利用新鲜烟草制备内源性总酶的方法及内源性总酶的应用与流程

1.本发明涉及烟用添加剂制备技术领域，具体涉及利用废弃新鲜烟草原料制备内源性总酶的方法，以及内源性总酶在烟叶提质醇化方面的应用。


背景技术：

2.我国是世界上最大的烟草生产国和消费国，其中云南省烟叶产量占全国的40％左右。由于烤烟用烟叶的标准较高，每年在采收完烤烟用烟叶后烟田中都会产生约100万吨废弃新鲜烟草原料。废弃新鲜烟草原料主要是指烤烟种植过程中产生的顶叶、底叶以及烟花、烟梗、烟杆和需要田间处理掉的发育不良、结构僵硬、工业可用性低的新鲜烟叶。废弃新鲜烟草原料大多被焚烧或随意填埋，不仅污染了环境，还造成了宝贵资源的浪费，并易引起烟田病虫害。因此开发利用废弃新鲜烟草原料是研究的热点。
3.废弃新鲜烟草原料中含有多种生物酶，其内源性总酶主要包括5种生物酶：蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶和多酚氧化酶。有研究表明，将微生物或酶用于烟叶发酵可缩短醇化时间、提高烟叶品质和改善烟气特性，但是一般都是应用外源性生物酶，不仅用量和品种难以选择，而且还会产生烟草本身香气以外的杂气。经过打叶复烤工艺的烟叶中内源酶的含量较少，不足以在短时间内把烟叶中淀粉、蛋白质、纤维素、果胶等充分的转化，使烟叶内在化学成分趋于平衡，品质得到改善。如果自然发酵时间过长，就会占用厂房，影响烟厂资金周转。因此，利用合适的提取分离等技术手段，将废弃新鲜烟草原料内源性总酶开发出来，用于提高烟叶品质和促进醇化具有较好的市场前景。
4.废弃新鲜烟草原料内源性总酶开发和应用方面的公开文献极为鲜见，部分相关的专利基本上局限于单一生物酶和传统复杂工艺。例如中国专利cn102477413a公布的一种烟草多酚氧化酶的分离技术，采用丙酮沉淀法和硫酸铵盐析法制备多酚氧化酶，丙酮毒性较大不适合卷烟采用，硫酸铵需要盐析工艺过于繁琐，不适合工业化生产。中国专利cn105795505a公布的一种源于新鲜烟叶的烟草添加剂及其制备方法与应用，采用成熟中部烟叶抽去主脉，加入磷酸缓冲溶液以中空纤维柱制备，用于降低卷烟焦油。但是成熟中部烟叶是烤烟用烟叶价格较高，抽去主脉操作繁琐，其产品成分较为复杂，还含有不少色素等，磷酸缓冲溶液也引入了外部杂质，属于减害降焦的应用方向。这些专利采用的工艺方案均不适合用于废弃新鲜烟草原料内源性总酶开发。截止目前，关于以废弃新鲜烟草为原料，集成低温提取分离工艺，开发烟草内源性总酶，并应用于烟叶提质醇化方面的技术均未见报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的是填补现有技术的空白，提供一种以废弃新鲜烟草为原料，集成低温提取分离工艺，制备内源性总酶的方法。本发明还提供内源性总酶在烟叶提质醇化方面的应用。
6.本发明采取的技术方案如下：
7.利用新鲜烟草制备内源性总酶的方法，包括下列步骤：
8.(1)原料处理：将废弃的新鲜烟草原料洗净，压榨出汁液，并以纱布过滤除去悬浮植物颗粒，再离心除去杂质，收集上清液备用；
9.(2)超滤浓缩：将上清液在超滤设备中进行浓缩，将液体体积浓缩至原体积的19
‑
21％；
10.(3)沉淀精制：将浓缩液降温至0
‑
4℃，边搅拌边加入乙醇，直至混合液中乙醇质量浓度为10
‑
90％，静置后移出上清液，收集沉淀即得湿酶；
11.(4)冷冻干燥：将湿酶置0℃以下低温冷冻进行干燥，再粉碎即得烟草内源性总酶产品。
12.进一步地，上述步骤(1)所述的离心除去杂质，是采用离心机，以转速3000
‑
15000r/min离心10
‑
60min。
13.进一步地，上述步骤(2)所述的超滤浓缩，超滤设备的超滤膜截留分子量为10
‑
50kd、超滤温度为4
‑
35℃，超滤压力为0.10
‑
0.40mpa。
14.进一步地，上述步骤(4)所述将湿酶置0℃以下低温冷冻的冷冻时间为2
‑
24小时。
15.本发明制备的内源性总酶的应用，是将内源性总酶作为烟叶提质剂，应用于卷烟制丝线的加料工序，添加量为烟叶质量的0.1
‑
2.0％。
16.本发明制备的内源性总酶的另一种应用，是将内源性总酶作为烟叶醇化剂，应用于打叶复烤线的二润环节或出口加料工序，添加量为烟叶质量的0.1
‑
2.0％。
17.本发明具有以下优点：
18.(1)利用废弃的新鲜烟草原料制备内源性总酶的方法是采用低温技术制备烟草内源生物酶，具有无相变、能耗少、活力损失小、操作简单等特点，制备得到的内源性总酶产品质量好；
