黑老虎煙葉浸膏生物酶法制備工藝及品質評價

占小林等

摘 要：以廣昌曬紅煙“黑老虎”煙葉為原料，采用生物酶法水解黑老虎煙葉，結合現代膜分離提取與旋轉蒸發濃縮技術，制備黑老虎煙葉浸膏。探討了膜分離技術在浸膏制備中的應用，以10～20 kD膜過濾制備的浸膏為最優；理化性質分析和GC-MS檢測表明生物酶法制備的黑老虎浸膏樣品具有較高的質量穩定性和制備工藝穩定性；葉組和卷煙評吸結果及GC-MS檢測結果顯示添加黑老虎浸膏后卷煙風格特征在干草香、甜香、烘焙香、可可香、辛香、膏香方面提升明顯，并且生物法制備的浸膏的提升效果優于水煮法和酒精萃取法。

關鍵詞：黑老虎 煙葉浸膏 GC-MS 膜分離 致香成分

中圖分類號：R19 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0081-02

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料

廣昌曬紅煙“黑老虎”煙葉（由江西中煙工業有限責任公司提供）。

1.1.2 試劑

諾維信公司的復合纖維素水解酶、果膠酶和蛋白酶；北京普博欣公司的葡萄糖測定試劑盒、氫氧化鈉和檸檬酸等分析純試劑。

1.1.3 主要儀器

Eppenclorf離心機Centrifuge-5418（艾本德中國有限公司）；J1200型電子天平（雙杰測試儀器廠）；HH S- 3型恒溫水浴鍋（鞏義市矛華儀器有限公司）；PB-10型pH計（賽多利斯公司）；LD-100型試樣粉碎機（紅太陽機電有限公司）；PT-3502型酶標儀（普天新橋技術有限公司）；KM-3型高效超濾膜分離設備（廣州潔圣膜技術有限公司）；旋轉蒸發儀RE-5250（鄭州宏朗儀器設備有限公司）；GC-MS安捷倫氣質聯用6890-5973（安捷倫科技有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 生物酶法水解黑老虎煙葉提取致香成分

取10 g黑老虎煙葉，去梗、切絲，粉碎至60～80目，加8倍體積無菌水浸泡1 h，85 ℃水浴滅菌5 min，冷卻，調節pH至5.0，加入1.75%（w/w）復合纖維素水解酶、1.5%（w/w）果膠酶PECTINEX，在50 ℃、pH5.0條件下進行水解反應2 h。80 ℃水浴10 min將酶滅活，調節pH至5.0，冷卻后加入1.5%（w/w）蛋白酶Flavourzyme，在50 ℃、pH5.0條件下進行水解反應2 h。80 ℃水浴10 min將酶滅活，所得樣品用200目濾布過濾除去殘渣，得上清液即為煙葉提取物。

1.2.2 超濾膜濃縮黑老虎煙葉水解液，旋轉蒸發制備黑老虎煙葉浸膏

取黑老虎煙葉水解液，經甩干式離心機粗過濾，自然沉淀16 h，取上清液抽濾，濾液經冷凍離心機離心（10000 rpm，5 min）進一步去除不溶性成分，取上清液進行超濾膜分離。利用旋轉蒸發儀濃縮黑老虎煙葉水解液至原體積的1/6，得到黑老虎煙葉浸膏。

2 結果與討論

2.1 不同分子量超濾膜分離樣品的致香成分分析和卷煙評吸分析

表1的評吸結果顯示膜過濾后的浸膏產品在苦味、甜味、舒適感方面都有所提升。但是經膜過濾會造成大量的致香物質流失，在煙氣特征、香氣風格方面明顯不如未經膜過濾的浸膏。綜合考慮，以10～20 kD膜過濾制備的浸膏為最優選擇。

2.2 黑老虎煙葉浸膏制備工藝穩定性和產品質量穩定性

2.2.1 工藝穩定性研究

對三個批次的黑老虎煙葉浸膏樣品的理化性質（折光值、密度、糖度）進行分析，結果表明不同批次的黑老虎浸膏樣品在折光值、密度、糖度方面保持了較好的穩定性（圖1A）。同時，GC-MS分析共檢測到75種致香成分，不同批次黑老虎浸膏樣品在致香成分種類、數目、含量方面保持穩定（圖1B）。

2.2.2 質量穩定性研究

將浸膏樣品在放置30天、45天、60天、75天、90天、105天后檢測其理化性質，浸膏樣品的折光值、密度、糖度未發生明顯變化（圖2A），GC-MS分析表明其致香成分含量也保持較高的穩定性（圖2B）。

2.3 生物酶法制備工藝的先進性

將水煮法、酒精萃取法、生物酶法制備的黑老虎煙葉浸膏添加到葉組、卷煙中。結果顯示添加黑老虎煙葉浸膏后卷煙風格特征在木香、堅果香、干草香、膏香等方面提升明顯，在煙氣特征方面豐富度、煙氣濃度、勁頭方面均有提升，并且生物法制備的浸膏的提升效果優于水煮法和酒精萃取法。通過GC-MS技術對各樣品的致香成分進行定量分析[1]，結果表明生物法制備的黑老虎浸膏的致香成分含量遠遠高于水煮法和酒精萃取法。

3 結論

本研究旨在利用生物酶法制備黑老虎煙葉浸膏，盡量保留其致香成分，將其添加到葉組配方中，在烤煙型卷煙降低焦油后香氣略顯不足的情況下[2]，大幅度提升低焦油卷煙香氣。本研究的開展，從技術層面支撐廣昌“黑老虎”煙葉的深度挖掘與應用，有利于煙草提取工藝的技術革新，為低焦油卷煙設計與產品風格固化提供強有力的技術支持[3～4]，具有較好的社會效益和經濟效益。（1）優化了利用旋轉蒸發技術制備黑老虎煙葉浸膏的工藝流程，探討了膜分離技術在浸膏制備中的應用，膜分離技術可以有效去除浸膏中的雜質，提升黑老虎煙葉浸膏品質，以10～20 kD膜過濾制備的浸膏為最優選擇。（2）理化性質分析和GC-MS檢測表明生物酶法制備的黑老虎浸膏樣品具有較高的質量穩定性和制備工藝穩定性。（3）對黑老虎煙葉的質量風格特色、生物法提取樣品的致香成分進行分析，并與其他制備工藝做了詳細的對比。將水煮法、酒精萃取法、生物法制備的黑老虎煙葉提取物添加到葉組、卷煙中，評吸結果顯示添加黑老虎浸膏后卷煙風格特征在干草香、甜香、烘焙香、可可香、辛香、膏香方面提升明顯，并且生物法制備的浸膏的提升效果優于水煮法和酒精萃取法。通過GC-MS技術對各樣品中的致香成分進行定量分析，結果表明生物法制備的黑老虎浸膏的致香成分含量遠遠高于水煮法和酒精萃取法。

參考文獻

[1] 李炎強，申進朝，劉克建，等.GC/MS技術分析煙草揮發性、半揮發性酸性成分[J].分析化學，2004，32（5）：694.

[2] 周四毛，彭桂新，于建春.降低卷煙焦油量的技術措施研究[J].煙草科技，1997（125）：8-9.

[3] 趙瑞花，王菊，張江宏，等.卷煙添加劑的應用和安全性研究進展[J].山西化工，2010，30（6）：14-17.

[4] 袁球，李琰琰，周治寶，等.不同肥料品種對廣昌“黑老虎”曬煙產量質量的影響[J].生物災害科學，2013，36（2）：227-231.endprint