CN101766327B - 造纸法烟草薄片生产的萃取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造纸法烟草薄片生产的萃取方法，属于卷烟技术领域中的薄片生产技术。本发明的技术方案是：在萃取液中还加有以下物质及其占萃取液的重量百分数：酸性蛋白酶0.02～0.1％；纤维素酶0.01～0.1％；果胶酶0.01～0.1％；酶活力促进剂0.1～1％。酸性蛋白酶进行液体深层发酵和后处理，同时使用自制的酶活力促进剂。采用本发明的萃取方法用于造纸法烟草薄片的生产，烟草薄片的吃味品质得到提升，杂气减少，刺激性降低，同时掩盖了部分薄片抄造过程中形成的酸臭味，自然的烟草甜感比较明显。

Description

造纸法烟草薄片生产的萃取方法

技术领域

本发明属于卷烟技术领域中的薄片生产技术，具体涉及薄片生产中使用含有酸性蛋白酶的复合酶进行萃取的方法。

背景技术

现有技术中，烟草薄片又名重组烟草，是利用烟末、烟梗、碎烟片等烟草物质为原料制成片状(或丝状)的再生产品，用作卷烟填充料，其理化特性与烟草相似。制造烟草薄片的方法很多，常用的有辊压法、稠浆法和造纸法。典型的造纸法烟草薄片生产方法是将原料用水浸泡后，将可溶物与不可溶物萃取分离，将不可溶物烟草纤维(或加上部分木浆纤维)打浆，采用造纸机制成片基；可溶物萃取液浓缩后加料调制，浸到片基上，片基经干燥、分切制成烟草薄片。相对于辊压法和稠浆法，造纸法烟草薄片具有密度小，机械性能好，焦油释放率低等优点，在卷烟工业中正得到越来越广泛的应用。

中国专利CN1274548A公开的《一种利用烟厂废料生产烟草薄片的方法》，CN1324586A公开的《全价利用废弃及低次等烟草原料生产烟草薄片的方法》，CN1322498A公开的《造纸法生产再生烟叶薄片的工艺》和CN1739411A公开的《造纸法生产烟草薄片的方法》都是采用造纸法制备烟草薄片，这些制备工艺存在共同的不足之处，均只是通过水的浸泡萃取，使原料中的可溶性物和不溶性物分离，是纯粹的物理重组过程，基本不涉及任何化学变化，烟草薄片中影响烟草品质的大分子化合物的含量与原料中相比没有大的变化，薄片品质较差，有较重的刺激性和杂气。中国专利CN1600183A公开的《一种造纸法烟草薄片的制备工艺》通过对可溶性萃取液的浓缩液的生物降解反应，薄片品质得到提升，但因只涉及到固液分离后可溶性物质的降解，薄片的纸基基片的品质没有任何变化。

酸性蛋白酶是指在低pH条件下(pH2.0～5.0)水解蛋白质为多肽和氨基酸的一类酶。早在上世纪50年代，人们就已发现霉菌中能产生酸性蛋白酶，目前用于酸性蛋白酶生产的菌种包括黑曲霉、宇佐美曲霉等。其中黑曲霉以其酶系丰富、代谢产物多以及所产酸性蛋白酶最佳反应pH较低(pH1.0～5.0)而被广泛应用。

目前酸性蛋白酶主要用于生产单细胞蛋白饲料或者作为一种消化酶直接添加到饲料中。酸性蛋白酶在微酸性环境下可分解动物或植物蛋白质为小肽和氨基酸，可以补充动物体内同源酶的不足，促进动物的消化吸收和生长发育，增强抗病能力，提高饲料的利用率，降低饲料成本。

酸性蛋白酶还可用于白酒和酒精的生产中，酸性蛋白酶可在白酒酿造的发酵过程中起协同作用，具有溶解发酵原料的颗粒、促进微生物繁殖、分解蛋白质生成香味物质、降解酵母菌体蛋白等多种功能，可以提高白酒和酒精的产量和质量。但迄今为止，还未见酸性蛋白酶在烟草行业和造纸法烟草薄片生产中的应用。

发明内容

针对现有技术的上述不足和现状，本发明要解决的技术问题是提供一种造纸法烟草薄片生产的萃取方法，它将包括酸性蛋白酶在内复合酶应用于造纸法烟草薄片的生产，扩大了酸性蛋白酶的应用范围，并有效的降低烟草薄片中部分大分子化合物的含量，提高烟草薄片的品质。

本发明的技术方案是：造纸法烟草薄片生产的萃取方法，烟梗单独萃取，烟末和碎烟片混合萃取，在烟梗或烟末、碎烟片混合物中加入其重量的3～8倍的水组成萃取液，其特别之处在于在萃取液中还加有以下物质及其占萃取液的重量百分数：

