一种利用微生物制备再造烟叶的方法与流程

本发明涉及一种制备再造烟叶的方法，特别涉及一种利用微生物制备再造烟叶的方法，属于烟草技术领域。

背景技术：

在我国卷烟生产过程中，会产生大量烟草废弃料。对于这些废弃料，世界各国主要通过再造烟叶的方法，重新对废弃料进行利用，再造烟叶的生产方法主要有辊压法、稠浆法和造纸法。我国目前主要采用造纸法处理生产过程中的烟叶废弃料。造纸法是将在烟草制造环节中的复烤和卷烟制造过程中的一些烟草废弃料、边角料，如烟末、烟梗、烟签、烟棒和部分低次烟叶等烟草物质，制成具有与烟草同样性能的薄片装再生产品，用作卷烟填充原料。也可以按照一定比例添加到烟草卷制环节中。一方面可以减少高档烟叶的用量，提高烟草原料的利用率，减少烟叶单耗，有效降低卷烟成本。另一方面可以通过人为的处理，使得一些烟草中的有害物质得到降解，改善烟叶的物理特性、化学成分、感官质量，并且达到降焦减害，提质增香的目的。

目前，已有针对降低烟草薄片中大分子物质提高烟草薄片感官质量的相关报道。例如专利CN201510041569公开了烟草薄片的制备方法，它更换了在烟梗、烟末在浸提过程中的溶液，将水更换为醇溶液，使烟叶中的蛋白质、果胶含量降低，烟草薄片的刺激性减轻、杂气降低，抽吸感官质量有所改善，香气余味有显著提高。例如专利CN201510113008公开了一种提升再造烟叶感官质量的方法，是将适合烟叶品种的弱碱柠檬酸钾水溶液喷洒在烟草薄片支撑的烟丝上，使得烟草薄片的感官质量得到很好的提升，并且操作条件简单。

美拉德反应是一种普遍的非酶褐变现象，将其应用于食品香精香料的生产中，国外研究比较多，国内研究较少，该技术在肉类香精及烟草香精中有非常好的应用。美拉德反应技术在香精领域中的应用打破了传统的香精调配和生产工艺的范畴，是一种全新的香精香料应用技术。目前，美拉德反应在烟草生产尤其是再造烟叶在浸提阶段通过微生物方法促使发生美拉德反应从而产生一些芳香物质来改善再造烟叶的感官品质的应用研究还未见报道。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种制备再造烟叶的方法，该方法简单易行、操作方便、安全有效，能够有效改善再造烟叶的感官质量。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种利用微生物制备再造烟叶的方法，将蜡状芽孢杆菌加入至浸泡的烟草原料中，降解烟草原料中的蛋白质，参与美拉德反应，产生潜香物质。

所述的利用微生物制备再造烟叶的方法，包括以下步骤：

(1)将烟草原料和水加入发酵罐中，再加入蜡状芽孢杆菌菌液，浸提，浸提的同时发生美拉德反应，浸提结束后进行分离，得到浸提液和不可溶物；

(2)将浸提液进行真空旋转蒸发浓缩得到浓缩液，将不可溶物进行造纸技术抄造成基片；

(3)将浓缩液涂布在基片上，烘干制得再造烟叶。

步骤(1)中烟草原料和水的质量比为1:5-6。

步骤(1)中蜡状芽孢杆菌菌液的接种量为6-10％，菌液的OD值为1.0。

步骤(1)中蜡状芽孢杆菌菌液的加入时间为烟草原料和水加入发酵罐中20min后。

步骤(1)中浸提的条件为：温度35-50℃，时间2-3h，搅拌速度150-200rpm，溶氧量20％。

步骤(2)中浓缩液的波美度为25°Bé。

所述的烟草原料为质量比5:3:2的烟梗、烟末及低级烟叶的混合物。

本发明的有益效果：

1、本发明在烟草原料浸提过程中加入蜡状芽胞杆菌，能够最大程度上降解烟草原料中的蛋白质，生成多肽或游离的氨基酸，同时，利用浸提过程中烟草原料中的可溶性还原糖溶解于浸提液，使蛋白质的降解产物与可溶性还原糖发生美拉德反应，从而产生具有杂环化合物的潜香物质。这些潜香物质在卷烟燃烧时通过热裂解，参与复杂的化学反应，产生香气，从而使再造烟叶和卷烟原料之间产生良好的协调性和配伍性，提高卷烟的吃味品质。

2、实验证明，本发明采用蜡状芽孢杆菌制备的再造烟叶中，共鉴定出128种中性香气成分，远远超过采用中性蛋白酶降解的83种，和空白对照的60种，这充分证明采用蜡状芽孢杆菌制备再造烟叶能够显著提高卷烟的香气质量。

3、本发明采用微生物参与浸提，无需加入化学香精香料，安全、无污染，操作简单，适用于工业化的生产，具有良好的社会和经济效益，是再造烟叶制备方法的一大创新。

附图说明

图1为本发明加入蜡状芽孢杆菌制备的再造烟叶的中性挥发成分检测结果。

图2为对照例1加入中性蛋白酶制备的再造烟叶的中性挥发成分检测结果。

图3为未加入任何物质制备的再造烟叶的中性挥发成分检测结果。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明发明内容，没有特殊说明的情况下，所采用的操作手段、验证方法等都是本领域技术人员的常规技术手段，本发明只是突出了技术方案的创新点，故现有技术不在此做进一步的说明。

