烟梗仿生物酶制浆与配抄工艺的研究

采用仿生物酶体系对烟梗原料预处理,制备烟梗化学机械浆。仿生物酶预处理烟梗原料的最佳条件:仿生物酶用量4.0mmol/kg,处理温度40℃,处理时间120min,最佳条件下制备的烟梗薄片的抗张指数和撕裂指数与空白样品相比,分别提高了24.53%和46.29%;处理的烟梗浆料与外加纤维配抄重组烟叶雪茄烟纸,其抗张强度为1.12kN/m,透气度为9.23μm/(Pa.s),伸长率为1.48%,达到了雪茄烟纸的物理指标要求;同时经感官评吸,与普通雪茄烟纸相比,评吸得分高2.25分,重组烟叶雪茄烟纸的杂气减少,刺激性降低,谐调性和香气量增加。     

预处理方法对再造烟叶中烟梗品质的影响

研究高压预处理、常规预处理两种工艺对烟梗理化特性、短梗萃取率及磨浆后浆料性质的影响。研究结果表明:高压预处理后烟梗的热水可溶物和乙醇可溶物含量均有一定程度的升高,提取效率提高,生产线效率得到提升;高压预处理及磨浆后烟梗产生的细小纤维量较少,有利于产品得率的提升;高压预处理后烟梗浆料动态滤水性能优于常规预处理烟梗,有利于浆料的抄造。     

羧甲基壳聚糖协同漆酶预处理提升OCC浆回用性能的研究

针对废纸纸浆回用过程中白度差、成纸强度低等问题,探讨了羧甲基壳聚糖协同漆酶预处理下旧瓦楞纸(OCC)浆过氧化氢漂白浆的物理性能及光学性能变化。结果表明,漆酶与羧甲基壳聚糖共用可明显提高OCC浆性能。在漆酶用量10 U/g、羧甲基壳聚糖用量0.1%、预处理温度50℃、预处理时间60 min的工艺条件下,相较空白样而言其白度提高4.74%ISO,抗张指数、耐破指数分别提高12.56%和18.75%。纤维质量分析(FQA)显示浆料卷曲指数和细小纤维含量略有提高。原子吸收光谱(AAS)分析表明,预处理后浆料中Fe~(2+)、Mn~(2+)、Gu~(2+)含量去除率分别为26.67%、41.67%、28.07%。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,预处理后进行过氧化氢漂白的浆料纤维表面粗糙,纤维间排列紧密。预处理后酸不溶木素含量下降36.13%。     

造纸法再造烟叶生产过程中梗膏提质酶技术的应用研究

造纸法再造烟叶产品中大分子物质的含量直接影响产品抽吸品质。用离子色谱结合紫外分光光度计等仪器分析烟梗提取液中纤维素、果胶、蛋白质、淀粉的含量,利用生物酶的专一性特点,对烟梗提取液进行酶解转化处理,通过分析各种单一酶对烟梗提取液中大分子物质的降解情况,确定单一品种生物酶用量,在此基础上,对生物酶进行复配,复配生物酶用于再造烟梗提取液中大分子物质的降解,结合现行生产工艺条件,对烟梗提取液中大分子物质的降解进行一定程度控制,为生产过程中烟梗提取液的提质奠定一定的理论依据。     

PFI及超声波预处理对阔叶木溶解浆纤维性能及其黄化过程的影响

本研究对阔叶木溶解浆纤维进行PFI(磨浆)预处理和超声波(破碎)预处理,考察预处理前后对纤维长度和宽度、孔隙结构、表面形貌、纤维素结晶度和Fock反应性能的影响。结果表明,PFI预处理对纤维孔容、比表面积、纤维素结晶度和Fock反应性能影响较小,而超声波预处理(540 W/10 min)后,纤维的孔容由1.0×10-2cm3/g增加至2.2×10-2cm3/g,比表面积由5.358 m2/g增加至9.503 m2/g,纤维素结晶度从82.57%下降至76.38%,Fock反应性能由38.82%增加至49.80%。纤维在黄化试剂体系中的溶解历程主要是"鼓泡式"润胀-溶胀-溶解的过程,随着黄化反应的进行,纤维二重质均长度先下降后上升,二重质均宽度持续增加;细小纤维含量先增加后降低,纤维素结晶度不断降低,纤维素部分溶解;在黄化反应3 h过程中,纤维二重质均宽度由17.6μm增加至34.3μm,纤维素结晶度由76.38%下降至57.53%;纤维的二重质均长度在0~2 h时由0.826 mm下降至0.547 mm,3 h后增加至0.766 mm;细小纤维含量在0~2 h时由1.2%增加至6.2%,3 h后则降低至3.4%。     

