CN107232638B - 一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟用添加剂技术领域，具体地说是一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用，采用生物制剂(α‑L‑吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌粉等中的一种或几种)水解发酵葡萄干冷冻粉碎物，再结合乙醇醇沉、减压蒸馏、超滤膜分离技术，得到提质纯化的葡萄干提取物，杂质减少，生物活性成分含量提高，香气更丰富，香气质提高，应用到卷烟产品中，能与烟气协调，具有葡萄甜润香气，降低刺激性、减少杂气，改善品质。
Description
技术领域
本发明涉及烟用添加剂技术领域，具体是一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用。
背景技术
卷烟随着焦油的逐渐降低，具有香气淡弱、欠丰满、烟气干燥、甜润度不够、舒适度较差等缺陷，为了增进和提高卷烟的烟气浓度和香味，为了增进和提高卷烟的烟气浓度和香味，加香加料技术是一条有效途径。目前烟用香料的制造方法主要有两个，从烟草或其它植物中提取天然香料或者采用传统的化工方法合成香料。
葡萄干是在日光下晒干或在阴影下晾干的葡萄的果实，葡萄干内的含水量只有15-25％，可长期保存，其果糖的含量高达60％，且富含多种矿物质、糖、氨基酸、维生素等，具有高的药用和食用价值。
目前关于葡萄干的研究及应用的报道较多，专利“一种烟用葡萄干提取物的制备方法及其在卷烟中的应用”(申请号CN201510450486.3)：取葡萄干用纯净水常温浸泡后破碎成葡萄干浆，再用乙醇提取、浓缩得到葡萄干提取物，在卷烟烟丝中应用；专利“一种植物内生菌生物转化葡萄干提取物及其制备和在烟草加香中的应用”(申请号CN201110342923.1)采用青霉菌生物转化经乙醇溶液回流萃取的葡萄干，得到葡萄干提取物，在烟草加香中应用；专利“一种烟用香料及其制备方法”(申请号CN 201010600441.7)将乙醇溶液浸提的葡萄干提取物和氨基酸进行美拉德反应，得到烟用香料，应用于卷烟加香；专利“葡萄发酵提取物通过美拉德反应生产烟用香料的方法”(申请号CN 201410552458.8)，将产香菌株发酵葡萄得到葡萄发酵提取物，与脯氨酸、丙氨酸、缬氨酸、磷酸氢二胺中一种或几种进行美拉德反应制备而成；专利“一种葡萄干提取物的制备方法及其在卷烟中的应用”(申请号CN 201510993232.6)包括粉碎处理、超临界萃取和醇沉处理，所得葡萄干提取物在卷烟中应用；专利“一种葡萄提取物的制备方法”(申请号CN 201510616770.3)，将葡萄干粉经纤维素酶水解，真空浓缩，60％乙醇沉淀，离心取上清液，为葡萄提取物；这些葡萄干提取物仍存在成分较复杂、刺激性较大或需要特殊生产设备、生产条件要求高、成本较高的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用，采用生物制剂(α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌等中的一种或几种)水解发酵葡萄干冷冻粉碎物，再结合乙醇醇沉、减压蒸馏、膜分离，得到提质纯化的葡萄干提取物，杂质减少，生物活性成分含量提高，香气更丰富，香气质提高，应用到卷烟烟丝中，能与烟气协调，具有葡萄甜润香气，降低刺激性、减少杂气，香气纯净，使再造烟叶及茄衣外观更自然均匀有光泽，茄衣外观呈现高贵典雅的紫黑色，改善外观和感官品质，工艺条件温和易操作。
本发明通过以下技术方案实现：
一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用，具体包括如下步骤：
(1)葡萄干的预处理：将葡萄干于-18℃冰柜冰冻10～30min，粉碎机打碎，得到葡萄干冷冻粉碎物；
(2)水解发酵：按葡萄干冷冻粉碎物与水的质量比为1:10～50混合，加入生物制剂，所述生物制剂为α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌中的一种或几种混合，生物制剂质量为葡萄干冷冻粉碎物质量的0.01～0.3％，搅拌均匀，在pH4～7、28～50℃条件下温育水解发酵2～24h，得到葡萄干发酵液a；
