本发明属于卷烟香精香料技术领域，具体涉及一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂及其制备方法与应用。
背景技术：
中国是一个烟草工业大国，烟草种植面积和产量均居世界首位，销量也占世界首位，烟草种植与生产在国民经济中发挥着重要的作用。大家都知道烟草中焦油等物质有害人体健康，但吸烟已成为人们生活的一部分，很难改变，同时伴随着经济发展的需要，人们开始接受吸烟且将重点转向了如何降焦减害方面的研究，降低焦油含量早己不是难事，但是，烟草中含有的大量香味物质在降低焦油的同时也大大减少，这势必导致烟味偏淡且烟香不足、无法满足消费者的喜好。如何在降低焦油含量的同时做到不削弱香味，不破坏香气风格，并且使卷烟达到较好的稳定性成为烟草工业的难题之一，添加烟用香精和烟草醇化可以弥补了这一缺陷。烟用香精作为一种特殊的食品添加剂，目前香精分为化学合成法制备烟用香精、植物提取物制备烟用香精、生物技术制备烟用香精及美拉德生香技术制备烟用香精。美拉德反应是形成烟草特征香味的主要途经之一，烟草在调制、陈化、加工以及燃吸过程中，都伴随着不同程度的非酶棕色化反应，产生许多香味成分。国际权威机构认定美拉德反应所制备的香精基是“天然的”，且在新型的烟用香精中已被广泛采用，淀粉在烟叶内部淀粉酶作用下水解成葡萄糖、麦芽糖等糖类，可以与烟草内部氨基酸发生美拉德反应生成香味物质美拉德反应产物，使卷烟香味物质含量增加。醇化是目前普遍运用的改善烟草品质的重要手段，而烟叶醇化的一个重要机制是生物酶的作用过程。由于烤烟中的内源酶种类和含量都比较少，不能在短时间内使烟叶得到充分的醇化，因此纯化周期长、占用仓库面积和人力资源较多，使用新鲜烟叶中提取添加剂中含有大量內源酶，处理烟叶以促进烤烟的醇化过程，以期进一步改善烟叶品质。所以如何克服现有技术的不足是目前卷烟香精香料技术领域亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂及其制备方法与应用。本发明制备方法简单，制得的添加剂安全无污染，无需添加任何对人体有害的化学物质，且该添加剂可以使得在卷烟降低焦油含量的同时做到不削弱香味，易于推广应用。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法，包括按如下步骤：采摘成熟中部烟叶，将烟叶表面洗干净后抽去烟叶主脉，然后将抽去主脉的烟叶与温度为4-10℃的磷酸缓冲液按照质量体积比1:4-12混合，得到混合物；所述的磷酸缓冲液pH值为7，浓度为0.01M-0.05M；之后混合物在4-10℃下，通过破碎机进行破碎至破碎残渣直径小于2mm；破碎后的混合物通过无菌纱布过滤并弃去残渣，滤液用0.22um中空纤维柱过滤浓缩，浓缩至原体积的18-22%（即浓缩后的体积为滤液体积的18-22%）；接着浓缩物在3-8℃进行自然沉降至分为3层，取中间层物质和最下层物质按照质量比为2:1~1:2混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂。进一步，优选的是所述的源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法，包括按如下步骤：采摘成熟中部烟叶，将烟叶表面洗干净后抽去烟叶主脉，然后将抽去主脉的烟叶与温度为4℃的磷酸缓冲液按照质量体积比1:12混合，得到混合物；所述的磷酸缓冲液pH值为7，浓度为0.01M；之后混合物在4℃下，通过破碎机进行破碎至破碎残渣直径小于2mm；破碎后的混合物通过无菌纱布过滤并弃去残渣，滤液用0.22um中空纤维柱过滤浓缩，浓缩至原体积的20%；接着浓缩物在4℃进行自然沉降，进行自然沉降至分为3层，取中间层物质和最下层物质按照质量比为1:1混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂。