再造烟叶中果胶降解条件优化及其应用研究

为降低造纸法再造烟叶中的果胶质含量(质量分数),以造纸法再造烟叶工艺生产线上经解纤和浸提处理的梗末混合物为研究对象,通过单因素及正交试验对黑曲霉产果胶酶降解的果胶工艺条件进行优化;采用在线裂解—气相色谱/质谱法(PY—GC/MS)对酶解前后样品的热裂解产物进行分析,采用硅烷化—GC/MS法分析果胶质酶解前后的单糖组成,并将处理前后的样品添加至卷烟中进行感官评价。结果表明:果胶降解最佳反应条件为酶活力3 700U/mL、料液比1∶1(m∶V)、酶解温度50℃、酶解时间1.5h,在该条件下果胶质降解率为32.47%;酶解后,样品果胶单糖组成中葡萄糖及半乳糖醛酸的含量降低。样品裂解产物的组成及含量有明显变化,酚类物质总量由(3.00±0.16)%降低至(2.46±0.11)%,醛酮类、醇类香味物质总量也有所降低,但杂环类、酯类香味物质总量增加;将酶解后的样品添加于卷烟后,卷烟烟气变得柔和,透发性好,刺激性降低,余味纯净舒适,但香气量及劲头略有不足。     

烟草木质素的Fe-CA仿酶降解

为降低烟草中木质素的含量,提高再造烟叶的质量,制备了Fe-CA仿酶,并通过正交试验优化了烟草(烟梗和碎烟叶片)处理工艺.结果表明:①最优处理条件为:反应温度45℃,处理时间40 min,仿酶用量40 mmol/kg,在此条件下处理的烟草中木质素含量由3.56％降至1.69％,去除率达52.5％;②通过扫描电子显微镜(SEM)观察,处理后的烟草表面变得粗糙不平,有许多孔洞和凹坑,还有纤维骨架露出,表明仿酶可以高效脱除木质素;③仿酶处理后的再造烟叶的香气、杂气和协调性得到了改善,木质杂气减少,刺激性降低,品质得到提升.     

梗膏酶处理工艺参数的优化

为提升再造烟叶品质,改善梗膏抽吸品质,使用木瓜蛋白酶对梗膏进行处理,采用正交试验方法优选出最佳工艺参数,对优选处理后的梗膏进行多酚氧化酶处理,选出最佳工艺参数。结果表明,经优化梗膏酶处理最优条件为:木瓜蛋白酶活力浓度3 000 U/m L,酶解时间60 min,酶解温度55℃;多酚氧化酶活力浓度300 U/m L,酶解时间120 min,酶解温度55℃。经验证在该条件下处理的梗膏氨基酸态氮含量2.25%,制备的再造烟叶产品感官品质得到明显改善,说明优化结果合理可靠。     

微生物酶法降解烟草总植物碱试验

为寻求有效降低烟草中烟碱含量的方法,利用微生物酶法进行了降解烟草烟碱试验。所用的酶为烟叶微生物经优选、超临界二氧化碳破壁后调制获得的多酶体系。烟叶被不同剂量的酶制剂喷洒后,在不同时间取样评吸并测定其烟碱含量。结果表明:①酶处理烟草烟碱的降低速度比自然陈化的提高了几十倍至几百倍;②在酶用量一定的条件下,烟碱的降低量随着作用时间的延长而增大,但至4d后烟碱的含量几乎不再变化;③在作用时间一定的条件下,烟叶中的烟碱含量与酶用量基本上呈负相关关系,即酶用量越大,烟叶中的烟碱含量越低;④酶法在降解烟草烟碱方面优于微生物法,并且具有可控制性。     

造纸法再造烟叶原料的加酶萃取

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[2∶2∶1(质量比)]、烟末,0.8%果胶酶、半纤维素酶和蛋白酶[1∶2∶2(质量比)];处理温度:50℃;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0.149 Pa·s.     

