CN106923371B

CN106923371B - 一种制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法

Info

Publication number: CN106923371B
Application number: CN201710159156.8A
Authority: CN
Inventors: 孙培健; 郭吉兆; 潘立宁; 郭军伟; 张晓兵; 聂聪; 田海英; 张展; 董艳娟
Original assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd; Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd; Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: CN106923371A

Abstract

本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法。该方法以烟梗为原料，包括水洗预处理，向烟梗中喷洒施加酵母水溶液、发酵处理，压梗及切丝处理等步骤。本申请通过发酵工序、氨基酸添加工序等工艺的配合使用，一方面降低了巴豆醛前体物含量，另一方面抑制了巴豆醛的释放，从而较好实现了巴豆醛释放量降低的技术目标。进一步地，本发明中通过生物酶的采用和氨基酸成分的添加，有效地去除了梗丝的杂味，且增加了烟气中美拉德反应产物，改善和稳定了卷烟感官质量。本申请具有处理方式简单、操作便捷、低成本、高安全等优点，利于规模化和工业化应用，对于改善卷烟质量、扩展梗丝应用范围具有较为重要的应用价值。

Description

一种制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法。

背景技术

梗丝是由烟梗经切丝、膨胀等一系列工序制成的一定宽度的细丝，具有焦油释放量低，填充性能好，成本低等特点，是烟草制备中一种常用的生产原料。然而，由于梗丝的化学成分与叶丝存在较大差异，这些差异一方面使得梗丝在感官上存在刺激大、杂气明显等缺点，另一方面造成梗丝中巴豆醛等挥发性羰基物释放量高于叶丝，使得掺兑梗丝后的卷烟中巴豆醛释放量出现明显上升，降低了卷烟品质，不利于梗丝的应用。因此，对梗丝进行适当处理以提高梗丝品质对于改善卷烟品质以及扩展梗丝在卷烟中应用具有十分重要的现实意义。

在综合性提高和改善梗丝感官质量方面，近年来有一些比较典型的研究成果。具体例如有：中国专利 2014100029122通过两级生物降解，对烟梗中大分子组分进行有效降解，同时采用三次高温蒸汽蒸梗去除烟梗中的不利组分，以去除梗丝杂气等；何炬等人采用微波膨胀烟梗，经微波膨胀后的烟梗在致香成分、有机酸等的相对含量方面均较对照原样有明显提高，吸味改善，内在品质得到提高，填充性能变好，综合质量有所提升（何炬等，《烟草科技》，2006 年第2 期，微波膨胀烟梗质量研究）；中国专利2015100416007通过醇提将烟梗中的糖、烟碱、色素、香味成分等对烟草吸味存在积极作用的物质提取出来，之后在回加到梗丝中，并通过水洗结合酸解、酶解将烟梗中的大分子（如果胶、蛋白质等）等对烟草吸味不利的化合物去除，进而实现梗丝感官品质的提升。

就烟梗或烟叶中特定成分巴豆醛的降解或降低其释放量方面，也有一些研究成果，具体例如有：专利2014100422978公开了一种降低巴豆醛释放量的复烤和醇化的方法，其包括烟片复烤工序和醇化工序，所述的醇化工序为在复烤后的烟叶中添加枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌冻干菌粉中等醇化剂等；专利201510291715公开了一种低巴豆醛释放量的再造烟叶制备方法，其利用中性蛋白酶、果胶酶和糖化酶去除产生巴豆醛的前体物质，采用碱法预处理烟草原料及低浓制浆技术提高再造烟叶的松厚度，添加助燃剂改善再造烟叶的燃烧性能，从而达到减少再造烟叶主流烟气中巴豆醛的释放量。但是需要说明的是，这些方法多是针对再造烟叶或烟叶中巴豆醛开发设计，并不适合烟梗处理工艺中应用，加上这些处理工艺较为繁琐，因而难以在烟梗处理工艺中加以推广应用，尚需有针对性开发针对梗丝的降低巴豆醛释放量的处理方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种低巴豆醛释放量梗丝的加工制备方法，对于改善梗丝感官质量、扩展梗丝应用范围具有一定的应用价值。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一种制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法，该方法以烟梗为原料，包含如下加工处理过程：

（1）水洗预处理，首先用水对烟梗进行浸泡处理以除去浮尘和浸润烟梗；洗涤温度20~90℃，洗涤时间0.5~30分钟；调整烟梗水分为25~40wt%；优选设置参数为：50~60℃条件下洗涤1~10分钟，控制烟梗水分为30~35wt%左右；

