一种利用微生物发酵生产低焦低害卷烟膨胀丝的方法

摘要

一种利用微生物发酵生产低焦低害卷烟膨胀丝的方法，准确地说是利用安全的食品级微生物对低次烟叶进行快速发酵，再利用CO2法膨胀叶丝工艺，生产出一种低焦低害膨胀叶丝，具体说是在低次烟叶打叶复烤后或者低次烟叶制作膨胀叶丝前，接种不同浓度的一种或二种以上菌株，前者在1～2年醇化期内进行微生物温和发酵，后者经过24～72h人工快速发酵处理，再采取参数优化后的CO2法膨胀叶丝工艺，利用膨胀过程中的高温，截止酶活，得到配伍性增强、焦油和CO释放量减少的膨胀叶丝。本方法使用安全的食品级微生物，利用膨胀过程的高温截止酶活，生产得到的膨胀叶丝降焦减害效果好，重复性好，成本低，操作工艺简单，安全，卷烟配方易于使用。

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域和膨胀叶丝生产领域，更确切地说是利用微生物处 理低次烟叶，并将处理后的低次烟叶进行CO₂法膨胀叶丝，以降低烟丝焦油和CO 释放量。

背景技术

我国烟叶资源非常丰富，种植面积1500万亩，生产烟叶3500万担左右（1 担约为50kg），居世界首位，在烟草种植和生产过程中，有大量的低次烟叶产生， 大约占烟叶总产量的25%，加之每个烟草企业还有众多的零星烟叶和风险烟叶囤 积库中，浪费大量的资金和仓库空间资源，所以，有效的利用这些烟叶是降低企 业生产成本，合理配置资源的重要途径。目前，我国低次烟叶有效利用率低，使 用途径少，因此，高效、安全、环境友好的低次烟叶深加工技术对于最大程度的 利用低次烟叶，降低卷烟生产的成本具有战略性的意义。

微生物技术在烟草中的应用始于上世纪50年代，研究范围比较广泛。前人在 烟草微生物发酵这个方面的应用主要包括应用微生物发酵缩短烟叶醇化时间、应 用微生物发酵提高烟叶香气、应用微生物技术降低烟叶含氮化合物等，而利用微 生物发酵技术降焦减害的研究很少。目前国内外的研究对于微生物处理改良烟叶 品质或者烟丝膨胀技术优化的研究都较多，但是将两者结合专门针对研发低焦低 害烟草膨胀丝的研究在项目、文章和专利上还是空白。

本发明方法以低次烟叶为作用对象，应用选育得到的具有降焦减害功能的微 生物对低次烟叶进行发酵和干冰膨胀，得到焦油和CO释放量低的膨胀叶丝。本方 法使用安全的食品级微生物，利用膨胀过程的高温截止酶活，生产得到的膨胀叶 丝降焦减害效果好，重复性好，成本低，操作工艺简单，安全，卷烟配方配伍性 好。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低烟草烟丝焦油和CO释放量的烟草处 理方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种利用微生物发酵生 产低焦低害卷烟膨胀丝的方法，在低次烟叶上接种汉逊酵母属或/和芽孢杆菌属微 生物中的一个种或二个种，经过CO₂法膨胀叶丝工艺，降低低次烟叶焦油释放量和 CO释放量。

优选地，所述微生物为汉逊酵母属异常汉逊酵母（Hansenula anomala）。

优选地，所述微生物为芽孢杆菌属地衣芽孢杆菌（bacillus licheniformis）、 枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis）、短小芽孢杆菌（bacillus pumilus）或巨 大芽孢杆菌（bacillus megaterium）。

进一步地，接种物为微生物的液体培养液，其浓度为10⁹～10¹¹CFU/mL。

进一步地，所述接种微生物是在低次烟叶打叶复烤后，利用长时间的醇化过程 慢速发酵。

优选地，所述慢速发酵的醇化时间为1～2年。

进一步地，所述接种微生物是在低次烟叶进行CO₂法膨胀叶丝工艺前，润叶环 节喷施微生物，切丝后在储柜中进行24～72h短时间的人工发酵，发酵温度为28～ 37℃，湿度为60%～85%。

优选地，所述CO₂法膨胀叶丝工艺处理的浸渍时间为15～150s，压力为2.7～ 3.1MPa。

本发明是在低次烟叶打叶复烤后或者低次烟叶制作膨胀叶丝前，接种不同浓度 的一种或二种及以上的上述菌株，前者在1～2年醇化期内进行微生物温和发酵， 后者经过24～72h人工快速发酵处理，再采取工艺参数优化后的烟丝干冰膨胀工 艺，利用膨胀过程中的高温，截止酶活，得到配伍性增强、焦油和CO释放量降低 的低焦低害膨胀叶丝。

