專利名稱：一種煙用香料浸膏及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙用添加劑的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種煙用香料浸膏。 同時，本發(fā)明還涉及所述香料浸膏的制備方法和在煙草工業(yè)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
煙草是我國財政的重要支柱之一。國家煙草專賣局在“十一五”中國卷煙科技發(fā)展綱要第7條明確指出，要“攻克影響煙葉香氣質(zhì)、香氣量的關(guān)鍵技術(shù)”，縮小與國外煙葉質(zhì)量差距，以提高國內(nèi)外市場競力。在煙草種植和加工過程中，產(chǎn)生了大量的低次煙葉、煙梗和煙末等煙草廢棄物，占煙葉總產(chǎn)量的10% 25%。目前，對這些廢棄物的綜合利用途徑非常少，綜合利用程度非常低，絕大部分作為廢物而被丟棄，對環(huán)境造成了很大的污染。此外，國內(nèi)卷煙企業(yè)目前貯存的上部煙葉較多，一般因其煙堿含量較高而難以較多用于葉組配方中，不僅占用大量的倉儲空間，并造成大量浪費(fèi)。然而，這些廢棄物卻是潛在的有價值資源。現(xiàn)在從煙葉中已鑒定出300多種化合物，包括生物堿、蛋白質(zhì)、氨基酸、甙類、糖類、有機(jī)酸等物質(zhì)，其中蛋白質(zhì)、 茄尼醇、煙堿、氨基酸、有機(jī)酸、糖等都是很有價值的物質(zhì)。因此，在資源短缺和環(huán)境污染問題日益突出的今天，采用現(xiàn)代微生物發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生化技術(shù)，開展對低次煙葉資源的綜合精深加工及其系列產(chǎn)品的研究開發(fā)，具有重要意義。廢棄煙葉中含有大量的致香成分或前提物質(zhì)，利用微生物轉(zhuǎn)化可以促進(jìn)致香前體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和致香成分的生成。由于廢棄煙葉中含有較高濃度的煙堿，一些有益微生物，如產(chǎn)酯酶細(xì)菌和產(chǎn)香細(xì)菌難以在煙葉上生長。前期的研究表明，一些降煙堿微生物，如節(jié)桿菌和假單胞菌等微生物能有效降解煙葉中的煙堿，從而為其他有益微生物的生長提供條件。 通過微生物發(fā)酵以后提取致香成分不僅能實(shí)現(xiàn)廢棄煙葉的再利用，同時也能減少非煙草來源的香精香料產(chǎn)品的應(yīng)用，從而降低生產(chǎn)成本提高煙葉品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人的前期研究揭示，從煙葉表面和煙草栽培土壤中篩選得到一批具有較高降煙堿能力的細(xì)菌，可以通過這些細(xì)菌的作用把廢棄煙葉中的高濃度煙堿降解或使煙堿的濃度降低，從而為其他微生物(如產(chǎn)香細(xì)菌)發(fā)酵提供條件。阿魏酸是生成香蘭素的一種重要前體物質(zhì)，它以阿魏酸酯形式廣泛存在于植物細(xì)胞壁中，可以利用產(chǎn)阿魏酸酯酶的微生物把阿魏酸從煙葉細(xì)胞壁中游離出來，并被產(chǎn)香細(xì)菌進(jìn)一步生成愈創(chuàng)木酚和香蘭素等天然香味料，用于卷煙加香。從而降低生產(chǎn)成本提高煙葉品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢棄煙葉的再利用?；谏鲜稣J(rèn)識，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的煙用香料浸膏。本發(fā)明的另一目的是提供所述煙用香料浸膏的制備方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供所述煙用香料浸膏在卷煙生產(chǎn)中的應(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)明中所采用的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
A.本發(fā)明提供了一種煙用香料浸膏，所述的浸膏是以本發(fā)明廢棄煙葉作為原料， 依次用紅球菌、短小芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌進(jìn)行發(fā)酵，降低廢棄煙葉中的煙堿，轉(zhuǎn)化煙葉中的阿魏酸生成4-乙基愈創(chuàng)木酚和香蘭素等致香成分，發(fā)酵結(jié)束以后，提取廢棄煙葉中的致香成分，制備香料浸膏。其中，所述的紅球菌O^oi/ococcmsp. )Y22是從云南省嵩明縣楊林鎮(zhèn)煙草栽培土壤中分離，對其進(jìn)行了形態(tài)學(xué)、生理生化性質(zhì)和16S rRNA分析，鑒定結(jié)果表明該細(xì)菌屬于紅球菌屬，該菌株命名為/Soi/ococcmsp. Y22。