专利名称：烟草薄片的制备工艺及制得的烟草薄片的制作方法
技术领域：
本发明涉及烟草加工工艺，尤其是涉及一种通过降解烟草原料中生物大分子 来制备高品质烟草薄片的工艺，还涉及由该工艺制得的烟草薄片。
主要是烟草原料在浸提后的酶解化学处理，即将烟梗、烟末、烟签、烟叶碎 片和烟棒根据浸提后依据生物大分子溶解性和化学特性不同分别加入酶制剂和 化学试剂进行生产原料预处理，使不利于燃吸的烟草大分子物质转变为小分子物 质或移除，改善燃烧吸味，提高烟草品质。
背景技术：
烟草薄片又名重组烟草、再生烟草，是以复烤和巻烟生产过程中的烟草废弃 料如烟梗、烟末、烟签、烟叶碎片和烟棒和部分低次烟叶等为原料，经过重新组 合加工而成的再生烟叶。将经上述烟草废弃料的浸提浓縮液浸涂或喷涂过的烟草 薄片成品，用以掺兑巻烟不仅可减少烟叶单耗，创造很高的经济效益。还可以提 高烟草物质的利用率(该利用率美国为99%，日本为95%，我国约为50%)， 减少烟草种植面积，节约大量耕地。另外，掺兑薄片还能够降低或调整巻烟的焦 油和尼古丁含量，从而提高吸烟的安全性，因而在国内外烟草行业得到飞速推广 应用。烟草薄片的生产工艺主要利用造纸法，稠浆法和辊压法。国内以造纸法生 产烟草薄片为主，但其工艺在很大程度上只是一个原材料的物理重组过程，在化 学组成上，用这种方法所得到的烟草薄片与作为原料的烟末、烟梗的化学组成差 别不大，这样导致烟草薄片存在杂气重、刺激性大和木质气强等吸味缺陷，影响 了薄片在巻烟产品中的使用效果和添加量。
然而，通常在天然烟草中含有1.5 15%的蛋白质，5 12%的果胶和3 15 %的木质素。这三种生物大分子存在烟草薄片中含量较高时，会影响添加了该烟 草薄片的巻烟产品的吸味。目前，已有通过生物降解法降低薄片中的生物大分子 的含量的报道。CN1600183A公开了一种造纸法烟草薄片的制备工艺，其中在烟 草水溶物浓縮液中加入酶制剂或微生物制剂，以降解生物大分子。但烟草中蛋白 质含量90%以上为水不溶性蛋白，加上木质素基本不溶，因而浸提物中蛋白质和 木质素含量很少，导致该方法对这两种物质的去除作用很小，故对烟草薄片改善 吸味效果不大。CN1836589A公开了一种造纸法再造烟叶浸提、浓縮工艺，其中涉及在浸提之前的烟草原料中加入酶制剂。然而，CN1836589A所述的浸提之前 进行酶降解，并没有提供一个合适的酶解缓冲体系，也没有提及对明显产生木质 气和一些剌辣感的木质素进行降解，因而对降低烟草薄片最突出的木质气，改善 吸味效果不显著。
发明内容
本发明要解决的技术问题正是针对上述现有技术中所存在的缺陷而提出一 种新的烟草薄片制备工艺，以有效地降低烟草薄片中果胶、蛋白质和木质素等大 分子化合物的含量，减少杂气，降低刺激性和木质气，改善巻烟燃吸品质。
本发明的一个方面，提供一种烟草薄片的制备工艺，包括以下步骤a.将烟 草原料用水浸泡以萃取烟草水溶性物，并经固液分离得到浸提液与水不溶性固 体；b.将酶制剂加入所得浸提液中，经酶解反应得到第一水溶性提取物，所述酶 制剂为果胶酶或蛋白酶或两者的组合；c.将所得水不溶性固体与水混合，利用蛋 白酶降解其中的蛋白质，再经固液分离得到酶解后水不溶性固体与第二水溶性提 取物；d.将步骤c得到的酶解后不溶性固体，置于酸的醇溶液中，对其中的木质 素进行酸降解，再将经固液分离得到的固体制成烟草薄片片基；e.将所述第一水 溶性提取物和第二水溶性提取物经浓縮处理得到的浓縮液施加至所述片基上，再 经干燥，制成所述烟草薄片。
在本发明所述的制备工艺中，步骤d中所述的酸为选自硝酸、盐酸、氢氟酸、 氢溴酸和醋酸的挥发性酸，所述醇为选自甲醇、乙醇和异丙醇的低级醇。
在本发明所述的制备工艺中，步骤d中所述酸的醇溶液为盐酸乙醇溶液，其 中HC1的质量含量为1% 5%，所述酸降解过程包括将每100g所述酶解后不溶 性固体，与200ml 500ml的所述盐酸乙醇溶液混合，并加热回流0.5 5小吋。
