專利名稱：一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然香料的提取及應(yīng)用，具體涉及一種煙草浸膏的制備方法 及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，反吸煙浪潮席巻全球，吸煙與健康的問題越來越受到人們的重 視。但煙草制品作為一種特殊的消費(fèi)品有它的歷史根源和龐大的消費(fèi)群體， 很難在短期內(nèi)從人們的生活中消失，因此，開發(fā)低焦油、低危害的巻煙成為 全世界煙草制造商的共識。目前，就技術(shù)手段而言，單純降低巻煙焦油已經(jīng) 不再是難題，但隨著焦油的降低，煙氣中的香氣成分也隨之降低，吸煙的滿 足感下降，導(dǎo)致吸煙者為了追求滿足感而吸更多的煙。因此，低焦油巻煙香 氣補(bǔ)償技術(shù)成為人們研究的熱點(diǎn)。采用加香加料來進(jìn)行香氣補(bǔ)償是一種行之 有效的方法，而煙草提取物來源于煙草本身，是增補(bǔ)煙香最有效的原料之一。 煙草提取物的原料來源豐富，目前，我國煙草種植面積2000萬畝，每年煙葉 產(chǎn)量450-500萬噸，均居世界首位。國內(nèi)外種植的煙草主要用作巻煙，巻煙工 業(yè)多取優(yōu)質(zhì)煙葉為原料，其中約有近25%的煙葉、煙末等下腳料被廢棄，如棄 置或處理不當(dāng)將造成環(huán)境的污染。對這些煙草廢棄物的"資源化"利用，不僅 可以獲得各種有用的產(chǎn)品，為企業(yè)挖潛改造提供了可持續(xù)發(fā)展的契機(jī)，也可 以減輕煙草廢棄物帶來的土質(zhì)和土壤的污染，避免有害成分對地下水的污染。 因此，加強(qiáng)煙草廢棄物的回收利用不僅可以使這部分廢物變?yōu)橘Y源，而且能 提高經(jīng)濟(jì)收入，符合國家對固體廢棄物的"減量化"、"資源化"和"無害化"的 方針。經(jīng)研究，煙草中已經(jīng)鑒定出3000多種物質(zhì)，包括生物堿、蛋白質(zhì)、氨基 酸、甙類(蕓香甙、R-谷甾醇)、糖類、有機(jī)酸(檸檬酸、蘋果酸、油酸、 肉桂酸等40多種)，還含有各種醇、醛、酮、酯、雜環(huán)化合物等香氣物質(zhì)， 可以說，現(xiàn)在在煙用香料行業(yè)所用的絕大部分單體香料都可以在煙草當(dāng)中找 到。從煙草當(dāng)中提取的香味物質(zhì)比例協(xié)調(diào)、自然，最接近煙草本香，是很難 用人工調(diào)配的方法得到的。因此，煙草提取物是煙草行業(yè)最重要的香料之一。
目前我國在天然香原料的提取加工方面與國外還有很大的差距。所生產(chǎn) 的煙草提取物工藝簡單、粗糙，提取物質(zhì)量不穩(wěn)定，缺乏質(zhì)量特色，附加值 低。國產(chǎn)煙草提取物在市場上的價(jià)格一般在幾十塊錢每公斤，而進(jìn)口的煙草 提取物少則幾百，多則幾千塊錢每公斤。即使這樣，煙草企業(yè)依然愿意使用 進(jìn)口煙草提取物，原因是進(jìn)口煙草提取物質(zhì)量穩(wěn)定，功能明顯而且具有鮮明 特色。這樣一來，使得我國的煙草企業(yè)過度依賴外國的產(chǎn)品與技術(shù)，不利于 核心技術(shù)的自我掌控，長久下去甚至?xí)绊懫髽I(yè)的品牌安全。因此，自主開 發(fā)新的提取加工技術(shù)，和具有鮮明特色的、高附加值的煙草提取物香料具有 重大的現(xiàn)實(shí)意義。
隨著近代微生物發(fā)酵工程的迅猛發(fā)展，微生物已廣泛應(yīng)用在人類生活的 各個(gè)方面，如各具風(fēng)味的醬、醋、酸奶、面包等均是利用特定的微生物發(fā)酵作 用生產(chǎn)出來的。由于微生物在增殖過程中可產(chǎn)生龐大的高活性酶系，如多糖水 解酶類、蛋白酶類、纖維素酶類、酯化酶類、氧化還原酶類及裂合酶類等， 在酶促作用、化學(xué)作用及微生物體內(nèi)復(fù)雜代謝的協(xié)同作用下，便可使底物發(fā)生 分解、降解、氧化、還原、聚合、偶聯(lián)、轉(zhuǎn)化等作用，形成復(fù)雜的低分子化合 物，其中包括各種香味化合物,如醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、酚類、呋喃類、吡嗪類、吡啶類和萜烯類等，這些香氣物質(zhì)無疑也是煙草的香氣組分。 微生物產(chǎn)生的香味物質(zhì)是否適合于煙草香氣特征，取決于產(chǎn)香菌的種類、培養(yǎng) 基的組成成分和配比以及發(fā)酵條件(溫度、濕度、酸堿度、誘導(dǎo)物、供氧等)。 通過選擇特定的菌種、培養(yǎng)基和發(fā)酵條件，就可定向發(fā)酵生產(chǎn)出適合各種類型 巻煙加香的煙用香料。
從目前文獻(xiàn)來看，利用生物技術(shù)生產(chǎn)煙草提取物香料方面的研究不多，而 且基本都是采用單獨(dú)的酶處理技術(shù)或單獨(dú)的微生物發(fā)酵技術(shù)。
