，其特征在于，包括：

①将烟草原料加入水中，升温；

②在水中加入酶制剂，混匀得到酶化混合液，保温提取；所述酶制剂由果胶酶、植物水解酶和果浆酶组成；

所述酶制剂中各成分的添加量占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶2％；

果浆酶0.05-1％；

植物水解酶0.05-1％；

所述植物水解酶为诺维信的复合植物水解酶ViscozymeL；

③得到提取液，并对提取液离心分离，浓缩得到浓缩液。

2.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶提取液的制备方法，其特征在于，步骤①中，所述烟草原料为烟末。

3.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶提取液的制备方法，其特征在于，步骤①中，升温至40-50℃，烟草原料与水的配比为1:6；烟草原料与水的混合液的pH为4～6。

4.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶提取液的制备方法，其特征在于，步骤②中，所述保温提取为将酶化混合液放到50℃的水浴锅上放置30分钟，并搅拌，提取时间为1-3h。