一种利用磁纳米载体酶提升再造烟叶品质的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用磁纳米载体酶提升再造烟叶品质的方法。利用磁纳米载体酶能回收、重复利用的特性，在选定的复合体系中制备磁纳米载体酶，然后针对再造烟叶的梗膏或叶膏进行处理，能有效改善涂布液质量，从而提升再造烟叶品质，提升其在卷烟中的配伍性。本发明的磁纳米载体酶具有能多次重复利用、稳定性高的特点，在再造烟叶梗、叶膏的处理过程中具有较好的应用前景。
【专利说明】一种利用磁纳米载体酶提升再造烟叶品质的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于烟草加工【技术领域】，涉及再造烟叶的品质改造，具体是涉及一种运用 磁纳米载体酶改善涂布液品质进而提升再造烟叶品质的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，生物技术尤其是酶处理技术已在烟草研究的各个领域中进行了相关研究， 如烟叶发酵、再造烟叶及烟梗提质、香料生产等，均取得了一定的研究效果。
[0003] 在再造烟叶研究方面，越来越多的研究发现影响烟草再造烟叶吸味品质的原因主 要来源于烟梗和烟末等本身所含有的蛋白质、多糖、果胶和木质素等生物大分子，这些物质 燃烧后产生的部分物质严重影响梗丝的品质。因此，目前的研究多集中在如何去除这些蛋 白质、多糖、果胶和木质素等生物大分子上。随着酶工业技术的不断发展，酶法去除生物大 分子越来越受到国内外学者的关注和重视。近年来，有关酶法提取的新技术和专利也不断 涌现，如专利US4887618提出先使用一种含水溶剂萃取出烟草有关组分后，再用蛋白酶水 溶液处理萃取过的烟料，将烟料中大量基本不溶于水的蛋白质分解成水溶性的多肽，最后， 将经过如此处理的烟料过滤即得到降低蛋白质含量的烟草。经过处理的烟料，其蛋白质含 量较低，可与萃取液一起制造成低蛋白质含量的烟草再造烟叶。发明专利"一种再造烟叶 改性添加剂及其制备和使用方法"，将配伍的复合酶制剂应用于造纸法再造烟叶的提取浓 缩段，对烟梗液进行生物酶处理，使得烟梗中的果胶、蛋白质等大分子物质降解，转化为小 分子物质，从而改善提取液的致香成分，使有效的成分提取更完全。同时改善烟梗的物理性 状，利于制浆和抄造。
[0004] 但是，由于添加的酶本身就是蛋白质，会残留在萃取浓缩液中，一定程度上影响了 产品的质量，研究者为了将酶能够进一步高效利用，且能有效的去除酶在相关液体中的残 留，开展了可回收载体酶技术的研究，磁纳米载体酶就是其重点方向之一。
[0005] 磁纳米载体酶中的磁性纳米载体颗粒既具有纳米材料所特有的性质，如粒径小， 比表面积大，又具有磁响应性及超顺磁性，分离简单迅速，使其在生物催化领域成为研究的 热点。磁性纳米颗粒由于粒径小，可以均匀悬浮在反应体系中充分与底物接触，改善固定化 酶与底物的传质阻力；在外加磁场下磁性颗粒又可以与底物快速分离，实现酶的重复使用。 现阶段，已有较多研究者进行了磁性纳米载体酶的研究。如冯超等人研究了磁纳米材料固 定脂肪酶，获取的纳米载体酶具有高稳定性和多次回收利用的优势，且酶活回收率保持较 高；张亚妮采用磁纳米材料固定化漆酶，实现了对2,4二氯酚的有效降解。同时，还有纤维 素酶等的相关研究。但现有技术中关于磁纳米载体酶在烟草方面的应用尚未见报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用磁纳米载体酶提升再造烟 叶品质的方法。利用磁性纳米材料能快速回收及再生的特点，形成可快速回收的磁纳米载 体酶，用于再造烟叶提质。
[0007] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
[0008] 除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。
[0009] -种利用磁纳米载体酶提升再造烟叶品质的方法，包括以下步骤：
[0010] (1)酶的获取：选择高酶活的纤维素酶、漆酶或蛋白酶备用；
[0011] (2)磁纳米载体酶的制备：将FeCl3、FeCl2、PEG4000 (聚乙二醇4000)和 APTEs(3-氨丙基三乙氧基硅烷）按照摩尔比1:1:1:1混合，在pH>7,碱性NaHCO3-Na2CO3缓 冲体系条件下进行反应，得到磁纳米载体颗粒，再以该载体颗粒为基础，将酶进行负载，从 而制备磁纳米载体酶，具体制备条件为：载体颗粒80?IOOmg, 2?4%戊二醒活化2?4h, ConA(伴刀豆球蛋白A)浓度为0? 6?0? 8mg/mL，酶浓度为0? 2?0? 3mg/mL，离子强度为 0? 10?0? 15M，温度控制在28?30°C、200rpm反应2?3h;