生物酶预处理对高得率浆纸张性能和磨浆能耗的影响研究

本论文用AU-MTPE90酶和木聚糖酶对搓磨分丝后的马尾松木片进行预处理,并研究酶用量对纸张性能和磨浆能耗的影响。结果表明:经生物酶处理后的纸张强度得到明显提高,松厚度略有增加,其中,AU-MTPE90酶预处理后抗张指数可提高40.57%,撕裂指数可提高68.51%,松厚度可提高15.81%;木聚糖酶预处理后抗张指数可提高12.49%,撕裂指数可提高76.12%,松厚度可提高9.26%。同时,木聚糖酶预处理马尾松浆料后的纤维束含量降低显著,说明利用生物酶预处理浆料,可以提高原料的利用率,降低机械制浆的能耗。另一方面,木聚糖酶用量对纸张动态接触角的影响较大,在0.2s时,400转下酶用量为162u/g的浆料接触角即可达到未经酶处理的600转的效果,说明生物酶预处理浆可以减少磨浆转数,从而降低磨浆能耗。     

酶预处理对纤维打浆性能的影响

采用纤维素酶对漂白阔叶木浆进行预处理,研究了酶预处理工艺对纤维形态和打浆能耗的影响,并进一步分析浆料通过PFI磨打浆后的纤维形态变化,为酶预处理漂白阔叶木浆制备纤维素微纤丝(CMF)提供理论指导。结果表明,酶预处理并没有明显改变纤维形态,但经PFI磨打浆后的纤维更易被切断和分丝帚化,纤维润胀程度得以提高,且当酶用量8 U/g,打浆度达到50°SR和68°SR时,浆料的扭结纤维含量相比未经酶预处理的对照样分别减少了17. 2个百分点和16. 2个百分点,细小纤维含量分别增加了20. 8个百分点和17. 6个百分点;此外,酶预处理能显著降低磨浆能耗。当酶用量8 U/g时,打浆度达到50°SR和68°SR时,打浆能耗相比未添加酶的对照样分别节省了50%和33. 3%。     

烟梗木素的白腐菌Coriolus versicolor T42降解研究

为降低烟梗中木素的含量,提高造纸法重组烟叶的品质,采用白腐菌Coriolus Versicolor T42酶液处理烟梗原料,并通过正交试验确定最优的处理工艺。实验结果表明:①最优处理条件为:生物酶用量为40U·g-1,处理温度为60℃,处理时间为120min,在此条件下烟梗木素的降解率达34.96%;②通过扫描电子显微镜(SEM)观察,处理后的烟梗纤维表面变得粗糙不平,有许多孔洞和凹坑,还有纤维骨架露出,表明该生物酶可以高效脱除木素;③白腐菌Coriolus versicolor T42处理后的烟梗制备的重组烟叶添加到卷烟中,卷烟的的香气、杂气和协调性得到了改善,木杂气减少,刺激性降低,品质得到明显提升。     

烟梗、烟末和烟棒的纤维特性

为研究造纸法再造烟叶原料——烟梗、烟末及烟棒的纤维特性,测定了它们的化学成分含量,分析了其纤维显微结构和纤维质量,考察了热水抽提前后原料表面形貌变化。结果表明:烟末和烟棒的纤维特性相近,与烟梗差别较大:①烟末和烟棒的灰分、热水抽出物和综纤维素在10%,59%和27%左右,与烟梗相差较大(分别为12.30%,53.72%和27.04%);3种原料的聚戊糖和木质素含量相近,均在7%和9%左右。②3种原料经热水完全抽提后,细胞表面蜡质层消失,细胞壁明显变薄,纤维轮廓更清晰。③3种原料的纤维长度均较短,细小组分含量均较高。相比烟末和烟棒,烟梗原料的纤维质量较高,其质量平均长度为0.76 mm,细小组分含量为20.6%。④根据再造烟叶原料的纤维特性差异,在再造烟叶制浆过程中,可以用不同的打浆条件处理不同纤维特性的原料,从而获得高质量的浆料;另外,在打浆过程中需控制浆料打浆力度,避免重度打浆。     

