輥壓法煙草薄膜材料的開發(fā)與應(yīng)用

輥壓法煙草薄膜材料的開發(fā)與應(yīng)用

稻草片也稱為再草。它是一種利用葉片研磨和香煙加工產(chǎn)生的次級(jí)材料來制作片劑和絲狀的再生產(chǎn)品。近年來,隨著煙葉價(jià)格的逐年上漲和行業(yè)降低卷煙單箱煙耗生產(chǎn)目標(biāo)及清潔生產(chǎn)要求的提出,卷煙企業(yè)越來越重視煙草薄片和膨脹梗絲等摻配物在卷煙配方中的綜合利用。目前,在我國許多卷煙廠都有輥壓法薄片絲生產(chǎn)線,但輥壓法煙草薄片存在木質(zhì)氣較重、刺激性大、辛辣灼熱感較明顯、余味差等質(zhì)量缺陷,制約其在卷煙生產(chǎn)中的使用。因此,如何提高輥壓法薄片質(zhì)量,加大在中低檔卷煙中的使用,對(duì)提高卷煙企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有一定意義。為提升輥壓法薄片的品質(zhì),國內(nèi)外許多學(xué)者從各方面進(jìn)行了研究,主要是通過改變輥壓法薄片的生產(chǎn)工藝來提高薄片的物理質(zhì)量指標(biāo)。學(xué)者鄭小嘎等對(duì)造紙法薄片原料進(jìn)行了研究。本文,筆者研究了在輥壓法薄片加工過程中利用酶將原料內(nèi)影響其品質(zhì)的大分子化合物轉(zhuǎn)化分解轉(zhuǎn)化,從而提高原料的內(nèi)在品質(zhì),降低薄片木質(zhì)氣、刺激性,改善口感,提高其可用性,在保證產(chǎn)品質(zhì)量和吸食安全性的前提下達(dá)到控制卷煙消耗和成本的目的。一、試驗(yàn)材料和設(shè)備1.材料輥壓法薄片生產(chǎn)用煙梗(短煙梗、梗簽),煙末和煙筒(承擔(dān)試驗(yàn)煙廠),生物酶(和氏璧生物技術(shù)有限公司、西北酶研究所)。2.zj19b型卷接機(jī)組200kg/h輥壓法煙草薄片生產(chǎn)設(shè)備(西安東風(fēng)儀表廠),ZJ19B型卷接機(jī)組(許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司),KBF115恒溫恒濕箱(德國Binder)。二、測(cè)試方法1.薄樣品的制備試驗(yàn)將煙梗、煙末按比例(55∶45)配制100kg干粉料,在不施加香料情況下按車間工藝要求組織生產(chǎn),取20kg樣品備用。2.生物酶用量的確定(1)單一生物酶在薄片中作用效果試驗(yàn)。稱取每份樣品100g,分別加入相同比例的各種生物酶,以加水薄片絲作為對(duì)照樣,按照生產(chǎn)實(shí)際,水分調(diào)至40%,在溫度(40℃±5℃)下存放0.5h,經(jīng)烘箱(溫度100℃)控制水分(12.5%±0.5%),采用同一材料卷制成評(píng)吸樣品,通過評(píng)吸確定各種生物酶在輥壓法薄片中的用量,并按此進(jìn)行組合。(2)組合生物酶在薄片中用量試驗(yàn)。將組合生物酶按不同比例在薄片中施加,按以上條件制樣進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸,確定組合生物制劑在薄片中的使用量。3.生物酶處理板在香煙中的應(yīng)用組織生產(chǎn)處理效果好的薄片絲,與未經(jīng)處理的薄片絲分別摻配在5類卷煙葉絲中,采用同一材料卷制樣品組織評(píng)吸。三、結(jié)果與分析1.生物酶的作用(1)各種生物酶處理薄片的感官質(zhì)量評(píng)吸,見表1。由表1施加單一生物酶評(píng)吸結(jié)果看,每種生物酶對(duì)薄片品質(zhì)都有一定的改善作用,但由于一種酶針對(duì)煙葉、煙梗某一種或某一類大分子物質(zhì)起作用,因此對(duì)薄片品質(zhì)改善的方面和程度不同。