一种高糖碱比再造烟叶及其制备方法与流程

1.本发明属于再造烟叶领域，尤其涉及一种高糖碱比再造烟叶及其制备方法。


背景技术：

2.再造烟叶是利用烟草废弃物制备出来的形状接近烟叶的产品，并用作卷烟添加材料。由于再造烟叶能有效降低卷烟生产成本，且能降低卷烟抽吸时产生的焦油和有害物质的产生，已成为现代卷烟配方不可或缺的重要原料之一。
3.糖碱比是最常用的衡量烟叶内在品质和香气吸味品质的重要指标，糖碱比的大小在一定程度上可反映烟叶化学成分的协调性以及烟气的酸碱平衡度，糖碱比协调的烟叶能使烟气保持良好的香气、吸味、甜度及适宜的劲头和浓度，烟气比较醇和。一般认为，优质烤烟的糖碱比在7~15之间，以8～12最为适宜（贴近10 为最佳）。
4.目前，常规的再造烟叶糖碱比控制在7-15之间，在优质烤烟糖碱比范围之内，但是使用结果表明，再造烟叶添加到卷烟叶组配方中会对卷烟成品的糖碱比产生一定的影响。随着再造烟叶在叶组配方中使用比例升高，其成品中的糖碱比呈逐步下降，导致卷烟杂气重、刺激性大等整体感官品质下降的问题。因此，开发一种卷烟适配性高的高糖碱比的再造烟叶是十分必要的。
5.现有技术涉及一种通过电渗析技术调控烟草提取或萃取液中糖碱比的方法，但是由于工艺复杂、电渗析装置费用高等，只是用于实验室验证，在大规模的生产中还难以实现。
6.涂布过程是将提取浓缩后的梗膏、叶膏和水按照一定比例混合均匀后添加少量的香精物质后浸涂到抄造得到的片基上，以赋予卷烟的特征。目前，造纸法再造烟叶涂布液主要为高达95%以上的梗膏、叶膏混合成的烟草提取物，通过调整涂布液中烟草提取物用量，增加糖类物质来提高再造烟叶产品中的总糖含量、降低烟碱含量以获得高糖碱比的再造烟叶产品，该方面的研究未见报道。
7.在利用微生物降解烟草或者烟草生产废弃物中的烟碱的相关研究早在上世纪中叶已经开始，而且部分研究已经应用到烟草的生产实践之中。目前国内外研究较多的微生物有节杆菌属降解烟碱菌、假单胞菌属降解烟碱菌、真菌中的部分菌株。目前研究的微生物降解烟碱的代谢途径主要集中在三类微生物中，即节杆菌属细菌中存在的吡啶途径、假单胞菌属细菌为代表的吡咯途径和存在于真菌中的脱甲基化途径。恶臭假单胞菌能够以尼古丁作为底物生长并将其完全矿化，在降低烟草中尼古丁含量和处理烟草废物的过程中发挥重要作用。2014年，许平等分离获得一株假单胞菌，该菌具有较强的烟碱降解能力，能在13h内100%降解4g/l的烟碱。但是恶臭假单胞菌在再造烟叶涂布液中的应用还没有见报道。


技术实现要素：

8.为克服现有方法生产的再造烟叶添加到卷烟中降低成品的糖碱比，导致卷烟杂气重、刺激性大等整体感官品质下降的问题，本发明旨在提供一种工艺简单，生产成本低的高
糖碱比再造烟叶的制备方法，以制备出卷烟适配性高的高糖碱比再造烟叶。
9.本发明一方面通过在涂布液中增加糖类物质和减少烟草提取物的方法来产品的高糖碱比，即降低涂布液中的梗膏和叶膏比例，并添加不同的糖类物质；另一方面通过在涂布液中添加恶臭假单胞菌产生的烟碱降解酶反应后的涂布于再造烟叶片基后通过烘干工艺制备得到高糖碱比再造烟叶。
10.本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）菌株活化：将恶臭假单胞菌接种到烟膏液体培养基上，静置培养后振荡培养，连续转接后制得种子培养液；步骤（2）涂布液配置：将梗膏、叶膏、糖类物质和功能性香料混合均匀后添加水配置成涂布液；步骤（3）涂布液生物处理：将步骤（1）得到的种子培养液按质量比2～15%接种到步骤（2）得到的涂布液中，并在25～40℃自然条件下，发酵1～12小时，得到涂布液生物转化液；步骤（4）涂布并干燥：将步骤（3）得到的涂布液生物转化液涂布在再造烟叶片基上，并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为35～40%。
11.进一步地，步骤（1）中，在25～35℃、ph6～8条件下，静置培养24～72h后在转速100～150rpm/min条件下振荡培养12～36h，连续转接1～3次后制得种子培养液。
12.进一步地，所述的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）保藏编号为cctcc kb 20082686，于2005年10月1日保藏于武汉大学中国典型培养物保藏中心。
13.进一步地，步骤（2）中，将梗膏、叶膏、糖类物质和功能性香料质量比15~45：30~60：20~35：1~5混合均匀后添加1.5倍水配置成涂布液。
14.进一步地，步骤（2）中，所述的梗膏和叶膏为按照常规的再造烟叶配方和工艺分别提取和浓缩得到的梗膏和叶膏；所述的糖类物质为葡萄糖、麦芽糖、果糖、蔗糖、乳糖、玉米糖浆、葡萄糖浆中的一种或者几种混合物；所述的功能性香料为再造烟叶常规用的香精香料。
