本發(fā)明屬于煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
梗絲是由煙梗經(jīng)切絲、膨脹等一系列工序制成的一定寬度的細絲，具有焦油釋放量低，填充性能好，成本低等特點。然而，由于梗絲的化學(xué)成分與葉絲存在較大差異，這些差異一方面使得梗絲在感官上存在刺激大、雜氣明顯等缺點，另一方面造成梗絲巴豆醛等揮發(fā)性羰基物釋放量高于葉絲，從而限制了其應(yīng)用。
在提高梗絲感官質(zhì)量方面，近年來有一定的研究。中國專利 201410002912.2通過兩級生物降解，對煙梗中大分子組分進行有效降解，同時采用三次高溫蒸汽蒸梗去除煙梗中的不利組分，去除梗絲雜氣等。何炬等人采用微波膨脹煙梗，經(jīng)微波膨脹后的煙梗在致香成分、有機酸等的相對含量方面均較對照原樣有明顯提高，吸味改善，內(nèi)在品質(zhì)得到提高，填充性能變好，綜合質(zhì)量有所提升（何炬等，《煙草科技》，2006 年第2 期，微波膨脹煙梗質(zhì)量研究）。中國專利201510041600.7通過醇提將煙梗中的糖、煙堿、色素、香味成分等對煙草吸味存在積極作用的物質(zhì)提取出來，然后回加到梗絲中，并通過水洗結(jié)合酸解、酶解將煙梗中的大分子（如果膠、蛋白質(zhì)等）等對煙草吸味不利的化合物去除，從而實現(xiàn)梗絲感官品質(zhì)的提升。
在降低梗絲或煙絲巴豆醛釋放量方面，專利201410042297.8公開了一種降低巴豆醛釋放量復(fù)烤和醇化的方法，包括煙片復(fù)烤工序和醇化工序，所述的醇化工序為在復(fù)烤后的煙葉中添加枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌凍干菌粉中等醇化劑等。專利201510291715公開一種低巴豆醛釋放量的再造煙葉制備方法，其利用中性蛋白酶、果膠酶和糖化酶去除產(chǎn)生巴豆醛的前體物質(zhì)，采用堿法預(yù)處理煙草原料及低濃制漿技術(shù)提高再造煙葉的松厚度，添加助燃劑改善再造煙葉的燃燒性能，從而達到減少再造煙葉主流煙氣中巴豆醛的釋放量。上述方法一是針對的是再造煙葉和煙葉，二是其處理工藝繁瑣，不利于實際生產(chǎn)的使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用，采用該處理方法制備得到的梗絲巴豆醛釋放量明顯降低，摻兌于卷煙配方中，能夠降低煙氣巴豆醛釋放量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提?。河盟崛」＝z，提取完畢后固液分離得到提取液和殘留梗絲；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮后，添加酵母進行發(fā)酵處理；
3）提取液返加：將步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液返加至步驟1）所得殘留梗絲中；
4）干燥:干燥得成品梗絲。
具體的，步驟1）中用水提取梗絲時，提取溫度為20－50℃，提取時間為0.5－6h，水用量為梗絲重量的5－10倍。
具體的，步驟2）中發(fā)酵使用的酵母為活性干酵母（釀酒酵母，Saccharomyces cerevisiae），酵母用量為初始梗絲重量的0.1－1.0 %，發(fā)酵溫度25－50℃，發(fā)酵時間0.5－12h。釀酒酵母可直接購買普通市售產(chǎn)品即可。
進一步優(yōu)選的，在步驟3）中，預(yù)先向步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液中添加氨基酸，然后再返加至步驟1）所得殘留梗絲中；氨基酸添加量為初始梗絲重量的0.5－2.0%，所述氨基酸為脯氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、纈氨酸、天冬酰胺、色氨酸、異亮氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蛋氨酸和賴氨酸等中的一種或多種。
具體的，步驟4）中干燥時，控制烘絲機筒壁溫度為60－150℃。具體例如控制為70℃、80℃、90℃、100℃、110℃等，其中，優(yōu)選為70－80℃。
采用上述降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法所得到的成品梗絲。與對照梗絲相比，成品梗絲在模擬燃吸條件下熱裂解產(chǎn)生的巴豆醛量可以降低20－40%。
上述梗絲在卷煙中的應(yīng)用，具體為：將梗絲以20－30wt%的摻兌比例添加于配方煙絲中，與對照卷煙相比，制備所得卷煙的煙氣中巴豆醛釋放量能夠降低5－20%。
