專利名稱：造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巻煙技術(shù)領(lǐng)域中的薄片生產(chǎn)技術(shù)，具體涉及薄片生產(chǎn)中使用含有酸性
蛋白酶的復(fù)合酶進(jìn)行萃取的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，煙草薄片又名重組煙草，是利用煙末、煙梗、碎煙片等煙草物質(zhì)為原 料制成片狀(或絲狀)的再生產(chǎn)品，用作巻煙填充料，其理化特性與煙草相似。制造煙草薄 片的方法很多，常用的有輥壓法、稠漿法和造紙法。典型的造紙法煙草薄片生產(chǎn)方法是將原 料用水浸泡后，將可溶物與不可溶物萃取分離，將不可溶物煙草纖維(或加上部分木漿纖 維)打漿，采用造紙機(jī)制成片基；可溶物萃取液濃縮后加料調(diào)制，浸到片基上，片基經(jīng)干燥、 分切制成煙草薄片。相對(duì)于輥壓法和稠漿法，造紙法煙草薄片具有密度小，機(jī)械性能好，焦 油釋放率低等優(yōu)點(diǎn)，在巻煙工業(yè)中正得到越來越廣泛的應(yīng)用。 中國專利CN1274548A公開的《一 種利用煙廠廢料生產(chǎn)煙草薄片的方法》，
CN1324586A公開的《全價(jià)利用廢棄及低次等煙草原料生產(chǎn)煙草薄片的方法》，CN1322498A
公開的《造紙法生產(chǎn)再生煙葉薄片的工藝》和CN1739411A公開的《造紙法生產(chǎn)煙草薄片的
方法》都是采用造紙法制備煙草薄片，這些制備工藝存在共同的不足之處，均只是通過水的
浸泡萃取，使原料中的可溶性物和不溶性物分離，是純粹的物理重組過程，基本不涉及任何
化學(xué)變化，煙草薄片中影響煙草品質(zhì)的大分子化合物的含量與原料中相比沒有大的變化，
薄片品質(zhì)較差，有較重的剌激性和雜氣。中國專利CN1600183A公開的《一種造紙法煙草薄
片的制備工藝》通過對(duì)可溶性萃取液的濃縮液的生物降解反應(yīng)，薄片品質(zhì)得到提升，但因只
涉及到固液分離后可溶性物質(zhì)的降解，薄片的紙基基片的品質(zhì)沒有任何變化。 酸性蛋白酶是指在低pH條件下(pH2. 0 5. 0)水解蛋白質(zhì)為多肽和氨基酸的一
類酶。早在上世紀(jì)50年代，人們就已發(fā)現(xiàn)霉菌中能產(chǎn)生酸性蛋白酶，目前用于酸性蛋白酶
生產(chǎn)的菌種包括黑曲霉、宇佐美曲霉等。其中黑曲霉以其酶系豐富、代謝產(chǎn)物多以及所產(chǎn)酸
性蛋白酶最佳反應(yīng)pH較低(pHl. 0 5. 0)而被廣泛應(yīng)用。 目前酸性蛋白酶主要用于生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料或者作為一種消化酶直接添加到 飼料中。酸性蛋白酶在微酸性環(huán)境下可分解動(dòng)物或植物蛋白質(zhì)為小肽和氨基酸，可以補(bǔ)充 動(dòng)物體內(nèi)同源酶的不足，促進(jìn)動(dòng)物的消化吸收和生長發(fā)育，增強(qiáng)抗病能力，提高飼料的利用 率，降低飼料成本。 酸性蛋白酶還可用于白酒和酒精的生產(chǎn)中，酸性蛋白酶可在白酒釀造的發(fā)酵過程 中起協(xié)同作用，具有溶解發(fā)酵原料的顆粒、促進(jìn)微生物繁殖、分解蛋白質(zhì)生成香味物質(zhì)、降 解酵母菌體蛋白等多種功能，可以提高白酒和酒精的產(chǎn)量和質(zhì)量。但迄今為止，還未見酸性 蛋白酶在煙草行業(yè)和造紙法煙草薄片生產(chǎn)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足和現(xiàn)狀，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，它將包括酸性蛋白酶在內(nèi)復(fù)合酶應(yīng)用于造紙法煙草薄片的生產(chǎn)， 擴(kuò)大了酸性蛋白酶的應(yīng)用范圍，并有效的降低煙草薄片中部分大分子化合物的含量，提高 煙草薄片的品質(zhì)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，煙梗單獨(dú)萃取，煙末和碎
煙片混合萃取，在煙?；驘熌?、碎煙片混合物中加入其重量的3 8倍的水組成萃取液，其