酶预处理对漂白针叶木浆性能和打浆能耗的影响

采用纤维素酶对漂白针叶木浆进行预处理,研究了酶预处理对浆料打浆性能和成纸强度性能的影响。结果表明,酶预处理后,漂白针叶木浆纤维的表面起毛且长度减小,细小纤维含量增加。对酶预处理后浆料进行PFI磨打浆,当打浆5000或10000转时,随着酶用量的增加,浆料游离度逐渐降低,表明酶预处理可降低打浆能耗,但打浆过程中纤维易被切断。打浆与适当的酶预处理相结合,可提高成纸强度性能,当打浆500、2000和5000转时,酶用量为0.01 U/g浆料的成纸抗张指数较未经酶预处理浆料分别提高了54.6%、60.3%和48.5%。     

弱碱性亚硫酸盐法预处理蔗渣的研究

为获得较高的还原糖转化率,用正交实验和单因素实验优化了弱碱性亚硫酸盐预处理蔗渣的工艺条件并将预处理后的蔗渣进行高浓磨浆后再进行酶解处理,采用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜对比了蔗渣原料纤维、预处理后和酶解后蔗渣纤维的结晶度和形态的变化.结果表明,在NaOH用量1.5％(化学品用量对蔗渣绝干质量而言)、Na2SO3用量10％、液比1∶5、蒸煮最高温度160℃、升温时间1h、保温时间1h的预处理条件下,酶解后的蔗渣还原糖转化率较高,为61.1％(对蔗渣原料).预处理后蔗渣纤维素的结晶度由预处理前的57.1％变为63.3％;酶解后蔗渣纤维素的结晶度由预处理后的63.3％变为55.6％.蔗渣纤维经预处理后和酶解后,各晶面的晶体尺寸增大.红外光谱分析表明,预处理后和酶解后的蔗渣纤维在1037 cm-1处出现了磺酸基的特征峰,说明预处理后蔗渣纤维的部分木素被磺化.预处理后蔗渣纤维表面形成许多微孔,暴露出大量的细小纤维,纤维比表面积增大;酶解后,蔗渣纤维的结构被破坏,有大量的残余块状木素.     

酶解预处理工艺在烟叶茄尼醇提取中的应用

为提高烟叶中茄尼醇的提取率,通过纤维素酶-半纤维素酶联用的方法对烟叶进行预处理,研究了酶种类、添加量、温度、pH和反应时间对烟叶提取液中游离茄尼醇和总茄尼醇含量的影响,并以Box-Behnken响应面法优化酶解工艺。结果表明,在单因素试验中,最优工艺为纤维素酶-半纤维素酶联用(酶添加量为每克烟叶各1.00U)、温度55℃、pH5.2和反应时间60min;与未经酶解预处理的空白组(CK)相比,纤维素酶-半纤维素酶联用处理后,游离和总茄尼醇提取率分别增加305.61%和113.55%,响应面法优化后,总茄尼醇提取率较CK提高158.78%。本研究探索出一种提高茄尼醇提取率的有效方法,对烟草综合利用具有指导意义。     

解淀粉芽孢杆菌GUHP-86在口含烟烟草原料发酵中的提质降害研究

为了改善口含烟烟草原料品质,以大理红大CL314烟叶为材料,采用解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）GUHP-86进行发酵并分别对发酵烟叶中纳豆激酶、蛋白酶酶活、亚硝酸盐含量进行测定分析,同时使用气相色谱-质谱（GC-MS）对烟草原料发酵前后的风味物质进行检测分析。结果表明,发酵后烟叶中的醇相对含量大幅上升,酸相对含量大幅下降。此外,烟叶中亚硝酸盐含量在发酵过程中逐渐下降,21 d后下降了73%。同时,GUHP-86发酵烟叶中生成了具纳豆激酶活力、蛋白酶活力等对人体有益的酶,20%接种量发酵15 d后纳豆激酶活力能达到10.53 FU/g,蛋白酶酶活为54.45 U/g。口含烟发酵中产具纳豆激酶活力的酶是一个新发现。该研究可为开发适用于口含烟烟草原料提质降害的微生物技术提供新的思路和参考。     

烟草增香细菌的筛选及其作用效果

为研究烟草增香细菌对烟叶吸食品质的影响,以云南主要烟草种植区的根际土壤和新鲜烟叶为微生物分离源,对菌株产酶和降解功能进行筛选,并对烟丝发酵样感官质量和香味成分进行分析。结果表明,从供试云南微生物分离源样品中分离、筛选到一株可同时产蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶,并可降解β-胡萝卜素的复合功能型菌株YN14;与对照相比,菌株YN14发酵样的烟气细腻度有改善,香气质和香气量均有增加,甜感有增加,刺激减小;GC/MS分析结果也表明,YN14发酵样烟气中香味物质含量明显增加。菌株YN14经鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）细菌。综上所述,芽孢杆菌YN14具产多种酶和降解功能,并可明显改善烟草吸食品质。     

