一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，包括以下步骤：(1)将烟叶进行烘干粉碎后置于循环式超声提取器中，加入碱性水溶液进行超声循环提取，过滤得含蛋白质、氨基酸和糖的混合提取液；(2)将混合提取液进行浓缩，调节所得浓缩液的pH值，并加入复合蛋白酶进行深度酶解后，再次进行浓缩得富含氨基酸、小分子肽和糖的混合酶解液；(3)以混合酶解液中的氨基酸、小分子肽和糖为原料进行美拉德反应，得所述的烟用香精。本发明利用从烟叶中高效提取的蛋白质和糖制备烟用香精，无需添加其他任何原料，制得的香精可有效降低卷烟的刺激性，并接近烟草本香。
【专利说明】一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于烟叶深加工【技术领域】，具体涉及一种利用烟叶自身所含的蛋白质和糖 制备烟用香精的方法。
【背景技术】
[0002] 蛋白质在烟草生长过程中具有重要意义，但对于烟草制品来说，蛋白质总体含量 过高时，属于一种不利的化学成分。烟叶中的蛋白质含量为6%?7%，当烟叶蛋白质含量 过高，超过15%时，会造成烟气强度过大，香气和吃味变差，产生辛辣味和苦味，从而影响卷 烟品质。而将烟蛋白质直接提取出来作为一种食用蛋白利用比较困难，因为其往往与烟草 中其他物质结合，难以进行纯化，在色泽和口味上都较差。在再造烟叶生产过程中，沉淀出 的烟叶蛋白质大多被丢弃，造成资源的浪费和对环境的污染。
[0003] 烟叶蛋白质的水解和进一步转化产物是许多烟草香气物质的前体，这为烟叶蛋白 质的综合利用提供了新的途径。另外，烟叶中可溶性成分除蛋白质外，还含有大量的糖类物 质，其含量可达烟叶干重的20%左右，其中还原性糖占可溶性糖总量的90%以上，广泛应 用于食品加工和医药化工等领域。
[0004] 美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变过程，是羰基化合物（还原糖 类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑 色的大分子物质类黑精或称拟黑素。该反应能生成具有香味特征的羧酸类、酮类、吡嗪和 吡咯等化合物。目前利用美拉德反应制备烟用香精的方法已出现相关报道，这些报道均达 到了增强或改善烟草香味的目的，但由于反应原料基本采用外加的几种氨基酸和几种单一 糖，原料成分过于简单，因而所得产物对卷烟的增香效果并不明显，难以达到实际的应用效 果。在此基础上，国内专利CN100423658C公开了一种低次烟叶生物酶解制备烟用香精的方 法，该方法采用复合纤维素酶和蛋白酶对烟叶进行多次酶解，然后加入外加糖源红糖进行 美拉德反应制备烟用香精。该方法发生美拉德反应的原料种类丰富，且蛋白质为烟草本身 所含，所得产物增香明显。但该方法存在酶解处理过程复杂，并需外加红糖作为还原性糖源 等缺点。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法。该方 法利用烟叶中高效提取的蛋白质和糖制备烟用香精，无需添加其他原料，制得的烟用香精 具有明显降低卷烟刺激性、增加烟草本香、协调香味和余味舒适的功效。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备 烟用香精的方法，包括如下步骤：
[0007] (1)烟叶蛋白质和糖的同时提取：将烟叶进行烘干粉碎后得烟叶碎片，并置于循 环式超声提取器中，加入碱性水溶液进行超声循环提取，过滤得含烟叶蛋白质、氨基酸和糖 的混合提取液；
[0008] (2)烟叶蛋白质的酶解：将混合提取液进行浓缩，调节所得浓缩液的pH值，加入复 合蛋白酶进行深度酶解后，再次进行浓缩得含氨基酸、小分子肽和糖的混合酶解液；
[0009] (3)美拉德反应：以混合酶解液中的氨基酸、小分子肽和糖为原料进行美拉德反 应，得所述的烟用香精。
[0010] 根据上述方案，所述的烟叶为经乙醇溶液超声循环提取过或未经乙醇溶液超声循 环提取过的烟叶，经烘干粉碎后，所得烟叶碎片的尺寸为20目。
[0011] 根据上述方案，所述的碱性水溶液为Κ0Η溶液，pH值为8?9,烟叶碎片与碱性水 溶液的料液比为1: (10?15)，料液比单位为g/ml。