特別之處在于在萃取液中還加有以下物質(zhì)及其占萃取液的重量百分?jǐn)?shù) 酸性蛋白酶 0. 02 0. 1%; 纖維素酶 0. 01 0. 1%; 果膠酶 0. 01 0. 1% ; 酶活力促進(jìn)劑 0.1 1%。 所述的酸性蛋白酶按以下方法制備 (1)液體深層發(fā)酵制備酸性蛋白酶 培養(yǎng)基豆餅粉3. 0 7. 0份、麩皮1. 0 4. 0份，NH4C10. 1 0. 5份， Na2HP040. 01 0. 04份，KH2P040 . 02 0. 10份和水100份，均為重量份，滅菌，冷卻后，以黑 曲霉Aspergillus niger BT0202為菌株，接種量為1. 0X 107 4. 0X 107個(gè)孢子/ml培養(yǎng) 基，接種后置發(fā)酵罐中，通風(fēng)，攪拌，控溫，發(fā)酵培養(yǎng)。
(2)酸性蛋白酶發(fā)酵液的后處理 發(fā)酵液在壓力0. 6X 104 1. 2X 1(^Pa，溫度20 5(TC條件下進(jìn)行真空濃縮，濃縮 至原體積的10 15%，然后在壓力0.4X104 1.0Xl(^Pa，溫度20 45。C條件下進(jìn)行真 空干燥，干燥至水分含量《5%，低溫粉碎，得到酸性蛋白酶制劑。 所述培養(yǎng)基在115 125t:滅菌20 40分鐘。所述接種后置發(fā)酵罐中的裝樣量
是發(fā)酵罐容量的50 70%。所述控溫的溫度為25 40°C。攪拌速度為200 300轉(zhuǎn)/
分鐘。所述的通風(fēng)控制量(VM/V* 時(shí)間)為 0 24小時(shí)1 : 0. 3 0. 5， 24 72小時(shí) 1 : 0. 6 0. 8， 所述發(fā)酵培養(yǎng)的時(shí)間為48 72小時(shí)。 酶活力促進(jìn)劑由以下組份及重量百分比組成 水溶性維生素0. 2 2. 0% ; 乙二胺四乙酸二鈉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% ; 檸檬酸三鈉1.5 8. 0% ; 硫酸錳O. 05 0. 2% ; 氯化鋅O. 05 0. 2% ; 煙草多肽0. 05 0. 2% ; 余量為水。 采用本發(fā)明的萃取方法用于造紙法煙草薄片的生產(chǎn)，煙草薄片的吃味品質(zhì)得到提升，雜氣減少，剌激性降低，同時(shí)掩蓋了部分薄片抄造過程中形成的酸臭味，自然的煙草甜 感比較明顯。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施方式
及有關(guān)技術(shù)問題作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。本發(fā)明通
過運(yùn)用液體深層發(fā)酵工程技術(shù)，以黑曲霉為菌株，發(fā)酵生產(chǎn)酸性蛋白酶制劑。所產(chǎn)酸性蛋白
酶有較高的酶活力，最適作用溫度為30 45"，最適pH為3. 0 5. 5。 本發(fā)明通過在煙梗、煙末和碎煙片的浸泡萃取過程中添加酸性蛋白酶以及纖維素
酶、果膠酶，使煙草原料中的有機(jī)大分子化合物得到降解。 煙葉原料中的蛋白質(zhì)、糖、煙堿等化學(xué)成分的協(xié)調(diào)有利于煙草品質(zhì)的提升，對(duì)于煙 梗和碎片來講，由于糖含量本身比較低，所以較高的蛋白質(zhì)含量會(huì)對(duì)巻煙的吸味產(chǎn)生不良 的影響，主要體現(xiàn)在較重的雜氣和灼燒感，降解煙草中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨基酸等煙草香氣的 前體物質(zhì)，有利于巻煙質(zhì)量的提升，同時(shí)對(duì)于巻煙的安全性有幫助。 纖維素酶的作用主要是水解碎梗和碎片中的纖維素，起到粗纖解的作用，在水解 率合適的情況下，它一方面會(huì)提高萃取的得率，同時(shí)對(duì)于萃取后碎梗碎片的制漿抄紙有一 定的正面作用。 煙葉原料中過多的果膠會(huì)造成巻煙剌激性大，雜氣重。果膠酶的作用主要是水解 碎梗和碎片中的果膠，同時(shí)在后續(xù)的萃取液濃縮過程中進(jìn)一步水解溶解到萃取液中的水溶 性果膠。 下面通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
