專利名稱：一種煙用固定化生物添加劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草添加劑，更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用生物固化技術(shù)制備的煙草添加劑。
背景技術(shù)：
眾所周知，新的煙葉都存在不同程度的品質(zhì)缺陷，不宜直接用于卷煙的制造，因此必須進(jìn)行初烤、復(fù)烤等處理過程。煙葉經(jīng)過復(fù)烤后，內(nèi)在質(zhì)量比初烤煙葉有了明顯的提高，但復(fù)烤后煙葉的整體化學(xué)成分尚不協(xié)調(diào)，一些大分子物質(zhì)尚未降解為致香成分，一些有利于煙葉內(nèi)在質(zhì)量的化學(xué)或生化過程尚未發(fā)生，因此復(fù)烤后的煙葉必須進(jìn)行醇化。
煙葉在醇化過程中許多成分會發(fā)生變化，如蛋白質(zhì)、淀粉、煙堿等在醇化過程中進(jìn)行轉(zhuǎn)化、降解反應(yīng)形成可溶性的糖和氨基酸。目前，人們認(rèn)為煙葉在醇化過程的發(fā)酵作用可能由氧化、酶反應(yīng)及微生物三種方式組成，究竟由哪一種占主導(dǎo)作用還沒有研究清楚。但試驗(yàn)結(jié)果清楚地表明，通過醇化可減少煙葉本身原有的青雜氣和地方性雜氣，使煙葉的自然香氣顯露，同時(shí)增加煙味的醇和性和使煙香濃郁。
目前常用的醇化方法有自然醇化、人工發(fā)酵法等。自然醇化周期太長，占用大量倉庫，造成資金積壓；而目前使用的人工發(fā)酵法雖能在較短的時(shí)間內(nèi)使煙葉品質(zhì)發(fā)生較大的改變，但其抽吸品質(zhì)卻不及自然醇化煙葉。因而，尋求良好的煙葉醇化促進(jìn)劑，成為人們不斷研究和探索的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煙用固定化生物添加劑。同時(shí)，本發(fā)明還提供所述該煙用固定化生物添加劑的制備方法和在烤煙生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
除非另有說明，本發(fā)明采用的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
本發(fā)明提供了一種煙用固定化生物添加劑，其組分及含量為煙葉降解蛋白酶0.2％～1％，淀粉酶1％～5％，果膠酶0.5％～3％，多糖降解酶1％～5％，纖維素酶0.1％～0.8％，表面活性劑0.2％～0.5％，酶激活劑0.01％～0.05％，壁材0.5％～0.8％，乳化劑0.45％～0.55％，其余為緩沖劑。
其中，所述的表面活性劑選自硬脂酸乙酯、山犁醇硬脂酸酯或甘油三酯中的一種。所述的酶激活劑選自酒石酸鉀或硫酸鋅中的一種。所述的壁材選自海藻酸鈉或β-環(huán)糊精中的一種。所述的緩沖劑選自乙酸-乙酸鈉或檸檬酸-檸檬酸鈉或丁二酸-氫氧化鈉中的一種。所述的乳化劑選自異戊醇或聚乙二醇中的一種。
本發(fā)明提供了一種煙用固定化生物添加劑的制備方法，該方法包括以下步驟(1)按上述重量百分比將壁材溶解于水中制成溶液；(2)按上述重量百分比將所述的酶和緩沖劑加入到步驟(1)制成的溶液中；(3)將步驟(2)的所得物攪拌8～12分鐘，攪拌速度400～500轉(zhuǎn)/分；(4)按上述重量百分比加入乳化劑，繼續(xù)攪拌2.5～3.5小時(shí)；(5)按上述重量百分比加入酶激活劑，攪拌均勻；在0℃～10℃下攪拌反應(yīng)4～6小時(shí)，即得到所需的煙用固定化生物添加劑。
用本發(fā)明的方法制得煙用固定化生物添加劑在卷煙生產(chǎn)中用于改善低次煙葉的品質(zhì)或用作復(fù)烤煙葉的醇化劑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明首次采用新興的生物固定化技術(shù)改善煙葉品質(zhì)，將細(xì)胞或酶限制在一定的空間范圍內(nèi)使之能夠長久使用。借助于固定化技術(shù)可以使化工過程中非均相催化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在生物工程中得以充分發(fā)揮。固定化技術(shù)能使活性物質(zhì)的外面形成保護(hù)層包膜，這樣能避免了生物活性物質(zhì)直接與空氣接觸而影響了其的生理活性，能有效地控制活性物質(zhì)的釋放速度。可有效減少活性物質(zhì)受外界環(huán)境因素的影響；減少酶向環(huán)境的擴(kuò)散；控制酶的釋放及改變酶的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。