15.进一步地，再造烟叶涂布液中的烟梗提取物用量降低20%-35%，烟梗提取物为梗膏和叶膏。
16.本发明还涉及的一种再造烟叶，将上述方法调配的涂布液涂在再造烟叶片基上，得到糖碱比为25～50的再造烟叶。
17.与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：本发明通过在涂布液中添加糖类物质，并降低梗膏、叶膏的用量来增加成品再造烟叶糖碱比，降低再造烟叶刺激性和杂气，增加再造烟叶的卷烟适配性，技术简单、实用、可操作性强，具体的：(1)本发明可以在现有的再造烟叶生产中直接进行，不需要改变工艺和增加其他生产设备，工艺简单，可操作性强，质量稳定，是一种适宜推广应用的工艺方法。
18.(2)本发明将恶臭假单胞菌直接添加到含有烟碱的烟草提取物环境中，并利用他们作为碳氮源和能源生长，产生烟碱降解酶，对烟草提取物中的烟碱进行降解，提高再造烟
叶的糖碱比。
19.(3)本发明方法得到的高糖碱比再造烟叶与常规再造烟叶相比，抽吸刺激性和杂气小，劲头小，透发性好，卷烟适配性高。
20.(4)本发明方法制备的再造烟叶烟碱含量在0.5%-1.2%之间，糖碱比在25-50之间，添加卷烟叶组配方中不会影响到卷烟劲头，且抽吸刺激性小、杂气少，抽吸效果好。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
23.实施例1本实施例的高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、将烟梗原料400g和烟叶600g，分别采三级逆流提取。烟梗提取的条件为：固液比1:6，提取时间30
±
5min，提取温度60℃。
24.烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间30
±
5min，提取温度60℃；每级提取经固液分离后得到固体残渣和提取液，其中三级提取液混合分别得到烟梗提取液和叶末提取液。
25.步骤（2）、将上述步骤（1）三级分离后的烟梗固体残渣和叶末固体残渣混合均匀，调节浓度至12%，进行高浓磨浆至打浆度为25
°
sr，得到烟草混合浆料。
26.步骤（3）、将上述步骤（1）得到的烟梗提取液和叶末提取液分别用筛网过滤后，分别真空浓缩至密度为1.1g/cm3，分别得到梗叶膏。
27.步骤（4）、将保藏编号为cctcc kb 20082686的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）接种到烟膏液体培养基上，在30℃、ph7条件下，静置培养36 h后在转速150rpm/min条件下振荡培养36 h，连续转接3次后制得种子培养液。
28.烟膏液体培养基为：叶膏100ml，水900ml，琼脂15g。
29.步骤（5）、将步骤（3）得到的梗膏、叶膏、果糖和功能性香料质量比32：35：33：1（外加）混合均匀后添加1.5倍水配置成涂布液。
30.步骤（6）涂布液生物处理：将步骤（4）得到的种子培养液按质量比10%接种到步骤（5）得到的涂布液中，并在30℃自然条件下，发酵12小时，得到涂布液生物转化液。
31.步骤（7）将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比70：10：20：0.1（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
32.步骤（8）将上述步骤（6）得到的涂布液生物转化液涂布至步骤（7）得到的片基上，并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为40%。
33.实施例2本实施例的高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、将烟梗原料400g和烟叶600g，分别采三级逆流提取。烟梗提取的条件为：
固液比1:6，提取时间30
±
5min，提取温度60℃；烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间30
±
5min，提取温度60℃；每级提取经固液分离后得到固体残渣和提取液，其中三级提取液混合分别得到烟梗提取液和叶末提取液。
34.步骤（2）、将上述步骤（1）三级分离后的烟梗固体残渣和叶末固体残渣混合均匀，调节浓度至12%，进行高浓磨浆至打浆度为25
°
sr，得到烟草混合浆料。
35.步骤（3）、将上述步骤（1）得到的烟梗提取液和叶末提取液分别用筛网过滤后，分别真空浓缩至密度为1.1g/cm3，分别得到梗叶膏。
36.步骤（4）、将保藏编号为cctcc kb 20082686的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）接种到烟膏液体培养基上，在30℃、ph7条件下，静置培养36 h后在转速150rpm/min条件下振荡培养36 h，连续转接3次后制得种子培养液。