現(xiàn)有技術(shù)的萃取方法如下 (1)稱量800kg煙梗，加入3000kg水浸泡，測(cè)定pH5. 05，在溫度5(TC下，萃取1小 時(shí)，萃取后pH5. 01 ，固液分離。稱量800kg煙末，500kg碎煙片，加入4000kg水浸泡，測(cè)定pH 為5. IO，在溫度5(TC下，萃取1小時(shí)，萃取后pH5. 06，固液分離。將梗末萃取后的水不溶性 固體和萃取液分別混合，固體經(jīng)抄造制成薄片片基，液體經(jīng)濃縮后再浸涂到薄片片基上，經(jīng) 干燥分切制得造紙法煙草薄片。 (2)這種煙草薄片抽吸時(shí)，雜氣較重，口腔殘留較重，有辛辣感，剌激性較大。
實(shí)施例1 (1)液體深層發(fā)酵制備酸性蛋白酶100升發(fā)酵罐，裝60升培養(yǎng)基，在12rC滅菌 30分鐘，冷卻，接種l.OX 1012個(gè)孢子，于250轉(zhuǎn)/分鐘，在控制通風(fēng)量(V風(fēng)/V液"時(shí)間) 0 24小時(shí)1 : 0.4，24 60小時(shí)1 : 0. 7，控制培養(yǎng)溫度3(TC下，發(fā)酵60小時(shí)。培養(yǎng)基 的組成，均為重量份豆餅粉5. 0份、麩皮2. 0份，NH4C10. 3份，Na2HP040. 03份，KH2P040. 06 份和水100份。 (2)酸性蛋白酶發(fā)酵液的后處理發(fā)酵液在壓力0. 8X 104Pa，溫度4(TC條件下進(jìn) 行真空濃縮，濃縮至原體積的10%，然后在壓力0. 7X104Pa，溫度4(TC條件下進(jìn)行真空干 燥，干燥至水分含量《5%，低溫粉碎，得到酸性蛋白酶制劑。 (3)稱量800kg煙梗，加入3000kg水浸泡，測(cè)定pH5. 05，依次加入纖維素酶0. 2kg， 酸性蛋白酶O. 5kg，果膠酶0. lkg，酶活力促進(jìn)劑5kg，在溫度5(TC下，萃取1小時(shí)，萃取后 pH4. 96，固液分離。稱量800kg煙末，500kg碎煙片，加入4000kg水浸泡，測(cè)定pH為5. 10，依次加入纖維素酶O. 2kg，酸性蛋白酶0. 8kg，果膠酶0. 2kg，酶活力促進(jìn)劑8kg，在溫度5(TC 下，萃取1小時(shí)，萃取后pH5. 02，固液分離。將梗末萃取后的水不溶性固體和萃取液分別混 合，固體經(jīng)抄造制成薄片片基，液體經(jīng)濃縮后再浸涂到薄片片基上，經(jīng)干燥分切制得造紙法 煙草薄片。 (4)這種煙草薄片抽吸時(shí)，較現(xiàn)有技術(shù)萃取方法制得的自然煙香明顯增加，無明顯 剌激，口腔比較清爽。
實(shí)施例2 (1)液體深層發(fā)酵制備酸性蛋白酶100升發(fā)酵罐，裝50升培養(yǎng)基，在12rC滅菌 30分鐘，冷卻，接種2. 0X1012個(gè)孢子，于200轉(zhuǎn)/分鐘，在控制通風(fēng)量(V風(fēng)/V液 時(shí)間): 0 24小時(shí)1 : 0. 3，24 72小時(shí)1 : 0. 6，控制培養(yǎng)溫度35"下，發(fā)酵72小時(shí)。培養(yǎng)基 的組成，均為重量份豆餅粉5. 0份、麩皮3. 0份，NH4C10. 4份，Na2HP040. 03份，KH2P040 . 08 份和水100份。 (2)酸性蛋白酶發(fā)酵液的后處理發(fā)酵液在壓力1.0X10乍a，溫度5(TC條件下進(jìn) 行真空濃縮，濃縮至原體積的15%，然后在壓力0.6X10卞a，溫度35t:條件下進(jìn)行真空干 燥，干燥至水分含量《5%，低溫粉碎，得到酸性蛋白酶制劑。 (3)稱量1000kg煙梗，加入5000kg水浸泡，測(cè)定pH5. 20，依次加入纖維素酶 0. 4kg，蛋白酶0. 8kg，果膠酶0. 2kg，酶活力促進(jìn)劑6kg，在溫度45。C下，萃取3小時(shí)，萃取后 pH4. 98，固液分離。稱量600kg煙末，500kg碎煙片，加入6600kg水浸泡，測(cè)定pH為5. 23， 依次加入纖維素酶0. 2kg，蛋白酶lkg，果膠酶0. 3kg，酶活力促進(jìn)劑8kg，在溫度45t:下，萃 取3小時(shí)，萃取后pH5. 05，固液分離。將梗末萃取后的水不溶性固體和萃取液分別混合，固 體經(jīng)抄造制成薄片片基，液體經(jīng)濃縮后再浸涂到薄片片基上，經(jīng)干燥分切制得造紙法煙草 薄片。 (4)這種煙草薄片抽吸時(shí)，較現(xiàn)有技術(shù)萃取方法制得的雜氣明顯減輕，口腔稍干 凈，剌激性明顯降低，有較自然的煙草香。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由 所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，煙梗單獨(dú)萃取，煙末和碎煙片混合萃取，在煙?