(2)本發(fā)明的技術(shù)方案是基于下述認(rèn)識完成的煙葉在調(diào)制、貯存等過程中，由于酶的催化作用，葉片中的化學(xué)成分不斷發(fā)生分解、合成和轉(zhuǎn)化。例如蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下水解生成氨基酸；淀粉和雙糖在水解酶的作用下強(qiáng)烈水解成葡萄糖和果糖，淀粉含量大大減少，而可溶性糖含量大大增加；果膠也在酶的作用下分解。此時(shí)煙葉外觀顏色的變化也與酶的作用密不可分，葉綠素被酶水分解，葉綠體中原有的黃色素顯現(xiàn)出來，煙葉由綠變黃。在調(diào)制的后期，煙葉中的綠原酸和其它多酚類化合物在多酚氧化酶的作用下生成醌類，并進(jìn)一步形成色素，從而影響著煙葉的顏色和香味質(zhì)量。本發(fā)明正是利用適當(dāng)?shù)耐庠竵砬恢朴绊憻熑~吸味品質(zhì)的主要化學(xué)成分的含量變化，使得煙葉內(nèi)在成分的比例更趨于合理，達(dá)到提高煙葉吸味品質(zhì)的目的。
(3)本發(fā)明不對煙草帶來負(fù)面影響又能夠有效降低有機(jī)高分子物質(zhì)，有利于提高醇化的質(zhì)量和加速煙葉醇化的速度，從而有效地提高煙葉的質(zhì)量和縮短生產(chǎn)周期，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
通過下面給出的具體實(shí)施例和應(yīng)用實(shí)施例，可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明，但它們不是對本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，硬脂酸乙酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，海藻酸鈉0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例2按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，山犁醇硬脂酸酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，海藻酸鈉0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例3按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，甘油三酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，海藻酸鈉0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例4按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，硬脂酸乙酯0.5％，硫酸鋅0.05％，海藻酸鈉0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間5小時(shí)，溫度5℃～8℃。
實(shí)施例5按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，山犁醇硬脂酸酯0.5％，硫酸鋅0.05％，β-環(huán)糊精0.8％，聚乙二醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間5小時(shí)，溫度5℃～8℃。
實(shí)施例6按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，甘油三酯0.5％，硫酸鋅0.05％，β-環(huán)糊精0.8％，聚乙二醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。
實(shí)施例7按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，硬脂酸乙酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，β-環(huán)糊精0.8％，聚乙二醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例8按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，山犁醇硬脂酸酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，β-環(huán)糊精0.8％，聚乙二醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例9按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，山犁醇硬脂酸酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，海藻酸鈉0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液乙酸-乙酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃實(shí)施例10按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，硬脂酸乙酯0.5％，硫酸鋅0.05％，海藻酸鈉0.8％，聚乙二醇0.5％，緩沖液檸檬酸-檸檬酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例11按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，山犁醇硬脂酸酯0.5％，硫酸鋅0.05％，海藻酸鈉0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液檸檬酸-檸檬酸鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例12
按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.g％，甘油三酯0.5％，酒石酸鉀0.05％，β-環(huán)糊精0.8％，異戊醇0.5％，緩沖液丁二酸-氫氧化鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4小時(shí)，溫度25℃。
實(shí)施例13按下列物質(zhì)組成配制固定化生物添加劑煙葉降解蛋白酶1％，淀粉酶5％，果膠酶3％，多糖降解酶5％，纖維素酶0.8％，硬脂酸乙酯0.5％，硫酸鋅0.05％，β-環(huán)糊精0.8％，聚乙二醇0.5％，緩沖液丁二酸-氫氧化鈉加足100％。固定化條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間5小時(shí)，溫度5℃～8℃。
應(yīng)用實(shí)施例1將本發(fā)明制得的固定化生物煙草添加劑應(yīng)用于提高低檔次煙葉的品質(zhì)，具體方法如下①添加，在常溫下，將低次煙葉回潮切絲后添加，添加劑量為煙絲重量的8％～12％，可采用流量計(jì)的霧化裝置以噴霧方式對煙絲進(jìn)行噴灑；②貯存，降解溫度35℃～45℃，65％的空氣相對濕度，降解時(shí)間15～18小時(shí)，煙絲水分20％～25％。
應(yīng)用實(shí)施例2將本發(fā)明制得的固定化生物煙草添加劑用作復(fù)烤煙葉的醇化劑，具體方法如下取100g云南玉溪烤煙B3F打葉復(fù)烤煙葉，添加劑按10％噴霧加入煙葉，放入恒溫恒濕箱進(jìn)行降解處理。煙葉水分含量20％，降解溫度35℃，65％的空氣相對濕度，降解時(shí)間1 5小時(shí)。處理后再進(jìn)行烘干、平衡水分，然后進(jìn)行化學(xué)分析。
應(yīng)用實(shí)施例3取100g云南玉溪烤煙C3F打葉復(fù)烤煙葉，添加劑按14％噴霧加入煙葉，放入恒溫恒濕箱進(jìn)行降解處理。煙葉水分含量22％，降解溫度40℃，65％的空氣相對濕度，降解時(shí)間16小時(shí)。處理后再進(jìn)行烘干、平衡水分，然后進(jìn)行化學(xué)分析。
應(yīng)用實(shí)施例4取100g云南玉溪烤煙X3F打葉復(fù)烤煙葉，添加劑按18％噴霧加入煙葉，放入恒溫恒濕箱進(jìn)行降解處理。煙葉水分含量25％，降解溫度50℃，65％的空氣相對濕度，降解時(shí)間18小時(shí)。處理后再進(jìn)行烘干、平衡水分，然后進(jìn)行化學(xué)分析。
應(yīng)用實(shí)施例5取100g云南玉溪烤煙B2K打葉復(fù)烤煙葉，添加劑按12％噴霧加入煙葉，放入恒溫恒濕箱進(jìn)行降解處理。煙葉水分含量21％，降解溫度45℃，65％的空氣相對濕度，降解時(shí)間17小時(shí)。處理后再進(jìn)行烘干、平衡水分，然后進(jìn)行化學(xué)分析。
應(yīng)用實(shí)施例1～5試驗(yàn)樣品1～5的試驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。
表1.不同等級煙葉感官評吸結(jié)果香氣質(zhì) 香氣量 濃度 刺激性 雜氣余味勁頭 燃燒性 灰色總分樣品15 15 15 15 10 10 10 5 5 100對照品6 7 8 6 5 4 5 3 3 47試樣1 7 7 7 8 6 4 5 4 3 51對照品7 7 7 7 5 4 5 3 3 48試樣2 8 8 9 8 5 4 5 3 3 53對照品6 7 7 6 5 4 5 3 3 46試樣3 7 8 8 7 5 4 5 3 3 50對照品8 8 8 7 6 6 6 3 3 55試樣4 9 8 8 8 6 5 6 3 3 56對照品6 6 6 7 6 5 6 3 3 48試樣5 7 6 6 7 6 5 6 3 3 49
表1的結(jié)果表明，處理樣在香氣質(zhì)方面較未處理樣效果提升明顯，主要表現(xiàn)在香氣的細(xì)膩性方面，部分煙葉在香氣量方面的改善較為明顯。