37.步骤（5）、将步骤（3）得到的梗膏、叶膏、果糖和功能性香料质量比20：60：20：1（外加）混合均匀后添加1.5倍水配置成涂布液。
38.步骤（6）、涂布液生物处理：将步骤（4）得到的种子培养液按质量比10%接种到步骤（5）得到的涂布液中，并在30℃自然条件下，发酵12小时，得到涂布液生物转化液。
39.步骤（7）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比70：10：20：0.1（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
40.步骤（8）、将上述步骤（6）得到的涂布液生物转化液涂布至步骤（7）得到的片基上，并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为40%。
41.实施例3本实施例的高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、将烟梗原料500g和烟叶500g，分别采三级逆流提取。烟梗提取的条件为：固液比1:6，提取时间30
±
5min，提取温度70℃。
42.烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间30
±
5min，提取温度70℃；每级提取经固液分离后得到固体残渣和提取液，其中三级提取液混合分别得到烟梗提取液和叶末提取液。
43.步骤（2）、将上述步骤（1）三级分离后的烟梗固体残渣和叶末固体残渣混合均匀，调节浓度至12%，进行高浓磨浆至打浆度为20
°
sr，得到烟草混合浆料。
44.步骤（3）、将上述步骤（1）得到的烟梗提取液和叶末提取液分别用筛网过滤后，分别真空浓缩至密度为1.0g/cm3，分别得到梗叶膏。
45.步骤（4）、将保藏编号为cctcc kb 20082686的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）接种到烟膏液体培养基上，在35℃、ph6.5条件下，静置培养72 h后在转速150rpm/min条件下振荡培养24 h，连续转接2次后制得种子培养液。
46.步骤（5）、将步骤（3）得到的梗膏、叶膏和麦芽糖、功能性香料按质量比30：45：25：2（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
47.步骤（6）、涂布液生物处理：将步骤（4）得到的种子培养液按质量比10%接种到步骤（5）得到的涂布液中，并在25℃自然条件下，发酵6小时，得到涂布液生物转化液。
48.步骤（7）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比75：10：15：0.15（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
49.步骤（8）、将上述步骤（6）得到的涂布液生物转化液涂布至步骤（7）得到的片基上，
并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为38%。
50.实施例4本实施例的高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、将烟梗原料500g和烟叶500g，分别采三级逆流提取。烟梗提取的条件为：固液比1:6，提取时间30
±
5min，提取温度70℃。
51.烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间30
±
5min，提取温度70℃；每级提取经固液分离后得到固体残渣和提取液，其中三级提取液混合分别得到烟梗提取液和叶末提取液。
52.步骤（2）、将上述步骤（1）三级分离后的烟梗固体残渣和叶末固体残渣混合均匀，调节浓度至12%，进行高浓磨浆至打浆度为20
°
sr，得到烟草混合浆料。
53.步骤（3）、将上述步骤（1）得到的烟梗提取液和叶末提取液分别用筛网过滤后，分别真空浓缩至密度为1.0g/cm3，分别得到梗叶膏。
54.步骤（4）、将保藏编号为cctcc kb 20082686的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）接种到烟膏液体培养基上，在35℃、ph6.5条件下，静置培养72 h后在转速150rpm/min条件下振荡培养24 h，连续转接2次后制得种子培养液。
55.步骤（5）、将上述步骤（3）得到的梗膏、叶膏和麦芽糖、功能性香料按质量比15：60：25：2（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