(3)提取：将步骤2)的葡萄干发酵液a于90～95℃恒温水浴回流提取1～3次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.1～1.3的葡萄干发酵浸膏，加入葡萄干发酵浸膏质量1～3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，得到紫黑色葡萄干发酵液b；
(4)超滤膜分离：将上述步骤3)得到的葡萄干发酵液b过5～50nm的陶瓷超滤膜，通过的滤液，再过截留分子量为1～100000的有机卷式膜，所得滤液即为提质纯化的葡萄干提取物。
进一步的，所述生物制剂为两种或两种以上时，α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌按照质量比0.1～0.3：0.5～1：0.5～2复配。
进一步的，α-L-吡喃鼠李糖苷酶为食品级，酶活100～10000u/g，内切蛋白酶为食品级，酶活为2万～20万u/g。
进一步的，葡萄干发酵液b过5～50nm的陶瓷超滤膜时，流速为50～70L/h，温度控制在45℃以下，进口压力为1.8～2.2MPa，出口压力为1.0-1.4Mpa。
进一步的，所述有机卷式膜过截留分子量为2.5万，流速为15-25L/h，温度控制在30～45℃，进口压力为0.6-1.0MPa，出口压力为0.5-0.7Mpa。
本发明还提供一种上述方法制备的葡萄干提取物在卷烟烟丝中的应用，按与烟丝质量比的千分之0.1～3的量添加，具有与烟气协调，增加葡萄甜润香气，丰富和提调烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感的作用，外观更自然均匀有光泽；
本发明还提供一种上述方法制备的葡萄干提取物在再造烟叶或梗丝中的应用，按梗丝或再造烟叶质量的千分之1～10的量添加，与烟气协调，增加葡萄清甜香，喉部有甜感，降低刺激性，减少杂气，改善口感，使外观更自然均匀具有光泽，接近优质烟叶；
本发明还提供一种上述方法制备的葡萄干提取物在再造烟叶茄衣中的应用，按再造烟叶茄衣质量的2～12％的量添加，与烟气协调，增加葡萄清甜香气，丰富烟香，降低刺激性、减少杂气，具有高贵典雅的紫黑色外观。
本发明的有益效果是：
(1)将葡萄干冷冻粉碎预处理，利于破碎细胞壁物质，有利于后期的发酵、提取和膜分离，纯化制备致香成分和天然色素、抗氧化等生物活性物质；
(2)将葡萄干冷冻粉碎物与水混匀，加入α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌之一或几种进行水解发酵生物，大分子物质或杂质如蛋白质、纤维素、淀粉等经酶、微生物体系降解、分解、转化、氧化，产生葡萄糖、乳酸、具水果香气的乙酸乙酯等，致香成分、花青素和白藜芦醇等生物活性成分，引起烟气刺激性物质减少，香气质提高；
(3)超滤膜两步分离，5～50nm的陶瓷超滤膜分离能在常温条件下，除去溶液中悬浮物的分离和无菌过滤，同时去掉一部分的蛋白质、果胶等大分子化合物，常温下生物活性成分能更好的保留活性；通过的滤液再过截留分子量为1～100000的有机卷式膜，主要是仅保留分子量为2.5万及以下的化合物，进一步除去影响吸味的大分子物质，而且有机卷式膜有助于提高膜通量，后续清洁方便、简单。采用超滤膜分离技术，操作方便简单，条件温和，高通量。
(4)所提质纯化的葡萄干提取物的应用，在卷烟配方烟丝中应用，按与配方烟丝质量比的千分之0.1～3的量添加，具有与烟气协调，增加葡萄甜润香气，丰富和提调烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感的作用，外观更自然均匀有光泽；在再造烟叶、梗丝中应用，按梗丝、再造烟叶质量的千分之1～10的量添加，与烟气协调，增加葡萄清甜香，喉部有甜感，降低刺激性，减少杂气，改善口感，使外观更自然均匀具有光泽，接近优质烟叶；在再造烟叶茄衣中应用，按再造烟叶茄衣质量的2～12％的量添加，与烟气协调，增加葡萄清甜香气，丰富烟香，降低刺激性、减少杂气，具有高贵典雅的紫黑色外观。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用，具体包括如下步骤：
(1)葡萄干的预处理：将葡萄干于-18℃冰柜冰冻15min，粉碎机打碎，得到葡萄干冷冻粉碎物；