[0012] 根据上述方案，所述循环式超声波提取器的超声波功率为100?300W，提取温度 为50?60°C，提取时间为30?60min。
[0013] 根据上述方案，所述步骤（2)中将混合提取液进行浓缩，浓缩至原烟叶碎片质量 与所得浓缩液体积的比值为1: (5?6)，浓缩液的pH值通过KHC03溶液进行调节，pH值的 调节范围为6. 0?6. 5。
[0014] 根据上述方案，所述复合蛋白酶的标注活力为15AU/g，用量为烟叶碎片质量的 0· 1 ?0· 2%。
[0015] 根据上述方案，所述酶解温度为50?55°C，酶解时间为5?6h。
[0016] 根据上述方案，所述步骤（2)中再次进行浓缩的温度为60?80°C，浓缩至原烟叶 碎片质量与所得混合酶解液体积的比值为1: (1?1. 5)。
[0017] 根据上述方案，所述美拉德反应步骤为：用磷酸调节混合酶解液的pH值至6?7， 加入1，2-丙二醇进行美拉德反应，1，2-丙二醇的体积用量为混合酶解液体积的2?3倍， 反应温度为110?120°C，反应时间为2?3h。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0019] (1)采用超声循环提取技术实现对烟叶中所含蛋白质和糖的高效同步提取。
[0020] (2)利用复合蛋白酶将烟叶蛋白质进行深度酶解获得致香前体成分小分子肽和氨 基酸，并将这些含氨基的酶解产物与烟叶本身所含糖中的还原糖进行美拉德反应，涉及的 反应原料全部取自烟叶本身，无需添加其他任何原料，使制得的烟用香精最大限度地接近 烟草本香。
[0021] (3)本发明工艺简单，涉及的原料种类丰富且利用率高，所得烟用香精具有明显降 低卷烟刺激性、增加烟草本香、协调香味和余味舒适的功效。
【具体实施方式】
[0022] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0023] 下述实施例中所使用的材料、试剂等如无特别说明，均可从商业途径中得到。
[0024] 实施例一：
[0025] -种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，包括以下步骤：
[0026] (1)烟叶蛋白质和糖的同时提取：将经乙醇溶液提取过烟叶烘干粉碎至20目的烟 叶碎片，并称取l〇〇g所得烟叶碎片置于超声循环提取机中，加入1000mL pH值为8的Κ0Η溶 液，在温度为60°C，超声功率为100W的条件下超声循环提取30min，过滤得含蛋白质、氨基 酸和糖的混合提取液，混合提取液中的氨基酸为原烟叶中少量存在的游离状态的氨基酸。
[0027] (2)烟叶蛋白质的酶解：将混合提取液浓缩至500mL，加入KHC03溶液调节所得浓 缩液的pH值至6. 5,然后加入0. 2g复合蛋白酶，在50°C下反应6h，反应完毕后，在80°C下 真空浓缩得l〇〇mL混合酶解液。
[0028] (3)美拉德反应：向100mL混合酶解液中加入磷酸溶液调节pH值至6,然后加入1， 2_丙二醇200mL，在120°C下反应2h，反应完毕后，自然冷却到室温，即得所述的烟用香精。 所得烟用香精可有效降低卷烟刺激性，且香气醇厚，接近烟草本香。
[0029] 实施例二：
[0030] -种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，包括以下步骤：
[0031] (1)烟叶蛋白质和糖的同时提取：将经乙醇溶液提取过烟叶烘干粉碎至20目的烟 叶碎片，并称取l〇〇g所得烟叶碎片置于超声循环提取机中，加入1200mL pH值为8的K0H溶 液，在温度为50°C，超声功率为300W的条件下超声循环提取30min，过滤得含蛋白质、氨基 酸和糖的混合提取液，混合提取液中的氨基酸为原烟叶中少量存在的游离状态的氨基酸。
[0032] (2)烟叶蛋白质的酶解：将混合提取液浓缩至500mL，加入KHC03溶液调节所得浓 缩液的pH值至6. 5,然后加入0. 15g复合蛋白酶，在50°C下反应5h，反应完毕后，在80°C下 真空浓缩得l〇〇mL混合酶解液。
[0033] (3)美拉德反应：向100mL混合酶解液中加入磷酸溶液调节pH值至6,然后加入 1，2-丙二醇250mL，在115°C下反应2. 5h，反应完毕后，自然冷却到室温，即得所述的烟用香 精。所得烟用香精可有效降低卷烟刺激性，且香气醇厚，接近烟草本香。