进一步，优选的是所述的采用无菌纱布过滤时，无菌纱布有5层。进一步，优选的是所述的自然沉降时间为5h以上。进一步，优选的是取中间层物质和最下层物质按照质量比为1：1混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂。进一步，优选的是将源于新鲜烟叶的烟草添加剂分装后，于4℃密封保存。本发明还提供一种上述源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法制得的源于新鲜烟叶的烟草添加剂。本发明还提供一种上述制备方法制得的源于新鲜烟叶的烟草添加剂在制备卷烟中的应用，是将源于新鲜烟叶的烟草添加剂加入至低焦油卷烟的烟丝中，按照常规的制备工艺制备成卷烟；添加量为低焦油卷烟烟丝重量的0.004％-0.3%。进一步，优选的是源于新鲜烟叶的烟草添加剂的添加量为低焦油卷烟烟丝重量的0.004％-0.1%。进一步，优选的是将源于新鲜烟叶的烟草添加剂用双蒸水稀释300-800倍后均匀地喷洒于低焦油卷烟烟丝上。进一步，优选的是将源于新鲜烟叶的烟草添加剂用双蒸水稀释400倍后均匀地喷洒于低焦油卷烟烟丝上，喷洒后的烟丝密封室温放置12h后，将烟丝放入90℃烘干箱烘干20min；接着将烘干后的烟丝放入温度为22℃、相对湿度为55%的恒温恒湿箱中8-12h平衡烟丝水分，最后将平衡后的烟丝按照常规的制备工艺制备成卷烟。本发明源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法的具体步骤及制备机理如下：第一步，采摘成熟中部烟叶，洗净表面的泥沙及其它杂质。烟叶品质分部位：上部烟、中部烟、下部烟。上部烟烟味浓，下部烟烟气淡，基本是填充料，一般来说中部烟质量最好，味醇、烟味适中，适合于奔赴人们产品的制备。洗去烟叶表面的泥沙，泥沙混入会产生青杂气影响卷烟品质，所以烟叶破碎前要冲洗干净表面泥沙；第二步，将烟叶表面洗干净后抽去烟叶主脉，然后将抽去主脉的烟叶与温度为4-10℃的磷酸缓冲液按照质量体积比1:4-12混合，得到混合物；所述的磷酸缓冲液pH值为7，浓度为0.01M-0.05M；之后混合物在4-10℃下，通过破碎机进行破碎。抽去主动脉，因为主动脉所含内源酶及淀粉含量比较低，粗纤维较多，破碎效果不好，容易带入杂质，所以去主动脉；pH值为7、浓度为0.01M-0.05M磷酸缓冲液可维持叶肉细胞正常pH值与正常生理环境，抵御pH值变化，具有保护烟叶破碎后主要成分；烟叶与温度为4-10℃的磷酸缓冲液1：4-12混合有助于烟叶充分破碎；破碎时，温度控制在4-10℃有助于保护内源酶不会因温度过高失活；第三步，破碎后的混合物通过5层无菌纱布过滤并弃去残渣，滤过液用0.22um中空纤维素柱过滤浓缩，浓缩至原体积的18-22%；新鲜烟叶破碎后一些粗纤维类物质悬浮于混合液中，本发明添加剂是要去除这些物质，破碎后的混合物通过无菌5层纱布弃去这些残渣（5层纱布孔径没有具体限制，常规产品即可），可以充分拦截粗纤维等烟渣，又不造成孔径堵塞；除去烟渣的滤过液含有大量淀粉、叶肉细胞、细胞碎片及一些小的水溶性有机物质的水溶液，滤过液再通过0.22um中空纤维素柱过滤浓缩，叶肉细胞及淀粉不可通过0.22um中空纤维素柱，水分、一些小分子杂质、颗粒杂质及一些水溶性有机物可以通过0.22um中空纤维素柱，起到除杂浓缩的效果，浓缩物主要成分为淀粉、叶肉细胞（内部含有大量烟草内源酶）以及细胞碎片；第四步，浓缩物在4-10℃进行自然沉降5h以上，进行淀粉与叶肉细胞（含有大部分烟草内源酶）分离。