一种低次烟叶发酵提取物的制备方法及其应用
【专利摘要】本发明提供一种低次烟叶发酵提取物的制备方法及其应用，该低次烟叶首先经β?葡萄糖苷酶发酵，酶促生香得到包含增加多种小分子香气物质的烟草生物转化液，然后添加一定比例的氨基酸与还原糖在碱性条件下进行高温美拉德反应，得到天然烟草美拉德反应液，抽滤，得到滤液和滤渣，滤液浓缩后与丙二醇等混合，经分子蒸馏进一步的分离纯化，收集轻组分，作为低次烟叶发酵提取物。而滤渣则通过造纸法生产低刺激、低杂气、低烟碱含量的低危害再造烟叶基片，提高了低次烟叶薄片基片的品质，改善了低次烟叶在卷烟产品中的使用效果，增加了其添加量，同时能应用于碳加热新型烟草雾化填充物材料，提高雾化填充材料品质。
【专利说明】
-种低次烟叶发酵提取物的制备方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明设及烟草制品添加剂和再造烟叶技术领域，具体是一种低次烟叶发酵提取 物的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 随着人们对健康的关注，对卷烟的危害也更加重视，近几年来的美国的调查显示， 美国的卷烟消费量呈逐年下降趋势，而无烟烟草制品消费则逆风而进，从2001年起，连续5 年W6%的速度持续增长。2007年，美国卷烟的消费量同比下降了 4%，而无烟烟草的消费量 却同比增长了7.1%。世界各大卷烟企业纷纷进入无烟烟草领域，无烟烟草发展前景广阔， 消费潮流初成，市场基础不断稳固。
[0003] 碳加热低溫卷烟是一种运用碳质热源，在较低的溫度（低于烟草点燃的溫度700 °C)下，干馈出烟草香味物质并释放烟雾的低溫卷烟；电子烟、电加热卷烟：一是不需要燃 烧，相比传统卷烟危害性较小;二是对公共环境产生影响相对较小;=是能在一定程度上适 应和满足消费者的需要。然而，与传统卷烟比较，上述无烟烟草制品在吸食的感官质量上存 在巨大差距，烟民吸食时对香味质量不够满意，感觉烟草香味淡薄，存在烟雾量少、感官质 量效果不佳、抽吸感比不上传统卷烟产品的缺陷。
[0004] 在烟叶生产过程中，我国每年烤烟产量中有10%左右的烟叶属于下低等烟或低次 烟叶，由于内在品质不佳，工业可用性较差，从而造成了一定程度上的库存积压;低次烟叶 的吸食品质特征通常表现为香气质较差，香气量不足，杂气较重(有的低次烟叶有较明显的 "青杂气"或"地方性杂气"），刺激性较大，余味欠干净舒适。低次烟叶的化学成分特征通常 表现为还原糖含量较低(淀粉含量较高，糖类物质转化不够充分）；有的低次烟叶的蛋白质 含量较高。再造烟叶主要由烟末、碎片、烟梗或低次烟叶加入胶粘剂和其他添加剂等组成， 存在杂气重、刺激性大和口感不适等吸味缺陷，影响了其在卷烟产品中的使用效果和添加 量。
[0005] 目前关于电子烟液或电加热、碳加热雾化剂的产品和专利主要是烟叶提取物与其 他香精香料调配的产品，没有具体描述烟草提取的方法。传统的烟叶提取物主要是将烟叶 或者烟丝用乙醇或者水在低溫提取，得到的烟草提取物中一些大分子物质经加热雾化后， 在电子烟雾化器上会有黑色残留物，再次抽吸时运些黑色残留物加热会有焦糊味，影响下 一次抽吸的口感。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术的不足，提供一种低次烟叶发酵提取物的制备方法及其应 用，可去除影响吸味的不利因素如蛋白质、果胶、纤维素等大分子物质，得到的轻组分可应 用于无烟烟草制品如电子烟液、电加热和碳加热雾化剂中，增加烟气浓度和香气、改善感官 质量，更接近于传统卷烟的抽吸舒适度，也可用于再造烟叶涂布液中，增加再造烟叶的香 气、降低刺激和杂气、改善口感，提高再造烟叶的品质。