；驘熌?、碎煙片混合物中加入其重量的3～8倍的水組成萃取液，其特征在于在萃取液中還加有以下物質(zhì)及其占萃取液的重量百分?jǐn)?shù)酸性蛋白酶0.02～0.1％；纖維素酶 0.01～0.1％；果膠酶0.01～0.1％；酶活力促進(jìn)劑 0.1～1％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于所述的酸性蛋白酶按以下方法制備(1) 液體深層發(fā)酵制備酸性蛋白酶培養(yǎng)基豆餅粉3. 0 7. 0份、麩皮1. 0 4. 0份，NH4C1 0. 1 0. 5份，Na2HP04 0. 01 0. 04份，KH2P04 0 . 02 0. 10份和水100份，均為重量份，滅菌，冷卻后，以黑曲霉 Aspergillus niger BT0202為菌株，接種量為1. 0X 107 4. 0X 107個(gè)孢子/ml培養(yǎng)基，接 種后置發(fā)酵罐中，通風(fēng)，攪拌，控溫，發(fā)酵培養(yǎng)。(2) 酸性蛋白酶發(fā)酵液的后處理發(fā)酵液在壓力0. 6X 104 1. 2X 10乍a，溫度20 5(TC條件下進(jìn)行真空濃縮，濃縮至原 體積的10 15%，然后在壓力0.4X104 1.0Xl(^Pa，溫度20 45。C條件下進(jìn)行真空干 燥，干燥至水分含量《5%，低溫粉碎，得到酸性蛋白酶制劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于所述培養(yǎng)基 在115 125。C滅菌20 40分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于所述接種后 置發(fā)酵罐中的裝樣量是發(fā)酵罐容量的50 70%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于所述控溫的 溫度為25 40°C。
6 . 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于攪拌速度為 200 300轉(zhuǎn)/分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于所述的通風(fēng)控 制量(V風(fēng)/V液'時(shí)間)為0 24小時(shí) 1 : 0. 3 0. 5， 24 72小時(shí) 1 : 0. 6 0. 8，
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于所述發(fā)酵培 養(yǎng)的時(shí)間為48 72小時(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，其特征在于酶活力促進(jìn)劑 由以下組份及重量百分比組成水溶性維生素0. 2 - 2. 0% ;乙二胺四乙酸二鈉0. 1 - 1. 0% ;葡萄糖1. 0 - 4. 0% ;甘油2. 0 - 10. 0%丙二醇2. 0 - 10. 0 ;乳酸擰檬酸三鈉硫酸錳氯化鋅煙草多肽余量為水。`1. 0 5. 0% ; 1. 5 8. 0% ;`0. 05 0. 2% 0. 05 0. 2% 0. 05 0. 2%
全文摘要
本發(fā)明公開了一種造紙法煙草薄片生產(chǎn)的萃取方法，屬于卷煙技術(shù)領(lǐng)域中的薄片生產(chǎn)技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案是在萃取液中還加有以下物質(zhì)及其占萃取液的重量百分?jǐn)?shù)酸性蛋白酶0.02～0.1％；纖維素酶0.01～0.1％；果膠酶0.01～0.1％；酶活力促進(jìn)劑0.1～1％。酸性蛋白酶進(jìn)行液體深層發(fā)酵和后處理，同時(shí)使用自制的酶活力促進(jìn)劑。采用本發(fā)明的萃取方法用于造紙法煙草薄片的生產(chǎn)，煙草薄片的吃味品質(zhì)得到提升，雜氣減少，刺激性降低，同時(shí)掩蓋了部分薄片抄造過程中形成的酸臭味，自然的煙草甜感比較明顯。
文檔編號(hào)A24B15/20GK101766327SQ200810237438
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者唐向兵, 姚元軍, 孫德平, 王學(xué)文 申請(qǐng)人:湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司