CN111642788B - 一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，涉及烟草加工技术领域。本发明的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，包括囊皮以及包裹在囊皮内的囊芯，所述囊芯为微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，所述囊皮为改性桃胶/明胶/甲基纤维素复合物，且所述囊皮内负载有角质酶。本发明公开了一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，可以直接使用，能够对烟叶表面的角质层的完整性进行破坏，有利于微生物和烟叶内物质相接触，从而有利于缩短醇化时间，提高烟叶品质。

Description

一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊

技术领域

本发明涉及烟草加工技术领域，尤其涉及一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊。

背景技术

当年收获的原烟，其内在品质都存在不同程度的缺陷，如青杂气重、刺激性大、烟气粗糙、烟香味被杂气掩盖，尤其是低等级的烟叶还有苦、辣、涩等不良感受，这样的烟叶是不能直接用于制造卷烟的，因此烟叶在收割烘烤后，为了去掉烟叶的青杂味和改善香吃味等品质，必须对烟叶进行醇化。醇化包括人工醇化和自然醇化，人工醇化速度快，但醇化效果差，目前已经很少采用；自然醇化是将烟叶按一定要求堆放在储备库内，通过控制一定湿度，有时还控制一定温度条件下进行的醇化，醇化时间为1-3年。

烟叶自然醇化是一个缓慢发酵的过程，随着时间的增加，烟叶的品质逐渐得到改善。虽然自然醇化效果较好，但是由于烟叶中富含营养物质以及长期与外部环境密切接触，因此很容易生虫，且由于自然醇化温度、湿度变化大，烟叶容易产生霉变。每年，因为醇化过程中生虫或者霉变会照成烟叶0.8％的损失，对一个中型卷烟厂直接造成2000多万的经济损失，且由于烟叶长期与过量空气相接触，颜色容易变褐变深，因此自然醇化的时间不能超过3年。

随着技术的发展，已有研究表明，利用适当的微生物和酶制剂可有效加速烟叶醇化过程，进而提高烟叶质量，缩短醇化时间，而现有技术中往往是采用将微生物调配为液体菌剂，然后通过喷洒在烟叶上的方式进行使用，这样会在短时间内大幅度提高烟叶的含水量，改变环境的含湿量，从而导致烟叶极易发生霉变，且由于烟叶表面具有角质层，在烟叶的生长过程中起到保护作用，能够限制植物内水分过度散失，防止病虫害入侵，而经过烘烤之后，角质层中的蜡质会明显增多、变厚，使用传统的微生物处理方法，由于角质层的存在，会起到一定的阻隔作用，因此会使得处理时间增加，且处理效果不尽人意。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于公开一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，可以直接使用，能够对烟叶表面的角质层的完整性进行破坏，有利于微生物和烟叶内物质相接触，从而有利于缩短醇化时间，提高烟叶品质。

具体的，本发明的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，所述胶囊包括囊皮以及包裹在囊皮内的囊芯，所述囊芯为微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，所述囊皮为改性桃胶/明胶/甲基纤维素复合物，且所述囊皮内负载有角质酶。

本发明的含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，囊皮采用的改性桃胶/明胶/甲基纤维素复合物具有温敏性，在温度为40-45℃条件下为固体凝胶状，在20-35℃条件下为溶胶状；在使用的过程，先将生物制剂胶囊和调制后的原烟烟叶进行混合，然后再将烟叶进行醇化处理，由于作为囊皮原料的改性桃胶具有粘附性能，和烟叶混合的过程中，生物制剂胶囊先通过自身的粘附性能粘附在烟叶的表面，在自然醇化温度下，囊皮从固体凝胶状变化为溶胶状，内部的苯乙酸甲酯流出与烟叶表面接触，将烟叶表面的蜡质溶解，再通过囊皮内负载的角质酶将角质进行分解，最终通过微生物微胶囊内的微生物对烟叶进行发酵处理，由于破坏了烟叶表面角质层的完整性，微生物能够更快的和烟叶内部物质相接触，因此在一定程度上缩短了醇化时间，且微生物提质效果更好。