需要解释的是，水洗预处理的水洗温度、水洗后烟梗含水率应较常规处理时的水洗温度略高，含水率略大，以便后续发酵处理时适于微生物发酵生长；

（2）发酵处理：向烟梗中喷洒施加酵母水溶液，喷施后控制烟梗含水率在50~80wt%，发酵处理；

所述酵母为高活性干酵母，具体例如为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）；以干重计，酵母用量按梗丝干重的0.1~2.0%的比例进行添加；

发酵条件为：25~50℃发酵6~72h；

（3）压梗及切丝处理：

按现有技术，将步骤（2）中发酵处理后烟梗干燥至约40%含水率后使用压梗机压制成梗片，并利用切丝机将梗片切丝，进一步干燥处理后即为成品梗丝，用于烟草制备。

步骤（2）中，喷施酵母水溶液时，还可同时向烟梗中喷施果胶酶水溶液和/或纤维素酶水溶液；

具体用量方面，每克干梗中果胶酶用量为100~500UI，每克干梗中纤维素酶用量为100~500UI。

优选加工处理方法中，步骤（3）的切丝处理后，干燥处理前，在切丝后的梗丝中均匀掺入氨基酸；

所述氨基酸形态为固体粉末、水溶液、醇溶液、水悬浮液或醇悬浮液；

所述氨基酸添加量为梗丝干重的0.5~3.0%；

所述氨基酸为脯氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、组氨酸、缬氨酸、天冬酰胺、色氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、赖氨酸中一种或几种任意比例混合物。

利用所述低巴豆醛释放量梗丝的加工方法所制备的梗丝，按10~30%的质量比例添加于配方烟丝中进行卷烟制备。

本发明的主要技术原理是：梗丝中的糖类、果胶、纤维素等前体物在燃烧裂解的过程中会生成巴豆醛，因而通过酵母发酵消耗梗丝中糖类，通过果胶酶、纤维素酶的酶促作用降低果胶类和纤维素含量，从而从根本上降低梗丝中巴豆醛释放量。另一方面，梗丝中适量氨基酸成分可以抑制巴豆醛的产生，且能够增加烟气中梅拉德反应产物的生成，因而配合氨基酸的添加，从而改善梗丝的感官质量。

初步检测表明，与未处理梗丝相比，采用本发明中处理方法处理梗丝后，巴豆醛释放量可降低20~40%左右；而经处理后梗丝按10~30%掺兑比例添加于配方烟丝后，可使卷烟烟气中巴豆醛释放量降低5~20%左右，表现出了较好的应用效果。

总体而言，本申请通过发酵工序、氨基酸添加工序等工艺的配合使用，一方面降低了巴豆醛前体物含量，另一方面抑制了巴豆醛的释放，从而较好实现了巴豆醛释放量降低的技术目标。进一步地，本发明中通过生物酶的采用和氨基酸成分的添加，有效地去除了梗丝的杂味，且增加了烟气中美拉德反应产物，改善和稳定了卷烟感官质量。总之，本申请具有处理方式简单、操作便捷、低成本、高安全等优点，利于规模化和工业化应用，对于改善卷烟质量、扩展梗丝应用范围具有较为重要的应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请做进一步的解释说明，在接受具体实施例前，就下述实施例中部分物料、检测方法等情况简要介绍如下。

物料情况：

烟梗样品，为正常生产所用烟梗原料，由河南中烟提供，检测表明其含水率约15%；

酿酒酵母，安琪酵母公司生产，为某超市购买普通产品。

巴豆醛释放量检测方法：

对于样品中巴豆醛释放量采用热裂解模拟燃吸法进行测定，具体简介如下。

（1）对样品进行热裂解

参考卷烟燃吸条件，设定裂解条件为：

升温程序：以90℃/s的升温速率从35℃升温至900℃，在900℃保持6s；

载气：9% O₂，91%N₂；

载气流速：17.5 mL/s；

样品裂解前按照GB／T 16447—2004《烟草及烟草制品调节和测试的大气环境》的要求，梗丝样品在温度22±2℃和相对湿度60±5％下平衡48h；

（2）裂解生成巴豆醛的测定

配制吸收液(2,4-二硝基苯肼（DNPH）溶液)：移取14 mL、85% H₃PO₄，用去离子水稀释至100 mL；称取3 g DNPH，加入500 mL乙腈，超声至溶解，接着加入29 mL稀释后的H₃PO₄溶液，轻轻搅拌，用去离子水稀释至1 L；