表2.添加劑處理后對陳化煙葉化學(xué)成分的影響樣品pH 總糖/％還原糖/％總氨/％尼古丁/％氯/％蛋白質(zhì)/％施木克值糖堿比氮堿比對照品1 6.62 26.4 22.25 2.484.66 0.337 10.472.52 5.67 0.53對照品2 6.6 22.8 16.77 2.674.48 0.311.8 2.01 5.96 0.62對照品3 6.8 27.4 20.52.333.76 0.310.5 2.62 8.18 0.66對照品4 6.69 28.72 26.32.3 4.01 0.33 10.072.852 7.16 0.57對照品5 6.8 25.6 19.36 2.614.47 0.311.5 2.36.09 0.59試樣1 6.49 28.48 24.74 2.374.38 0.38 10.082.83 6.50 0.54試樣2 6.49 24.88 19.29 2.774.56 0.37 12.412.005 5.46 0.61試樣3 6.68 28.52 22.98 2.4 3.92 0.33 10.782.646 7.28 0.61試樣4 6.5 28.6 20.38 2.454.28 0.210.7 2.77.01 0.58試樣5 6.84 31.55 26.24 2.213.62 0.32 9.91 3.18 8.71 0.61表2的結(jié)果證實(shí)，將本發(fā)明制得的固定化生物煙草添加劑用作低檔次煙葉的品質(zhì)改良劑和復(fù)烤煙葉的醇化劑對煙葉進(jìn)行處理后，對煙葉的總氮、尼古丁、氯和蛋白質(zhì)含量影響不顯著，但對總糖和還原糖的影響極為顯著。醇化劑專一性地作用于淀粉、糊精、糖原等碳鏈上1，4糖苷鍵連接的非還原端，終產(chǎn)物為β～D～葡萄糖，因此處理后煙葉的總糖和還原糖增加。醇化劑處理后上部煙葉(試樣2、試樣3)的平均總糖和還原糖分別比對照增加9.1％和4.08％，中、下部煙葉(試樣4、試樣5)的平均總糖和還原糖分別比對照增加0.41％和23.2％?？梢姳景l(fā)明用作醇化劑對上部、下部煙葉的作用效果優(yōu)于中部煙葉。經(jīng)醇化劑處理的低次煙葉總糖和還原糖含量分別比對照增加7.87％和11.2％，處理后使低次煙葉的品質(zhì)得到提高。
權(quán)利要求
1.一種煙用固定化生物添加劑，按重量百分比該添加劑由以下組分組成，葉降解蛋白酶0.2％～1％，淀粉酶1％～5％，果膠酶0.5％～3％，多糖降解酶1％～5％，纖維素酶0.1％～0.8％，表面活性劑0.2％～0.5％，酶激活劑0.01％～0.05％，壁材0.5％～0.8％，乳化劑0.45％～0.55％，其余為緩沖劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙用固定化生物添加劑，其中所述的表面活性劑選自硬脂酸乙酯、山犁醇硬脂酸酯或甘油三酯中的一種；所述的酶激活劑選自酒石酸鉀或硫酸鋅中的一種；所述的壁材選自海藻酸鈉或β-環(huán)糊精中的一種；所述的緩沖劑選自乙酸-乙酸鈉、檸檬酸-檸檬酸鈉或丁二酸-氫氧化鈉中的一種；所述的乳化劑選自異戊醇或聚乙二醇中的一種。
3.制備權(quán)利要求1所述的煙用固定化生物添加劑的方法，其特征在于該方法包括下述順序的步驟(1)將壁材溶解于水中制成溶液；(2)將酶和緩沖劑加入到步驟(1)制成的溶液中；(3)將步驟(2)的所得物攪拌8～12分鐘，攪拌速度400～500轉(zhuǎn)/分；(4)加入乳化劑，繼續(xù)攪拌2.5～3.5小時(shí)；(5)加入酶激活劑，攪拌均勻；在0℃～10℃下攪拌反應(yīng)4～6小時(shí)，即得到所需的煙用固定化生物添加劑。
4.權(quán)利要求1所述的煙用固定化生物添加劑在改善低次煙葉品質(zhì)加工中的應(yīng)用。
5.權(quán)利要求1所述的煙用固定化生物添加劑在復(fù)烤煙葉醇化加工中的應(yīng)用。
全文摘要
一種煙用生物添加劑的制備和應(yīng)用，是通過固定化技術(shù)將降解煙葉的生物酶其組分及含量為降解蛋白酶0.2～1％，淀粉酶1％～5％，果膠酶0.5％～3％，多糖降解酶1％～5％，纖維素酶0.1％～0.8％，表面活性劑0.2％～0.5％，酶激活劑0.01％～0.05％，壁材0.5％～0.8％，乳化劑0.45％～0.55％，緩沖液加至100％。制備工藝條件為攪拌速度400～500rpm，固定化時(shí)間4～6小時(shí)，溫度0℃～10℃；采用的添加劑可改善低次煙葉或作為復(fù)烤后煙葉的醇化劑，添加量為煙絲重量的10％～20％，作用溫度為30℃～50℃。本發(fā)明不對煙草帶來負(fù)面影響又能夠有效降低有機(jī)高分子物質(zhì)，從而可有利于提高煙葉醇化質(zhì)量并加速醇化過程。
文檔編號A24B15/00GK1593268SQ20041004009
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者劉維涓, 劉謀盛, 衛(wèi)青, 唐自文, 馬東萍 申請人:云南瑞升科技有限公司