[0012] (3)梗膏及叶膏的处理：将磁纳米载体酶按照1:100的质量比分别与梗膏和叶膏 进行混合，在温度35?45°C条件下进行反应2?4h后，用磁铁回收磁纳米载体酶，过滤分 离得到改性梗膏和改性叶膏；
[0013] (4)涂布液制备：将改性梗膏和改性叶膏按照质量比1:1混匀后得到改性涂布 液；
[0014] (5)再造烟叶的制备：以常规片基为基础，用改性涂布液按照常规生产工艺进行 再造烟叶的制备。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0016] 1、本发明利用磁纳米载体酶能回收、重复利用的特性，在选定的复合体系中制备 磁纳米载体酶，然后针对再造烟叶的梗膏或叶膏进行处理，能有效改善涂布液质量，从而提 升再造烟叶品质，提升其在卷烟中的配伍性。
[0017] 2、本发明制备的磁纳米载体酶可负载单一或复合酶，能有效分解叶膏和梗膏中的 大分子物质，从而调整其内在组分，改善涂布液组分构成；
[0018] 3、磁纳米载体酶可回收、多次使用，不仅可降低处理成本，且在处理液中无酶蛋白 残留，有助于进一步提升品质；
[0019] 4、在实际操作中较为简单，能充分保证工艺线的完整性，适合于规模生产。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，应当注意，具体实施例不以任何 方式对本发明加以限制，依据本发明的方法所作的任何变更或替换，均属于本发明的保护 范围。
[0021] 实施例1
[0022] 1.酶的获取：从诺维信公司购买酶活力达600U/g的蛋白酶；
[0023] 2.磁纳米载体酶的制备：以FeCl3、FeCl2、PEG4000及APTEs按照摩尔比1:1:1:1 在碱性条件下（pH= 9. 12,37°C，碱性NaHC03-Na2C〇d^冲体系）进行反应制备磁纳米载体 颗粒。再以该载体颗粒为基础，将酶进行负载，从而制备磁纳米载体酶，具体制备条件为：载 体100mg，4 %戊二醛活化4h，ConA浓度为0? 8mg/ml，蛋白酶浓度为0? 3mg/ml，离子强度为 0. 15M，28°C、200rpm反应3h，制备磁纳米载体纤维素酶。
[0024]3.梗膏及叶膏的处理：将获取的磁纳米载体酶按照1:100的质量比与梗膏或叶膏 进行混合，在45°C条件下反应2h后，用磁铁回收磁纳米载体酶，过滤分离得到处理后梗膏 及叶膏；
[0025] 4.涂布液制备：将处理的梗膏及叶膏按照质量比1:1的进行混合，混匀后制备得 到改性涂布液；
[0026] 5.再造烟叶的制备：将获取的涂布液替换生产中的常规涂布液，以常规片基为基 础，进行再造烟叶的制备；所得再造烟叶与对照样品相比，其化学特征及感官指标上变化如 表1和表2所不。
[0027] 表1再造烟叶化学指标变化情况
[0028]
【权利要求】
1. 一种利用磁纳米载体酶提升再造烟叶品质的方法，包括以下步骤： (1) 酶的获取：选择高酶活的纤维素酶、漆酶或蛋白酶备用； (2) 磁纳米载体酶的制备：将FeCl3、FeCl2、聚乙二醇4000和3 -氨丙基三乙氧基硅烷 按照摩尔比1: 1: 1:1混合，在pH>7,碱性NaHCO3 - Na2CO3缓冲体系条件下进行反应，得到磁 纳米载体颗粒，再以该载体颗粒为基础，将酶进行负载，从而制备磁纳米载体酶，具体制备 条件为：载体颗粒80?lOOmg，2?4%戊二醛活化2?4h，伴刀豆球蛋白A浓度为0. 6? 0? 8mg/mL，酶浓度为0? 2?0? 3mg/mL，离子强度为0? 10?0? 15M，温度控制在28?30°C、 200rpm 反应 2 ?3h ; (3) 梗膏及叶膏的处理：将磁纳米载体酶按照1:100的质量比分别与梗膏和叶膏进行 混合，在温度35?45°C条件下进行反应2?4h后，用磁铁回收磁纳米载体酶，过滤分离得 到改性梗膏和改性叶膏； (4) 涂布液制备：将改性梗膏和改性叶膏按照质量比1:1混匀后得到改性涂布液； (5) 再造烟叶的制备：以常规片基为基础，用改性涂布液按照常规生产工艺进行再造 烟叶的制备。
【文档编号】A24B3/14GK104305514SQ201410619222
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】颜克亮, 陈微, 张天栋, 周博, 王欣林, 赵英良 申请人:云南中烟工业有限责任公司