56.步骤（6）、涂布液生物处理：将步骤（4）得到的种子培养液按质量比10%接种到步骤（5）得到的涂布液中，并在25℃自然条件下，发酵6小时，得到涂布液生物转化液。
57.步骤（7）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比75：10：15：0.15（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
58.步骤（8）、将上述步骤（6）得到的涂布液生物转化液涂布至步骤（7）得到的片基上，并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为38%。
59.实施例5本实施例的高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、将烟梗原料600g和烟叶400g，分别采三级逆流提取。烟梗提取的条件为：固液比1:6，提取时间30
±
5min，提取温度70℃。
60.烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间40
±
5min，提取温度60℃；每级提取经固液分离后得到固体残渣和提取液，其中三级提取液混合分别得到烟梗提取液和叶末提取液。
61.步骤（2）、将上述步骤（1）三级分离后的烟梗固体残渣和叶末固体残渣混合均匀，调节浓度至12%，进行高浓磨浆至打浆度为25
°
sr，得到烟草混合浆料。
62.步骤（3）、将上述步骤（1）得到的烟梗提取液和叶末提取液分别用筛网过滤后，分别真空浓缩至密度为1.1g/cm3，分别得到梗叶膏。
63.步骤（4）、将保藏编号为cctcc kb 20082686的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）接种到烟膏液体培养基上，在30℃、ph8条件下，静置培养60h后在转速100rpm/min条件下振荡培养12h，连续转接3次后制得种子培养液。
64.步骤（5）、将上述步骤（3）得到的梗膏、叶膏和玉米糖浆、功能性香料按质量比30：40：30：1（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
65.步骤（6）、涂布液生物处理：将步骤（4）得到的种子培养液按质量比15%接种到步骤（5）得到的涂布液中，并在30℃自然条件下，发酵4小时，得到涂布液生物转化液。
66.步骤（7）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比65：15：20：0.15（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基；步骤（8）、将上述步骤（6）得到的涂布液生物转化液涂布至步骤（7）得到的片基上，并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为38%。
67.实施例6本实施例的高糖碱比再造烟叶的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）、将烟梗原料600g和烟叶400g，分别采三级逆流提取。烟梗提取的条件为：固液比1:6，提取时间30
±
5min，提取温度70℃。
68.烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间40
±
5min，提取温度60℃；每级提取经固液分离后得到固体残渣和提取液，其中三级提取液混合分别得到烟梗提取液和叶末提取液。
69.步骤（2）、将上述步骤（1）三级分离后的烟梗固体残渣和叶末固体残渣混合均匀，调节浓度至12%，进行高浓磨浆至打浆度为25
°
sr，得到烟草混合浆料。
70.步骤（3）、将上述步骤（1）得到的烟梗提取液和叶末提取液分别用筛网过滤后，分别真空浓缩至密度为1.1g/cm3，分别得到梗叶膏。
71.步骤（4）、将保藏编号为cctcc kb 20082686的恶臭假单胞菌pseudomonas putida（st-21）接种到烟膏液体培养基上，在30℃、ph8条件下，静置培养60 h后在转速100rpm/min条件下振荡培养12 h，连续转接3次后制得种子培养液。
72.步骤（5）、将上述步骤（3）得到的梗膏、叶膏和玉米糖浆、功能性香料按质量比47：30：23：1（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
73.步骤（6）、涂布液生物处理：将步骤（4）得到的种子培养液按质量比15%接种到步骤（5）得到的涂布液中，并在30℃自然条件下，发酵4小时，得到涂布液生物转化液。
