復(fù)合酶技術(shù)提高煙碎片提取率的研究

摘 要：為了提高造紙法再造煙葉碎片原料提取率，減少碎片的使用量，在碎片提取工序加入復(fù)合酶。結(jié)果表明，加入復(fù)合酶后可提高碎片的提取率，增加碎片原料出膏量，進而減少碎片原料使用量。

關(guān)鍵詞：造紙法再造煙葉；碎片原料；提取率

造紙法再造煙葉是按原料配方要求，將煙末、煙梗等原料用水浸泡萃取后，分解為可溶性物質(zhì)和不溶性物質(zhì)[1-2]，不溶性物質(zhì)以類似造紙的方法制成像原紙一樣的片基，然后在片基上加入經(jīng)濃縮后的可溶性物質(zhì)和添加劑，干燥后成為再造煙葉。國家煙草專賣局將造紙法再造煙葉技術(shù)升級列為煙草行業(yè)第十個重大專項[3]，是再造煙葉蓬勃發(fā)展的時期。目前國內(nèi)經(jīng)國家煙草專賣局批準(zhǔn)的造紙法再造煙葉生產(chǎn)點共14個，批準(zhǔn)總生產(chǎn)能力16.5萬噸/年，碎片需求量達到約8萬噸/年，而打葉復(fù)烤廠每年產(chǎn)生的碎片原料只有不到2萬噸，原料非常緊缺[4]。

本研究通過復(fù)合酶技術(shù)提高了碎片原料的提取率，增加了碎片的利用率[5]，能夠緩解碎片原料緊張對造紙法再造煙葉企業(yè)帶來的壓力[6]。

以公司目前提取工序為例，產(chǎn)品A碎片原料提取溫度50℃，料液比1：5，采用三級逆流提取方式，每級提取時間為15min，碎片原料的提取率約為45%，而產(chǎn)品A的碎片原料極限提取率約為55%，即熱水可溶物提取率為82%，還有一定的上升空間。本研究選用淀粉酶、果膠酶、木聚糖酶復(fù)合添加于碎片原料中，通過實驗查找最適的條件，綜合考慮成本與能耗的情況下最大可能得提高碎片原料的提取率。

1 材料與方法

1.1 材料

福建金閩公司碎片原料；DKB-501A超級恒溫水槽（上海精宏實驗設(shè)備有限公司） ； AR2140型電子天平（感量：0.0001g，美國奧豪斯）；酶樣品。

1.2 方法

酶液相對活力檢測參照相應(yīng)的國標(biāo)進行。提取率檢測模似生產(chǎn)線工藝進行三級逆流提取，稱量絕干物質(zhì)損失率計算碎片原料的提取率。

2 工藝條件的確定

2.1 酶工作溫度的確定

固定酶溶液的pH值，檢測酶工作的溫度與酶活力的關(guān)系，檢測結(jié)果為見表1。

表1 酶活力與溫度的關(guān)系

從表1可以看出，在溫度50℃時，三種酶活力未達到最高值，但也在相對較高的水平。在盡量不改變原有工藝，不增加能耗的條件下，確定酶的反應(yīng)溫度為50℃。

2.2 反應(yīng)pH的確定

固定酶溶液的溫度，檢測酶工作的pH與酶活力的關(guān)系，檢測結(jié)果見表2。

表2 酶活力與pH的關(guān)系

從表2可以看出，在pH值為5.0時，三種酶活力也較高，在不改變原有工藝的情況下，選用pH為5.0作為酶的反應(yīng)pH值。

2.3 復(fù)合酶比例的確定

戴麗君等在應(yīng)用復(fù)合酶工藝技術(shù)提高煙梗浸膏品質(zhì)的研究中[7]，使用淀粉酶、果膠酶和木聚糖酶對煙梗的處理提高煙梗品質(zhì)及煙梗提取率，三種酶的用量分別為0.5%、0.5%、1.0%，本實驗擬對三種酶比例分別為A： 0.5%、0.5%、0.5%，B： 0.6%、0.6%、0.6%，C： 0.6%、0.6%、0.8%，D： 0.8%、0.8%、0.8%，E：0.5%、0.5%、1.0%，F(xiàn)： 1.0%、1.0%、1.0%，Y為對比樣。模擬生產(chǎn)實際溫度為50℃，pH為5.0，對產(chǎn)品A碎片原料進行提取檢測提取率，結(jié)果見表3。

表3 碎片原料提取率與復(fù)合酶添加比例的關(guān)系

根據(jù)表3數(shù)據(jù)，結(jié)合成本與提取率情況，最終確定C方案， 淀粉酶、果膠酶和木聚糖酶的比例為0.6%、0.6%、0.8%，提取率達50.85%

3 小結(jié)與討論

（1）在不改變生產(chǎn)線工藝指標(biāo)的情況下，確定淀粉酶、果膠酶、木聚糖酶用量為0.6%、0.6%、0.8%，pH為5.0，溫度為50℃，采用三級逆流提取方式，提取時間為每級15min對產(chǎn)品A碎片原料進行酶處理提取。

（2）在生產(chǎn)線驗證碎片提取率為50.85%，即熱水可溶物提取率達92.4%，比原有工藝提高10.4%左右。

（3）原有工藝每100kg碎片原料可生產(chǎn)密度為1.20g/mL的碎片濃縮液95kg，加復(fù)合酶處理后可以出密度為1.201.20g/mL的碎片濃縮液106kg。

（4）經(jīng)評吸，復(fù)合酶處理的碎片濃縮液較之前的品質(zhì)還略有提高。

（5）以年產(chǎn)10000噸的再造煙葉企業(yè)為例，每年需碎片原料約4700噸，應(yīng)用復(fù)合酶技術(shù)提取可節(jié)省碎片約500噸，可以緩解碎片原料緊張對造紙法再造煙葉企業(yè)帶來的壓力。

參考文獻

[1]魯蕾，付敏，郭寶星.煙梗成分提取及其應(yīng)用研究[J].四川化工，2004，7（1）：9-12.

[2]李峰，沈光林，杭義萍.煙梗中的中性致香成分定性定量分析[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2009，29（12）：1699-1703.

[3]張碰元，范運濤，劉維涓，等.不同煙碎片制備的造紙法再造煙葉致香成分分析比較[J].光譜實驗室，2008，25（6）：1239-1242.

[4]王捷，周紅專.造紙法生產(chǎn)再生煙葉薄片的工藝：中國，CN 901114

563.3[P].2001-06-28.

[5]譚新良，傅見山，鄧昌健，等.造紙法生產(chǎn)煙草薄片的方法：中國，CN 200510032199.7[P].2005-09-28.

[6]鄭松明，段煌，鄭松輝.一種功能型造紙法再造煙葉的生產(chǎn)工藝：中國，CN 03142802.9[P].2003-06-13.

[7]戴麗君，施建在等.應(yīng)用復(fù)合酶技術(shù)提高煙梗浸膏品質(zhì)的研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，24（6）：135-138。

作者簡介：林登銓，1985年06月，男，助理工程師，獲生物工程學(xué)士學(xué)位，主要從事造紙法再造煙葉研究工作。