CN103315386B - 一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，包括：将烟草原料加入水中，并加入酶制剂，混匀，提取，所述酶制剂包括果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶。在烟草原料提取过程中加入一定量的酶制剂，能将果胶，纤维素，蛋白质及果胶等难水溶的大分子化合物酶解，在相同提取液得率的情况下，可降低水的用量和提取的温度，并缩短提取时间，从而在工业上实现节能并提高生产效率。应用为将由上述提高造纸法再造烟叶原料提取液得率的方法得到的提取液用于制造卷烟，有效提高产品品质。

Description

一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，具体是涉及一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法。

背景技术

再造烟叶是指利用烟末、烟梗、碎烟片等在卷烟过程中的废弃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。再造烟叶起源于20世纪50年代，其发展经历了辊压法-稠浆法-造纸法3个阶段。造纸法再造烟叶与目前生产的辊压法、稠浆法再造烟叶相比具有独特的优点，包括密度小、填充值高；耐机械加工性能好，成丝率高；燃烧速度快、焦油释放量低；产品可塑性好等。20世纪70年代末，国外烟草商开始***研究造纸法薄片工艺技术，并在20世纪80年代进行了大范围的推广应用。我国在上世纪90年代末才开始对造纸法再造烟叶进行***的研究，至今已达10多年。主要分为两个阶段：第一个阶段是研究起步阶段（1998-2004年），这个阶段主要标志是国内成功开发了3000吨/年中试生产线，实现了国产再造烟叶从无到有的转变。第二阶段是快速发展阶段（2005-2010年），这个阶段主要标志是国内成功开发了1万吨/年生产线，实现了国产再造烟叶产量扩增和从有到好的转变。目前正处于第三阶段，到2015年要实现“卷烟盒标焦油不高于10mg/支，卷烟危害性指数不高于9.0”目标，进一步推动了造纸法再造烟叶的应用。

中国专利申请CN200610027245．9公开了一种造纸法再造烟叶半逆流多级萃取工艺，将经过一个萃取过程之后得到的一级萃取液中的20～50%作为下一级萃取的萃取剂，剩余的50～80%作为萃取的产物。该方法在保证一定萃取率的前提下，减少溶剂用量，提高萃取液浓度，降低萃取工序的耗水量，并且进一步减少浓缩工序的能耗。中国专利申请CN200610035619．1公开了一种采用超声波浸提技术制造再造烟草薄片的方法，利用超声波的空化作用，增强烟梗和烟末中可溶性物质的溶解能力，加速和增加烟梗和烟末有效成分提取的一种浸提方法，能够提高烟草有效成分的提取。中国专利申请CN201110267955．X公开了一种制备烟草浸出液的两步微生物发酵法，通过微生物酶解和微生物增香两步微生物发酵处理，将烟草原料中的大分子物质降解成易溶于水的小分子物质，得到含大量水溶性组分的、高质量的烟草浸出液，比现有的造纸法烟草浸出液水溶性低分子量物质总收率要高。但是还存在一些不足：（1）处理过程非常繁琐，大大限制了工业化应用；（2）有些方法虽然简单，但是靠物理手段萃取得率并不能达到预期的目标。因此，通过简单稳定的控制工艺来提高烟草原料提取液得率，具有重要的研究意义和巨大的市场价值。

发明内容

本发明提供了一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，通过在烟草原料中加入酶制剂，以简单稳定的工艺来提高烟叶原料的提取液得率。

一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，包括：

将烟草原料加入水中，并加入酶制剂，混匀，提取，所述酶制剂包括果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶。

通过加入酶制剂来降解烟草与水的混合液中的有机大分子物质，如果胶、蛋白质等，提高提取效率。

在烟草原料提取过程中加入一定量的酶制剂，能将果胶，纤维素，蛋白质及果胶等难水溶的大分子化合物酶解，在具备相同提取液得率的情况下，可降低水的用量和提取的温度，并缩短提取时间，从而在工业上实现节能并提高生产效率。