[0007]本发明提供一种低次烟叶发酵提取物的制备方法，包括W下步骤：
[000引（1)低次烟叶的发酵转化:将低次烟叶和水按质量比1:10~40的比例混合均匀，乙 酸调节抑至4.5~6.0，在45~55°C条件下，加入低次烟叶质量的0.05~0.3%的0-葡萄糖巧 酶，揽拌均匀，溫育1~72小时，得到烟草生物转化液；
[0009] (2)烟草美拉德反应:在烟草生物转化液中加入占低次烟叶质量0.1~3%的氨基 酸和0.05~1.5%的还原糖揽拌均匀，氨氧化钢调节pH为11~14，90~180°C，加压0.05~ 1. OMPa条件下，酶灭活，美拉德反应1~5小时，得到天然烟草美拉德反应混合液；
[0010] (3)分子蒸馈纯化:上述步骤(2)中的天然烟草美拉德反应混合液，经抽滤，得到滤 液和滤渣，滤液浓缩至相对密度1.1~1.3的浸膏，加入占浸膏质量40~70%的丙二醇，低于 60°C下真空浓缩至无溶剂蒸出，得到浓缩液，再加入2~4倍浓缩液重量的丙二醇，混合均 匀，加入到分子蒸馈设备中，进行进一步的分离纯化，收集轻组分，作为低次烟叶发酵提取 物。
[0011] 进一步的，步骤(1)中所述e-葡萄糖巧酶为食品级，酶活loo-ioooou/g。
[0012] 进一步的，所述步骤(2)中氨基酸为食品级的天冬氨酸或丙氨酸，还原糖为葡萄 糖、果糖或木糖。
[0013] 进一步的，所述步骤(3)中分子蒸馈溫度为60~75°C，转子转速为140~18化/min， 蒸馈压力0.1~6mbar，冷却溫度为-2~4°C。
[0014] 进一步的，还包括步骤(4):制备低烟碱再造烟叶基片:将上述步骤(3)中的滤渣， 按常规造纸法制成低烟碱再造烟叶基片。
[0015] 本发明提供一种按照上述方法制备的低次烟叶发酵提取物在再造烟叶中的应用， 所述低次烟叶发酵提取物的添加比例为再造烟叶质量的0.01~0.3%，具有增加再造烟叶 的香气、降低刺激和杂气、改善口感，提高再造烟叶的品质的作用。
[0016] 本发明还提供一种按照上述方法制备的低次烟叶发酵提取物在无烟烟草制品中 的应用，所述低次烟叶发酵提取物的添加比例为电子烟液或电加热烟液溶剂的质量的0.01 ~0.1 %，或占碳加热填充材料质量比的0.01~0.3 %，可增加烟气浓度和香气、改善感官质 量，更接近于传统卷烟的抽吸舒适度。
[0017] 本发明还提供一种按照上述方法制备的低烟碱再造烟叶基片的应用，按5~15% 的质量比用于卷烟的填充材料中，起到降低烟碱、降低刺激和减少杂气的作用，提高了低次 烟叶再造烟叶基片的品质，改善了低次烟叶在卷烟产品中的使用效果，提高了低次烟叶在 卷烟工业中的应用量。
[001引本发明的有益效果：
[0019]本发明首先经0-葡萄糖巧酶发酵，酶促生香得到包含增加多种小分子香气物质的 烟草生物转化液，然后添加一定比例的氨基酸与还原糖在碱性条件下进行高溫美拉德反 应，得到天然烟草美拉德反应液，抽滤，得到滤液和滤渣，滤液浓缩后与丙二醇等混合，经分 子蒸馈进一步去除影响吸味的不利因素如蛋白质、果胶、纤维素等大分子物质，得到的轻组 分可应用于无烟烟草制品如电子烟液、电加热和碳加热雾化剂中，增加烟气浓度和香气、改 善感官质量，更接近于传统卷烟的抽吸舒适度，也可用于再造烟叶涂布液中，增加再造烟叶 的香气、降低刺激和杂气、改善口感，提高再造烟叶的品质，而滤渣则通过造纸法生产低刺 激、低杂气、低烟碱含量的低危害再造烟叶基片，提高了低次烟叶薄片基片的品质，改善了 低次烟叶在卷烟产品中的使用效果，增加了其添加量。