进一步，所述囊芯中的微生物微胶囊是以蜡状芽孢杆菌为囊芯，β环糊精为囊皮。

进一步，所述生物制剂胶囊的制备方法为：

A1：将微生物微胶囊按照45-60g/L的固液比加入到苯乙酸甲酯中，搅拌分散均匀后得到微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液；

A2：按照1:1:0.8～1:1.5:2的质量比分别称取改性桃胶、明胶、甲基纤维素，将改性桃胶、明胶加入85-90℃的去离子水，搅拌20-30min后，加入甲基纤维素，继续搅拌10-15min，超声处理3-5min得到囊皮溶液；

A3：取100mL微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，加入1-1.5g蔗糖脂肪酸酯，搅拌乳化后，升温至30-40℃，加入囊皮溶液，采用高速剪切乳化机处理20-25min，保温持续搅拌反应2-2.5h，降温至20-25℃，加入角质酶，搅拌混合均匀，于室温下固化6-8h，抽滤，滤饼于40℃下干燥，得到生物制剂胶囊。

蔗糖脂肪酸酯属于非离子型表面活性剂，无毒、易生物降解，不仅可以作为乳化剂，同时能够起到一定的辅助溶解蜡质的作用。

进一步，所述A3步骤中微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液和囊皮溶液的质量比为1:4～2:3，角质酶和改性桃胶的质量比为(0.15～0.3):1。

进一步，所述微生物微胶囊的制备方法为：取蜡状芽孢杆菌搅拌分散于去离子水中，得到蜡状芽孢杆菌悬浮液，将β环糊精加入去离子水中，超声溶解后得到质量浓度为40-45％的β环糊精溶液，持续搅拌，加入到蜡状芽孢杆菌悬浮液中，继续搅拌0.5h得到混合液，转入喷雾干燥机中进行喷雾干燥得到微生物微胶囊。

进一步，所述蜡状芽孢杆菌悬浮液中蜡状芽孢杆菌的质量分数为15-25％。

进一步，所述喷雾干燥机的进风温度为85-90℃，出风温度为40-45℃。

进一步，所述改性桃胶的制备方法为：将桃胶搅拌溶解于50-60℃热水中，加入双氧水回流处理3-4h，过滤，用去离子水洗涤至中性，冷冻干燥碾磨成粉，分散于无水甲苯中，加入硅烷偶联剂，在氮气保护下于100-110℃温度下搅拌反应20-22h，离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，真空干燥后分散于甲苯溶液中，在氮气保护下，超声分散后加入聚乙二醇单甲醚、三乙胺，于100-105℃温度下反应24h，反应完成后离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，置于透析袋中透析48h，透析完成、真空干燥得到改性桃胶。

常规的桃胶本身不具备温敏性能，通过将聚乙二醇单甲醚接枝到桃胶上，从而使得桃胶具备温敏性能，最终使得胶囊的囊皮具有温敏性能。

本发明的有益效果：

1.本发明公开了一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，能够通过和烟叶直接混合进行使用，和现有的将微生物调配为液体菌剂的技术相比，含水量较少，因此对烟叶含水量以及环境湿度的影响较小，从而在一定程度上减小了烟叶发霉的几率。

2.本发明的含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，能够对烟叶表面的蜡质和角质进行处理，破坏了烟叶表面角质层的完整性，从而更有利于微生物和烟叶内部物质进行接触，有利于缩短醇化时间、改善烟叶的品质。

3.本发明的含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，形成双层的胶囊的结构，通过微生物微胶囊的设置，将微生物制剂进行单独的保护起来，从而在一定程度上保证了微生物的生物活性。

4.本发明的含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，所使用的原料均属于无毒、可降解材料，从而在一定程度上保证了使用的安全性。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：