本發(fā)明的原理在于：（1）梗絲中的糖類化合物在燃燒裂解的過程中會生成巴豆醛，它們是煙氣巴豆醛的重要前體物，去除這些前體物可降低巴豆醛釋放量。本發(fā)明通過提取液發(fā)酵消耗糖類；（2）氨基酸可以抑制巴豆醛的生成，因此本發(fā)明通過提取液添加氨基酸可降低巴豆醛釋放量。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：通過提取液發(fā)酵和添加氨基酸，一方面降低了巴豆醛的前體物，增加了巴豆醛的抑制物，從而實現(xiàn)巴豆醛釋放量的大幅降低；另一方面氨基酸的加入有利于增加煙氣中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，從而抑制巴豆醛的生成。本發(fā)明方法具有操作便捷、低成本、安全等特點，有利于工業(yè)化應(yīng)用。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步地詳細介紹，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。
物料情況：
梗絲樣品，由河南中煙提供，為正常生產(chǎn)過程中所采用的普通梗絲樣品；
釀酒酵母，為安琪酵母公司產(chǎn)品，從某超市隨機購買獲得。
實施例1（梗絲1 #）
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提?。河盟?5℃提取梗絲0.5h，提取完畢后使用篩網(wǎng)固固液分離得到提取液和殘留梗絲；水用量為梗絲重量的10倍；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮至原體積的1/4后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于40℃發(fā)酵處理0.5h；酵母用量為梗絲重量的0.2 %，
3）提取液返加：將步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液返加至步驟1）所得殘留梗絲中；
4）干燥: 干燥得成品梗絲。
實施例2（梗絲2 #）
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提?。河盟?5℃提取梗絲0.5h，提取完畢后使用篩網(wǎng)固固液分離得到提取液和殘留梗絲；水用量為梗絲重量的10倍；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮至原體積的1/4后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于40℃發(fā)酵處理0.5h；酵母用量為梗絲重量的0.2 %，
3）提取液添加氨基酸及返加：向步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液中添加脯氨酸，然后返加至步驟1）所得殘留梗絲中；脯氨酸添加量為梗絲重量的3.0 %；
4）干燥: 干燥得成品梗絲。
實施例3（梗絲3 #）
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提取：用水于25℃提取梗絲0.5h，提取完畢后使用篩網(wǎng)固固液分離得到提取液和殘留梗絲；水用量為梗絲重量的10倍；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮至原體積的1/4后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于25℃發(fā)酵處理12h；酵母用量為梗絲重量的0.2 %，
3）提取液添加氨基酸及返加：向步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液中添加纈氨酸，然后返加至步驟1）所得殘留梗絲中；纈氨酸添加量為梗絲重量的0.5%；
4）干燥: 干燥得成品梗絲。
實施例4（梗絲4 #）
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提?。河盟?0℃提取梗絲0.5h，提取完畢后使用篩網(wǎng)固固液分離得到提取液和殘留梗絲；水用量為梗絲重量的8倍；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮至原體積的1/4后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于50℃發(fā)酵處理0.5h；酵母用量為梗絲重量的1.0 %；
3）提取液添加氨基酸及返加：向步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液中添加精氨酸，然后返加至步驟1）所得殘留梗絲中；纈氨酸添加量為梗絲重量的0.5%；
4）干燥: 干燥得成品梗絲。
實施例5（梗絲5 #）
