酶法改善造纸法烟草薄片品质初探

烟草原料混合及分开制浆对造纸法烟草薄片品质的影响李文昱;肖选虎;卫青【摘要】实验研究了某造纸法烟草薄片生产中烟草原料(烟梗、烟末和碎烟片等)混合及分开制浆对造纸法烟草薄片品质的影响.实验结果表明,烟梗及烟叶分开制浆,烟草薄片抗张性能及灰分均有不同程度的提高,对所制卷烟产品的感官质量亦有所改善,浆料纤维的筛分组分分布与进口高档烟草薄片更趋一致.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】4页(P40-43)【关键词】造纸法烟草薄片;固形物;制浆;品质【作者】李文昱;肖选虎;卫青【作者单位】云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明,650106;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明,650106;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明,650106【正文语种】中文【中图分类】TS762造纸法烟草薄片，是以烟梗、烟末和碎烟片等烟草原料为主体，借助造纸工艺和技术，先将烟草原料用温水浸泡萃取，将可溶物与纤维和其他不溶物分离，然后将纤维和不溶物离解、打浆，在造纸机上成形，同时将可溶物萃取浓缩后，喷回到成形的片基上，经干燥后制成烟草薄片[1］。

造纸法烟草薄片亦称造纸法再造烟叶。

在20世纪五六十年代我国就开始造纸法烟草薄片相关研究，但直到20世纪90年代才取得关键突破实现了工业化生产。

由于造纸法烟草薄片工艺具有其他方法不可比拟的优势:一是可以改变薄片物理性能，使烟草薄片质地疏松，提高填充值和填充性，显著降低焦油量，从而起到降焦减害的作用;二是可以方便地调整薄片的化学成分 (如烟碱、总糖等)，进而达到天然烟叶不能达到的灵活卷烟配方，改善香气和吸味，全面提高卷烟产品质量;三是可以通过造纸工艺配方选择性降低烟草薄片主流烟气中CO、HCN和巴豆醛等的释放量，更加突出卷烟的风格和特点[2］。

正是因为造纸法烟草薄片具有这些优点，近年来国内造纸法烟草薄片产业发展迅速，生产企业达十几家，单机产能已接近2万t。

·生物酶预处理烟梗·生物酶预处理对烟梗浆料纤维特性的影响赵梦醒王燕燕王昊畅婉清祁浩成刘廷志*（天津科技大学轻工科学与工程学院，天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457）摘要：通过采用生物酶对烟梗浆料进行预处理，对比分析了生物酶预处理对烟梗浆料纤维特性的影响。

结果表明，相同打浆度下，酶预处理组纤维平均长度、粗度、细小纤维含量和扭结指数均高于对照组。

烟梗浆料扫描电子显微镜（SEM ）分析表明，酶预处理有促使纤维纹孔打开、破坏细胞结构的可能；红外光谱表明，酶预处理后烟梗浆料中的纤维素相对含量增加，而烟碱类物质相对含量减少，溶出增加；X 射线衍射仪（XRD ）分析表明，酶预处理可提高烟梗浆料纤维素的结晶度，相对于对照样的26.19%，酶预处理样纤维素结晶度为28.15%，增加了7.51%；热重分析表明生物酶预处理会提高烟梗浆料的热稳定性。

关键词：酶预处理；烟梗；纤维特性；造纸法烟草薄片中图分类号：TS743+.9文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2020.07.008Effect of Bio -enzymatic Pretreatment on Tobacco Stem and Its Pulping Characteristics ZHAO MengxingWANG Yanyan WANG Hao CHANG Wanqing QI Haocheng LIU Tingzhi *（Tianjin Key Lab of Pulp and Paper ，School of Light Industry Science and Technology ，Tianjin University of Science and Technology ，Tianjin ，300457）（*E -mail ：liutz@ ）Abstract ：By using biological enzymes to pretreat tobacco stem materials ，the effects of compound enzyme treatment on tobacco stem materi‐als and fiber properties of tobacco stem pulp were compared and analyzed.The results showed that the average fiber length ，coarseness ，con‐tent of fine fibers and kink index of the enzyme -pretreated group were higher than those of the control group at the same beating degree.Lo‐cal analysis of the tobacco stem raw material showed that the enzyme pretreatment might promote the opening of the fiber pits and damage the cell structure.The results of infrared analysis confirmed that after enzymatic pretreatment ，the relative content of cellulose in the stem mate‐rial increased ，while the relative content of nicotine decreased and the dissolved matterin the pretreatment solution.The enzyme pretreatment increased the relative crystallinity of the cellulose ，compared to 26.19%of the control sample ，the crystallinity of the enzyme pretreated sample was 28.15%，a increase of 7.51%.Thermogravimetric analysis showed that the biological enzyme pretreatment increased the ther‐mal stability of tobacco stalk material.Key words ：enzyme pretreatment ；tobacco stalks ；fiber characteristics ；reconstituted tobacco sheet烟梗为烟叶的粗硬叶脉部分，约占烟叶总质量的25%～30%。

烟草科技/Tobacco Science ＆Technology 烟草化学/Tobacco Chemistry 2011年第7期（总第288期欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞）基金项目：广东中烟工业有限责任公司科技项目“利用生物酶技术改良烟叶品质的研究”资助（粤烟工05XM-QK 〔2008〕第020号）。