74.步骤（7）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比65：15：20：0.15（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
75.步骤（8）、将上述步骤（6）得到的涂布液生物转化液涂布至步骤（7）得到的片基上，并干燥得到高糖碱比再造烟叶，控制涂布率为40%。
76.对比例1实施例2中：得到的梗膏、叶膏和功能性香料按质量比40：60：1（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
77.对比例2步骤（1）-（3）与实施例4相同。
78.步骤（4）、将上述步骤（3）得到的梗膏、叶膏和功能性香料按质量比45：55：2（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
79.步骤（5）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比75：10：15：0.15（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
80.步骤（6）、将上述步骤（4）得到的涂布至步骤（5）得到的片基上，烘干后制得再造烟叶。
81.对比例3步骤（1）-（3）与实施例6相同。
82.步骤（4）、将上述步骤（3）得到的梗膏、叶膏和玉米糖浆、功能性香料按质量比47：30：23：1（外加）混合均匀后加1.5倍水调配成涂布液。
83.步骤（5）、将烟草混合浆料、针叶木浆、碳酸钙、瓜尔胶按质量比65：15：20：0.15（外加）加水配成1%浓度浆料，并抄造成60g/cm2定量的再造烟叶片基。
84.步骤（6）、将上述步骤（4）得到的涂布至步骤（5）得到的片基上，烘干后制得再造烟叶。
85.各实施例和对比例所得再造烟叶按照yc/t 159-2019《烟草及烟草制品水溶性糖的测定连续流动法》、yc/t 468-2013《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动(硫氰酸钾)法》进行总糖、总植物碱含量的测定，并进行糖碱比对比分析：表1 再造烟叶糖碱比对比结果表1为实施例和对比例的再造烟叶总糖、总植物碱和糖碱比结果，从表中数据可以看出，与对比例相比，实施例的再造烟叶总糖含量增加，总植物碱含量降低，糖碱比增大。
86.表1中实施例2与对比例1的区别在于，对比例1的涂布液没有添加糖类物质，而是直接将生物种子培养液直接与再造烟叶常规的涂布液反应后进行涂布，从实验结果可以看出，涂布液中添加糖类物质的却是可以增加成品薄片的水溶性总糖含量，同时从总植物碱含量可以看出，恶臭假单胞菌对含糖量较高的烟草提取物的烟碱降解效果更好，说明添加了糖类物质后涂布液中的碳源和能源充足，恶臭假单胞菌产生的烟碱降解酶更多，烟碱降解更彻底。
87.表1中实施例4和对比例2的区别在于，对比例2既没有在涂布液中添加糖类物质也没有用恶臭假单胞菌对涂布液进行处理，所以对比例2的水溶性总糖含量较对比例4低很多，同时总植物碱含量较对比例4高。
88.表1中实施例6与对比例3的区别在于，对比例3的涂布液中添加了糖类物质但是并没有进行生物处理，因此对比例3的水溶性总糖虽然含量比常规薄片高，但是因为总植物碱
含量并没有降低，所以糖碱比含量虽然比常规薄片高点，但增加幅度较小。
89.同时从表1的数据可以看出，本发明的涂布液中加糖提升成品再造烟叶的总含量和加酶降解烟碱技术并不是简单的叠加，因为糖的添加在增总糖的同时也为恶臭假单胞菌提供了充足的碳源和能源，更好地降解了烟碱，因此过多的糖的添加在增糖的同时并没有降低再造烟叶的抽吸品质。
90.将实施例1、3、5和对比例1、2、3所得再造烟叶分别以7%量添加至卷烟叶组中，并进行糖碱比测定和感官评价（评价方法参考yc/t 138 烟草及烟草制品感官评价方法）：表2 再造烟叶和7%添加量的糖碱比对比再造烟叶糖碱比含量较低，添加到卷烟中会降低卷烟的糖碱比，影响卷烟抽吸效果。从表2中数据可以看出，对比例的再造烟叶糖碱比高的为16.73,低的才8.33,添加到卷烟后卷烟的糖碱比降低(低于10),而实施例中的再造烟叶糖碱比含量较高,添加到卷烟后虽然糖碱比有所降低,但是都保持在较好的范围。试验结果表明，再造烟叶糖碱比高于20才能保证添加到卷烟里后卷烟的糖碱比保持在较好的范围。
91.表3再造烟叶抽吸效果和7%添加量的卷烟抽吸对比表2为纯再造烟叶和7%添加量的卷烟糖碱比对比结果，从表中数据可知，当低糖碱
比的再造烟叶添加到卷烟中时会降低卷烟的糖碱比，而高糖碱比的再造烟叶添加到卷烟中糖碱比可以保持在10-12左右。表3的感官评价结果也可知，高糖碱比再造烟叶添加到卷烟后，可以提升抽吸品质。
92.最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。