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提取：用水于25℃提取梗絲2h，提取完畢后使用篩網(wǎng)固固液分離得到提取液和殘留梗絲；水用量為梗絲重量的10倍；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮至原體積的1/4后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于35℃發(fā)酵處理2h；酵母用量為梗絲重量的0.5 %，
3）提取液添加氨基酸及返加：向步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液中添加脯氨酸，然后返加至步驟1）所得殘留梗絲中；脯氨酸添加量為梗絲重量的2.0%；
4）干燥: 干燥得成品梗絲。
實施例6（梗絲6 #）
一種降低梗絲巴豆醛釋放量的加工處理方法，以梗絲為原料，其包括如下步驟：
1）梗絲提?。河盟?5℃提取梗絲5h，提取完畢后使用篩網(wǎng)固固液分離得到提取液和殘留梗絲；水用量為梗絲重量的6倍；
2）提取液發(fā)酵：提取液濃縮至原體積的1/4后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于35℃發(fā)酵處理6h；酵母用量為梗絲重量的0.5 %，
3）提取液添加氨基酸及返加：向步驟2）所得發(fā)酵處理過的提取液中添加甘氨酸，然后返加至步驟1）所得殘留梗絲中；脯氨酸添加量為梗絲重量的1.0%；
4）干燥: 干燥得成品梗絲。
實施例7－20（梗絲7#－20#）
分別將步驟3）中的脯氨酸替換為絲氨酸（7#）、丙氨酸（8#）、蘇氨酸（9#）、半胱氨酸（10#）、組氨酸（11#）、天冬酰胺（12#）、色氨酸（13#）、異亮氨酸（14#）、谷氨酰胺（15#）、谷氨酸（16#）、苯丙氨酸（17#）、蛋氨酸（18#）、賴氨酸（19#）、脯氨酸和天冬酰胺等重量混合物（20#），其它步驟參照實施例5。
應(yīng)用試驗1
采用實驗室建立的熱裂解模擬燃吸法測定巴豆醛生成量。
（1）熱裂解條件：參考卷煙燃吸條件，設(shè)定裂解條件為：
升溫程序：以90℃/s的升溫速率從35℃升溫至900℃，在900℃保持6s.；
載氣：9% O2，91%N2；
載氣流速：17.5 mL/s；
樣品裂解前按照GB／T 16447—2004《煙草及煙草制品調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境》的要求，梗絲樣品在溫度22±2℃和相對濕度60±5％下平衡48h。
（2）裂解生成巴豆醛的測定
吸收液的配制：移取14 mL 85% H3PO4，用去離子水稀釋至100 mL；稱取3g 2,4-二硝基苯肼（DNPH），加入500 mL乙腈，超聲至溶解，接著加入29 mL稀釋后的H3PO4溶液，輕輕攪拌，用去離子水稀釋至1 L。
三羥甲基)氨基甲烷溶液（Trizma堿）配制：稱取2 g三羥甲基氨基甲烷，加入200 mL去離子水，用乙腈稀釋至1 L。
巴豆醛的吸收和處理：梗絲裂解產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入裝有25mL吸收液的吸收瓶中，巴豆醛與吸收液中的2,4-二硝基苯肼（DNPH）發(fā)生衍生化反應(yīng)被吸收液衍生化。移取4mL反應(yīng)溶液，用三羥甲基氨基甲烷溶液（Trizma堿）定容至10mL，混勻后過0.45 μm有機相濾膜，進HPLC分析。
HPLC儀器條件：進樣體積10 μL；流速1 mL/min；流動相為去離子水和乙腈混合溶劑，洗脫梯度見表；檢測器為二極管陣列檢測器，檢測波長：365 nm。
表 洗脫梯度表
（3）測定結(jié)果
與對照梗絲（未處理）相比，實施例1－20制備的梗絲樣品（1#－20#）巴豆醛生成量均有明顯降低，降低率在20－37%，詳見下表。
應(yīng)用試驗2
分別測定對照梗絲（未處理）和梗絲5#樣品的總糖和還原糖含量（參照YC/T 159—2002）。由下表可以看出：與對照梗絲相比，梗絲5#樣品的總糖和還原糖含量均大幅降低。
前期研究中，發(fā)明人初步確定：煙梗中的葡萄糖、果糖、蔗糖、纖維素、果膠等可裂解促進巴豆醛的生成，而脯氨酸、天冬酰氨等氨基酸及蛋白質(zhì)可抑制巴豆醛的生成；換言之，纖維素、果膠、糖類化合物是巴豆醛的重要前體物，而氨基酸類化合物可抑制巴豆醛的生成。從上表數(shù)據(jù)可以看出，與未進行任何處理的對照煙梗1#樣品相比，經(jīng)加工處理后，煙梗3#中巴豆醛的前體物質(zhì)得到了降解和消耗（總糖和還原糖含量均大幅降低），因而能夠降低巴豆醛的釋放量；而且不同處理方式條件下，均能較為明顯地降低樣品中巴豆醛的釋放量，降低率大約在20－37%左右，因而具有較好的應(yīng)用前景。
應(yīng)用試驗3
分別將對照梗絲（未處理）和梗絲5#樣品以30%的比例摻兌于配方煙絲，采用裂解模擬燃吸法測定巴豆醛生成量；同時采用相同輔材卷煙后，測定卷煙煙氣中的巴豆醛釋放量（YC/T254―2008）。結(jié)果見下表。
由上表可以看出：相比對照梗絲，巴豆醛釋放量降低15%，減害效果較為明顯，具有較好的應(yīng)用價值。