本发明的另一个方面，提供了一种按照本发明所述的制备工艺制成的烟草薄 片，所述烟草薄片中木质素的含量比所用烟草原料中的含量减少40%以上。
本发明的有益效果在于
烟草原料用水浸提萃取后，水溶性果胶基本析出，果胶是由p-半乳糖醛酸聚 合而成的大分子物质，其侧链上也含有许多小分子的糖，通过果胶酶的作用酶解 成单糖等小分子物质，这些小分子的糖类物质在烟草燃吸过程中，可以作为糖源 参与美拉德反应过程，丰富烟香。
蛋白质燃烧有臭味，对燃吸味有不利的影响。通过文献报道及分析检测显示， 烟草中卯％以上的蛋白质量不溶于水，通过水浸提萃取，绝大部分蛋白质还留在 烟草不溶性固体中。本发明通过加蛋白酶在适宜的条件下酶解不溶性固体中的蛋白质，可以降解一定量蛋白质生成氨基酸等小分子物质，所得的氨基酸与果胶分 解所得的单糖一起参与美拉德反应。这样即降低了蛋白质含量，又提高了烟草薄 片的燃烧品质。
还有，烟草薄片从评吸效果角度分析，木质气非常明显，这主要是烟梗等木 质素含量比普通烟叶高而引起的木质气息。木质素是由四种醇单体(对香豆醇、 松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物，是构成植物细胞 壁的成分之一，共价键结合而非常坚固，因而酶法很难降解。本发明通过酸降解， 木质素含量下降非常明显。
将浓縮液浸涂在纤维薄片片基上，并切丝巻制巻烟进行评吸，通过评吸发现 木质气显著减弱，刺辣感和杂气减轻，且香气和余味得到显著提高。
具体实施例方式
下面对本发明内容作进一步说明，以使本领域技术人员可以更清楚地理解并 实施本发明。
本发明主要基于这样的构思根据烟草原料中生物大分子不同的水溶性和酶 降解性，采用酶法-化学法相结合，分步骤且有针对性地分别予以降解，以提高降 解效果。
对本发明的制备烟草薄片的具体工艺如下。
用水浸泡将制备烟草薄片所用的烟草原料以萃取烟草水溶性物。所述烟草原 料可以是巻烟厂产生的烟梗、烟末、烟签、烟叶碎片、烟棒或其组合。通常，所 用烟草原料为上述几种的组合，它们之间的比例没有特别的规定， 一般可以按照 巻烟工厂生产过程实际产生的量来配比。可以在浸泡前，对烟草原料进行机械破
碎，将原料破碎至长度小于30mm，直径小于5mm。或者，本步骤中先不进行破 碎，而是在后续步骤中再进行破碎。每100g所述烟草原料可用200 1000ml的 水浸泡，优选用500 800ml的水浸泡，浸泡温度为40 80°C，浸泡时间为0.5 2 小时。浸泡结束后，经本领域常用的压榨或离心过滤等固液分离法，得到烟草原 料的浸提液与湿的水不溶性固体。经过上述工序，烟草原料中的果胶的大部分、 和蛋白质的小部分进入浸提液中，而木质素和大部分蛋白质仍留在所述固体中。 向所得浸提液中加入适量果胶酶，以降解溶于其中的果胶。果胶酶的酶制剂 类型及用量的选择，本领域普通技术人员可以根据烟草原料中的果胶含量、所需 的降解程度来确定。并且，果胶酶反应条件也可根据所选果胶酶的最佳活性范围 和所需的果胶降解程度来确定。因此，本文对上述参数不作特别的规定。 一般地， 可以使本发明最后制得的薄片中的果胶含量比原料中的减少40%以上。在本发明 的具体实施例中，可以在每100ml浸提液中加入500 2000U的果胶酶制剂，在pH值为5 7、温度为30 6(TC、及搅拌条件下，反应2~8小时，然后灭酶。任选 地，还可以向浸提液中加入适量的蛋白酶制剂，以分解其中的水溶性蛋白质。经 上述酶解反应得到第一水溶性提取物，其中含有果糖降解得到的单糖。