由于颗粒大小密度不同，沉降速度不同，自然沉降后分为3层。由于淀粉密度大于叶肉细胞，所以在自然沉降的过程中最下层为白色淀粉层，白色淀粉层上面为绿色叶肉细胞层，最上面为含有水溶性小分子的棕褐色磷酸缓冲液层。白色淀粉层主要成分为淀粉，同时包括细胞碎片及其它成分组成，为膏状白色混合物。绿色叶肉细胞层主要成分为叶肉细胞，同时包括细胞碎片及其它成分，酶类物质与植物蛋白大部分分布在此层中，为膏状绿色混合物。除去最上层棕褐色缓冲液后，下层白色淀粉层与含有细胞碎片的绿色叶肉细胞层分层明显，部分细胞碎片也含有内源酶与叶肉细胞功能相似，后文中将其归属于叶肉细胞，将淀粉层与叶肉细胞层分离；在4-10℃自然沉降是由于低温可以防止内源酶变性；同时，由于烟叶叶肉细胞及淀粉营养物质丰富，且水分充足，在4-10℃自然沉降可防止温度过高而产生霉变；自然沉降5h以上才可以使淀粉与叶肉细胞充分分层。第五步，分别取白色淀粉层和绿色叶肉细胞层的物质，按照质量比为2:1~1:2混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂。第六步，将制备好的添加剂分装、密封保存于4℃冰箱。温度过低添加剂会结冰，反复冻融破会添加剂品质，在4℃保存防止内源酶变性，制得的添加剂含水量为57%左右，由于烟叶叶肉细胞及淀粉营养物质丰富，水分充足，4℃的温度可防止温度过高而产生霉变。因为本发明添加剂采用的是烟叶提取物制备而成，烟叶中含有大量营养性物质极易染菌，本发明添加剂效果明显，且每次使用量不大，因此分装保存防止重复开盖染菌。本发明产品淀粉层物质与叶肉细胞层的物质按质量比1:1混合配制的添加剂效果最佳，香气量明显上升，味道醇厚，质感明显提升，呈现出焦甜焦香等香气，浓度十分充实，刺激性有明显下降，鼻喉冲刺基本消失，劲头较为适中，杂气量显著减轻，有所掩盖，余味明显改善；淀粉所占比例高时，呈现出烟气浓度有所上升，刺激性增强，劲头足，同时带来一定的枯焦气与土腥气，口腔具有一定量的干燥感和颗粒感；叶肉细胞所占比例高时，呈现出香气量明显上升，香味丰满，质感细腻，杂气量显著减轻，余味显著改善，但同时表现出尽头不足，烟气浓度一般。本发明与现有技术相比，其有益效果为：本发明提供一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂，原料来源广泛，成本低廉。本发明添加剂含有大量的淀粉同时含有大量叶肉细胞，叶肉细胞内部含有大量内源酶，淀粉在烟叶内部淀粉酶作用下水解成葡萄糖、麦芽糖等糖类，可以与烟草内部氨基酸发生美拉德反应生成香味物质美拉德反应产物，使卷烟香味物质含量增加。烟叶收割烘烤后，醇化是目前普遍运用的改善烟草品质的重要手段，可以去掉烟叶的青杂味和改善香吃味等品质，烟叶醇化的一个重要机制是生物酶的作用过程。烤烟中的内源酶种类和含量都比较少，不能在短时间内使烟叶得到充分的醇化，本发明解决了这一难题，这是由于新鲜烟叶含有大量内源酶，可以通过提取新鲜烟叶中的内源酶，均匀喷洒在烤烟上以促进烤烟的醇化过程，可以改善烟叶品质，具有良好的工业化应用前景。本发明添加剂采用新鲜烟叶提取物制成，含有一定量的烟草内源酶和大量的淀粉，内源酶对烟草醇化具有重要的意义，淀粉水解成糖类后与烟草内部蛋白质水解的氨基酸发生美拉德反应，生成大量的美拉德反应产物。