所述的酶制剂添加量分别根据酶制剂自身的酶活力、原料使用量比例以及提取液得率效果计算得出。作为优选，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶                  0.1%-1%；

纤维素半纤维素复合酶    0.1%-1%；

纤维素酶                0.1%-1%；

β-葡聚糖酶             0.1%-1%；

木聚糖酶                0.1%-1%。

更为优选，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶                  0.1%-1%；

纤维素半纤维素复合酶    0.5-1%；

纤维素酶                0.1%-1%；

β-葡聚糖酶             0.1%-1%；

木聚糖酶                0.1%-1%。

纤维素半纤维素复合酶可用于分解烟草原料中的纤维素，分解为葡萄糖等物质，当纤维素半纤维素复合酶以上面所述添加量添加时，可极大的改善烟草原料提取的提取液得率。

更为优选，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶                  0.1%-1%；

纤维素半纤维素复合酶    0.5-1%；

纤维素酶                0.1%-1%；

β-葡聚糖酶             0.5-1%；

木聚糖酶                0.1%-1%。

β-葡聚糖酶和纤维素半纤维素复合酶的联合使用，对烟草原料中的大分子的分解起促进作用，更有利于不溶于水的大分子的加速分解，成为可溶于水的无机小分子，留在提取液中的无机小分子还可明显改善卷烟的口感，使其舒适又天然。

最为优选，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

果胶酶                  0.1%-1%；

纤维素半纤维素复合酶    0.8%；

纤维素酶                0.1%-1%；

β-葡聚糖酶             0.8%；

木聚糖酶                0.1%-1%。

所述纤维素半纤维素复合酶和β-葡聚糖酶的添加量分别为占烟草原料总质量的0.8%时，可极大地改善提取效率，提取液得率可达到77.2%，相对水直接提取的增幅达到47%。

所述烟草原料与酶制剂的混匀方式为：将烟草原料加入烧杯中，烟草原料与水配比为1：6，pH4～6，然后在40～50℃的水中加入酶制剂，混合调匀。

所述提取的工艺条件为：提取温度40～50℃，提取时间2～3h。

所述提取的步骤为：将混合的烟草原料和酶制剂提取3次，第一次提取时间2h，后两次提取各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌；每次提取用离心脱水机脱水。

提取结束后，将不溶残渣在125℃烘箱烘2h至衡重，并以提取前后物料的绝干重计算提取液得率。

提取液效率是指提取前后物料的绝干重比。

在提取过程中加入酶制剂，使烟草原料中可溶物得到有效提取，极大的提高了烟草提取得率；并且由于烟草原料中大分子物质的溶出，使得烟草原料提取后的浆料更加干净，在抄造的过程中更加有利，特别是降低了基片的粘缸效果，大大的提高了车速和生产效率以及得率。

将上述方法得到的提取液作为浸涂液涂布在抄造的薄片基片上，干燥保持和烟丝一样的含水率，随后切丝卷制成卷烟样品进行评吸，结果显示对杂气的改善是非常满意的，有效的改善了产品的品质。

本发明的有益效果是：

本发明的酶制剂为果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶，其对造纸法再造烟叶烟草原料提取液得率具有促进作用。尤其当酶制剂的添加量为上述提及优选添加量时，对烟草原料提取液得率具有显著促进作用，与直接用水提取时相比，烟草原料提取液得率可提高21.7%-47.0%。

本发明方法，处理工艺简单，能够很好地满足再造烟叶生产工艺的要求，而且节省能源，可直接进行放大生产，具有很好的工业化应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

原料来源：

果胶酶，宁夏和氏璧生物技术有限公司的食品级果胶酶（酶活力为50万）；

纤维素酶，宁夏和氏璧生物技术有限公司的食品级纤维素酶；酶活范围为CMC2万u/g—15万u/g；

β-葡聚糖酶，昆明爱科特生物科技有限公司固体B型，酶活力5000IU／g；

木聚糖酶，河南领航化工产品有限公司，酶活：1000万～6000万u/g；

纤维素半纤维素复合酶，宁夏和氏璧生物技术有限公司的食品级纤维素半纤维素复合酶，酶活力：≥2200IU/g。

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶各0.1％（其是以烟末的质量为100%计）分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表1：