壳聚糖净化处理造纸法再造烟叶提取液的研究

将壳聚糖作为絮凝剂净化处理造纸法再造烟叶烟草提取液,考察了脱乙酰度为85%壳聚糖的分子量、添加用量、絮凝处理时间、温度和pH对造纸法再造烟叶烟草提取液的净化效果。结果表明,添加烟草提取液质量0.03%的6万分子量壳聚糖,在60℃下絮凝处理20min后离心分离,能有效去除提取液中的悬浮物和大分子物质,起到净化再造烟叶烟草提取液的作用。壳聚糖作为絮凝剂处理烟草提取液后,蛋白质和果胶含量相比处理前下降了40%,经浓缩涂布制成的再造烟叶成品的感官品质有明显提升。     

利用膨润土去除烟草萃取液中的蛋白质

烟草中的蛋白质对烟草及烟草制品的吸味有负面影响。在造纸法再造烟叶工艺过程中,为降低烟草萃取液中蛋白质的含量(质量分数),改善再造烟叶产品的感官品质,以膨润土为吸附剂,考察了膨润土用量、吸附时烟草萃取液pH、温度和时间对烟草萃取液中蛋白质去除效果的影响,并对再造烟叶样品进行了感官品质评价。结果表明:①膨润土用量、吸附时萃取液pH及温度对烟草萃取液中蛋白质的去除效果影响较大,而吸附时间的影响较小。②去除萃取液中蛋白质的优化条件为膨润土用量8 g/L,pH4.91,吸附温度60℃,吸附时间10 min,在此条件下,萃取液中蛋白质含量由4.55%降至1.36%,降幅达到70.1%。③采用膨润土处理后的烟草萃取液制成的再造烟叶样品在杂气和余味方面均有改善。      

底物印迹技术对双重固定化果胶酶的影响

用壳聚糖微球作为载体,戊二醛交联后通过底物印迹法固定化果胶酶,并对固定化条件和酶学性质进行了研究。结果表明:以柑橘果胶S(半乳糖醛酸≥74%)和0.05%的戊二醛作为底物和交联剂,在20 m L果胶酶液中加入1 m L柑橘果胶S,50℃反应8 min进行印迹后吸附,固定化果胶酶活力回收率达到49.77%。以柑橘果胶S为底物,在pH4.0和50℃条件下,底物印迹制备的固定化果胶酶表观米氏常数Km为7.854 mg/m L;最适反应温度提高为60℃;最适反应pH为3.5,在pH3.0~5.0内稳定;温度稳定性和酸碱稳定性有显著的提高;重复使用6次后,相对酶活剩余68.79%。底物印迹技术可以提高双重固定化果胶酶的底物亲和性和稳定性。     

血橙果肉渣糖蜜的果胶酶法制备工艺优化

本文以血橙榨汁后果肉渣为原料,利用果胶酶对水洗后果肉渣液中的果胶、细胞膜碎片等不溶性物质进行水解,以透光率为指标判断酶解效果,对果胶酶用量、酶解p H、酶解时间、酶解温度4个因素进行单因素实验,在此基础上利用L9(34)正交实验优化酶处理条件。果胶酶处理后,分别对酶解前后血橙果肉渣液制备糖蜜的浓缩速率和糖蜜产品的理化指标进行比较分析。结果表明最佳酶处理工艺条件为:果胶酶用量0.076 U/m L、酶解p H4.0、酶解时间1.5 h、酶解温度35℃;酶解后,血橙果肉渣液在浓缩末期的浓缩速率显著加快,制得的糖蜜产品中还原糖含量和纯度分别增加7.91%和2.99%,果胶含量和蛋白质含量分别降低81.25%和61.78%。     