本发明的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，包括囊皮以及包裹在囊皮内的囊芯，囊芯为微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，囊皮为改性桃胶/明胶/甲基纤维素复合物，且囊皮内负载有角质酶，囊芯中的微生物微胶囊是以蜡状芽孢杆菌为囊芯，β环糊精为囊皮

实施例一

微生物微胶囊的制备

取蜡状芽孢杆菌搅拌分散于去离子水中，得到15wt％的蜡状芽孢杆菌悬浮液，将β环糊精加入去离子水中，超声溶解后得到质量浓度为45％的β环糊精溶液，持续搅拌，加入到蜡状芽孢杆菌悬浮液中，继续搅拌0.5h，得到混合液，转入喷雾干燥机中，在进风温度为85℃，出风温度为45℃条件下进行喷雾干燥得到微生物微胶囊。

改性桃胶的制备

称取1g桃胶搅拌溶解于300ml 55℃热水中，加入50ml双氧水回流处理3h，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，冷冻干燥后碾磨成粉，分散于150ml无水甲苯中，加入1.5ml硅烷偶联剂，在氮气保护下于100℃温度下搅拌反应22h，离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，真空干燥后分散于500ml甲苯溶液中，在氮气保护下，超声分散后加入5g聚乙二醇单甲醚、0.05g三乙胺，于105℃温度下反应24h，反应完成后离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，置于透析袋中，用去离子水透析48h，透析完成、真空干燥得到改性桃胶。

生物制剂胶囊的制备

A1：将微生物微胶囊按照45g/L的固液比加入到苯乙酸甲酯中，搅拌分散均匀后得到微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液。

A2：分别称取0.85g改性桃胶、0.85g明胶、0.68g甲基纤维素，将改性桃胶、明胶加入2L 85℃的去离子水，搅拌20min后，加入甲基纤维素，继续搅拌12min，超声处理4min得到囊皮溶液。

A3：取500mL微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，加入1g蔗糖脂肪酸酯，搅拌乳化后，升温至40℃，加入囊皮溶液，采用高速剪切乳化机处理22min，保温持续搅拌反应2.5h，降温至22℃，加入0.15g角质酶，搅拌混合均匀，于室温下固化7h，抽滤，滤饼于40℃下干燥得到生物制剂胶囊，于40-45℃温度下进行保存。

实施例二

取蜡状芽孢杆菌搅拌分散于去离子水中，得到25wt％的蜡状芽孢杆菌悬浮液，将β环糊精加入去离子水中，超声溶解后得到质量浓度为45％的β环糊精溶液，持续搅拌，加入到蜡状芽孢杆菌悬浮液中，继续搅拌0.5h，得到混合液，转入喷雾干燥机中，在进风温度为85℃，出风温度为40℃条件下进行喷雾干燥得到微生物微胶囊。

改性桃胶的制备

称取1.23g桃胶搅拌溶解于350ml 50℃热水中，加入60ml双氧水回流处理3h，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，冷冻干燥后碾磨成粉，分散于150ml无水甲苯中，加入1.7ml硅烷偶联剂，在氮气保护下于110℃温度下搅拌反应21h，离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，真空干燥后分散于500ml甲苯溶液中，在氮气保护下，超声分散后加入5.5g聚乙二醇单甲醚、0.06g三乙胺，于100℃温度下反应24h，反应完成后离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，置于透析袋中，用去离子水透析48h，透析完成、真空干燥得到改性桃胶。

生物制剂胶囊的制备

A1：将微生物微胶囊按照60g/L的固液比加入到苯乙酸甲酯中，搅拌分散均匀后得到微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液。

A2：分别称取1g改性桃胶、1.5g明胶、2g甲基纤维素，将改性桃胶、明胶加入2.5L90℃的去离子水，搅拌30min后，加入甲基纤维素，继续搅拌10min，超声处理5min得到囊皮溶液。

