CN104997157A - 风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于包括如下步骤：a.经过自然醇化的雪茄烟叶，加湿至烟叶含水率为15-16％，先在风味蛋白酶与水或缓冲液配成的酶溶液中浸柄10-30min，所述酶溶液中风味蛋白酶活性为1250-1750U/ml；b.在烟叶上喷雾均匀施加所述酶溶液，所述酶溶液与烟叶质量比为1:8-12；c.烟叶静置12-24h，水分平衡后再调节烟叶含水率，进行发酵。用本发明加工工艺处理后的烟叶，苦味改善明显，在香气特征、烟气特征、口感特征、燃烧性和灰色得分上均有提高，品质得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及烟草加工领域，具体地指一种风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用。
背景技术
蛋白质是烟叶的基本组成成分，它的水解产物和进一步转化的产物是许多烟草香气物质的原始物质，但蛋白质含量高会使燃吸时产生一种如同羽毛燃烧的蛋白质臭味，也会降低烟叶的燃烧性，而且是烟气中有害物质的前体，包括奎琳、HCN和其他含氮化合物，严重影响烟叶的香味品质和安全性。
目前，降解烟叶中过量的蛋白质报道最多的方法是酶处理，用到的酶包括中性蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶等，其中以中性蛋白酶处理效果较好。国内利用酶制剂改善低次烟叶品质的研究尚处于初级阶段，绝大部分研究及应用集中在烤烟领域，在雪茄烟原料应用上研究较少。因为雪茄烟叶具有糖氮比低，蛋白质含量高的特点，普通的蛋白酶处理方法并不适用，无法将雪茄烟叶内蛋白质进行充分的分解。而且现阶段几乎所有的蛋白酶作用于烟叶都是将其配成溶液直接喷洒，溶液中的酶通过烟叶表面气孔进入烟叶内，仅能处理烟叶表层蛋白质而无法到达深处，由于雪茄烟叶蛋白质含量高的特殊性，烟叶内部深处大量蛋白质无法分解成小分子，影响香气和吃味，使香气质变差，刺激性增大。
因此研究降解雪茄烟叶中过量蛋白质，改善其燃吸质量，提高烟叶可用性具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，针对雪茄烟烟叶原料糖氮比低的特点，利用风味蛋白酶辅助发酵，降解烟叶中蛋白质，提高烟叶品质及使用价值。
本发明的技术方案为：风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于包括如下步骤：
a.经过自然醇化的雪茄烟叶，加湿至烟叶含水率为15-16％，在风味蛋白酶与水或缓冲液配成的酶溶液中浸柄10-30min，所述酶溶液中风味蛋白酶活性为1250-1750U/ml；
b.以所述酶溶液与烟叶质量比为1:8-12，在烟叶上喷雾均匀施加酶溶液；
c.烟叶静置12-24h，水分平衡后再调节烟叶含水率，放入高温高湿人工发酵室。
优选的，所述步骤b中每克烟叶中对应酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为125-175U。
进一步的，所述步骤b中每克烟叶中对应酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为185-200U。
优选的，所述步骤b中喷雾使用的酶溶液与烟叶质量比为1:10。
优选的，所述缓冲液为pH6.0-7.0的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。
优选的，所述步骤a中雪茄烟叶自然醇化时间至少为一年。
优选的，所述步骤c中水分平衡后调节烟叶含水率为24-26％，
优选的，所述步骤c中高温高湿人工发酵室温度控制在50-60℃，湿度65-75％。
优选的，所述步骤c中烟叶置于高温高湿人工发酵室内至少14天。
本发明根据雪茄烟烟叶原料糖氮比低、蛋白质含量高的特点，结合工厂生产实际状况，在高温高湿人工发酵工序利用风味蛋白酶酶解法降低烟叶中蛋白质含量，增大糖/氮比值，促使烟叶燃烧酸碱平衡。降解产物也能在一定条件下通过美拉德反应，增加产品吸味。
风味蛋白酶是利用米曲霉发酵，经先进的提取工艺微滤、超滤浓缩、干燥技术精制而得，再添加一些风味物质，筛选复配成风味蛋白酶。风味蛋白酶天然安全，目前已应用于各种动植物蛋白的水解，后期风味优化，去除苦味，改善口感，制取风味良好的动植物水解产品，提高产品质量，降低成本。
烟叶中的蛋白质不但从内部断裂形成多肽片断，而且在外切酶的作用下分别从肽链的N端或C端水解多肽为一系列具有特殊风味的氨基酸。在烟草的调制、工业加工直至抽吸过程中，氨基酸与烟草中的还原糖类发生反应，生成一系列的吡咯、吡嗪和呋喃类的杂环化合物，这些成分对雪茄烟叶的香味具有重要影响。
本发明中将雪茄烟叶先在酶溶液中浸柄，烟叶内从叶柄开始生长有通向各处的叶脉，风味蛋白酶通过溶液从烟叶柄部进入烟叶内部，将其深处部分蛋白质进行分解；后来烟叶表面喷洒酶溶液，烟叶表面的酶溶液从烟叶外表面气孔进入烟叶内部，经过表面吸收将蛋白质进行分解。两种烟叶酶溶液处理中:浸柄接触范围小，但酶溶液可达到烟叶叶脉深处；表面喷洒使烟叶接触酶溶液范围大，但处理仅为烟叶表层无法到达深处。将烟叶先进行浸柄、再在表面进行喷洒，二者相结合使酶溶液被烟叶无论是广度还是深度上都充分吸收，将烟叶内蛋白质高效分解。
用本发明加工工艺处理后的烟叶，苦味改善明显，在香气特征、烟气特征、口感特征得分上均有提高，品质得到提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
原料：风味蛋白酶(Flavourzyme)，酶活性50000U/g，诺维信(中国)生物技术有限公司；
将自然醇化一年的进口雪茄茄芯按生长部位分为上部烟、中部烟、下部烟各准备4组，每组准备30kg。
实施例1
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1750U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯上部烟真空回潮，加湿至烟叶含水率为15％，先在7kg酶溶液中浸柄30min，再将3kg酶溶液(体积为3000ml)喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:10，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶活性为175U。静置24h，水分平衡后，调节烟叶含水率至25％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度55℃，湿度70％，发酵时间30天。
茄芯上部烟通常作为雪茄浓度型原料，劲头大、刺激大、苦味重。烟叶经风味蛋白酶处理后，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，杂气、刺激性、劲头均有所减轻。
实施例2
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1200U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯上部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为16％，先在6.25kg酶溶液中浸柄30min，再将3.75kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:8，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为150U。静置12h，水分平衡后，调节烟叶含水率至24％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度50℃，湿度65％，发酵时间30天。