本发明选用的微生物是由实验室筛选得到的安全的食品级微生物，具有降糖、 降氮、柔和烟气等综合作用。

本发明有益的是，使用安全的食品级微生物，利用膨胀过程的高温截止酶活， 不用特意增加灭酶活环节，生产得到的膨胀叶丝降焦减害效果好，重复性好，成 本低，操作工艺简单，安全，卷烟配方配伍性好。

具体实施方式

实施例1：

选取低次烟叶，四川广元，云烟85，2011年，CX1K，在回潮加料环节接种上 述汉逊酵母属异常汉逊酵母和芽孢杆菌属巨大芽孢杆菌的混合菌液，两种菌液浓 度均达到10⁹CFU/mL，喷施比例为10%（占烟叶重量的质量百分数），切丝后在储柜 中堆积发酵48h，温度为28～37℃，湿度为60%～85%，再经CO₂膨胀，得到膨胀叶丝 Y1，卷制成规格为84mm（24+60）卷烟后，分析处理样和空白的常规化学成分以及 焦油和CO释放量，见表1和表2。

表1 CX1K处理样和空白样常规化学成分对比

  空白样   处理样   降低   降低率%   还原糖（%）   10.71   5.50   5.21   48.65   总植物碱(%)   1.93   1.67   0.26   13.47   氯（%）   0.33   0.32   0.01   3.03   总糖(%)   12.06   6.62   5.44   45.11   总氮(%)   2.25   1.51   0.74   32.89   钾（%）   2.1   2.18   -0.08   -3.8

表2 CX1K处理样和空白样焦油和CO释放量对比

  焦油（mg/支）   CO（mg/支）   空白样   11.52   12.81   处理样   9.51   10.09   下降幅度%   17.45   21.23

由表1可以看出，处理样的还原糖和总糖含量下降比例都很大，分别达到 48.65%和45.11%，这样对减少其焦油释放量具有积极的作用，由表2可知，处理样 和空白样焦油释放量由11.52mg/支下降到9.51mg/支，下降比例达到17.45%；CO 释放量降低较为明显，由12.81mg/支下降到10.09mg/支，下降比例达到21.23%。 CX1K处理样和空白样感官评吸结果对比见表3。

表3 CX1K处理样和空白样感官评吸结果对比

据上表，处理后的CX1K香气量和丰满程度、浓度、甜味等稍有减少，但是杂 气和刺激性等明显改善，总的感官变化趋势是较好。

实施例2：

选取低次烟叶，四川西昌，红大烟叶，2010年，B1K，在烟叶复烤后喷施上述 汉逊酵母属异常汉逊酵母和芽孢杆菌属短小芽孢杆菌的混合菌液，两种菌液浓度 均达到10¹⁰CFU/mL，喷施比例为5%（占烟叶重量的质量百分数），在仓库自然陈化 一年，经CO₂法膨胀叶丝工艺后，得到膨胀叶丝Y2，卷制成规格为84mm（24+60）卷 烟后，分析处理样和空白的常规化学成分以及焦油和CO释放量，见表4和表5。

表4 B1K处理样和空白样常规化学成分对比

  空白样   处理样   降低   降低%   还原糖（%）   13.03   6.48   6.55   50.27   总植物碱(%)   2.72   2.01   0.71   26.1   氯（%）   0.48   0.49   -0.01   -2.1   总糖(%)   13.99   7.22   6.77   48.39   总氮(%)   2.46   1.85   0.61   24.8   钾（%）   2.83   2.80   0.03   1.1

表5 B1K处理样和空白样焦油和七种有害成分对比

  焦油（mg/支）   CO（mg/支）   空白样   11.18   12.2   处理样   9.45   9.92   下降比例%   15.47   18.69

由表4和表5可知，B1K在处理前后，化学常规成分和焦油及CO释放量的变化趋 势与表1和表2相似，焦油释放量由11.18%下降到9.45%，下降比例为15.47%，CO释 放量由12.2mg/支下降到9.92mg/支，下降比例达到18.69%。B1K处理样和空白样 感官评吸结果对比见表6。

表6 B1K处理样和空白样感官评吸结果对比

据上表，处理后的B1K香气量和丰满程度、浓度、甜味等稍有减少，但是杂 气和干净程度等明显改善，总的感官变化趋势是较好。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视 为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于 本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出 若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。