(2)水解发酵：按葡萄干冷冻粉碎物与水的质量比为1:20混合，加入生物制剂(α-L-吡喃鼠李糖苷酶、乳酸克鲁维酵母菌粉，按照质量比0.3：0.6，α-L-吡喃鼠李糖苷酶的酶活为1000u/g，生物制剂质量为葡萄干冷冻粉碎物质量的0.1％)，搅拌均匀，在pH5、40℃条件下温育水解发酵3.5h，得到葡萄干发酵液a；
(3)提取：将步骤2)的葡萄干发酵液a于92℃恒温水浴回流提取2次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.18的葡萄干发酵浸膏，加入葡萄干发酵浸膏质量2.5倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，得到紫黑色葡萄干发酵液b；
(4)超滤膜分离：将上述步骤3)得到的葡萄干发酵液b过50nm的陶瓷超滤膜，通过的滤液，再过截留分子量为20000的有机卷式膜，再次通过的滤液即为提质纯化的葡萄干提取物。
所述的过孔径大小为50nm的陶瓷膜，流速为55L/h，温度控制在42℃，进口压力为1.8MPa，出口压力为1.0MPa；
所述的过截留分子量为2.5万的有机卷式膜，流速为15L/h，温度控制在30℃，进口压力为1.0MPa，出口压力为0.7MPa；
本发明的提质纯化的葡萄干提取物在卷烟配方烟丝中应用，按与配方烟丝质量比的千分之0.5的量添加，具有与烟气协调，增加葡萄甜润香气，丰富和提调烟香，降低刺激性减少杂气，改善口感的作用，外观更自然均匀有光泽；
实施例2
一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用，具体包括如下步骤：
(1)葡萄干的预处理：将葡萄干于-18℃冰柜冰冻20min，粉碎机打碎，得到葡萄干冷冻粉碎物；
(2)水解发酵：按葡萄干冷冻粉碎物与水的质量比为1:30混合，加入生物制剂(内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌，按照质量比0.5：1配置，内切蛋白酶为食品级，酶活10万u/g，生物制剂质量为葡萄干冷冻粉碎物质量的0.2％)，搅拌均匀，在pH4.5、45℃条件下温育水解发酵5h，得到葡萄干发酵液a；
(3)提取：将上述步骤2)的葡萄干发酵液a于93℃恒温水浴回流提取2次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.12的葡萄干发酵浸膏，加入葡萄干发酵浸膏质量3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，得到紫黑色葡萄干发酵液b；
(4)超滤膜分离：将上述步骤3)得到的葡萄干发酵液b过40nm的陶瓷超滤膜，通过的滤液再过截留分子量为10000的有机卷式膜，再次通过的滤液即为提质纯化的葡萄干提取物。
所述的过孔径大小为10nm的陶瓷膜，流速为50L/h，温度控制在45℃以下，进口压力为2.0MPa，出口压力为1.0MPa；
所述的过截留分子量为2.5万的有机卷式膜，流速为15L/h，温度控制在32℃，进口压力为0.8MPa，出口压力为0.6MPa；
该提质纯化的葡萄干提取物在再造烟叶、梗丝中应用，按梗丝、再造烟叶质量的千分之3的量添加，与烟气协调，增加葡萄清甜香，喉部有甜感，降低刺激性，减少杂气，改善口感，使外观更自然均匀具有光泽，接近优质烟叶。
实施例3
一种葡萄干提取物的提质纯化方法及其应用，具体包括如下步骤：
(1)葡萄干的预处理：将葡萄干于-18℃冰柜冰冻25min，粉碎机打碎，得到葡萄干冷冻粉碎物；
(2)水解发酵：按葡萄干冷冻粉碎物与水的质量比为1:40混合，加入生物制剂(α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌，按质量比0.3：0.6：1.2，生物制剂质量为葡萄干冷冻粉碎物质量的0.3％)，搅拌均匀，在pH4.5、30℃条件下温育水解发酵4h，45℃条件下水解发酵2h，得到葡萄干发酵液a；
(3)提取：90～95℃恒温水浴回流提取1～3次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.1～1.3的葡萄干发酵浸膏，加入葡萄干发酵浸膏质量1～3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，得到紫黑色葡萄干发酵液b；