造纸法再造烟叶烟草提取液醇沉净化处理研究

提出了一种针对造纸法再造烟叶烟草提取液净化提质的醇沉处理方法,通过在烟草提取液预浓缩后加入95%乙醇进行沉淀处理,再进行离心去除沉淀杂质,去除烟草提取液中果胶和蛋白质等不利于感官品质的大分子物质,考察了预浓缩固形物含量、醇浓度、醇沉时间等工艺参数对醇沉效果和提取液感官品质的影响。结果表明,将造纸法再造烟叶烟草提取液预浓缩至固形物含量为20%,加入占预浓缩液体积浓度40%的95%乙醇,处理90min后,在4 000r/min转速下离心处理5min,去除沉淀后浓缩至固形物含量为40%,得到烟草浓缩液感官品质最佳,香气质和烟气浓度显著提高,杂气和刺激性明显降低,整体感官评吸得分最高可提高2分;相比未醇沉的原生产工艺条件下烟草提取液,蛋白质和果胶去除率可达55.18%和47.95%。     

生物酶法降解烟梗末中果胶的研究

通过青霉产果胶酶降低烟梗末中的果胶的含量,从而提高梗末作为原料薄片工艺中的使用性能。首先通过正交实验确定了酶解的最佳条件为加酶质量分数6%,料液比1 g∶3 m L,酶解温度50℃,酶解时间2 h,果胶酶的最大降解率为38.92%。然后经热重分析表明,梗末经果胶酶降解后,最后的残重从24.46%下降至9.84%,说明酶解后的梗末的燃烧性得到提升。最后,利用热裂解-气相色谱/质谱联用分析酶解前后梗末的热裂解产物,发现酶解后裂解产中的乙酸含量降低,香味物质吡咯含量升高,这将有助于改善烟草薄片的吸食口感,本研究中为提高造纸法烟草薄片的品质提供了一个新的方法。     

果胶酶对棉杆生物饲料发酵的影响

应用果胶酶对棉杆中的果胶类物质酶解处理后,可显著降低其生物饲料原料中的果胶含量,从而为后续的发酵工艺提供一定的营养成分。试验表明,对棉杆中果胶降解效果的影响因素中,降解温度影响最大,果胶酶添加量次之;酶解最佳工艺条件为：果胶酶添加量为0.6%,降解温度为45℃,保温时间为6 h。使用经过酶处理的棉杆原料进行发酵,所得饲料菌落总数增长到原来的2倍;pH值为6.01,与未加酶原料的6.84相比下降了12%。     

一株产木质素降解酶真菌在造纸法再造烟叶中的应用

为了降低烟梗的木质素含量、节约造纸法再造烟叶生产过程中的能耗,提高再造烟叶品质,将1株可以产生木质素降解酶的真菌C2进行液体培养,测定木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶的活性变化.将发酵液过滤得到粗酶液,按5%施加量处理烟梗,测定干质量和木质素含量变化,将烟梗打浆并制备造纸法再造烟叶.结果显示,3种木质素降解酶分别在第6, 8, 16 d达到最高活性;粗酶液处理后可以降低烟梗强度,干质量和木质素含量均降低;在造纸法再造烟叶中可以节省10%的打浆时间,产品杂气降低,余味改善.     

几丁质共价固定果胶酶的研究

以部分脱乙酰几丁质为载体,戊二醛为偶联剂,共价法固定果胶酶(E.C.3.2.1.15),研究了果胶酶的固定化条件、固定化酶的性质,结果表明:固定化果胶酶的最适pH为3.5,比游离酶小0.5个单位;最适温度为50℃,比游离酶提高了10℃;其表观Km(3.67m g/m L)接近游离酶的Km(3.97m g/m L)。以pH4.0、0.25%果胶溶液为底物进行柱式反应,结果表明:以1.7m L/m in的流速运行26h,果胶酶活力基本无变化,操作半衰期为37d。以可溶性固形物含量5%的山楂汁、12%的苹果汁为例进行柱式实验,粘度可分别降低66%和60%。     

柠檬果汁超声辅助果胶酶澄清工艺研究

利用超声辅助果胶酶法对柠檬果汁进行澄清。以柠檬汁的透光率、果胶含量为考察指标,在单因素实验的基础上,通过正交试验对柠檬汁的澄清工艺参数进行了优化。结果表明,柠檬果汁澄清的最佳工艺:果胶酶的添加量0.05%,超声功率90W,温度40℃,超声时间10min。此时所得到的柠檬汁中果胶含量为2.2%,透光率为76.9%。与酶处理相比,超声波辅助果胶酶可显著降低果汁中的果胶含量,柠檬汁的透光率略有降低。     