A3：取500mL微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，加入1.5g蔗糖脂肪酸酯，搅拌乳化后，升温至30℃，加入囊皮溶液，采用高速剪切乳化机处理20min，保温持续搅拌反应2h，降温至20℃，加入0.2g角质酶，搅拌混合均匀，于室温下固化8h，抽滤，滤饼于40℃下干燥得到生物制剂胶囊，于40-45℃温度下进行保存。

实施例三

取蜡状芽孢杆菌搅拌分散于去离子水中，得到20wt％的蜡状芽孢杆菌悬浮液，将β环糊精加入去离子水中，超声溶解后得到质量浓度为40％的β环糊精溶液，持续搅拌，加入到蜡状芽孢杆菌悬浮液中，继续搅拌0.5h，得到混合液，转入喷雾干燥机中，在进风温度为90℃，出风温度为45℃条件下进行喷雾干燥得到微生物微胶囊。

改性桃胶的制备

称取0.94g桃胶搅拌溶解于300ml 60℃热水中，加入45ml双氧水回流处理4h，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，冷冻干燥后碾磨成粉，分散于150ml无水甲苯中，加入1.4ml硅烷偶联剂，在氮气保护下于105℃温度下搅拌反应22h，离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，真空干燥后分散于500ml甲苯溶液中，在氮气保护下，超声分散后加入4.8g聚乙二醇单甲醚、0.04g三乙胺，于105℃温度下反应24h，反应完成后离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，置于透析袋中，用去离子水透析48h，透析完成、真空干燥得到改性桃胶。

生物制剂胶囊的制备

A1：将微生物微胶囊按照50g/L的固液比加入到苯乙酸甲酯中，搅拌分散均匀后得到微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液。

A2：分别称取1.2g改性桃胶、1.44g明胶、1.56g甲基纤维素，将改性桃胶、明胶加入2.2L 90℃的去离子水，搅拌25min后，加入甲基纤维素，继续搅拌15min，超声处理3min得到囊皮溶液。

A3：取500mL微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，加入1.2g蔗糖脂肪酸酯，搅拌乳化后，升温至35℃，加入囊皮溶液，采用高速剪切乳化机处理25min，保温持续搅拌反应2h，降温至25℃，加入0.15g角质酶，搅拌混合均匀，于室温下固化6h，抽滤，滤饼于40℃下干燥得到生物制剂胶囊，于40-45℃温度下进行保存。

利用实施例一～实施例三制备得到的生物制剂胶囊与调制后的原烟烟叶按照1:10的质量比进行混合均匀后，置于烟草仓库中存放，在第二个月、半年、一年时间节点对应月的月末进行取样，对烟叶品质进行评价，采用“九分制”打分要求进行评分，同时以不添加任何微生物制剂的烟叶作为空白对照，以直接喷洒微生物液体制剂的烟叶作为对比例。检测结果如表1、表2、表3所示：

表1第二个月烟叶品质评析

检测项目	香气质	香气量	杂气	浓度	刺激性	劲头	干净	回味
									实施例一	6	5.5	6	6	5	6	5.5	6
实施例二	6.5	5.5	5.5	6	5	6.5	6	6
									实施例三	6	6	5.5	5.5	5	6	5.5	6
对比例	5	5	5.5	5	4.5	5	5	5
									空白例	3	3	3	4	2	3.5	2	3

表2半年烟叶品质评析

检测项目	香气质	香气量	杂气	浓度	刺激性	劲头	干净	回味
									实施例一	7	6.5	7	7	6.5	7	7	7
实施例二	7.5	6	6.5	7	6	7	6.5	7
									实施例三	7	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5	7
对比例	6	6.5	6	5.5	5.5	6	5.5	6
									空白例	4	4	3.5	4	3.5	4	4	4