該菌株已經(jīng)保存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCG)；該中心地址中國.北京市朝陽區(qū)大屯路，中國科學(xué)院微生物研究所；保藏日期2008年9月洲日；保藏號為CGMCC No.沈83。紅球菌Y22具有較強(qiáng)的煙堿降解能力。所述的短小芽孢桿菌(feciBm pumilus)Nan35 該細(xì)菌從烤煙葉面上分離得到， 鑒定結(jié)果表明該細(xì)菌屬于短小芽孢桿菌，該菌株命名為feciBM ρ麗ilus。該菌株已經(jīng)保存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心；地址中國.北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號；保藏日期2009年11月5日；保藏號為CGMCC No. 3411。短小芽孢桿菌 Van35能產(chǎn)生阿魏酸酯酶。所述的枯草芽孢桿菌UaciBm subtilis^mxi 該細(xì)菌從烤煙葉面上分離得到， 鑒定結(jié)果表明該細(xì)菌屬于枯草芽孢桿菌，該菌株命名為Bacillus SubtiliS0該菌株已經(jīng)保存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心；地址中國.北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號；保藏日期2010年08月16日；保藏號為CGMCC No. 4091?？莶菅挎邨U菌Van 3能夠轉(zhuǎn)化阿魏酸形成4-乙基愈創(chuàng)木酚和香蘭素等致香成分。B.本發(fā)明提供了一種所述的煙用香料浸膏的制備方法，該方法采用下述步驟
(1)首先，將紅球菌Y22擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，接種廢棄煙葉發(fā)酵10天；
(2)將產(chǎn)酯細(xì)菌短小芽孢桿菌Van35擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，接種到紅球菌Y22發(fā)酵處理后的廢棄煙葉發(fā)酵10天；
(3)將產(chǎn)香細(xì)菌枯草芽孢桿菌擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，接種到短小芽孢桿菌Van35發(fā)酵處理后的廢棄煙葉發(fā)酵20天；
(4)發(fā)酵結(jié)束以后，提取樣品中的致香成分。C.本發(fā)明提供了香料浸膏作為煙用香料在卷煙生產(chǎn)中的應(yīng)用。本發(fā)明獲得的香料浸膏含有多種揮發(fā)性成分，含量較高的致香物質(zhì)主要有苯甲醇、茄酮、香蘭素、BETA-大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮、西柏三烯二醇和新植二烯。 加香評吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該香料浸膏具有明顯提調(diào)煙香、細(xì)膩醇和煙氣、降低刺激性、掩蓋雜氣和改善卷煙吸味的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
①采用特有的生物技術(shù)，解決了長期以來困擾卷煙生產(chǎn)的難題，實(shí)現(xiàn)了廢棄煙葉的循環(huán)利用。既有效避免資源浪費(fèi)。又降低對環(huán)境的污染，同時，可減少非煙草來源的香精香料的使用量，節(jié)約成本，一舉多得。
②廢棄煙葉的及時處理也使煙草企業(yè)節(jié)約倉儲空間和時間，提高場地的利用率，有利于煙草企業(yè)的良性發(fā)展。③生產(chǎn)工藝簡單、操作性、規(guī)范性及可控性強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，且能變廢為寶，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
——煙用香料浸膏的制備1 1.培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件
將實(shí)驗(yàn)所用的菌株分別接種于50 mL的LB液體培養(yǎng)基中，37°C培養(yǎng)12 h，獲得液體菌種。將液體菌種按5%接種量轉(zhuǎn)接到1 L的LB液體培養(yǎng)基中，37°C、150 r/min振蕩培養(yǎng)12 h。培養(yǎng)液以3500 rpm/min離心10 min，用無菌水洗滌沉淀、離心，最后用20 mL無菌水振蕩均勻，使用時稀釋10倍即為菌劑。2.廢棄煙葉發(fā)酵處理 1)煙堿降解細(xì)菌發(fā)酵