茄芯上部烟通常作为雪茄浓度型原料，劲头大、刺激大、苦味重。烟叶经风味蛋白酶处理后，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，杂气、刺激性、劲头均有所减轻。
实施例3
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1500U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯上部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为15％，先在7.5kg酶溶液中浸柄30min，再将2.5kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:12，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为125U。静置18h，水分平衡后，调节烟叶含水率至26％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度60℃，湿度75％，发酵时间30天。
茄芯上部烟通常作为雪茄浓度型原料，劲头大、刺激大、苦味重。烟叶经风味蛋白酶处理后，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，杂气、刺激性、劲头均有所减轻。
实施例4
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1480U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯上部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为16％，先在6.25kg酶溶液中浸柄30min，再将3.75kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:8，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为185U。静置18h，水分平衡后，调节烟叶含水率至26％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度60℃，湿度75％，发酵时间30天。
茄芯上部烟通常作为雪茄浓度型原料，劲头大、刺激大、苦味重。烟叶经风味蛋白酶处理后，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，杂气、刺激性、劲头均有所减轻。
实施例5
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1500U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯中部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为15％，先在7kg酶溶液中浸柄20min，再将3kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:10，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为150U。静置24h，水分平衡后，调节烟叶含水率至25％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度55℃，湿度70％，发酵时间25天。
茄芯中部烟通常作为一支雪茄香味的主要来源。经风味蛋白酶酶处理后的烟叶，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，香气丰富程度显著增强，杂气、刺激性、劲头均有所减轻，其使用价值大大提升。
实施例6
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1280U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯中部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为16％，先在6.25kg酶溶液中浸柄20min，再将3.75kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:8，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为160U。静置12h，水分平衡后，调节烟叶含水率至24％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度50℃，湿度65％，发酵时间25天。
茄芯中部烟通常作为一支雪茄香味的主要来源。经风味蛋白酶酶处理后的烟叶，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，香气丰富程度显著增强，杂气、刺激性、劲头均有所减轻，其使用价值大大提升。
实施例7
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1680U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯中部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为15％，先在7.5kg酶溶液中浸柄20min，再将2.5kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:12，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为140U。静置20h，水分平衡后，调节烟叶含水率至26％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度60℃，湿度75％，发酵时间25天。
茄芯中部烟通常作为一支雪茄香味的主要来源。经风味蛋白酶酶处理后的烟叶，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，香气丰富程度显著增强，杂气、刺激性、劲头均有所减轻，其使用价值大大提升。
实施例8
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于纯净水中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1710U/ml(配得酶溶液密度按纯净水密度103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯中部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为16％，先在6.67kg酶溶液中浸柄20min，再将3.33kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:9，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为190U。静置20h，水分平衡后，调节烟叶含水率至26％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度60℃，湿度75％，发酵时间25天。
茄芯中部烟通常作为一支雪茄香味的主要来源。经风味蛋白酶酶处理后的烟叶，其烟气风格变化不大，苦味程度明显减轻，香气丰富程度显著增强，杂气、刺激性、劲头均有所减轻，其使用价值大大提升。
实施例9