酸性蛋白酶    0.02～0.1％；

纤维素酶      0.01～0.1％；

果胶酶            0.01～0.1％；

酶活力促进剂      0.1～1％。

所述的酸性蛋白酶按以下方法制备：

(1)液体深层发酵制备酸性蛋白酶

培养基：豆饼粉3.0～7.0份、麸皮1.0～4.0份，NH₄Cl0.1～0.5份，Na₂HPO₄0.01～0.04份，KH₂PO₄0.02～0.10份和水100份，均为重量份，灭菌，冷却后，以黑曲霉Aspergillus niger BT0202为菌株，接种量为1.0×10⁷～4.0×10⁷个孢子/ml培养基，接种后置发酵罐中，通风，搅拌，控温，发酵培养。

(2)酸性蛋白酶发酵液的后处理

发酵液在压力0.6×10⁴～1.2×10⁴Pa，温度20～50℃条件下进行真空浓缩，浓缩至原体积的10～15％，然后在压力0.4×10⁴～1.0×10⁴Pa，温度20～45℃条件下进行真空干燥，干燥至水分含量≤5％，低温粉碎，得到酸性蛋白酶制剂。

所述培养基在115～125℃灭菌20～40分钟。所述接种后置发酵罐中的装样量是发酵罐容量的50～70％。所述控温的温度为25～40℃。搅拌速度为200～300转/分钟。所述的通风控制量(V_风/V_液·时间)为：

0～24小时           1∶0.3～0.5，

24～72小时          1∶0.6～0.8，

所述发酵培养的时间为48～72小时。

酶活力促进剂由以下组份及重量百分比组成：

水溶性维生素        0.2～2.0％；

乙二胺四乙酸二钠    0.1～1.0％；

葡萄糖              1.0～4.0％；

甘油                2.0～10.0％；

丙二醇              2.0～10.0；

乳酸                1.0～5.0％；

柠檬酸三钠    1.5～8.0％；

硫酸锰        0.05～0.2％；

氯化锌        0.05～0.2％；

烟草多肽      0.05～0.2％；

余量为水。

采用本发明的萃取方法用于造纸法烟草薄片的生产，烟草薄片的吃味品质得到提升，杂气减少，刺激性降低，同时掩盖了部分薄片抄造过程中形成的酸臭味，自然的烟草甜感比较明显。

具体实施方式

下面结合本发明的具体实施方式及有关技术问题作进一步详细的描述。本发明通过运用液体深层发酵工程技术，以黑曲霉为菌株，发酵生产酸性蛋白酶制剂。所产酸性蛋白酶有较高的酶活力，最适作用温度为30～45℃，最适pH为3.0～5.5。

本发明通过在烟梗、烟末和碎烟片的浸泡萃取过程中添加酸性蛋白酶以及纤维素酶、果胶酶，使烟草原料中的有机大分子化合物得到降解。

烟叶原料中的蛋白质、糖、烟碱等化学成分的协调有利于烟草品质的提升，对于烟梗和碎片来讲，由于糖含量本身比较低，所以较高的蛋白质含量会对卷烟的吸味产生不良的影响，主要体现在较重的杂气和灼烧感，降解烟草中的蛋白质产生氨基酸等烟草香气的前体物质，有利于卷烟质量的提升，同时对于卷烟的安全性有帮助。

纤维素酶的作用主要是水解碎梗和碎片中的纤维素，起到粗纤解的作用，在水解率合适的情况下，它一方面会提高萃取的得率，同时对于萃取后碎梗碎片的制浆抄纸有一定的正面作用。

烟叶原料中过多的果胶会造成卷烟刺激性大，杂气重。果胶酶的作用主要是水解碎梗和碎片中的果胶，同时在后续的萃取液浓缩过程中进一步水解溶解到萃取液中的水溶性果胶。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。

现有技术的萃取方法如下：

(1)称量800kg烟梗，加入3000kg水浸泡，测定pH5.05，在温度50℃下，萃取1小时，萃取后pH5.01，固液分离。称量800kg烟末，500kg碎烟片，加入4000kg水浸泡，测定pH为5.10，在温度50℃下，萃取1小时，萃取后pH5.06，固液分离。将梗末萃取后的水不溶性固体和萃取液分别混合，固体经抄造制成薄片片基，液体经浓缩后再浸涂到薄片片基上，经干燥分切制得造纸法烟草薄片。

(2)这种烟草薄片抽吸时，杂气较重，口腔残留较重，有辛辣感，刺激性较大。

实施例1

(1)液体深层发酵制备酸性蛋白酶：100升发酵罐，装60升培养基，在121℃灭菌30分钟，冷却，接种1.0×1012个孢子，于250转/分钟，在控制通风量(V风/V液·时间)：0～24小时1∶0.4，24～60小时1∶0.7，控制培养温度30℃下，发酵60小时。培养基的组成，均为重量份：豆饼粉5.0份、麸皮2.0份，NH4Cl0.3份，Na2HPO40.03份，KH2PO40.06份和水100份。

(2)酸性蛋白酶发酵液的后处理：发酵液在压力0.8×104Pa，温度40℃条件下进行真空浓缩，浓缩至原体积的10％，然后在压力0.7×104Pa，温度40℃条件下进行真空干燥，干燥至水分含量≤5％，低温粉碎，得到酸性蛋白酶制剂。