这一措施，不仅能加速烟叶的醇化，还增加了美拉德反应产物，增加香气物质，但由于淀粉与叶肉细胞质量比不同，对烤烟产生的效果具有一定的差异，淀粉与叶肉细胞按质量比1:1混合配置的添加剂效果最佳，香气量明显上升，味道醇厚，质感明显提升，呈现出焦甜焦香等香气，浓度十分充实，刺激性有明显下降，鼻喉冲刺基本消失，劲头较为适中，杂气量显著减轻，有所掩盖，余味明显改善；淀粉所占比例高时，呈现出烟气浓度有所上升，刺激性增强，劲头足，同时带来一定的枯焦气与土腥气，口腔具有一定量的干燥感和颗粒感；叶肉细胞所占比例高时，呈现出香气量明显上升，香味丰满，质感细腻，杂气量显著减轻，余味显著改善，但同时表现出尽头不足，烟气浓度一般。本发明产品安全，制备方法简单，可以使得在卷烟降低焦油含量的同时做到不削弱香味，易于推广应用。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。实施例1一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法，包括按如下步骤：采摘成熟中部烟叶，将烟叶表面洗干净后抽去烟叶主脉，然后将抽去主脉的烟叶与温度为6℃的磷酸缓冲液按照质量体积比1:8混合，得到混合物；所述的磷酸缓冲液pH值为7，浓度为0.03M；之后混合物在6℃下，通过破碎机进行破碎至破碎残渣直径小于2mm；破碎后的混合物通过5层无菌纱布过滤并弃去残渣，滤液用0.22um中空纤维柱过滤浓缩，浓缩至原体积的18%；接着浓缩物在3℃进行自然沉降10h以上，至分为3层，取中间层物质和最下层物质按照质量比为2:1混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂，将源于新鲜烟叶的烟草添加剂分装后，于4℃密封保存。将源于新鲜烟叶的烟草添加剂加入至低焦油卷烟的烟丝中，按照常规的制备工艺制备成卷烟；添加量为低焦油卷烟烟丝重量的0.004%。添加方法是：将源于新鲜烟叶的烟草添加剂用双蒸水稀释300倍后均匀地喷洒于低焦油卷烟烟丝上，喷洒后的烟丝密封室温放置12h后，将烟丝放入90℃烘干箱烘干20min；接着将烘干后的烟丝放入温度为22℃、相对湿度为55%的恒温恒湿箱中8h平衡烟丝水分，最后将平衡后的烟丝按照常规的制备工艺制备成卷烟。实施例2一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法，包括按如下步骤：采摘成熟中部烟叶，将烟叶表面洗干净后抽去烟叶主脉，然后将抽去主脉的烟叶与温度为10℃的磷酸缓冲液按照质量体积比1:8混合，得到混合物；所述的磷酸缓冲液pH值为7，浓度为0.05M；之后混合物在10℃下，通过破碎机进行破碎至破碎残渣直径小于2mm；破碎后的混合物通过5层无菌纱布过滤并弃去残渣，滤液用0.22um中空纤维柱过滤浓缩，浓缩至原体积的22%；接着浓缩物在8℃进行自然沉降8h以上，至分为3层，取中间层物质和最下层物质按照质量比为1:2混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂，将源于新鲜烟叶的烟草添加剂分装后，于4℃密封保存。将源于新鲜烟叶的烟草添加剂加入至低焦油卷烟的烟丝中，按照常规的制备工艺制备成卷烟；添加量为低焦油卷烟烟丝重量的0.3%。添加方法是：将源于新鲜烟叶的烟草添加剂用双蒸水稀释800倍后均匀地喷洒于低焦油卷烟烟丝上，喷洒后的烟丝密封室温放置12h后，将烟丝放入90℃烘干箱烘干20min；接着将烘干后的烟丝放入温度为22℃、相对湿度为55%的恒温恒湿箱中12h平衡烟丝水分，最后将平衡后的烟丝按照常规的制备工艺制备成卷烟。