糠醛渣复合材料固定果胶酶的制备

本文以糠醛渣为原始材料进行磺化预处理,利用静自电组装技术将壳聚糖包覆表面,得到糠醛渣-壳聚糖和磺化糠醛渣-壳聚糖复合材料。以FT-IR、SEM等技术对以上制备的复合材料的进行分析表征;然后将两种复合材料利用戊二醛交联后进行果胶酶的固定化。采用单因素变量法研究新型固定化酶的最佳催化性能和稳定性。未磺化糠醛渣复合材料固定酶的最佳催化条件:pH 3.5,果胶酶浓度50 mg/mL,果胶浓度15 mg/mL,反应时间120 min,反应温度45℃;磺化糠醛渣复合材料固定酶的最佳催化条件:pH 3.5,果胶酶浓度20 mg/mL,果胶浓度10 mg/mL,反应时间60 min,反应温度50℃。其中糠醛渣复合材料的固定化果胶酶的最大载酶量为197.20 mg/g,在重复循环使用8次后剩余相对酶活可达81.78%,磺化糠醛渣复合材料的固定化果胶酶在4℃下储存32 d后仍剩余88.98%的相对酶活。两种固定酶都表现出较好的操载酶量和储存稳定性,有较好的经济价值和应用前景。     

复合载体固定化果胶酶澄清枇杷果汁的工艺优化

以戊二醛为交联剂,利用Fe3O4磁核与海藻酸钠和明胶制备成磁性复合载体,以复合载体固定化果胶酶,采用正交试验对复合载体固定化果胶酶澄清"解放钟"枇杷果汁的工艺进行优化。结果表明:固定化果胶酶澄清枇杷果汁的技术参数为:固定化酶用量35 g/L(果汁),果汁p H值3.0,在50%果汁浓度中50℃下反应90 min,此条件下,固定化酶处理后果汁的透光率比原汁透光率提高了70%以上;固定化果胶酶重复使用10次后,枇杷果汁透光率还可达到50.3%。在连续搅拌罐式固定化果胶酶反应器中,枇杷果汁以1.8 m L/min流速和60 r/min搅拌速度为适宜参数,酶可反复连续使用,果汁澄清效果好。固定化果胶酶处理后果汁的糖酸度略有下降,果渣汁分层速度加快,果汁变为淡黄色,冷热稳定性得到提高。     

降果胶菌改善烟叶品质研究

为降低烟叶的细胞壁物质和果胶质含量,改善烟叶的吸味品质,采用从优质烟叶上分离的降果胶质菌株DPE-005产生的果胶酶对上部烤烟烟叶进行了处理试验。结果表明:经酶处理后烟叶的细胞壁物质和果胶质含量均有所降低,吸味品质得到改善。     

果胶酶处理对甜玉米芯可溶性糖含量的影响

为提高甜玉米芯总糖产量,对甜玉米芯进行果胶酶水解。采用单因素实验考察酶添加量、pH、温度以及时间对果胶水解度的影响,采用响应曲面法分析建立二次回归模型。结果表明,果胶水解的最佳条件为:酶添加量88 U/g,温度60 ℃,pH5.0,时间90 min,此时果胶水解度为43.82%±0.02%。分别取果胶酶处理前后甜玉米芯进行可溶性糖含量对比分析,果胶酶处理前可溶性糖含量为53.16%±0.02%,果胶酶处理后为62.89%±0.03%,可溶性糖含量提高了9.73%。     

固定化果胶酶提取番茄红素的工艺研究

用明胶固定化果胶酶,并对其提取番茄红素的工艺进行了研究.结果表明:使用固定化果胶酶能够提高番茄红素的提取率,其优化的工艺条件为:酶量10 mg/10g番茄浆,处理时间1 h,处理温度45℃,pH值最适范围5～6.固定化酶的性质稳定,处理7次后提取率降低为21.5%,相对酶活力为70%.