作者简介：吴亦集（1968－），本科，工程师，主要从事卷烟工艺及产品设计方面的研究。

E-mail ：wuyj@sohu．com 收稿日期：2011－01－20责任编辑：刘立全E-mail ：llq@tobaccoinfo．com．cn电话：0371-67672637造纸法再造烟叶原料的加酶萃取吴亦集，沈光林，陶红，周瑢，林翔广东中烟工业有限责任公司技术中心，广州市中山七路333号510145关键词：萃取；酶解；造纸法再造烟叶；果胶酶；蛋白酶；半纤维素酶摘要：为了减少造纸法再造烟叶中的不利成分，研究了在烟梗和烟末萃取过程中加入果胶酶、半纤维素酶和蛋白酶，以及酶添加量、酶解温度和酶解时间对烟末、烟梗中蛋白质、全纤维素和果胶含量及其萃取液中还原糖和氨基酸含量的影响。

结果表明：①烟梗和烟末的适宜酶处理萃取条件为：复合酶用量：烟梗，0．5%果胶酶、半纤维素酶和蛋白酶［2ʒ2ʒ1（质量比）］、烟末，0．8%果胶酶、半纤维素酶和蛋白酶［1ʒ2ʒ2（质量比）］；处理温度：50ħ；处理时间：2h ；②复合酶萃取后，烟梗和烟末的蛋白质、综纤维素和果胶的转化率分别比热水萃取高7．63，4．97，15．87和16．59，5．58，16．13百分点。

烟末、烟梗萃取液中还原糖比热水萃取的分别高2．55和3．68百分点，萃取液粘度分别降低0．32和0．149Pa ·s 。

中图分类号：TS411．1文献标识码：A文章编号：1002－0861（2011）07－0033－04Extraction of Tobacco Materials for Paper-making Process Reconstituted Tobacco in Presence of Enzyme MixtureWU YI-JI ，SHEN GUANG-LIN ，TAO HONG ，ZHOU RONG ，and LIN XIANGTechnology Center of China Tobacco Guangdong Industrial Co．，Ltd．，Guangzhou 510145，ChinaKeywords ：Extraction ；Enzymatic hydrolysis ；Paper-making process reconstituted tobacco ；Pectinase ；Proteinase ；HemicellulaseAbstract ：In order to reduce the undesirable components in paper-making process reconstituted tobacco ，the effects of adding pectinase ，hemicellulase and protease in tobacco fines and stems extraction ，adding rates ，enzymatic hydrolysis temperature and time on the contents of protein ，holocellulose and pectin in the extracted tobacco fines and stems ，and contents of reducing sugar and amino acid in the extract were studied．The results showed that ：1）the appropriated extraction conditions were ：extraction temperature 50ħfor 2hours in the presence of 0．5%（w /w ）enzyme mixture （mass ratio of pectinase ，hemicellulase and proteinase was 2ʒ2ʒ1）for tobacco stem ，and 0．8%（w /w ）enzyme mixture （mass ratio of pectinase ，hemicellulase and proteinase was 1ʒ2ʒ2）for tobacco fines．2）Comparing with hot water extraction ，the enzymatic extraction increased the hydrolysis rates of protein ，holocellulose and pectin in tobacco stems and tobacco fines by 7．63，4．97，15．87and 16．59，5.58，16．13percentage points ，respectively ；the reducing sugar in the enzymatic extract increased by 2．55and 3.68percentage points ，while the viscosity of the enzymatic extract decreased by 0．32and 0．149Pa ·s ，respectively．目前，国内现有的造纸法烟草再造烟叶生产工艺是将烟末和烟梗萃取，萃取液固液分离，固体部分制浆后抄制成纸基，液体部分浓缩后回涂到纸基上。

酶法辅助浸提再造烟叶原料的研究为解决再造烟叶杂气重、香味不足、吸味不佳问题,本课题采用复合耐热酶协同作用于烟草浸提过程,在此过程中降解了蛋白质、淀粉和果胶等分子,促进了再造烟叶色泽、抗张强度等物性指标提升,同时增多糠醛、糠醇等香味物质含量,达到了再造烟叶提质增香的目的,为此,主要开展了如下几方面研究:通过Genbank筛选具有耐热酶性质的基因片段进行序列优化、克隆表达及纯化收集耐热酶;通过将耐热酶按照单酶、双酶、三酶协同作用7个方案分别应用在再造烟叶生产工艺中的浸提阶段辅助浸提并与未添加耐热酶进行空白对照,在不同时间段对采用常规方法检测了浸提过程中浸提液中蛋白质、淀粉、果胶等大分子物质含量的变化,采用GC/MS法检测浸提液及其对照的香味成分;通过制备成品再造烟叶检测其香味物质含量以及检测再造烟叶的物理指标;将制备的再造烟叶在成品卷烟掺配的基础上外加5%的添加量进行卷制感官质量评价。

结果表明:(1)通过酶学特性研究筛选了3种可用于再造烟叶工艺加工应用的耐热酶,其中耐热蛋白酶(ZZQGY-E01)、耐热淀粉酶(ZZQGY-E02)、耐热果胶酶(ZZQGY-E03),进行应用。

(2)通过7中方案辅助再造烟叶原料浸提中化学指标及香味物质含量,得出三酶协同作用原料浸提效果最好,使得蛋白质降解32%,淀粉减少36.4%,果胶减少29%,物料浸提液中氨基酸增加7.15倍,还原糖增加28%。

(3)应用耐热蛋白酶、淀粉酶、果胶酶三酶协同作用辅助再造烟叶原料浸提阶段制备再造烟叶成品,发现部分香味物质有所增加,例如紫罗兰酮增加17.5%、糠醛增加41.2。

并且通过掺配卷烟进行感官评价结果显示,酶辅助制备的再造烟叶感官评价提升1.0分。

综合以上研究,我们创立了复合耐热蛋白酶、淀粉酶、果胶酶协同作用于烟草浸提过程工艺,所得再造烟叶的抗张强度、燃烧速率均提升10%,部分香味物质例如糠醇、2-乙酰呋喃等含量增加,因此,该工艺技术达到了提质增香的目的,有望提高其在卷烟配方中的比例,具有显著的经济效益。