(3)称量800kg烟梗，加入3000kg水浸泡，测定pH5.05，依次加入纤维素酶0.2kg，酸性蛋白酶0.5kg，果胶酶0.1kg，酶活力促进剂5kg，在温度50℃下，萃取1小时，萃取后pH4.96，固液分离。称量800kg烟末，500kg碎烟片，加入4000kg水浸泡，测定pH为5.10，依次加入纤维素酶0.2kg，酸性蛋白酶0.8kg，果胶酶0.2kg，酶活力促进剂8kg，在温度50℃下，萃取1小时，萃取后pH5.02，固液分离。将梗末萃取后的水不溶性固体和萃取液分别混合，固体经抄造制成薄片片基，液体经浓缩后再浸涂到薄片片基上，经干燥分切制得造纸法烟草薄片。

(4)这种烟草薄片抽吸时，较现有技术萃取方法制得的自然烟香明显增加，无明显刺激，口腔比较清爽。

实施例2

(1)液体深层发酵制备酸性蛋白酶：100升发酵罐，装50升培养基，在121℃灭菌30分钟，冷却，接种2.0×10¹²个孢子，于200转/分钟，在控制通风量(V_风/V_液·时间)：0～24小时1∶0.3，24～72小时1∶0.6，控制培养温度35℃下，发酵72小时。培养基的组成，均为重量份：豆饼粉5.0份、麸皮3.0份，NH₄Cl0.4份，Na₂HPO₄0.03份，KH₂PO₄0.08份和水100份。

(2)酸性蛋白酶发酵液的后处理：发酵液在压力1.0×10⁴Pa，温度50℃条件下进行真空浓缩，浓缩至原体积的15％，然后在压力0.6×10⁴Pa，温度35℃条件下进行真空干燥，干燥至水分含量≤5％，低温粉碎，得到酸性蛋白酶制剂。

(3)称量1000kg烟梗，加入5000kg水浸泡，测定pH5.20，依次加入纤维素酶0.4kg，蛋白酶0.8kg，果胶酶0.2kg，酶活力促进剂6kg，在温度45℃下，萃取3小时，萃取后pH4.98，固液分离。称量600kg烟末，500kg碎烟片，加入6600kg水浸泡，测定pH为5.23，依次加入纤维素酶0.2kg，蛋白酶1kg，果胶酶0.3kg，酶活力促进剂8kg，在温度45℃下，萃取3小时，萃取后pH5.05，固液分离。将梗末萃取后的水不溶性固体和萃取液分别混合，固体经抄造制成薄片片基，液体经浓缩后再浸涂到薄片片基上，经干燥分切制得造纸法烟草薄片。

(4)这种烟草薄片抽吸时，较现有技术萃取方法制得的杂气明显减轻，口腔稍干净，刺激性明显降低，有较自然的烟草香。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种造纸法烟草薄片生产的萃取方法，烟梗单独萃取，烟末和碎烟片混合萃取，在烟梗或烟末、碎烟片混合物中加入其重量的3～8倍的水组成萃取液，其特征在于在萃取液中还加有以下物质及其占萃取液的重量百分数：

酸性蛋白酶        0.02～0.1％；

纤维素酶          0.01～0.1％；

果胶酶            0.01～0.1％；

酶活力促进剂      0.1～1％；

所述的酸性蛋白酶按以下方法制备：

(1)液体深层发酵制备酸性蛋白酶

培养基：豆饼粉3.0～7.0份、麸皮1.0～4.0份，NH₄Cl0.1～0.5份，Na₂HPO₄0.01～0.04份，KH₂PO₄0.02～0.10份和水100份，均为重量份，灭菌，冷却后，以黑曲霉Aspergillus niger BT0202为菌株，接种量为1.0×10⁷～4.0×10⁷个孢子/ml培养基，接种后置发酵罐中，通风，搅拌，控温，发酵培养;

(2)酸性蛋白酶发酵液的后处理

发酵液在压力0.6×10⁴～1.2×10⁴Pa，温度20～50℃条件下进行真空浓缩，浓缩至原体积的10～15％，然后在压力0.4×10⁴～1.0×10⁴Pa，温度20～45℃条件下进行真空干燥，干燥至水分含量≤5％，低温粉碎，得到酸性蛋白酶制剂；

酶活力促进剂由以下组份及重量百分比组成：

水溶性维生素0.2～2.0％；

乙二胺四乙酸二钠0.1～1.0％；

葡萄糖1.0～4.0％；

甘油2.0～10.0％；

丙二醇2.0～10.0； 

乳酸1.0～5.0％；

柠檬酸三钠1.5～8.0％；

硫酸锰0.05～0.2％；

氯化锌0.05～0.2％；

烟草多肽0.05～0.2％；

余量为水。

2.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片生产的萃取方法，其特征在于：所述培养基在115～125℃灭菌20～40分钟。

3.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片生产的萃取方法，其特征在于：所述接种后置发酵罐中的装样量是发酵罐容量的50～70％。

4.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片生产的萃取方法，其特征在于：所述控温的温度为25～40℃。

5.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片生产的萃取方法，其特征在于：搅拌速度为200～300转/分钟。

6.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片生产的萃取方法，其特征在于：所述发酵培养的时间为48～72小时。