CN105249525B - 一种减害剂及其制备方法、使用方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种选择性降低再造烟叶中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再造烟叶中NNK的减害剂的制备及其使用方法。本发明提供一种选择性降低再造烟叶中NNK的减害剂，通过采用生物酶减害剂，可以选择性降低再造烟叶中NNK含量，并进一步降低再造烟叶制成的卷烟烟气中的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

一种减害剂及其制备方法、使用方法和用途

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再造烟叶中NNK的减害剂及其应用，具体涉及一种选择性降低再造烟叶中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-Specific Nitrosamines)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。烟叶作为烟草的重要类型，也大量存在NNK，其中就包括将原生烟草无法利用部分制成纸浆通过造纸法制备得到的再造烟叶。因此，再造烟叶中也存在大量的NNK。可见，降低再造烟叶中的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，导致降低再造烟叶中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。而目前，可降低再造烟叶中的NNK的多种技术手段在降低NNK的同时，也降低了再造烟叶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，应用于再造烟叶中，可选择性的降低再造烟叶中的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再造烟叶中NNK的减害剂及其应用，通过生物酶作为减害剂，可以解决现有技术中缺乏专一选择性仅针对降低NNK、对再造烟叶的其它性状(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再造烟叶中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：10000-50000：1。更优选地，所述水与所述生物酶加入量的重量之比为：10000：1。

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P450 1A、P450 2A、P4502B、P450 2C、P450 2D、P450 2E、P450 3A、P450 11A、P450 11B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再造烟叶中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、能够降低卷烟再造烟叶中NNK含量以及再造烟叶制备卷烟的烟气中NNK释放量的试剂。

本发明第三方面提供一种选择性降低再造烟叶中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浓缩液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浓缩液中的量为浓缩液重量的5-11％。更优选地，所述生物酶减害剂施加于浓缩液中的量为浓缩液重量的9.5-10.5％。

优选地，所述生物酶减害剂施加于浓缩液中，是将生物酶减害剂在线施加于浓缩液储存罐中。所述浓缩液是在再造烟叶生产过程中，利用水浸提萃取烟草原料得到萃取液，再将萃取液经多级浓缩制备获得。

优选地，所述生物酶减害剂施加于浓缩液中的反应时间≥10h。更优选地，所述生物酶减害剂施加于浓缩液中的反应时间为10-24h。

优选地，所述生物酶减害剂施加于浓缩液时，浓缩液的温度低于40℃。温度过高，会降低生物酶的活力。

本发明第四方面提供一种选择性降低再造烟叶中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再造烟叶中NNK含量或再造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再造烟叶中NNK的减害剂及其应用，针对现有降低再造烟叶中NNK的技术缺陷，通过采用生物酶减害剂，将生物酶添加于再造烟叶生产过程中的浓缩液环节，可降低浓缩液中NNK含量，并且在制成相应再造烟叶后，可有效降低再造烟叶中NNK含量，将这种再造烟叶卷制成卷烟，卷烟烟气中的NNK释放量也相应的下降。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显示为再造烟叶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设备如下：

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)；浓缩液(烤烟浓缩液，上海烟草集团太仓海烟烟草薄片有限公司)；NNK(纯度≥99％，Toronto Research Chemicals Inc.)

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、100g NADPNa₂、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P450 1A、P4502A、P450 2B、P450 2C、P450 2D、P450 2E、P450 3A、P450 11A、P450 11B中任意一种或多种组合。

待浓缩液温度降至40℃以下后，将上述生物酶减害剂施加于含114kg浓缩液的浓缩液罐中，搅拌均匀，反应后，再进行后续加工工序。其中，生物酶减害剂施加于浓缩液中的量为浓缩液重量的10％。

实施例2

按重量份计取1g细胞色素P450酶、200g NADPNa₂、2400g柠檬酸三钠、120g氯化镁，加50kg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P450 1A、P4502A、P450 2B、P450 2C、P450 2D、P450 2E、P450 3A、P450 11A、P450 11B中任意一种或多种组合。