19.(2)制备方法简单，工艺合理，所用设备成熟，易于实现工业化生产；
20.(3)内源性总酶完全来自烟草本身，不会引入外源性杂质和带来外源性杂气。将内源性总酶应用于烟叶提质醇化，不仅能够增加烟草本香，而且能够发挥生物酶除杂功能，不会引入外源性杂质和带来外源性杂气，从而提升烟草产品的烟气品质。
21.(3)可缩短烟叶的醇化时间，促进烟叶醇化。
22.(4)开发利用了废弃的新鲜烟草原料，具有较好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例对本发明做进一步详细说明。所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.实施例1
25.利用新鲜烟草制备内源性总酶的方法，包括下列步骤：
26.(1)原料处理：将废弃的新鲜烟草原料洗净，用压榨机压榨出汁液，迅速以纱布过滤除去悬浮植物颗粒，再采用离心机以3000r/min转速离心60min除去杂质，收集上清液备用；
27.(2)超滤浓缩：将上清液在超滤设备中进行浓缩，超滤膜截留分子量(mwco)10kd、温度4℃、压力0.10mpa，使液体体积浓缩至原体积的约20％；
28.(3)沉淀精制：将浓缩液降温至0
‑
2℃，边搅拌边加入质量浓度95％的食用乙醇，直至混合液中乙醇质量浓度为10％，静置使酶沉淀，移出上清液，收集沉淀即得湿酶；
29.(4)冷冻干燥：将湿酶置0℃以下低温冷冻2h进行干燥，再粉碎即得烟草内源性总酶产品。
30.将制备得到的内源性总酶作为烟叶提质剂，应用于卷烟制丝线的加料工序，添加量为烟叶质量的0.1％，不仅能够增加烟草本香，而且能够发挥生物酶除杂功能，提升最终得到的烟丝的烟气品质。
31.还可将制备得到的内源性总酶作为烟叶醇化剂，应用于打叶复烤线的二润环节，添加量为烟叶质量的0.1％，不需改变现有打叶复烤线设备，缩短醇化时间，促进烟叶醇化。
32.实施例2
33.利用新鲜烟草制备内源性总酶的方法，将废弃新鲜烟草原料洗净，用压榨机压出汁液，迅速以纱布过滤除悬浮植物颗粒，再采用离心机15000r/min离心10min除去杂质，收集上清液备用。将上清液在超滤设备中进行浓缩，超滤膜截留分子量(mwco)50kd、温度35℃、压力0.40mpa，使液体体积浓缩至原体积的19％。将浓缩液降温至2
‑
4℃，边搅拌边加入食用乙醇，直至混合液中乙醇质量浓度为90％，静置使酶沉淀，移出上清液，收集沉淀即得湿酶。将湿酶置0℃以下低温冷冻24h进行干燥，再粉碎即得烟草内源性总酶产品。
34.将制备得到的内源性总酶作为烟叶提质剂，应用于卷烟制丝线的加料工序，添加量为烟叶质量的2％。
35.还可将制备得到的内源性总酶作为烟叶醇化剂，应用于打叶复烤线的出口加料工序，添加量为烟叶质量的1.5％。
36.实施例3
37.利用新鲜烟草制备内源性总酶的方法，将废弃新鲜烟草原料洗净，用压榨机压出汁液，迅速以纱布过滤除悬浮植物颗粒，再采用离心机4000r/min离心30min除去杂质，收集上清液备用。将上清液在超滤设备中进行浓缩，超滤膜截留分子量(mwco)20kd、温度25℃、压力0.20mpa，使液体体积浓缩至原体积的21％。将浓缩液降温至3℃，边搅拌边加入乙醇，直至混合液中乙醇质量浓度为20％，静置使酶沉淀，移出上清液，收集沉淀即得湿酶。将湿酶置0℃以下低温冷冻4h进行干燥，再粉碎即得烟草内源性总酶产品。
38.将制备得到的内源性总酶作为烟叶提质剂，应用于卷烟制丝线的加料工序，添加量为烟叶质量的1.5％。
39.还可将制备得到的内源性总酶作为烟叶醇化剂，应用于打叶复烤线的二润环节，添加量为烟叶质量的2％。
40.实施例4
41.利用新鲜烟草制备内源性总酶的方法，将废弃新鲜烟草原料洗净，用压榨机压出汁液，迅速以纱布过滤除悬浮植物颗粒，再采用离心机8000r/min离心20min除去杂质，收集上清液备用。将上清液在超滤设备中进行浓缩，超滤膜截留分子量(mwco)30kd、温度30℃、压力0.30mpa，使液体体积浓缩至原体积的约20％。将浓缩液降温至4℃，边搅拌边加入质量浓度95％的食用乙醇，直至混合液中乙醇质量浓度为60％，静置使酶沉淀，移出上清液，收集沉淀即得湿酶。将湿酶置0℃以下低温冷冻12h进行干燥，再粉碎即得烟草内源性总酶产品。
42.将制备得到的内源性总酶作为烟叶提质剂，应用于卷烟制丝线的加料工序，添加量为烟叶质量的2％。
43.还可将制备得到的内源性总酶作为烟叶醇化剂，应用于打叶复烤线的二润环节，添加量为烟叶质量的2％。