同时能应用于碳加热新型烟草雾化 填充物材料，提高雾化填充材料品质。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体的实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解， 此部分所描述的具体实施例仅可用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021] 实施例1
[0022] 本发明提供一种低次烟叶发酵提取物的制备方法，包括W下步骤：
[0023] (1)低次烟叶的发酵转化:将低次烟叶和水按质量比1:10的比例混合均匀，乙酸调 节抑至4.5，在45°C条件下，加入低次烟叶质量的0.05 %的0-葡萄糖巧酶，揽拌均匀，溫育12 小时，得到烟草生物转化液；
[0024] 所述0-葡萄糖巧酶为食品级，酶活1万u/g。
[0025] (2)烟草美拉德反应:加入占低次烟叶质量0.1%的天冬氨酸和0.05%的木糖揽拌 均匀，氨氧化钢调节抑为11，120°C，容器加压达到0.05MPa，酶灭活，美拉德反应3小时，得到 天然烟草美拉德反应混合液；
[0026] 所述天冬氨酸和木糖为食品级。
[0027] (3)分子蒸馈纯化:上述步骤2中的天然烟草美拉德反应混合液，经抽滤，得到滤液 和滤渣，滤液浓缩至相对密度1.1的浸膏，加入占浸膏质量40%的丙二醇，低于60°C下真空 浓缩至无溶剂蒸出，得到浓缩液，再加入2倍浓缩液重量的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸 馈设备中，进行进一步的分离纯化，收集轻组分，作为低次烟叶发酵提取物；
[00%]所述的分子蒸馈溫度为60°C，转子转速为14化/min，蒸馈压力0.6mbar，冷却溫度 为-2°C。
[0029] 该低次烟叶发酵提取物在再造烟叶中应用，按再造烟叶质量的0.01%添加，具有 增加再造烟叶的烟香、降低刺激和杂气、改善口感，提高品质的作用。
[0030] 实施例2
[0031] 本发明提供一种低次烟叶发酵提取物的制备方法，包括W下步骤：
[0032] (1)低次烟叶的发酵转化:将低次烟叶和水按质量比1:15的比例混合均匀，乙酸调 节抑至5.0，在50°C条件下，加入低次烟叶质量的0.1 %的0-葡萄糖巧酶，揽拌均匀，溫育24 小时，得到烟草生物转化液；
[0033] 所述0-葡萄糖巧酶为食品级，酶活lOOOu/g。
[0034] (2)烟草美拉德反应:加入占低次烟叶质量0.5%的丙氨酸和0.05%的葡萄糖揽拌 均匀，氨氧化钢调节抑为12，150°C，容器内的压力达到0.07MPa，酶灭活，美拉德反应4小时， 得到天然烟草美拉德反应混合液；
[0035] 所述丙氨酸和葡萄糖均为食品级。
[0036] (3)分子蒸馈纯化:上述步骤2中的天然烟草美拉德反应混合液，经抽滤，得到滤液 和滤渣，滤液浓缩至相对密度1.15的浸膏，加入占浸膏质量50%的丙二醇，低于60°C下真空 浓缩至无溶剂蒸出，得到浓缩液，再加入3倍浓缩液重量的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸 馈设备中，进行进一步的分离纯化，收集轻组分，作为低次烟叶发酵提取物；
[0037] 所述的分子蒸馈溫度为65°C，转子转速为16化/min,蒸馈压力3mbar，冷却溫度为0 〇c。
