CN105167173A - 一种选择性降低卷烟烟气中nnk的减害剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，包括有效成分和水，所述有效成分以重量份计，包括以下组分：生物酶1份；NADPNa2100-200份；柠檬酸三钠1200-2400份；氯化镁60-120份；所述水的加入量为：适量。本发明还进一步提供了一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的制备及其使用方法。本发明提供的一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，通过采用生物酶减害剂，可以选择性降低烟叶中NNK含量，并进一步降低卷烟烟气中的NNK释放量，其无毒无害，对人体和环境均无不良影响，非常值得推广应用。
Description
技术领域
本发明属于卷烟材料技术领域，涉及一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂及其应用，具体涉及一种选择性降低卷烟烟气中NNK的生物酶减害剂及其应用。
背景技术
4-(甲基亚硝基氨基)-l-(3-比啶基)-1-丁酮(NNK)作为烟草特有N-亚硝胺(TSNAs，Tobacco-SpecificNitrosamines)中的一种，是烟草中特有的一种强致癌性成分。它在人体中代谢速度慢，半衰期长，对人体健康危害性极大。因此，NNK被列入到多个烟草有害成分名单，是卷烟中需要批露和降低的有害成分之一。
NNK主要生成于烟草的调制阶段，NNK一旦形成生成，便能稳定地存在于烟草中，在卷烟燃烧时能够大量转移到烟气中，进而为人体所吸收。烟草中的NNK是卷烟烟气中NNK的一个重要来源，因此，降低烟草中的NNK，便能相应地降低烟气中的NNK。NNK分子结构简单，化学活泼性低，导致降低烟草中NNK比较困难，特别是只降低NNK而不影响卷烟口味的选择性减害技术很少。目前，可降低烟草中的NNK的多种技术手段在降低NNK的同时，也降低了烟草中其它有益于卷烟口感的成分(如，香味)。
而酶是一种具有生物催化功能的高分子物质，它具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型，对其它物质无催化作用。因此，可以寻求催化NNK的特异酶，应用于烟草中，可选择性的降低烟草中的NNK。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂及其应用，通过采用生物酶作为减害剂，可以解决现有技术中缺乏专一选择性仅针对降低NNK、对烟草其它性状(物理指标、化学指标和感官特征)无影响，安全可靠且无毒无害、对环境友好、价格成本低廉的减害剂及其加工工艺的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，包括有效成分和水，所述有效成分以重量份计，包括以下组分：
所述水的加入量为：适量。
所述有效成分进行计量混合后，再用适量水溶解后，即得所述减害剂。
优选地，所述水与所述生物酶加入量的重量之比为：10000-200000：1。更优选地，所述水与所述生物酶加入量的重量之比为：100000：1。
优选地，所述有效成分以重量份计，包括以下组分：
优选地，所述生物酶为细胞色素P450酶。所述细胞色素P450酶(cytochromeP450或CYP450，简称CYP450)为一类亚铁血红素—硫醇盐蛋白的超家族，包括有多个亚家族同工酶。
更优选地，所述细胞色素P450酶选自细胞色素P450同工酶P4501A、P4502A、P4502B、P4502C、P4502D、P4502E、P4503A、P45011A、P45011B中任意一种或多种组合。
优选地，所述NADPNa2为烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸二钠。所述NADPNa2是NADPH的氧化形式，即NADPH失去了个电子而带上一个正电荷形成钠盐。所述NADPH为烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸，它是光合作用中重要的一种辅酶。
优选地，所述水为去离子水。
本发明第二方面提供一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份计分别取相应质量的生物酶、NADPNa2、柠檬酸三钠、氯化镁；
2)将步骤1)获得的各组分，溶解于水，即得所需生物酶减害剂。