表1提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	63.9%	21.7%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了21.7%，明显改善了提取效率。

实施例2

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶0.5％、纤维素半纤维素复合酶0.8%、纤维素酶0.1％、β-葡聚糖酶0.8%和木聚糖酶0.5％（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表2：

表2提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-

酶处理

77.2%

47.0%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了47.0%，明显改善了提取效率。

实施例3

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入β-葡聚糖酶0.1％、果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶和木聚糖酶各0.5％（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表3：

表3提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	71.9%	37.0%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了37.0%，明显改善了提取效率。

实施例4

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、纤维素半纤维素复合酶各1.0%、β-葡聚糖酶0.5%、纤维素酶和木聚糖酶各0.1％（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表4：

表4提取效果

提取液得率

增幅

空白	52.5%	-
			酶处理	75.6%	44.0%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了44.0%，明显改善了提取效率。

实施例5

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入β-葡聚糖酶0.1％（其是以烟末的质量为100%计）、果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶和木聚糖酶各1.0％，分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表5：

表5提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	76.6%	45.9%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了45.9%，明显改善了提取效率。

实施例6

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶、纤维素半纤维素复合酶各0.1％、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶各0.5％（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表6：

表6提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	67.6%	28.8%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了28.8%，明显改善了提取效率。

实施例7

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入果胶酶0.5%、纤维素酶1.0％、纤维素半纤维素复合酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶各0.1％（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表7：

表7提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	66.0%	25.7%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了25.7%，明显改善了提取效率。

实施例8

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入β-葡聚糖酶、纤维素半纤维素复合酶各0.5％、纤维素酶、果胶酶各0.1%、木聚糖酶1.0％（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表8：

表8提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	70.7%	34.7%

经酶处理的提取液得率相对空白试验增加了34.7%，明显改善了提取效率。

对比例1

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入0.5%纤维素酶、0.1%果胶酶（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表9：

表9提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	56.3%	7.2%

对比例2

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中分别加入0.5%的β-葡聚糖酶和果胶酶（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表10：

表10提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	56.4%	7.4%

对比例3

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中分别加入0.5%的果胶酶、纤维素半纤维素复合酶和纤维素酶（其是以烟末的质量为100%计），与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表11：

表11提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	54.2%	3.2%

对比例4

取烟末50g各2份加入2只烧杯中，取水300ml各2份加温至50℃，标号1、2，1号为空白，在2号中加入1%纤维素酶、0.5%β-葡聚糖酶和0.5%果胶酶（其是以烟末的质量为100%计），分别与烟末充分混合，提取3次，第一次提取时间2h，后2次各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌，每次提取用离心脱水机脱水，得到提取液。

与1号空白（直接用水提取）数据相比，采用酶制剂处理后具有较好的提取效果，结果见下表12：

表12提取效果

	提取液得率	增幅
			空白	52.5%	-
酶处理	58.5%	11.4%

Claims (7)

1.一种造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，包括：将烟草原料加入水中，并加入酶制剂，混匀，提取，所述酶制剂包括果胶酶、纤维素半纤维素复合酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶；

所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

2.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

3.根据权利要求2所述的造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

4.根据权利要求3所述的造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，所述酶制剂的各成分占烟草原料总质量的组成为：

5.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，所述烟草原料与酶制剂的混匀方式为：将烟草原料加入烧杯中，烟草原料与水配比为1：6，pH4～6，然后在40～50℃的水中分别加入酶制剂，混合调匀。

6.根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，所述提取的工艺条件为：提取温度40～50℃，提取时间2～3h。

7.根据权利要求6所述的造纸法再造烟叶原料提取液的制备方法，其特征在于，所述提取的步骤为：将混合的烟草原料和酶制剂提取3次，第一次提取时间2h，后两次提取各20分钟，在50℃的恒温水浴锅中恒温，提取时适当搅拌；每次提取用离心脱水机脱水。