另外，從公知技術(shù)來看，使用微生物發(fā)酵煙草的菌株都是從煙草上或其 他物質(zhì)中分離純化而來，分離、篩選、純化的工作量大、難度高，工業(yè)化生 產(chǎn)的成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將以上兩種技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，充分地考慮了工業(yè)化生產(chǎn)的可行 性和可操作性，同時(shí)對酶解、發(fā)酵中涉及的因素逐一進(jìn)行了探討，確定了最 佳的技術(shù)參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到增香效果明顯，風(fēng)格突出的特點(diǎn)，是一種新的 煙草浸膏提取方法。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案解決 一種煙草浸膏的提取方法及其 應(yīng)用，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)
步驟A、將煙末蒸汽滅菌； 步驟B、接外源復(fù)合酶酶解； 步驟C、接復(fù)合菌種發(fā)酵；
步驟D、乙醇提取、過濾、濃縮，得到煙草浸膏。
上述的一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，所述的步驟(A)包括以下步(1) 、煙末過40 200目篩，以煙末水二l: 0. 5 10的比例加水，放于密 閉容器中；
(2) 、用100。C的蒸汽蒸10 40min。
上述的一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，所述的步驟(B)包括以下步
驟
(3) 、加入纖維素酶和液化酶進(jìn)行第一步酶解；
(4) 、加入糖化酶進(jìn)行第二步酶解。
上述的一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，所述步驟(3)的酶解，煙末 與水的比值為1:5 10， pH3 8，酶解溫度為50 70。C，酶解時(shí)間為l 5h; 纖維素酶和液化酶總用量為煙末重量的2 20%。。
上述的一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，所述步驟(4)的酶解，pH3 8，酶解溫度為50 7(TC，酶解時(shí)間為l 5h;糖化酶用量為煙末重量的5 15
7ooo
上述的一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，步驟(c)所述的培養(yǎng)基為麥
芽培養(yǎng)基，菌種為德氏乳酸桿菌和生香酵母及根酶的混合菌種，接種量為煙
末重量的1% 5%，發(fā)酵溫度為30 7(TC，發(fā)酵時(shí)間為24 72h。
上述的一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，步驟(D)所述的乙醇溶液濃
度為60% 95%，加熱回流提取，乙醇溶液單次投入量為所投煙末重量的5 10
倍，共提取2 3次，提取時(shí)間為l 5h。
本發(fā)明制備煙草浸膏的方法，是采用復(fù)合酶處理結(jié)合微生物發(fā)酵的工藝，
生產(chǎn)條件溫和，效率高，污染小，所用菌種為食品行業(yè)常用的商品化菌種，純度高、價(jià)格低、易于得到且發(fā)酵條件容易掌握和控制。利用本發(fā)明得到的 煙草浸膏，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，且具有更加明顯的增香效果和獨(dú) 特的風(fēng)格特征。該法生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面通過工藝流程圖對本發(fā)明的方法給予進(jìn)一步的說明，但并不限止本 發(fā)明。 實(shí)施例1
稱取煙末30g到500mL的三角瓶中，按固液比l: 5加入蒸餾水，瓶口用紗 布包扎好，在滅菌鍋10(TC蒸汽中滅菌蒸煮30min。
調(diào)節(jié)pH值6. 0，分別加入煙末重量2%。的纖維素酶和煙末重量5%。的液化 酶，在5(TC， 150r/min的恒溫水浴搖床中反應(yīng)4h，
調(diào)pH值4.5，加入煙末重量的線糖化酶，在50。C， 150r/min的恒溫水浴搖 床中反應(yīng)3h。
按比例接入相應(yīng)的菌種種子液至酶處理后的酶解物中，在30。C， 120r/min 恒溫?fù)u床中培養(yǎng)3天。(德氏乳酸桿菌接種量1%;根霉接種量3%，生香酵母接 種量1%)
將發(fā)酵液取出倒入2000ml圓底燒瓶，加入95。/Q乙醇300ml，加熱回流提取 1. 5h，冷卻后用300目網(wǎng)篩過濾，收集提取液。余渣繼續(xù)按上述方法進(jìn)行第二次 提取，過濾收集第二次提取液。
合并兩次提取液，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上濃縮，濃縮溫度65土2"C，真空度0.08
±0. OlMpa， 得到比重為l. 25±0. 02的濃縮物。將上述制得的煙草浸膏，按煙絲重量的萬分之二用量，用75%乙醇溶解， 均勻地噴灑到空白煙絲中，將煙絲制成巻煙進(jìn)行評吸。