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于pH6.0的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1250U/ml(配得酶溶液密度按103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯下部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为15.5％，先在7kg酶溶液中浸柄10min，再将3kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:10，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为125U。静置24h，水分平衡后，调节烟叶含水率至25％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度53℃，湿度68％，发酵时间14天。
茄芯下部烟主要作为雪茄填充料，其苦味程度、杂气、刺激较茄芯上部、中部烟较轻。烟叶经风味蛋白酶酶处理后，原先的轻度苦味几乎消失，其他感官质量变化不大明显。
实施例10
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于pH7.0的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1530U/ml(其中配得酶溶液密度按103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯下部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为16％，先在6.67kg酶溶液中浸柄10min，再将3.33kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:9，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为170U。静置12h，水分平衡后，调节烟叶含水率至24％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度58℃，湿度73％，发酵时间14天。
茄芯下部烟主要作为雪茄填充料，其苦味程度、杂气、刺激较茄芯上部、中部烟较轻。烟叶经风味蛋白酶酶处理后，原先的轻度苦味几乎消失，其他感官质量变化不大明显。
实施例11
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于pH6.5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1430U/ml(配得酶溶液密度按103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯下部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为15％，先在7.27kg酶溶液中浸柄10min，再将2.73kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:11，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为130U。静置22h，水分平衡后，调节烟叶含水率至26％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度55℃，湿度70％，发酵时间14天。
茄芯下部烟主要作为雪茄填充料，其苦味程度、杂气、刺激较茄芯上部、中部烟较轻。烟叶经风味蛋白酶酶处理后，原先的轻度苦味几乎消失，其他感官质量变化不大明显。
实施例12
风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，步骤如下所述：
将风味蛋白酶原料溶解于pH6.5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中，配制10kg酶溶液，配得酶溶液中酶活性1700U/ml(配得酶溶液密度按103kg/m3计算)。
在上述雪茄茄芯下部烟真空回潮后，加湿至烟叶含水率为16％，先在6.47kg酶溶液中浸柄10min，再将3.53kg酶溶液喷雾均匀施加到30kg烟叶上，即酶溶液喷雾质量与烟叶质量比为1:8.5，每克烟叶(原烟)中对应分配到酶溶液喷雾中的风味蛋白酶为200U。静置22h，水分平衡后，调节烟叶含水率至26％后，放入发酵室人工发酵。发酵室环境控制在温度55℃，湿度70％，发酵时间14天。
茄芯下部烟主要作为雪茄填充料，其苦味程度、杂气、刺激较茄芯上部、中部烟较轻。烟叶经风味蛋白酶酶处理后，原先的轻度苦味几乎消失，其他感官质量变化不大明显。
将实施例1-12中发酵后烟叶制成单料烟，进行评吸，感官评吸小组9位成员，将评吸结果取平均值，评吸结果如下表1和表2所示
表1雪茄烟叶感官质量评价表Ⅰ
从表1中可以看出，实施例1-8中上部烟和中部烟风格程度变化不大，浓度和劲头有所减轻，雪茄烟叶质量档次均有提升，实施例9-12中下部烟劲头和浓度基本无变化，质量档次有所提升；从表2中可以看出，实施例1-12中香气丰富程度增强，甜味增加，烟叶苦味程度均有所减轻，杂气、刺激性均有所减轻。因此，经本发明风味蛋白酶溶液处理的雪茄烟叶降低了蛋白质含量，增大糖/氮比值，增加产品吸味，并且在保留本香的同时，改善了加工处理前雪茄烟叶苦味、杂气重、刺激性强、劲头大及余味不舒适的缺点，提升雪茄烟叶内在品质。
表2雪茄烟叶感官质量评价表Ⅱ
Claims (9)
1.风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于包括如下步骤：
a.经过自然醇化的雪茄烟叶，加湿至烟叶含水率为15-16％，在风味蛋白酶与水或缓冲液配成的酶溶液中浸柄10-30min，所述酶溶液中风味蛋白酶活性为1250-1750U/ml；
b.在烟叶上喷雾均匀施加所述酶溶液，所述酶溶液与烟叶质量比为1:8-12；
c.烟叶静置12-24h，水分平衡后调节烟叶含水率，进行发酵。
2.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤b中每克烟叶中对应酶溶液喷雾中的风味蛋白酶活性为125-175U。
3.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤b中每克烟叶中对应酶溶液喷雾中的风味蛋白酶活性为185-200U。
4.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤b中喷雾使用的酶溶液与烟叶质量比为1:10。
5.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述缓冲液为pH6.0-7.0的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。
6.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤a中雪茄烟叶自然醇化时间至少为一年。
7.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤c中水分平衡后调节烟叶含水率为24-26％。
8.如权利要求1所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤c中将烟叶置于高温高湿人工发酵室中发酵，高温高湿人工发酵室温度控制在50-60℃，湿度65-75％。
9.如权利要求8所述的风味蛋白酶在雪茄烟发酵提质中的应用，其特征在于，所述步骤c中烟叶置于高温高湿人工发酵室内至少14天。
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