对上述水浸泡后得到水不溶性固体先进行机械破碎至长度小于10mm，直径 小于2mm，然后，每100g水不溶性固体与100 300ml的水混合，再加入适量蛋 白酶制剂，在适宜的酶反应条件下降解固体中的蛋白质。蛋白酶的类型、用量及 反应条件，本领域普通技术人员可以根据烟草原料中的蛋白质含量、所需的降解 程度、以及蛋白酶的特性来确定，本文对此不作特别的规定。 一般地，可以使本 发明最后制得的薄片中的蛋白质含量比原料中的减少约40%或以上。在本发明的 具体实施例中，可以对应每100 g烟草原料添加0.1 0.5g 1600U/ml活力的GC710 细菌中性蛋白酶，在pH值为5 7、温度为30~60°C、及搅拌条件下，反应2 8 小时，然后灭酶。本领域技术人员很容易根据实际使用蛋白酶的活力来调整其添 加量。对蛋白酶反应后的物料再经压榨或离心等固液分离，得到酶解后水不溶性 固体与第二水溶性提取物。所述酶解后不溶性固体中仍存在烟草原料中的木质素
以及未被降解的蛋白质，而第二水溶性提取物中含有蛋白质的降解产物，如氨基 酉女、寺。
接下去，将所述酶解后不溶性固体，置于酸的醇溶液中，对其中的木质素进 行酸降解。具体地，可以将每100g所述酶解后不溶性固体，与200 500ml，优 选为200 300ml的盐酸乙醇溶液(由盐酸和乙醇组成，其中HC1的质量含量为 1%~5%)混合物，并加热回流0.5 5小时。其中盐酸可以用硝酸、氢氟酸、氢 溴酸或醋酸之类的挥发性酸替代，乙醇可以用选自甲醇、乙醇和异丙醇的低级醇 替代。这些酸和醇，容易通过挥发去除，而不易残留在产品中。酸解反应结束后， 进行固液分离，其中可以用适量的水洗涤固体以去除残留的酸和醇，然后将得到 的固体通过本领域常用的造纸法、稠浆法或辊压法制成烟草薄片片基。
还有，将前面制得的第一水溶性提取物和第二水溶性提取物合并，对其进行 真空浓缩处理，并将得到的浓縮液通过浸涂或喷涂等方法施加至所述片基上得到 时的烟草薄片。再经干燥，切片制成烟草薄片成品。其中真空浓縮在45 65'C下 进行，最后浓缩液中的固形物一般控制为含量为30 60%;第一和第二水溶性提 取物也可分别浓縮后施加至片基。所述浸涂或喷涂浓縮液、干燥和分切步骤是本 领域众所周知的常规技术。
下面结合具体实施例进一步阐明本发明内容。
果胶酶液体果胶酶，30000U/ml，山东隆大生物工程有限公司。蛋白酶GC710细菌中性蛋白酶，1600 U/ml,无锡杰能科酶制剂有限公司。 实施例一
将烟梗、烟末、烟棒和烟签4种生产原料按照7: 3: 3: 1的比例进行混合
称取100g，用700ml水在7(TC下浸泡搅拌40min，搅拌速率为200转/分(搅拌 器是上海申生科技有限公司的S-312数显恒温搅拌器)，经压榨分离，得到470ml 烟草水溶性提取物，置入生物反应器(上海申顺生物科技有限公司的R-S型反应 器)中，加液体果胶酶0.15g，在温度为5(TC，搅拌速率为220转/分下，酶解反 应5h后，停止反应灭酶，灭酶温度为95'C，灭酶时间为15min，得烟草水溶性 提取物①。
用粉碎机(上海淀久中药机械制造有限公司的粉碎机-切片机型)对浸提后得 到的310g烟草不溶性湿固体进行机械破碎IO秒，置入生物反应器(上海申顺生 物科技有限公司的R-S型反应器)中，加620ml水，液体中性蛋白酶0.25g，在 温度为45。C，搅拌速率为220转/分下，酶解反应7h。反应结束后，压榨分离， 酶解水溶性提取物进行灭酶，灭酶温度为IO(TC，吋间为10min，得烟草水溶性 提取物②，合并①和②，所得滤液转移到真空浓缩仪(上海雅荣生化仪器设备有限 公司的RE-52AA型旋转蒸发仪)进行浓缩处理，浓縮的温度控制在6(TC，当滤 液浓縮至深棕褐色半流状物固体时，停止浓縮得浓縮液，经测固形物含量为 42.3%。
将酶处理后的水不溶性固体280g置于反应器中，加入2.5%的盐酸乙醇溶液 300ml (由盐酸和无水乙醇组成，其中HC1的质量含量为2.5%)，搅拌速率200 转/分(搅拌器是上海申生科技有限公司的S-312数显恒温搅拌器)，在温度106°C 下，加热回流0.5h，反应结束后，压搾分离得固体，固体用300ml水浸泡再过滤 分离，弃反应液，所得固体用造纸法制成薄片片基。