实施例3一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂的制备方法，包括按如下步骤：采摘成熟中部烟叶，将烟叶表面洗干净后抽去烟叶主脉，然后将抽去主脉的烟叶与温度为4℃的磷酸缓冲液按照质量体积比1:12混合，得到混合物；所述的磷酸缓冲液pH值为7，浓度为0.01M；之后混合物在4℃下，通过破碎机进行破碎至破碎残渣直径小于2mm；破碎后的混合物通过无菌纱布过滤并弃去残渣，滤液用0.22um中空纤维柱过滤浓缩，浓缩至原体积的20%；接着浓缩物在4℃进行自然沉降5h以上，进行自然沉降至分为3层，取中间层物质和最下层物质按照质量比为1:1混合均匀，即得到源于新鲜烟叶的烟草添加剂。将源于新鲜烟叶的烟草添加剂加入至低焦油卷烟的烟丝中，按照常规的制备工艺制备成卷烟；添加量为低焦油卷烟烟丝重量的0.05%。添加方法是：将源于新鲜烟叶的烟草添加剂用双蒸水稀释400倍后均匀地喷洒于低焦油卷烟烟丝上，喷洒后的烟丝密封室温放置12h后，将烟丝放入90℃烘干箱烘干20min；接着将烘干后的烟丝放入温度为22℃、相对湿度为55%的恒温恒湿箱中10h平衡烟丝水分，最后将平衡后的烟丝按照常规的制备工艺制备成卷烟。应用实例及对比以云南烟草K326为例，采摘新鲜成熟的烟叶1000g，洗净烟叶表面的杂质，加入pH值为7，浓度为0.1mol磷酸缓冲液12L，通过破碎机进行烟叶破碎，破碎温度保持在4-6℃，破碎后混合物通过无菌5层纱布挤压，进行固液分离，得到滤渣691g，绿色水提液12.4L，通过0.22um中空纤维素柱过滤浓缩，至原体积的20%，浓缩物在4℃自然沉降5h以上，中层的主要成分为呈现绿色为叶肉细胞及细胞碎片42.44g，下层的主要成分为白色淀粉42.47g，将中间层叶肉细胞层物质和最下层淀粉层物质按质量比为2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2混合配制成烟草添加剂。上述成分不同比例的添加剂以占烟丝重量0.1%的添加量添加，添加剂用双蒸水稀释400倍后均匀地喷洒于烟丝，将处理后的烟丝单独放入塑料自封袋，密封后室温放置12h后，将烟丝放入90℃烘干箱20min烘干烟样使内源酶失活。然后将之放入22℃、相对湿度55%的恒温恒湿箱中平衡烟丝水分，减少评吸时因水分含量不同引起的感官误差。以总分为100分，有十位具有卷烟评吸资格的评委打分评吸结果见表1所示：表１酶液处理的烟叶感官质量评吸结果注：表1中淀粉指的是淀粉层物质；叶肉细胞指的是叶肉细胞层物质。上述成分不同比例的添加剂以占烟丝重量0.1%的添加量添加，添加剂用双蒸水稀释400倍后均匀地喷洒于低焦油卷烟烟丝上，淀粉与叶肉细胞按质量比1:1混合配置的添加剂效果最佳，香气量明显上升，味道醇厚，质感明显提升，呈现出焦甜焦香等香气，浓度十分充实，刺激性有明显下降，鼻喉冲刺基本消失，劲头较为适中，杂气量显著减轻，有所掩盖，余味明显改善；淀粉所占比例高时，呈现出烟气浓度有所上升，刺激性增强，劲头足，同时带来一定的枯焦气与土腥气，口腔具有一定量的干燥感和颗粒感；叶肉细胞所占比例高时，呈现出香气量明显上升，香味丰满，质感细腻，杂气量显著减轻，余味显著改善，但同时表现出劲头不足，烟气浓度一般，有十位具有卷烟评吸资格的评委打分评吸结果见表2所示：表2酶液处理的烟叶感官质量评吸结果描述注：表1中淀粉指的是淀粉层物质；叶肉细胞指的是叶肉细胞层物质。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。