所述生物酶减害剂为含有生物酶成分、能够降低卷烟烟叶中NNK含量以及卷烟烟气中NNK释放量的试剂。
本发明第三方面提供一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的使用方法，包括如下步骤：将制备的生物酶减害剂施加于加表料环节中的烟叶上进行反应，反应后再进行后续加工工序制成卷烟。
优选地，所述生物酶减害剂施加于烟叶上的量为烟叶重量的1-6％。更优选地，所述生物酶减害剂施加于烟叶上的量为烟叶重量的4.5-5.5％。
优选地，所述生物酶减害剂在加表料环节中施加于烟叶，是将生物酶减害剂混入表料罐中，在线喷施于烟叶上。所述喷施方式为空压气雾化方式。所述空压气雾化方式相比传统的蒸汽雾化方式，能够降低生物酶的活力损失。所述加表料环节是指烟叶烘焙后的表料施加环节。
优选地，所述生物酶减害剂施加于烟叶上的反应时间≥10h。更优选地，所述生物酶减害剂施加于烟叶上的反应时间为10-24h。
本发明第四方面提供一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂用于选择性降低卷烟中NNK的用途。
优选地，所述用途为选择性降低烟叶中NNK含量或烟叶加工制成卷烟的烟气中NNK释放量的用途。
如上所述，本发明提供的一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂及其应用，通过采用生物酶减害剂，可以选择性降低烟叶中NNK含量，并且将经过生物酶处理过的原料卷制成卷烟，卷烟烟气中的NNK释放量也得到相应的下降。与现有技术相比，其具有以下有益效果：
(1)本发明提供的生物酶体系具有专一选择性，仅针对NNK，对其它烟草成分无影响。
(2)本发明提供的生物酶体系为水溶性物质，可广泛适用于烟草生产中。
(3)本发明提供的生物酶体系为安全试剂，对烟草其它性状(物理指标、化学指标和感官特征)无影响，且无毒无害，是一种环境友好型烟草减害剂，对人体和环境均无不良影响。
(4)本发明提供的生物酶体系生产成本低廉，易于生产与应用。
附图说明
图1显示为卷烟生产过程中的生物酶减害剂施加环节示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
以下实施例中使用的试剂和仪器如下：
1、试剂
细胞色素P450酶(1nmol/L，北京欧凯姆科技有限公司)、NADPNa2(纯度≥97％，北京欧凯姆科技有限公司)、氯化镁(纯度≥98％，百灵威科技有限公司)、柠檬酸三钠(纯度≥98％，百灵威科技有限公司)；去离子水(纯水机自制)；烟叶(白肋烟，湖北)；NNK(≥99％，TorontoResearchChemicalsInc.)
2、仪器
高效液相-三重四极杆串联质谱联用仪(高效液相仪：Symbiosis(Pico)、SparkHolland公司；三重四极杆质谱仪：API5500、美国应用生物系统公司)
实施例1
按重量份计取1g细胞色素P450酶、100gNADPNa2、1200g柠檬酸三钠、60g氯化镁，加100kg水溶解配成生物酶减害剂。细胞色素P450酶选自细胞色素P450同工酶P4501A、P4502A、P4502B、P4502C、P4502D、P4502E、P4503A、P45011A、P45011B中任意一种或多种组合。
将上述生物酶减害剂混入表料罐中，在加表料环节中，采用空压气雾化方式，在线喷施于2027kg烟叶样品上。生物酶减害剂施加于烟叶上的量为烟叶重量的5％。生物酶减害剂施加于烟叶上的反应时间为10h。反应后再进行后续加工工序。
实施例2
按重量份计取1g细胞色素P450酶、200gNADPNa2、2400g柠檬酸三钠、120g氯化镁，加200kg水溶解配成生物酶减害剂。细胞色素P450酶选自细胞色素P450同工酶P4501A、P4502A、P4502B、P4502C、P4502D、P4502E、P4503A、P45011A、P45011B中任意一种或多种组合。
将上述生物酶减害剂混入表料罐中，在加表料环节中，采用空压气雾化方式，在线喷施于4054kg烟叶样品上。生物酶减害剂施加于烟叶上的量为烟叶重量的5％。生物酶减害剂施加于烟叶上的反应时间为24h。反应后再进行后续加工工序。
实施例3
按重量份计取1g细胞色素P450酶、100gNADPNa2、1200g柠檬酸三钠、60g氯化镁，加10kg水溶解配成生物酶减害剂。细胞色素P450酶选自细胞色素P450同工酶P4501A、P4502A、P4502B、P4502C、P4502D、P4502E、P4503A、P45011A、P45011B中任意一种或多种组合。