(4)超滤膜分离：将上述步骤3)得到的葡萄干发酵液b过5～50nm的陶瓷超滤膜，通过的滤液再过截留分子量为1～100000的有机卷式膜，再次通过的滤液即为提质纯化的葡萄干提取物。
所述的过孔径大小为5～50nm的陶瓷膜，流速为50～70L/h，温度控制在45℃以下，进口压力为1.8～2.2MPa，出口压力为1.0-1.4MPa；
所述的过截留分子量为2.5万的有机卷式膜，流速为20L/h，温度控制在40℃，进口压力为1.0MPa，出口压力为0.5MPa；
所得的提质纯化的葡萄干提取物在再造烟叶茄衣中应用，按再造烟叶茄衣质量的5％的量添加，与烟气协调，增加葡萄清甜香气，丰富烟香，降低刺激性、减少杂气，具有高贵典雅的紫黑色外观。
试验例：应用效果对比评价
将实施例1-3制备的提质纯化的葡萄干提取物进行应用的外观和感官评价，对照组为未施加葡萄干提取物的烟丝、梗丝、再造烟叶、茄衣。
结果表明：本发明提供的提质纯化的葡萄干提取物，在烟丝、梗丝、再造烟叶、茄衣等中应用，与烟气协调，丰富烟香，增加葡萄清甜香气，香气纯净，降低烟气刺激性和减少杂气，使烟丝外观色泽更自然均匀，使再造烟叶、梗丝的外观更接近优质烟丝，红度、亮度增加，且再造烟叶茄衣呈现紫红色典雅外观，并具有葡萄清甜香气，具有增色增香降刺减杂的功能。
表1.提质纯化的葡萄干提取物在烟丝中应用的外观和感官评价
表2.提质纯化的葡萄干提取物在再造烟叶及梗丝中应用的外观和感官评价
表3.提质纯化的葡萄干提取物在再造烟叶茄衣中应用的外观和感官评价
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种葡萄干提取物的提质纯化方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)葡萄干的预处理：将葡萄干于-18℃冰柜冰冻10～30min，粉碎机打碎，得到葡萄干冷冻粉碎物；
(2)水解发酵：按葡萄干冷冻粉碎物与水的质量比为1:10～50混合，加入生物制剂，所述生物制剂为α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌的混合，生物制剂质量为葡萄干冷冻粉碎物质量的0.01～0.3％，搅拌均匀，在pH4～7、28～50℃条件下温育水解发酵2～24h，得到葡萄干发酵液a；
(3)提取：将步骤2)的葡萄干发酵液a于90～95℃恒温水浴回流提取1～3次，减压抽滤，合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.1～1.3的葡萄干发酵浸膏，加入葡萄干发酵浸膏质量1～3倍的食品级95％乙醇，静置过夜，减压抽滤取滤液，得到紫黑色葡萄干发酵液b；
(4)超滤膜分离：将上述步骤3)得到的葡萄干发酵液b过5～50nm的陶瓷超滤膜，通过的滤液，再过截留分子量为1～100000的有机卷式膜，所得滤液即为提质纯化的葡萄干提取物。
2.如权利要求1所述的葡萄干提取物的提质纯化方法，其特征在于：所述生物制剂是α-L-吡喃鼠李糖苷酶、内切蛋白酶、乳酸克鲁维酵母菌按照质量比0.1～0.3：0.5～1：0.5～2复配得到。
3.如权利要求1所述的葡萄干提取物的提质纯化方法，其特征在于：α-L-吡喃鼠李糖苷酶为食品级，酶活100～10000u/g，内切蛋白酶为食品级，酶活为2万～20万u/g。
4.如权利要求1所述的葡萄干提取物的提质纯化方法，其特征在于：葡萄干发酵液b过5～50nm的陶瓷超滤膜时，流速为50～70L/h，温度控制在45℃以下，进口压力为1.8～2.2MPa，出口压力为1.0-1.4Mpa。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述方法制备的葡萄干提取物。
6.一种如权利要求1-4中任一项所述方法制备的葡萄干提取物在卷烟烟丝中的应用，按与烟丝质量比的千分之0.1～3的量添加。
7.一种如权利要求1-4中任一项所述方法制备的葡萄干提取物在再造烟叶或梗丝中的应用，按梗丝或再造烟叶质量的千分之1～10的量添加。
8.一种如权利要求1-4中任一项所述方法制备的葡萄干提取物在再造烟叶茄衣中的应用，按再造烟叶茄衣质量的2～12％的量添加。
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