一种降解烟梗中木质素的方法
【专利摘要】本发明属于生物【技术领域】，公开了一种降解烟梗中木质素的方法。本发明提供的降解烟梗中木质素的方法包括：取烟梗、漆酶与水混合，于40℃～48℃、pH4.5～5.5条件下酶解36h～60h。本发明提供的降解烟梗中木质素的方法操作简单，对烟梗原料的破坏性小，且显著提高了烟梗中木质素的降解率，提升了烟梗丝的品质，更有利于烟梗资源的充分利用；添加了本发明提供的制备方法制得的烟梗酶解产品的卷烟杂气、刺激性明显降低，木质气大幅度减弱，提高了卷烟的香气和余味。
【专利说明】一种降解烟梗中木质素的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物【技术领域】，特别涉及一种降解烟梗中木质素的方法。
【背景技术】
[0002]烟草是茄科一年生草本植物，主要用于制造烟丝、卷烟和雪茄烟。烟叶是主要的加工部位，烟叶在打叶复烤后被分离成片烟和烟梗，烟梗即是烟叶之粗硬叶脉，约占叶重的25%-30%，是烟草工业的主要副产物之一。现有的利用烟梗的方法，主要包括制造卷烟、生产烟草薄片、提取烟碱和茄尼醇等。在制造卷烟过程中，一些烟梗经切丝、膨胀后添加到卷烟产品中，可以提高烟丝的填充值，降低焦油和烟气一氧化碳的含量。但是，目前对烟梗的利用率较低，在我国每年有数十万吨烟梗资源被废弃，这既浪费了资源，也污染了环境。
[0003]研究发现，烟梗的主要成分是木质素、纤维素和半纤维素，而其中的木质素是造成烟梗杂气、木质素气重和燃烧时灼喉感的主要原因，导致烟梗在卷烟产品中添加过多时会出现卷烟产品香气量不足、吃味平淡、刺激性强等感官质量缺陷。研究还发现，木质素结构中富含苯环，是烟焦油中稠环芳烃类、芳香胺等有害物质的主要来源。这些都限制了烟梗资源的利用，为了更加有效地利用烟梗资源，有必要对烟梗中的木质素进行降解。
[0004]木质素是以苯丙烯类似物为单元构成的一类生物多聚体，组成单元的结构及其连接键复杂而稳定，构成结构复杂的立体网状物质，且木质素填充在纤维素和半纤维素的空隙之间，导致木质素结合紧密不易除去。目前，针对木质素的降解，主要有三种方法:化学法、物理法和生物法。常用的方法为化学法，例如造纸工业中的热碱处理，该方法不仅需要消耗大量的化学品和能源，而且产生的废液会造成严重的环境污染。而物理法，由于能量消耗较大、噪音大等缺点，也不适宜工业化应用。随着生物技术的进步，生物法降解木质素已受到学者的广泛关注。
[0005]然而，针对烟梗中木质素的降解方法，目前的研究报道较少，利用生物技术处理烟梗中木质素的研究更少，所以，急需一种利用生物技术降解烟梗中木质素的方法，以合理利用烟草资源。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的发明目的在于提供一种降解烟梗中木质素的方法，该方法利用漆酶降解烟梗中的木质素，操作方法简单，显著提高了烟梗中木质素的降解率，提升了烟梗丝的品质，更有利于烟梗资源的充分利用。
[0007]为了实现本发明的发明目的，本发明采用如下技术方案:
[0008]本发明提供了一种降解烟梗中木质素的方法，包括:
[0009]取烟梗、漆酶与水混合，于40°C?48°C、pH4.5?5.5条件下酶解36h?60h。
[0010]木质素填充在纤维素和半纤维素的空隙之间，结构致密不易降解，常规的降解木质素的方法对原料的破坏性大，降解后的产品需要经过进一步的深加工才能被利用。针对烟梗，因为降解烟梗中的木质素的目的是为了将所得降解之后的加工产品直接加以利用，例如制备卷烟、生产烟草薄片和茄尼醇，而这些产品的质量控制非常严格，所以常规的降解木质素的方法并不适用于烟梗中木质素的降解。例如物理法对烟梗的破坏性较大，所得烟梗加工产品不利于回收利用；化学法需要用到强碱，后处理过程复杂，且所得产品会带来严重的刺激性，也不适合烟梗中木质素的降解。本发明提供的降解烟梗中木质素的方法利用了漆酶降解木质素的功能，通过大量的条件筛选获得了适宜的酶解条件，操作方法简单，对原料的破坏性小，处理后的产品能够被利用；且显著提高了烟梗中木质素的降解率，提升了烟梗丝的品质。评吸实验结果证实，添加了本发明提供的制备方法制得的烟梗酶解产品的卷烟的杂气、刺激性明显降低，木质气大幅度减弱，提高了卷烟的香气和余味。
[0011]优选地，本发明提供的方法中，酶解的温度为45°C。
[0012]优选地，本发明提供的方法中，酶解的pH值为5.0。
[0013]优选地，本发明提供的方法中，酶解的时间为48h。
[0014]优选地，本发明提供的方法中，酶解的缓冲液为乙酸-乙酸钠缓冲液。
[0015]优选地，本发明提供的方法中，以g/U计，所用烟梗的质量与所用漆酶的酶活力之比为 1:800 ?1200。
[0016]优选地，本发明提供的方法中，所用漆酶的制备方法包括:
[0017]取杂色云芝菌接种于发酵培养基后，于28°C?30°C、pH4.0?6.0条件下发酵6d?8d，得发酵液，纯化，即得。
[0018]本发明提供的方法中所用的漆酶可以是商品化的漆酶，也可以是本发明提供的漆酶的制备方法制备获得的漆酶。
[0019]优选地，本发明提供的方法中，所用漆酶的制备方法中的发酵培养基包括以下组分:
[0020]
马铃薯提取液15% ~ 25% (体积百分比计)
葡萄糖18g/L ~ 22g/L
蛋白胨3.5g/L~4.5g/L
KH2PO42.5g/L ~ 3.5g/L
MgS0,-7H20l.0g/1.-2.()-/1,
MnS(.:).,-7H20().lg/1.~().VL
ZiiSO40.1g/1.-
CuSO40.Smmoi/L ~ LOvn 111(.)1/1.,
维生素 B10.0Olg/L ~ 0.005g/Lo
[0021]在本发明的一些实施例中，本发明提供的方法中，所用漆酶的制备方法中的发酵培养基包括以下组分:
[0022]
【权利要求】
1.一种降解烟梗中木质素的方法，其特征在于，包括: 取烟梗、漆酶与水混合，于40°C~48°C、pH4.5~5.5条件下酶解36h~60h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶解的温度为45°C。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶解的pH值为5.0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶解的时间为48h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以g/U计，所述烟梗的质量与所述漆酶的酶活力之比为1:800~1200。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述漆酶的制备方法包括: 取杂色云芝菌接种于发酵培养基后，于28°C~30°C、pH4.0~6.0条件下发酵6d~8d，得发酵液，纯化，即得。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括以下组分:
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵的温度为28°C。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵的pH值为5.0。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵的时间为7d。
【文档编号】A24B15/20GK103859579SQ201410129330
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】李元实, 马林, 朱良华, 黄飞, 刘金霞, 李河霖, 张锐, 帖金鑫 申请人:吉林烟草工业有限责任公司, 郑州轻工业学院