本发明所用的蜡状芽孢杆菌为ATCC 13061。

蜡状芽孢杆菌菌液的制备方法：取出-80℃冰箱中保存的菌种，先进行菌种活化，接种量为培养液的1‰，活化后进行接种培养，制备菌液。使用培养液均为LB培养基：蛋白胨1％，酵母粉0.5％，NaCl 1g，水100ml，pH＝7。

实施例1

一种利用微生物制备再造烟叶的方法，包括以下步骤：

(1)将烟草原料和水按照质量比为1:6的比例加入发酵罐中，浸提20min后，再按照6％的接种量(烟草原料+水)加入蜡状芽孢杆菌菌液，菌液的OD值为1.0，浸提，浸提的同时发生美拉德反应，浸提结束后进行分离，得到浸提液和不可溶物；

浸提的条件为：温度50℃，时间2h，搅拌速度150rpm，溶氧量20％；

烟草原料为质量比5:3:2的烟梗、烟末及低级烟叶的混合物；

(2)将浸提液进行真空旋转蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液的波美度为25°Bé；将不可溶物进行造纸技术抄造成基片；

(3)将浓缩液涂布在基片上，烘干制得再造烟叶。

实施例2

一种利用微生物制备再造烟叶的方法，包括以下步骤：

(1)将烟草原料和水按照质量比为1:6的比例加入发酵罐中，浸提20min后，再按照10％的接种量加入蜡状芽孢杆菌菌液，菌液的OD值为1.0，浸提，浸提的同时发生美拉德反应，浸提结束后进行分离，得到浸提液和不可溶物；

浸提的条件为：温度40℃，时间2h，搅拌速度150rpm，溶氧量20％；

烟草原料为质量比5:3:2的烟梗、烟末及低级烟叶的混合物；

(2)将浸提液进行真空旋转蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液的波美度为25°Bé；将不可溶物进行造纸技术抄造成基片；

(3)将浓缩液涂布在基片上，烘干制得再造烟叶。

实施例3

一种利用微生物制备再造烟叶的方法，包括以下步骤：

(1)将烟草原料和水按照质量比为1:6的比例加入发酵罐中，浸提20min后，再按照8％的接种量加入蜡状芽孢杆菌菌液，菌液的OD值为1.0，浸提，浸提的同时发生美拉德反应，浸提结束后进行分离，得到浸提液和不可溶物；

浸提的条件为：温度35℃，时间3h，搅拌速度150rpm，溶氧量20％；

烟草原料为质量比5:3:2的烟梗、烟末及低级烟叶的混合物；

(2)将浸提液进行真空旋转蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液的波美度为25°Bé；将不可溶物进行造纸技术抄造成基片；

(3)将浓缩液涂布在基片上，烘干制得再造烟叶。

对照例1

一种利用微生物制备再造烟叶的方法，包括以下步骤：

(1)将烟草原料和水按照质量比为1:6的比例加入发酵罐中，浸提20min后，再加入中性蛋白酶(购自夏盛(北京)生物科技开发有限公司)，添加量为2‰，继续浸提，浸提的同时发生美拉德反应，浸提结束后进行分离，得到浸提液和不可溶物；

浸提的条件为：温度35℃，时间3h，搅拌速度150rpm；

烟草原料为质量比5:3:2的烟梗、烟末及低级烟叶的混合物；

(2)将浸提液进行真空旋转蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液的波美度为25°Bé；将不可溶物进行造纸技术抄造成基片；

(3)将浓缩液涂布在基片上，烘干制得再造烟叶。

对照例2

一种利用微生物制备再造烟叶的方法，包括以下步骤：

(1)将烟草原料和水按照质量比为1:6的比例加入发酵罐中，浸提，浸提的同时发生美拉德反应，浸提结束后进行分离，得到浸提液和不可溶物；

浸提的条件为：温度35℃，时间3h，搅拌速度150rpm；

烟草原料为质量比5:3:2的烟梗、烟末及低级烟叶的混合物；

(2)将浸提液进行真空旋转蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液的波美度为25°Bé；将不可溶物进行造纸技术抄造成基片；

(3)将浓缩液涂布在基片上，烘干制得再造烟叶。

试验例1中性挥发性成分测定分析

利用GC/MS对同时蒸馏萃取法提取的香气成分进行分析检测，具体结果如下：

本发明的再造烟叶：共鉴定出128种中性香气成分。其中包括酮类16种，醛类9中，醇类24种，酯类45种，含氧杂环类34种(结果见图1)。

对照例1的再造烟叶：共鉴定出83种中性香气成分。其中包括酮类16种，醛类8种，醇类13种，酯类26种，含氧杂环类20种(结果见图2)。

对照例2的再造烟叶：共鉴定出60种中性香气成分，其中包括酮类12种，醛类7种，醇类11种，酯类18种，含氧杂环类12种(结果见图3)。

以上结果表明，采用本发明微生物参与发酵浸提的再造烟叶，与加入中性蛋白酶和不加入任何物质的再造烟叶相比，中性挥发性物质分别提高54.2％和113.3％，具有明显的增香效果。

试验例2评吸试验

将本发明再造烟叶经过切丝后，放入恒温恒湿培养箱中平衡48h，制成卷烟，作为样品组，将对照例1、2制备的再造烟叶制得的卷烟作为对照组1、2，将样品组和对照组1、2随机编号，由具备评吸资质的评吸员组成评吸小组进行感官评吸，结果见下表。

评价结果表明：与对照组相比，本发明的再造烟叶的杂气、余味有所改善，烟草本香更为明显。相同的工艺条件下，本发明制得的再造烟叶比传统方法更能突出烟草本香。

应当指出，对于烟草领域，在不脱离本发明原理的前提下，做出若干变形及改进，这些也视为属于本发明的保护范围。