配制三(羟甲基)氨基甲烷溶液（Trizma碱）：称取2 g三(羟甲基)氨基甲烷，加入200 mL去离子水，用乙腈稀释至1 L；

巴豆醛的吸收和处理：

梗丝裂解产生的烟气导入吸收瓶（含25mL吸收液）中，巴豆醛与吸收液中的2,4-二硝基苯肼（DNPH）发生衍生化反应被吸收液衍生化；

移取4mL反应溶液，用三羟甲基氨基甲烷溶液（Trizma碱）定容至10mL，混匀后过0.45 μm有机相滤膜，进HPLC分析。

HPLC仪器条件：进样体积10 μL；流速1 mL/min；流动相为去离子水和乙腈混合溶剂，洗脱梯度如下表所示；检测器为二极管阵列检测器，检测波长：365 nm。

洗脱梯度表：

实施例1~7

为评价不同处理方式情况下，烟梗中巴豆醛释放量降低效果，发明人进行了系列实验，具体的烟梗加工处理方法，包括如下处理过程：

（1）水洗预处理，首先用水对烟梗进行浸泡处理以除去浮尘和浸润烟梗；

（2）发酵处理：向烟梗中喷洒施加酵母水溶液，发酵处理；

（3）压梗及切丝处理：

按现有技术，将步骤（2）中发酵处理后烟梗使用压梗机压制成梗片，并利用切丝机将梗片切丝，进一步干燥处理后即为成品梗丝，用于烟草制备。不同处理方式条件下，步骤（3）切丝处理后、干燥处理前还可添加有氨基酸，具体处理方式介绍如下。

对照例：

步骤（1）中，将10.0 kg的烟梗浸泡于100.0 kg的50℃热水中，浸泡1分钟以浸润烟梗，然后使用筛网将烟梗分离以除去浮尘；

将上述浸泡后烟梗调节其含水率至40%左右，进行压片制备成梗片，使用切丝机进行切丝，切丝宽度设为1.4mm左右，然后干燥制备成成品梗丝进行应用。

实施例1：

步骤（1）中，烟梗浸泡处理工艺同对比例；

步骤（2）中，烟梗中喷施有烟梗干重的0.5wt%的酿酒酵母水溶液，喷施后，烟梗含水率65%左右，35℃发酵24h；其他后续处理工艺同对比例。

实施例2：

步骤（1）、步骤（2）处理工艺同实施例1，但切丝后梗丝中添加有脯氨酸水溶液，脯氨酸用量为梗丝干重的1.0 wt%，然后干燥得成品梗丝。

实施例3：

步骤（1）中，烟梗浸泡处理工艺同对比例；

步骤（2）中，烟梗中喷施有烟梗干重的2.0wt%的酿酒酵母水溶液，喷施后，烟梗含水率65%左右，25℃发酵24h；

切丝后梗丝中添加有甘氨酸水溶液，甘氨酸用量为梗丝干重的0.5 wt%，然后干燥得成品梗丝。

实施例4：

步骤（1）中，烟梗浸泡处理工艺同对比例；

步骤（2）中，烟梗中喷施有烟梗干重的0.5wt%的酿酒酵母水溶液，同时酵母水溶液中混合有果胶酶（果胶酶也可单独喷施），果胶酶用量为每克干梗丝400UI；喷施后，梗丝含水率65%左右，35℃发酵24h；

切丝后梗丝中添加有脯氨酸水溶液，脯氨酸用量为梗丝干重的2.0wt%，然后干燥得成品梗丝。

实施例5：

步骤（1）中，烟梗浸泡处理工艺同对比例；

步骤（2）中，烟梗中喷施有烟梗干重的2.0wt%的酿酒酵母水溶液，同时酵母水溶液中混合有纤维素酶（纤维素酶也可单独喷施），纤维素酶用量为每克干梗丝200UI；喷施后，梗丝含水率65%左右，35℃发酵24h；