将上述生物酶减害剂混入表料罐中，在加表料环节中，采用空压气雾化方式，在线喷施于1136kg烟叶样品上。生物酶减害剂施加于烟叶上的量为烟叶重量的1％。生物酶减害剂施加于烟叶上的反应时间为10h。反应后再进行后续加工工序。
实施例4
将实施例1中在加表料环节中施加了生物酶减害剂的烟叶样品，进行后续加工工序。经缓存、混配和贮叶工艺环节后，于贮叶房取样，进行烘干后，测定烟叶中的NNK含量，重复测定5次，并取平均值。同时，取未在加表料环节中施加了生物酶减害剂的烟叶样品，进行相同后续加工工序后，测定烟叶中的NNK含量。
施加样品和对照样品中NNK含量检测结果见表1。并以对照组为参考，计算施加生物酶体系后NNK降低率。其中，采用高效液相-三重四极杆质谱联用仪测定烟叶中的NNK含量。
具体计算公式为：
NNK降低率(％)＝((对照组NNK含量-生物酶施加组NNK含量)/对照组NNK含量)×100％
由表1中结果可以看出，与对照组比较，施加了生物酶减害剂的烟叶样品，其NNK含量平均降低了22.9％。
表1生物酶减害剂降低烟叶中NNK含量的结果
实施例5
将实施例4中施加了生物酶减害剂的烟叶样品和未施加生物酶减害剂的烟叶对照样品，按照叶组配方进行后续加工，在线加工成品卷烟，并分别测定卷烟烟气中NNK释放量，结果如表2所示。其中，采用高效液相-三重四极杆质谱联用仪测定卷烟烟气中的NNK释放量。
表2生物酶减害剂降低卷烟烟气中NNK及其他有害成分释放量的结果
由表2中数据可知，与对照组比较，施加了生物酶减害剂的烟叶样品制备的卷烟烟气中NNK释放量选择性下降了21.7％，巴豆醛释放量选择性下降了14.5％，其他7种有害成分变化不大，焦油、烟碱，抽吸口数均变化不大。从烟气检测结果中可以看出，生物酶可以选择性的降低七种有害成分中的NNK。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，包括有效成分和水，所述有效成分以重量份计，包括以下组分：
所述水的加入量为：适量。
2.根据权利要求1所述选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，其特征在于，所述水与所述生物酶加入量的重量之比为：10000-200000：1。
3.根据权利要求1所述选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，其特征在于，所述生物酶为细胞色素P450酶。
4.根据权利要求3所述选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂，其特征在于，所述细胞色素P450酶选自细胞色素P450同工酶P4501A、P4502A、P4502B、P4502C、P4502D、P4502E、P4503A、P45011A、P45011B中任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1-4任一所述一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份计分别取相应质量的生物酶、NADPNa2、柠檬酸三钠、氯化镁；
2)将步骤1)获得的各组分，溶解于水，即得所需生物酶减害剂。
6.根据权利要求1-5任一所述一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的使用方法，包括如下步骤：将制备的生物酶减害剂施加于加表料环节中的烟叶上进行反应，反应后再进行后续加工工序制成卷烟。
7.根据权利要求6所述选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的使用方法，其特征在于，所述生物酶减害剂施加于烟叶上的量为烟叶重量的1-6％。
8.根据权利要求6所述选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的使用方法，其特征在于，所述生物酶减害剂施加于烟叶上的反应时间≥10h。
9.根据权利要求1-4任一所述一种选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂用于选择性降低卷烟中NNK的用途。
10.根据权利要求9所述选择性降低卷烟烟气中NNK的减害剂的用途，其特征在于，所述用途为选择性降低烟叶中NNK含量或烟叶加工制成卷烟的烟气中NNK释放量的用途。
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