實(shí)施例2
稱取煙末30g到500mL的三角瓶中，按固液比l: 7加入蒸餾水，瓶口用紗 布包扎好，在滅菌鍋10(TC蒸汽中滅菌蒸煮40min。
調(diào)節(jié)pH值7. 0，分別加入煙末重量5%。的纖維素酶和煙末重量3%。的液化 酶，在60。C， 150r/min的恒溫水浴搖床中反應(yīng)2h，
調(diào)pH值8.0，加入煙末重量2%的糖化酶，在70。C， 150r/min的恒溫水浴搖 床中反應(yīng)1.5h。
按比例接入相應(yīng)的菌種種子液至酶處理后的酶解物中，在5(TC， 120r/min 恒溫?fù)u床中培養(yǎng)3天。(德氏乳酸桿菌接種量2%;根霉接種量1%，生香酵母接 種量2%)
將發(fā)酵液取出倒入2000ml圓底燒瓶，加入50。/o乙醇300ml，加熱回流提取 2h，冷卻后用300目網(wǎng)篩過濾，收集提取液。余渣繼續(xù)按上述方法進(jìn)行第二次提 取，過濾收集第二次提取液。
合并兩次提取液，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上濃縮，濃縮溫度78土2'C，真空度0.08
±0. OlMpa， 得到比重為l. 25±0. 02的濃縮物。
將上述制得的煙草浸膏，按煙絲重量的萬分之二用量，用50%乙醇溶解， 均勻地噴灑到空白煙絲中，將煙絲制成巻煙進(jìn)行評吸。
權(quán)利要求
1、一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于利用生物法處理煙末，其煙草浸膏的制備方法按如下步驟實(shí)現(xiàn)步驟A、煙末蒸汽滅菌；步驟B、接外源復(fù)合酶酶解；步驟C、接復(fù)合菌種發(fā)酵；步驟D、乙醇提取、過濾、濃縮，得到煙草浸膏。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于:所述步驟(A)的煙末蒸汽滅菌包括以下步驟(1) 、煙末過40 200目篩，以煙末水=1: 0.5 10的比例加水，放于密閉 容器中；(2) 、用100。C的蒸汽蒸10 40min。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于所述步驟(B)，接外源復(fù)合酶酶解包括以下步驟(3) 、加入纖維素酶和液化酶進(jìn)行第一步酶解；(4) 、加入糖化酶進(jìn)行第二步酶解。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于: 所述步驟(3)的酶解，煙末與水的比值為1:5 10， pH3 8，酶解溫度為50 70 'C，酶解時(shí)間為l 5h;纖維素酶和液化酶總用量為煙末重量的2 20%0。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于 所述步驟(4)的酶解，pH3 8，酶解溫度為50 7(TC，酶解時(shí)間為l 5h;糖化 酶用量為煙末重量的5 15%0。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于所述接復(fù)合菌種發(fā)酵的培養(yǎng)基為麥芽培養(yǎng)基，菌種為德氏乳酸桿菌和生香酵母及跟酶的混合菌種，接種量為煙末重量的1% 5%，發(fā)酵溫度為30 7(TC，發(fā)酵 時(shí)間為24 72h。
7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙草浸膏的制備方法及其應(yīng)用，其特征在于 所述的乙醇溶液濃度為60% 95%，加熱回流提取，乙醇溶液單次投入量為所投 煙末重量的5 10倍，共提取2 3次，提取時(shí)間為l 5h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙草浸膏的提取方法及其應(yīng)用，其特征在于所述煙草浸膏通過下述步驟實(shí)現(xiàn)步驟A.將煙末蒸汽滅菌；步驟B.接外源復(fù)合酶酶解；步驟C.接復(fù)合菌種發(fā)酵；步驟D.乙醇提取、過濾、濃縮，得到煙草浸膏。本發(fā)明是采用復(fù)合酶處理結(jié)合微生物發(fā)酵的工藝，生產(chǎn)條件溫和，效率高，污染小，所用菌種為食品行業(yè)常用的商品化菌種，純度高、價(jià)格低、易于得到且發(fā)酵條件容易掌握和控制。利用本發(fā)明得到的煙草浸膏，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，且具有更加明顯的增香效果和獨(dú)特的風(fēng)格特征。該法生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號A24B3/12GK101416777SQ200810219549
公開日2009年4月29日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者王學(xué)娟, 趙世興, 黎志堅(jiān) 申請人:華芳煙用香料有限公司