[0038] (4)制备低烟碱再造烟叶基片：将上述步骤3中的滤渣，按常规造纸法制成低烟碱 再造烟叶基片。
[0039] 该低次烟叶发酵提取物的轻组分在碳加热或电加热无烟烟草制品中应用，占填充 材料质量比的0.08%的比例添加，增加无烟烟草制品的烟香气、改善感官质量，接近传统卷 烟的抽吸舒适度。
[0040] 实施例3
[0041] 本发明提供一种低次烟叶发酵提取物的制备方法，包括W下步骤：
[0042] (1)低次烟叶的发酵转化:将低次烟叶和水按质量比1:30的比例混合均匀，乙酸调 节抑至5.5，在55°C条件下，加入低次烟叶质量的0.3 %的0-葡萄糖巧酶，揽拌均匀，溫育48 小时，得到烟草生物转化液；
[0043] 所述0-葡萄糖巧酶为食品级，酶活lOOu/g。
[0044] (2)烟草美拉德反应:加入占低次烟叶质量3%的天冬氨酸和1.5%的果糖揽拌均 匀，氨氧化钢调节抑为14，180°C，加压条件下(容器内的压力达到O.OSMPa)，酶灭活，美拉德 反应5小时，得到天然烟草美拉德反应混合液；
[0045] 所述天冬氨酸和果糖为食品级。
[0046] (3)分子蒸馈纯化:上述步骤2中的天然烟草美拉德反应混合液，经抽滤，得到滤液 和滤渣，滤液浓缩至相对密度1.25的浸膏，加入占浸膏质量60%的丙二醇，低于60°C下真空 浓缩至无溶剂蒸出，得到浓缩液，再加入4倍浓缩液重量的丙二醇，混合均匀，加入到分子蒸 馈设备中，进行进一步的分离纯化，收集轻组分，作为低次烟叶发酵提取物；
[0047] 所述的分子蒸馈溫度为75°C，转子转速为18化/min,蒸馈压力6mbar，冷却溫度为3 r。
[0048] (4)制备低烟碱再造烟叶基片：将上述步骤3中的滤渣，按常规造纸法制成低烟碱 再造烟叶基片。
[0049] 该低烟碱再造烟叶基片，按8%的渗兑比用于卷烟烟支的填充材料中，起到降低烟 碱、降低刺激和减少杂气的作用，提高了低次烟叶再造烟叶基片的品质，改善了低次烟叶在 卷烟产品中的使用效果。
[0050] 试验例1:感官评吸效果对比试验
[0051] 将实施例1制备的低次烟叶发酵提取物按质量比的0.01%添加到再造烟叶(B类） 中。然后将再造烟叶装入密封袋，放置在烘箱中8(TC恒溫30min，至水分合适，卷制成烟支， 放入恒溫恒湿箱内（22 "C+1、相对湿度为60 %+2 % )平衡4她，请专家评吸小组评吸。
[0052] 经评吸小组反复评吸，表1表明：本发明制备的低次烟叶发酵提取物，可使再造烟 叶增加烟香、降低刺激和杂气、改善口感，提高品质，明显改善了再造烟叶香气不足、刺激 大、口感不适的吸味缺陷。
[0053] 表1.低次烟叶发酵提取物的感官评吸效果对比
[0化4]
[0055] 将常规基片与上述实施例3中低烟碱基片按8%的渗兑量加入到烟丝中，制成卷烟 样品，进行感官评吸对比，由表2可知，该低烟碱再造烟叶基片，纤维素等不利吸味的成分W 及难W挥发的香味前体物的分解与转化，起到降低烟碱、降低刺激和减少杂气的作用，提高 了低次烟叶再造烟叶基片的品质，改善了低次烟叶在卷烟产品中的使用效果。
[0056] 表2卷烟样品化学成分分析和感官品吸结果 「0化71
[0058] 本发明采用生物酶促生香技术，达到既可改善低次烟叶内在品质，又可缩短发酵 时间的目的，去除影响吸味的糖类和蛋白质等大分子物质和分解转化一些没有香味或难W 提取的大分子香味前体物，结合传统溶剂萃取、精制纯化手段，得到烟草中具有较好基础烟 香的挥发性小分子香气物质，同时降低低次烟叶中的刺激性、杂气，提高烟气品质。