对处理后的烟草薄片进行化学分析，结果果胶含量减少52.3%，蛋白质含量 减少40.5%，木质素含量减少40.5%。
将浓縮液浸涂在薄片片基上，经干燥工序后，并切丝巻制巻烟进行评吸，结 果香气和余味得到显著提高，刺激性和木质气明显下降。
实施例二
本实施例中使用的设备与实施例一中的相同。
将烟梗、烟末、烟棒和烟签4种生产原料按照6: 2: 2: 1的比例进行混合
称取100g，用800ml水在65'C下浸泡搅拌35min，搅拌速率为220转/分，经压 榨分离，得到550ml烟草水溶性提取物，置入生物反应器中，加液体果胶酶0.20，在温度为55'C，搅拌速率为220转/分下，酶解反应4h后，停止反应灭酶，灭酶 温度为10(TC，灭酶时间为10min，得烟草水溶性提取物①。
用粉碎机对浸提后得到的320g烟草不溶性湿固体进行机械破碎15秒，置入 生物反应器中，加640ml水，液体中性蛋白酶0.20g，在温度为50。C，搅拌速率 为250转/分下，酶解反应8h。反应结束后，压榨分离，酶解水溶性提取物进行 灭酶，灭酶温度为95t:，吋间为12min，得烟草水溶性提取物②，合并①和②， 所得滤液转移到真空浓縮仪进行浓縮处理，浓縮的温度控制在55'C，当滤液浓縮 至深棕褐色半流状物固体时，停止浓縮得浓縮液③，经测固形物含量为45.8%。
将酶处理后的水不溶性固体285g置于反应器中，加入2.0%HCI的无水乙醇 350ml，搅拌速率250转/分，在温度105。C下，加热回流l.Oh，反应结束后，压 榨分离得固体，固体用350ml水浸泡再过滤分离，弃反应液，所得固体用造纸法 制成薄片片基。
对处理后的烟草薄片进行化学分析，结果果胶含量减少48.3%，蛋白质含量 减少37.5%，木质素含量减少50.2%。
将浓縮液浸涂在薄片片基上，经干燥工序后，并切丝巻制巻烟进行评吸，结 果香气和余味得到明显提高，木质气显著下降。
实施例三
除另有说明外，本实施例中使用的设备与实施例一中的相同。
将烟梗、烟末、烟棒和烟签4种生产原料按照7: 2: 2: 1的比例进行混合
称取100g，用600ml水在8(TC下浸泡搅拌30min,搅拌速率为180转/分，经压榨 分离，得到380ml烟草水溶性提取物，置入1000ml玻璃瓶中，加液体果胶酶O.lOg， 在温度为45t，搅拌速率为180转/分下，酶解反应4.5h，停止反应灭酶，灭酶 温度为95"C，时间为12min，得烟草水溶性提取物①。
用粉碎机对浸提后得到的300g烟草不溶性湿固体进行机械破碎8秒，加 600ml水，液体中性蛋白酶0.30g，在温度为55'C，搅拌速率为180转/分下，酶 解反应8h。反应结束后，压榨分离，酶解提取物进行灭酶，灭酶温度为90°C， 时间为15rnin,得烟草水溶性提取物②，合并①和②，所得滤液转移到真空浓縮 仪进行浓縮处理，浓縮的温度控制在55'C，当滤液浓縮至深棕褐色半流状物固体 时，停止浓縮得浓縮液③，经测固形物含量为53.2%。
将酶处理后的水不溶性固体275g置于反应器中，加入3.0%HC1的无水乙醇 300ml，搅拌速率180转/分，在温度107匸下，加热回流1.5h，反应结束后，压榨 分离得固体，固体用300ml水浸泡再过滤分离，弃反应液，所得固体用造纸法制 成薄片片基。对处理后的烟草薄片进行化学分析，结果果胶含量减少42.3%，蛋白质含量 减少42.5%，木质素含量减少58.5%。
将浓縮液浸涂在薄片片基上，经干燥工序后，并切丝巻制巻烟进行评吸，结 果香气和余味得到明显提高，木质气显著下降，刺激性略有改善。
权利要求