[0034] 实施例三：
[0035] -种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，包括以下步骤：
[0036] (1)烟叶蛋白质和糖的同时提取：将经乙醇溶液提取过烟叶烘干粉碎至20目的烟 叶碎片，并称取150g所得烟叶碎片置于超声循环提取机中，加入2250mL pH值为9的Κ0Η溶 液，在温度为60°C，超声功率为300W的条件下超声循环提取60min，过滤得含蛋白质、氨基 酸和糖的混合提取液，混合提取液中的氨基酸为原烟叶中少量存在的游离状态的氨基酸。
[0037] (2)烟叶蛋白质的酶解：将混合提取液浓缩至800mL，加入KHC03溶液调节所得浓 缩液的pH值至6. 0,然后加入0. 3g复合蛋白酶，在55°C下反应6h，反应完毕后，在60°C下 真空浓缩得200mL混合酶解液。
[0038] (3)美拉德反应：向200mL混合酶解液中加入磷酸溶液调节pH值至7,然后加入1， 2_丙二醇600mL，在110°C下反应3h，反应完毕后，自然冷却到室温，即得所述的烟用香精。 所得烟用香精可有效降低卷烟刺激性，且香气醇厚，接近烟草本香。
【权利要求】
1. 一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，包括以下步骤： (1) 烟叶蛋白质和糖的同时提取：将烟叶进行烘干粉碎后得烟叶碎片，并置于循环式 超声提取器中，加入碱性水溶液进行超声循环提取，过滤得含烟叶蛋白质、氨基酸和糖的混 合提取液； (2) 烟叶蛋白质的酶解：将混合提取液进行浓缩，调节所得浓缩液的pH值，加入复合蛋 白酶进行深度酶解后，再次进行浓缩得含氨基酸、小分子肽和糖的混合酶解液； (3) 美拉德反应：以混合酶解液中的氨基酸、小分子肽和糖为原料进行美拉德反应，得 所述的烟用香精。
2. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述的烟叶为经乙醇溶液超声循环提取过或未经乙醇溶液超声循环提取过的烟叶， 经烘干粉碎后，所得烟叶碎片的尺寸为20目。
3. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特 征在于，所述的碱性水溶液为KOH溶液，pH值为8?9,烟叶碎片与碱性水溶液的料液比为 1: (10?15)，料液比单位为g/ml。
4. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述循环式超声波提取器的超声波功率为100?300W，提取温度为50?60°C，提取 时间为30?60min。
5. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述步骤（2)中将混合提取液进行浓缩，浓缩至原烟叶碎片质量与所得浓缩液体积 的比值为1: (5?6)，浓缩液的pH值通过KHC03溶液进行调节，pH值的调节范围为6. 0? 6. 5〇
6. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述复合蛋白酶的标注活力为15AU/g，用量为烟叶碎片质量的0. 1?0. 2%。
7. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述酶解温度为50?55°C，酶解时间为5?6h。
8. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述步骤（2)中再次进行浓缩的温度为60?80°C，浓缩至原烟叶碎片质量与所得混 合酶解液体积的比值为1: (1?1. 5)。
9. 根据权利要求1所述的一种利用烟叶自身蛋白质和糖制备烟用香精的方法，其特征 在于，所述美拉德反应步骤为：用磷酸调节混合酶解液的pH值至6?7,加入1，2-丙二醇 进行美拉德反应,1,2-丙二醇的体积用量为混合酶解液体积的2?3倍，反应温度为110? 120°C，反应时间为2?3h。
【文档编号】C11B9/02GK104138029SQ201410330302
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】刘治田, 张旗, 郑乐驰 申请人:武汉工程大学