待浓缩液温度降至40℃以下后，将上述生物酶减害剂施加于含1054kg浓缩液的浓缩液罐中，搅拌均匀，反应后，再进行后续加工工序。其中，生物酶减害剂施加于浓缩液中的量 为浓缩液重量的5％。

实施例3

将实施例1中施加了生物酶减害剂的浓缩液样品，反应24h后，稀释20倍，进行NNK含量检测，重复测定5次，并取平均值。同时，取未施加生物酶减害剂的浓缩液样品，进行相同步骤后，测定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浓缩液中的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浓缩液样品，其NNK含量平均降低了48.1％。

表1 生物酶减害剂降低浓缩液中NNK含量的结果

实施例4

将实施例1中施加了生物酶减害剂的浓缩液样品，反应10h后，进行后续加工如加香加料和涂布工序等，加工制成再造烟叶。再将再造烟叶经在22℃恒温、60％RH恒湿的条件下平衡后，切成烟丝，卷制成卷烟，测定卷烟烟气中NNK释放量。同时，取未施加生物酶减害剂的浓缩液样品，进行相同步骤后，测定卷烟烟气中NNK释放量。具体检测结果如表2所示。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卷烟烟气中的NNK释放量。具体计算公式同实施例1。

由表2中数据可以看出，与对照组比较，烟气中NNK释放量选择性降低了23.2％，焦油释放量略有升高，烟碱，抽吸口数、CO释放量和巴豆醛释放量均变化不大。从烟气检测结果中可以看出，生物酶减害剂仅选择性的降低了NNK，从而实现了卷烟的选择性降害。

表2 生物酶减害剂降低再造烟叶卷烟烟气中NNK及其它有害成分释放量的结果

实施例5

以浓缩液为基质，添加纯品NNK，配制不同浓度的NNK(0.1、0.5、5、50、500μmol/L)，进行NNK降低实验，验证本发明中生物酶减害剂对不同浓度NNK的降低效果。

将实施例1中制备的生物酶减害剂施加到不同NNK浓度的浓缩液中，反应24h后，稀释20倍，进行NNK含量检测。同时，取未施加生物酶减害剂的不同NNK浓度的浓缩液样品，进行相同步骤后，测定NNK含量。施加样品和对照样品中NNK含量检测结果见表3。由表3中结果可以看出，与对照组比较，生物酶减害剂使不同浓度组的NNK含量分别降低了30.6％～56.6％，表明生物酶减害剂在降低NNK方面，具有非常宽泛的浓度范围，可适用于不同的再造烟叶(如，烤烟型和混合型)。

表3 生物酶减害剂降低浓缩液中不同浓度组的NNK含量的结果

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 (7)

1.一种选择性降低再造烟叶中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：

所述水与所述生物酶加入量的重量之比为：10000-50000：1；

所述生物酶为细胞色素P450酶；所述细胞色素P450酶选自细胞色素P450同工酶P4501A、P450 2A、P450 2B、P450 2C、P450 2D、P450 2E、P450 3A、P450 11A、P450 11B中任意一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述一种选择性降低再造烟叶中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。

3.根据权利要求1所述一种选择性降低再造烟叶中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浓缩液上进行反应，反应后再进行后续加工工序制成卷烟。

4.根据权利要求3所述一种选择性降低再造烟叶中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浓缩液中的量为浓缩液重量的5-11％；所述生物酶减害剂施加于浓缩液中的反应时间≥10h。

5.根据权利要求3所述一种选择性降低再造烟叶中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浓缩液时，浓缩液的温度低于40℃。

6.根据权利要求1所述一种选择性降低再造烟叶中NNK的减害剂用于选择性降低卷烟中NNK的用途。

7.根据权利要求6所述选择性降低再造烟叶中NNK的减害剂的用途，其特征在于，所述用途为选择性降低再造烟叶中NNK含量或再造烟叶加工制成卷烟的烟气中NNK释放量的用途。