1、一种烟草薄片的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤a. 将烟草原料用水浸泡以萃取烟草水溶性物，并经固液分离得到浸提液与水不溶性固体；b. 将酶制剂加入所得浸提液中，经酶解反应得到第一水溶性提取物，所述酶制剂为果胶酶或蛋白酶或两者的组合；c. 将所得水不溶性固体与水混合，利用蛋白酶降解其中的蛋白质，再经固液分离得到酶解后水不溶性固体与第二水溶性提取物；d. 将步骤c得到的酶解后不溶性固体，置于酸的醇溶液中，对其中的木质素进行酸降解，再将经固液分离得到的固体制成烟草薄片片基；e. 将所述第一水溶性提取物和第二水溶性提取物经浓缩处理得到的浓缩液施加至所述片基上，再经干燥，制成所述烟草薄片。
2、 按照权利要求1所述的制备工艺，其特征在于步骤d中所述的酸为选自硝 酸、盐酸、氢氟酸、氢溴酸和醋酸的挥发性酸，所述醇为选自甲醇、乙醇和 异丙醇的低级醇。
3、 按照权利要求1所述的制备工艺，其特征在于步骤d中所述酸的醇溶液为 盐酸乙醇溶液，其中HC1的质量含量为1%~5%，所述酸降解过程包括将每 100g所述酶解后不溶性固体，与200ml 500ml的所述盐酸乙醇溶液混合，并 加热回流0.5 5小时。
4、 按照权利要求1 3中任一项所述的制备工艺，其特征在于歩骤a中，每lOOg所述烟草原料用200 1000ml的水浸泡，浸泡温度为40~80°C，浸泡时间为 0.5 2小时；所述烟草原料选自烟梗、烟末、烟签、烟叶碎片、烟棒或其组 合，且所述烟草原料的长度小于30mm，直径小于5mm。
5、 按照权利要求1 3中任一项所述的制备工艺，还包括，在步骤c所述的酶解 前，将步骤a中得到的水不溶性固体破碎至长度小于10mm，直径小于2mm。
6、 按照权利要求1 3中任一项所述的制备工艺，其特征在于步骤b中所述酶 制剂为果胶酶制齐ij，酶解过程包括每100ml浸提液中加入500 2000U的果 胶酶制剂，在pH值为5-7、温度为30 6(TC、及搅拌条件下，反应2 8小时。
7、 按照权利要求1 3中任一项所述的制备工艺，其特征在于步骤c中，所述 水不溶性固体与水的混合比为每100g所述水不溶性固体对100 300ml的水， 所述蛋白酶为占所述烟草原料质量百分比0.1 0.5。/。的1600U/ml的中性蛋白酶 制剂；降解蛋白质的反应在pH值为5~7、温度为30 6(TC、及搅拌条件下进 行2~8小时。
8、 按照权利要求1 3中任一项所述的制备工艺，其特征在于各步骤中所述的 固液分离为压榨分离或离心分离。
9、 按照权利要求1 3中任一项所述的制备工艺，其特征在于所述第一水溶性提取物和第二水溶性提取物分别进行或合并后进行所述浓縮处理；所述浓縮 处理是指真空浓縮，其中浓縮温度为45~65°C，所述浓縮液中的固形物含量为 30 60% ;所述浓縮液的施加方法为浸涂法或喷涂法。
10、 一种按照权利要求1 9中任一项所述的制备工艺制成的烟草薄片，所述烟 草薄片中木质素的含量比所用烟草原料中的含量减少40%以上。
全文摘要
本发明提供一种烟草薄片制备工艺及烟草薄片。该工艺包括用水浸泡烟草原料，得到浸提液与水不溶性固体；用果胶酶和/或蛋白酶酶解浸提液得到第一水溶性提取物；用蛋白酶降解水不溶性固体中的蛋白质，得到酶解后水不溶性固体与第二水溶性提取物；将酶解后不溶性固体置于酸的醇溶液中以酸降解木质素，再将分离得到的固体制成烟草薄片片基；然后将所述第一和第二水溶性提取物经真空浓缩后施加至片基，制成烟草薄片。该工艺有效降低了易水溶果胶及水不溶性蛋白质的含量，还通过化学降解木质素，减少了烟草薄片中特有的木质气息。
文档编号A24B3/14GK101438852SQ20081020428
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者吕斌峰, 罗昌荣, 赵震毅 申请人:华宝食用香精香料(上海)有限公司;华顺香料(上海)有限公司