烟梗主要化学成分特征及其与巴豆醛释放量的关系

为明确烤烟烟梗化学成分特征及其与梗丝燃吸后巴豆醛释放量之间的关系,测定了国内烤烟主产区上部、中部和下部梗丝样本主要化学成分含量和巴豆醛释放量,分析了化学成分与巴豆醛释放量的相关关系。结果表明,烟梗化学成分中淀粉、总植物碱和总糖含量低于烟叶,纤维素、钾和果胶含量高于烟叶;不同产区间烟梗总糖、淀粉、钾、纤维素和半纤维素含量差异性达极显著水平,蛋白质、总植物碱以及巴豆醛释放量达到显著水平;不同部位间烟梗总植物碱、木质素、果胶含量以及巴豆醛释放量差异达极显著水平,蛋白质含量达到显著水平。烟梗主要化学成分与烟叶差异较大;产区和部位是影响烟梗化学成分和巴豆醛释放量的重要因素;梗丝巴豆醛释放量与烟梗总糖含量极显著正相关,与蛋白质含量显著正相关,与钾和纤维素含量显著负相关。     

不同有机物料对烤烟根际土壤碳库、酶活性及根系活力的影响

为分析不同有机物料对植烟土壤的改良效应,优化农业废弃资源循环利用,采用盆栽试验,以单施化肥为对照,研究草炭、生物炭、汽爆玉米秸秆对烤烟根际土壤碳库、酶活性和根系活力的影响。结果表明,与对照相比,各处理土壤总有机碳和活性有机碳含量在烤烟不同生育期都有显著提高,移栽后90 d时总有机碳含量最多增加45.24%,活性有机碳含量最多增加238.70%,草炭和汽爆玉米秸秆提高了根际土壤碳库活度和AOC/TOC比例,生物炭降低了碳库活度和AOC/TOC比例;汽爆玉米秸秆提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,在烤烟不同生育期最多分别比对照提高了66.03%和210.32%,草炭和生物炭对土壤酶活性影响不显著,但延缓了成熟期根系衰老,汽爆玉米秸秆对烟株根系活力有一定抑制作用。因此,施用有机物料均可提高烤烟根际土壤总有机碳和活性有机碳含量,但对酶活性和根系活力效果不一致,尚需开展大田及长期定位试验进一步研究。     

CP/MAS 13C NMR光谱法分析烟草纤维素的结构

采用交叉极化/魔角旋转(CP/MAS) 13C NMR光谱法结合光谱拟合技术对酸性洗涤剂洗脱的烟草纤维素样品进行了晶体结构分析,光谱峰的拟合结果显示烟草纤维素晶型以 I_β为主要晶体形式,烟草纤维素的结晶度在 50%左右。烟草纤维素基原纤尺寸在 3.0-5.0 nm之间,基原纤聚集束的尺寸在 6-13 nm。此项研究可以为纤维素改性、烟草加工以及低次烟叶和烟梗的处理等方面提供重要的理论依据。      

蒸汽爆破预处理对山楂果渣组分及其酶解效果的影响

本文选取压力2.0、2.4 MPa,保压时间30 s,1、2、4 min,对山楂果渣进行蒸汽爆破预处理,探究不同蒸汽爆破预处理条件对山楂果渣组分、酶解效果及微观结构的影响。结果表明:蒸汽爆破预处理使山楂果渣的可溶性糖含量增加,纤维素含量减少;同时随着预处理条件强度的增加总黄酮提取量也呈增加趋势,在预处理条件为2.4 MPa、4 min时,总黄酮提取量达到最大为26.5 mg/g,是原物料的1.5倍;根据酶解糖化实验得出在蒸汽爆破预处理条件2.4 MPa、2 min,纤维素酶量为200 U/g时,山楂果渣酶解效果最好,酶解糖化率为42.0%,较原物料提高了0.392倍;通过电镜和X射线衍射仪扫描,发现蒸汽爆破预处理使山楂果渣微观结构变得松散,比表面积增大,纤维素结晶度降低。因此,蒸汽爆破是一种很有效的山楂果渣预处理方法,这为其开发利用提供了有效途径。