表3一年烟叶品质评析

检测项目	香气质	香气量	杂气	浓度	刺激性	劲头	干净	回味
									实施例一	8	8	7.5	8.5	8	8	7.5	8
实施例二	8.5	7.5	8	8	7.5	8	7.5	8
									实施例三	8	7.5	7.5	7.5	8	8	7.5	8
对比例	6.5	6.5	6.5	6	6	6.5	6	6.5
									空白例	5.5	5	4.5	5	4.5	5	5	5

通过上表可以看出，本发明的微生物制剂胶囊对烟叶的品质具有明显的提升效果，且和现有的使用微生物液体制剂相比，使用微生物制剂在短时间内对烟叶具有较好提升效果，但是后期提升效果疲软，提升度不高，而采用本发明的微生物制剂胶囊，对烟叶的质量是稳步提升的，具有长期作用效果，因此采用本发明的微生物制剂胶囊能够缩短醇化周期，更好的提升烟叶的品质。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述胶囊包括囊皮以及包裹在囊皮内的囊芯，所述囊芯为微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，所述囊皮为改性桃胶/明胶/甲基纤维素复合物，且所述囊皮内负载有角质酶；

所述生物制剂胶囊的制备方法为：

A1：将微生物微胶囊按照45-60g/L的固液比加入到苯乙酸甲酯中，搅拌分散均匀后得到微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液；

A2：按照1:1:0.8～1:1.5:2的质量比分别称取改性桃胶、明胶、甲基纤维素，将改性桃胶、明胶加入85-90℃的去离子水，搅拌20-30min后，加入甲基纤维素，继续搅拌10-15min，超声处理3-5min得到囊皮溶液；

A3：取100mL微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液，加入1-1.5g蔗糖脂肪酸酯，搅拌乳化后，升温至30-40℃，加入囊皮溶液，采用高速剪切乳化机处理20-25min，保温持续搅拌反应2-2.5h，降温至20-25℃，加入角质酶，搅拌混合均匀，于室温下固化6-8h，抽滤，滤饼于40℃下干燥，得到生物制剂胶囊。

2.根据权利要求1所述的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述囊芯中的微生物微胶囊以蜡状芽孢杆菌为囊芯，β环糊精为囊皮。

3.根据权利要求2所述的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述A3步骤中微生物微胶囊/苯乙酸甲酯悬浮液和囊皮溶液的质量比为1:4～2:3，角质酶和改性桃胶的质量比为(0.15～0.3):1。

4.根据权利要求3所述的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述微生物微胶囊的制备方法为：取蜡状芽孢杆菌搅拌分散于去离子水中，得到蜡状芽孢杆菌悬浮液，将β环糊精加入去离子水中，超声溶解后得到质量浓度为40-45％的β环糊精溶液，持续搅拌，加入到蜡状芽孢杆菌悬浮液中，继续搅拌0.5h得到混合液，转入喷雾干燥机中进行喷雾干燥得到微生物微胶囊。

5.根据权利要求4所述的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述蜡状芽孢杆菌悬浮液中蜡状芽孢杆菌的质量分数为15-25％。

6.根据权利要求5所述的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述喷雾干燥机的进风温度为85-90℃，出风温度为40-45℃。

7.根据权利要求5所述的一种含蜡状芽孢杆菌的生物制剂胶囊，其特征在于，所述改性桃胶的制备方法为：将桃胶搅拌溶解于50-60℃热水中，加入双氧水回流处理3-4h，过滤，用去离子水洗涤至中性，冷冻干燥碾磨成粉，分散于无水甲苯中，加入硅烷偶联剂，在氮气保护下于100-110℃温度下搅拌反应20-22h，离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，真空干燥后分散于甲苯溶液中，在氮气保护下，超声分散后加入聚乙二醇单甲醚、三乙胺，于100-105℃温度下反应24h，反应完成后离心，固体用无水甲苯、无水乙醇分别清洗3次，置于透析袋中透析48h，透析完成、真空干燥得到改性桃胶。