其中,纖維素酶具有降低木質(zhì)氣、刺激性的作用,半纖維素酶具有增加香氣量、降低木質(zhì)氣和改善口感的作用,果膠酶具有減輕灼熱感、改善口感的作用,蛋白酶具有提高香氣質(zhì)、改善口感、降低刺激的作用,糖化酶具有增加煙氣濃度和香氣量的作用。(2)各種生物酶在薄片中的組合。按各種生物制劑在薄片中的作用效果,確定了薄片使用各種生物酶的組合比例,見表2。2.卷制煙支組織評(píng)吸結(jié)果將按不同比例施加組合生物酶樣品編號(hào)為A1,A2,A3。用相同煙筒卷制煙支組織評(píng)吸,評(píng)吸結(jié)果見表3。由表3可見,組合生物酶使用比例不同對(duì)薄片品質(zhì)的改善程度也不同,A2樣在香氣、木質(zhì)氣和余味方面作用效果較A1,A3明顯,按試樣A2確定了組合生物酶在薄片中的使用比例。3.重量平衡水分感官評(píng)吸結(jié)果將生物酶處理薄片絲與未處理薄片絲分別摻配在5類卷煙葉絲中卷制成試驗(yàn)、對(duì)照樣品,煙支經(jīng)挑選重量平衡水分后組織7位評(píng)委按照《卷煙感官技術(shù)要求》(GB5606.4—2005)進(jìn)行對(duì)比評(píng)吸,評(píng)吸結(jié)果見表4。由表4可見,試驗(yàn)樣在香氣、雜氣、刺激性和余味等方面均好于對(duì)照樣,特別是在香氣和余味方面有明顯提高,薄片通過加酶處理后可加大在卷煙中的使用量。四、生物酶作為藥物催化劑的應(yīng)用1.蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、糖化酶和果膠酶分別以15%,25%,25%,10%和25%的比例施加到煙草薄片中,結(jié)果為煙氣濃度中,香氣量有,煙氣較細(xì)膩,木質(zhì)氣輕,刺激性較小,有回甜感,余味較干凈,感官質(zhì)量總分提高了3.5分,有效改善了薄片絲感官質(zhì)量。2.通過試驗(yàn)表明薄片品質(zhì)主要是生產(chǎn)原料決定的。由于煙梗中除纖維素、半纖維素等大分子物質(zhì)外,還有果膠、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素等多種大分子物質(zhì),這些物質(zhì)在燃燒裂解過程中會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)烈刺激性和辛辣感的物質(zhì),如蛋白質(zhì)在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生具有刺激性和辛辣味的吡咯、吡啶、生物堿、氨等堿性物質(zhì),給煙氣帶來刺激性和辛辣感;果膠在燃燒過程中發(fā)生熱解,生成具有強(qiáng)烈刺激性、有致癌作用的甲醇、甲醛等物質(zhì);木質(zhì)素為苯丙烷基的聚合物,在薄片生產(chǎn)中不但嚴(yán)重影響薄片的色澤,而且其在燃燒過程中產(chǎn)生的酚類化合物,給口腔喉部帶來辛辣感和灼熱感,使卷煙口感變差。除以上大分子化合物外,還含有如類辣椒素、單寧、糖苷及多酚類物質(zhì),以上物質(zhì)若存在過量,在燃燒時(shí)也會(huì)產(chǎn)生刺激性辛辣感及苦澀味,將進(jìn)一步影響造紙法薄片的內(nèi)在品質(zhì),同時(shí)大量的多酚類物質(zhì)還會(huì)使薄片顏色變深,影響薄片的色澤。利用生物酶可在加工過程對(duì)以上物質(zhì)轉(zhuǎn)化降解,提高原料的內(nèi)在品質(zhì),是一條改善薄片品質(zhì)的有效途徑。酶作為一種生物催化劑,具有催化效率高,專一性強(qiáng),酶解條件溫和等特點(diǎn)。利用酶的以上特點(diǎn)可針對(duì)煙梗中的大分子物質(zhì),在加工過程一定條件下用少量生物酶,可在較短時(shí)間內(nèi)將薄片原料內(nèi)影響其品質(zhì)的大分子化合物轉(zhuǎn)化分解,從而提高薄片的內(nèi)在品質(zhì),而且酶不同于一般的非生物催化劑,