切丝后梗丝中添加有脯氨酸水溶液，脯氨酸用量为梗丝干重的3.0wt%，然后干燥得成品梗丝。

实施例6：

步骤（1）中，烟梗浸泡处理工艺同对比例；

步骤（2）中，烟梗中喷施有烟梗干重的1.0wt%的酿酒酵母水溶液，同时酵母水溶液中混合有纤维素酶和果胶酶（果胶酶和纤维素酶也可单独喷施），纤维素酶用量为每克干梗丝200UI，果胶酶用量为每克干梗丝400UI；喷施后，梗丝含水率65%左右，25℃发酵24h；

切丝后干燥得成品梗丝。

实施例7：

步骤（1）中，烟梗浸泡处理工艺同对比例；

切丝后干燥得成品梗丝。

实施例8-18：

与实施例4相同，仅将脯氨酸替换为丙氨酸（实施例8）、苏氨酸（实施例9）、半胱氨酸（实施例10）、组氨酸（实施例11）、天冬酰胺（实施例12）、色氨酸（实施例13）、谷氨酸（实施例14）、苯丙氨酸（实施例15）、蛋氨酸（实施例16）、赖氨酸（实施例17）、脯氨酸和天冬酰胺等重量混合物（实施例18），氨基酸添加量为梗丝重量的2.0%，其它步骤参照实施例5。

对上述加工处理后梗丝样品中的巴豆醛释放量进行测定，测定结果如下表所示：

表中1-18#为实施例1-18制备的梗丝样品。

由于实施例4的减害效果（巴豆醛释放量降低效果）较好，发明人进一步对实施例4中处理后梗丝中总糖和还原糖含量进行了测定（参照YC/T 159—2002），测定结果如下：

。

前期研究中，发明人初步确定了：烟梗中的葡萄糖、果糖、蔗糖、纤维素、果胶等可裂解促进巴豆醛的生成，而脯氨酸、天冬酰氨等氨基酸及蛋白质可抑制巴豆醛的生成；换言之，纤维素、果胶、糖类化合物是巴豆醛的重要前体物，而氨基酸类化合物可抑制巴豆醛的生成。从上表数据可以看出，与未进行任何处理的对照烟梗样品相比，经加工处理后，烟梗中巴豆醛的前体物质得到了降解和消耗（总糖和还原糖含量均大幅降低），因而能够降低巴豆醛的释放量；而且不同处理方式条件下，均能较为明显地降低样品中巴豆醛的释放量，降低率大约在20~40%左右，因而具有较好的应用前景。

实施例19

按现有技术，分别将未处理的加工后梗丝样品和上述实施例4加工处理后梗丝样品，按20%、30%的质量比例添加于配方烟丝中，采用裂解模拟燃吸法测定巴豆醛生成量；同时相同配方制备成成品卷烟，测定烟气中巴豆醛释放量（YC/T254―2008），测定结果如下表所述：

。

从上表结果可以看出，制备成成品卷烟后，烟气中巴豆醛释放量可降低15%左右，减害效果较为明显，具有较好的应用价值。

Claims

1.一种制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法，其特征在于，该方法以烟梗为原料，包含如下加工处理过程：

（2）发酵处理：向烟梗中喷洒施加酵母水溶液，控制含水率在50~80wt%，发酵处理；

所述酵母为高活性干酵母，以干重计，酵母用量按梗丝干重的0.1~2.0%的质量比例进行添加；

发酵条件为：25~50℃发酵6~72h；

喷施酵母水溶液时，同时向烟梗中喷施果胶酶水溶液和/或纤维素酶水溶液；

具体用量方面，每克干梗中果胶酶用量为100~500UI，每克干梗中纤维素酶用量为100~500UI；

（3）压梗及切丝处理：

按现有技术，将步骤（2）中发酵处理后烟梗使用压梗机压制成梗片，并利用切丝机将梗片切丝，进一步干燥处理后即为成品梗丝，用于烟草制备；

切丝处理后、干燥处理前，在切丝后的梗丝中均匀掺入氨基酸；

所述氨基酸添加量为梗丝干重的0.5~3.0%；

所述氨基酸为脯氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、组氨酸、缬氨酸、天冬酰胺、色氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蛋氨酸和赖氨酸中一种或几种任意比例混合物。

2.如权利要求1所述制备低巴豆醛释放量梗丝的加工方法，其特征在于，步骤（2）中，所述高活性干酵母为酿酒酵母。

3.利用权利要求1或2所述低巴豆醛释放量梗丝的加工方法所制备的梗丝在卷烟制备中的应用，其特征在于，按10~30%的质量比例添加于配方烟丝中进行卷烟制备。