每200 g低次煙葉，噴施煙堿降解細(xì)菌(紅球菌Y22)菌劑40 mL (對照樣品噴施等體積的無菌水)。將處理后的煙葉樣品放入22°C，60%的恒溫恒濕箱內(nèi)發(fā)酵10 d，用于下一步實(shí)驗(yàn)。2)產(chǎn)酯酶細(xì)菌發(fā)酵處理
把經(jīng)過煙堿降解細(xì)菌發(fā)酵處理的樣品，噴施產(chǎn)阿魏酸酯酶細(xì)菌(短小芽孢桿菌Van35) 菌劑40 mL (對照樣品噴施等體積的無菌水)。將處理后的煙葉樣品放入22°C，60%的恒溫恒濕箱內(nèi)發(fā)酵10 d，用于下一步實(shí)驗(yàn)。3)產(chǎn)香細(xì)菌發(fā)酵處理
把經(jīng)過煙堿降解細(xì)菌和產(chǎn)酯酶細(xì)菌發(fā)酵處理的樣品，噴施產(chǎn)香細(xì)菌(枯草芽孢桿菌)菌劑40 mL (對照樣品噴施等體積的無菌水)。將處理后的煙葉樣品放入22°C，60%的恒溫恒濕箱內(nèi)發(fā)酵20 d，用于浸膏提取。3.煙草浸膏的提取
1)將經(jīng)微生物菌劑混合發(fā)酵處理的低次煙葉用粉碎機(jī)粉碎成2 mm以下的粉末，然后用6 8倍量的水在室溫條件下與煙末混合攪拌1 2 h完成萃取。2)水萃取液經(jīng)過離心過濾(離心條件是轉(zhuǎn)速1500 3000 r · mirT1，時間 15 20 min)后，用0. 5 M的稀硫酸將濾液的pH調(diào)整為3，完成酸化過程(時間為90 min) ο3)經(jīng)酸化的濾液在減壓條件下(75°C，260 mbar)進(jìn)行蒸餾濃縮。4)蒸餾濃縮以后獲得的濃縮物即為煙草浸膏。產(chǎn)品特征及理化性質(zhì)
本產(chǎn)品是深棕色膏體，不澄清。產(chǎn)品的理化性質(zhì)見表1。
權(quán)利要求
1.一種煙用香料浸膏，其特征在于，該浸膏是由下述方法制備獲得以廢棄煙葉作為原料，依次用紅球菌、短小芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌進(jìn)行發(fā)酵，降低廢棄煙葉中的煙堿，轉(zhuǎn)化煙葉中的阿魏酸生成4-乙基愈創(chuàng)木酚和香蘭素致香成分，發(fā)酵結(jié)束以后，提取廢棄煙葉中的致香成分，即為所需的煙用香料浸膏；其中所述的紅球菌，保藏號為CGMCC No. 2683 ； 所述的短小芽孢桿菌保藏號為CGMCC No. 3411 ；所述的枯草芽孢桿菌保藏號為CGMCC No. 4091 。
2.—種權(quán)利要求1所述的煙用香料浸膏的制備方法，該方法采用下述步驟(1)將紅球菌Y22擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，接種廢棄煙葉發(fā)酵10天；(2)將產(chǎn)酯細(xì)菌短小芽孢桿菌Van35擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，接種到紅球菌Y22發(fā)酵處理后的廢棄煙葉發(fā)酵10天；(3)將產(chǎn)香細(xì)菌枯草芽孢桿菌擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，接種到短小芽孢桿菌Van35發(fā)酵處理后的廢棄煙葉上，發(fā)酵20天；(4)發(fā)酵結(jié)束以后，提取樣品中的致香成分，即為所需的煙用香料浸膏。
3.權(quán)利要求1所述的香料浸膏用于卷煙加香。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙用香料浸膏及其制備方法和應(yīng)用，屬于煙用添加劑的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用廢棄煙葉作為原料，通過紅球菌，短小芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌依次發(fā)酵，降低廢棄煙葉中的煙堿，轉(zhuǎn)化煙葉中的阿魏酸生成4-乙基愈創(chuàng)木酚和香蘭素等致香成分，發(fā)酵結(jié)束以后，利用常規(guī)生化技術(shù)提取廢棄煙葉中的致香成分，制備香料浸膏。本發(fā)明獲得的香料浸膏中含量較高的致香物質(zhì)主要有苯甲醇、茄酮、香蘭素、BETA-大馬酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、巨豆三烯酮、西柏三烯二醇、新植二烯。加香評吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該香料浸膏具有明顯提調(diào)煙香、細(xì)膩醇和煙氣、降低刺激性、掩蓋雜氣和改善卷煙吸味的效果。
文檔編號C11B9/00GK102217780SQ20111004301
公開日2011年10月19日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者葉靈, 廖頭根, 張克勤, 楊金奎, 段焰青, 湯丹瑜, 者為 申請人:紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司