[0059] 本发明工艺条件简单，产品收率高，生产周期短，实现了低次烟叶高附加值烟用添 加剂的开发，增加了低次烟叶在烟草工业中的应用量，具有较大的工业应用前景。
[0060] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 属于本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种低次烟叶发酵提取物的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 低次烟叶的发酵转化:将低次烟叶和水按质量比1:10~40的比例混合均匀，乙酸调 节pH至4.5~6.0，在45~55°C条件下，加入低次烟叶质量的0.05~0.3 %的β-葡萄糖苷酶， 搅拌均匀，温育1~72小时，得到烟草生物转化液； (2) 烟草美拉德反应:在烟草生物转化液中加入占低次烟叶质量0.1~3%的氨基酸和 0 · 05~1 · 5 %的还原糖搅拌均匀，氢氧化钠调节pH为11~14，90~180°C，加压0 · 05~1 · OMPa 条件下，酶灭活，美拉德反应1~5小时，得到天然烟草美拉德反应混合液； (3) 分子蒸馏纯化:上述步骤(2)中的天然烟草美拉德反应混合液，经抽滤，得到滤液和 滤渣，滤液浓缩至相对密度1.1~1.3的浸膏，加入占浸膏质量40~70%的丙二醇，低于60°C 下真空浓缩至无溶剂蒸出，得到浓缩液，再加入2~4倍浓缩液重量的丙二醇，混合均匀，加 入到分子蒸馏设备中，进行进一步的分离纯化，收集轻组分，作为低次烟叶发酵提取物。2. 如权利要求1所述的低次烟叶发酵提取物的制备方法，其特征在于:步骤（1)中所述 β-葡萄糖苷酶为食品级，酶活l〇〇-l〇〇〇〇u/g。3. 如权利要求1所述的低次烟叶发酵提取物的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中 氨基酸为食品级的天冬氨酸或丙氨酸，还原糖为葡萄糖、果糖或木糖。4. 如权利要求1所述的低次烟叶发酵提取物的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中 分子蒸馏温度为60~75°C，转子转速为140~180r/min，蒸馏压力0.1~6mbar，冷却温度为-2 ~4Γ。5. 如权利要求1所述的低次烟叶发酵提取物的制备方法，其特征在于:还包括步骤(4): 制备低烟碱再造烟叶基片:将上述步骤(3)中的滤渣，按常规造纸法制成低烟碱再造烟叶基 片。6. -种如权利要求1-4中任一所述方法制备的低次烟叶发酵提取物在再造烟叶中的应 用，其特征在于:所述低次烟叶发酵提取物的添加比例为再造烟叶质量的0.01~0.3%。7. -种如权利要求1-4中任一所述方法制备的低次烟叶发酵提取物在无烟烟草制品中 的应用，其特征在于:所述低次烟叶发酵提取物的添加比例为电子烟液或电加热烟液溶剂 的质量的0.01~0.1%，或占碳加热填充材料质量比的0.01~0.3%。8. -种如权利要求5所述方法制备的低烟碱再造烟叶基片的应用，其特征在于:所述低 烟碱再造烟叶基片占卷烟的填充材料的质量比为5~15%。
【文档编号】A24B3/12GK106047481SQ201610390569
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】罗诚浩, 陈义坤, 刘冰, 魏敏, 高颂, 刘华臣
【申请人】湖北中烟工业有限责任公司