煙草廢棄物酶解及其產(chǎn)物制備煙用Maillard香精工藝的研究.pdf

1、我國煙草種植面積和消費量位居世界前列，在卷煙生產(chǎn)過程中所生產(chǎn)的煙草廢棄物總產(chǎn)量也是不容忽視的，以煙草廢棄物為原料來制備煙用香精，既能實現(xiàn)資源化利用，還能保護環(huán)境，是提高煙草廢棄物附加值的有效途徑。本文采用日趨成熟的生物酶技術(shù)對廢棄煙末進行處理，獲得酶解液，即美拉德反應(yīng)基料，添加合適的碳源和氮源，通過美拉德反應(yīng)制備煙用香精并優(yōu)化其工藝，再利用GC/MS對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進行定性定量分析，以期為煙草廢棄物綜合利用和卷煙加香提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)理

2、論。
　　首先，通過研究木瓜蛋白酶和堿性蛋白酶兩種單酶的酶解廢棄煙末反應(yīng)條件，為兩單酶的復(fù)配提供合適的條件。再采用復(fù)合酶酶解廢棄煙末，獲得煙末蛋白酶解液，以游離氨基酸態(tài)氮的得率為指標，通過單因素實驗和正交試驗，優(yōu)化復(fù)合酶酶解廢棄煙末的最佳工藝條件：復(fù)合酶添加量為0.5％（酶用量與廢棄煙末質(zhì)量比），復(fù)合酶（木瓜蛋白酶：堿性蛋白酶）配比為1:2，pH值為8，反應(yīng)時間7h，反應(yīng)溫度50℃。按此最佳條件實驗，測得煙末蛋白酶解液中游離氨基酸

3、態(tài)氮的得率為3.39%。
　　其次，選擇木糖和果糖為合適的碳源與煙末蛋白酶解液進行美拉德反應(yīng)，添加少量 L-丙氨酸調(diào)節(jié)美拉德反應(yīng)進度。以顏色強度和評吸得分為指標，通過優(yōu)化美拉德反應(yīng)工藝，其最佳工藝為：果糖與木糖的質(zhì)量比為1:3，總糖用量（總糖與美拉德反應(yīng)基料質(zhì)量比）4%，反應(yīng)初始 pH7.3，反應(yīng)時間4.5h，反應(yīng)溫度112℃，反應(yīng)系含水量14%。在美拉德反應(yīng)最佳工藝條件下，利用 GC/MS共檢測出71種物質(zhì)，其中與煙草香氣有關(guān)的

4、物質(zhì)有52種，占檢出物質(zhì)總量78.29%，大部分為吡嗪類、呋喃類、吡啶類等雜環(huán)、羰基類和酯類物質(zhì)，能顯著改善卷煙加香效果。
　　第三，研究煙末多糖酶解液和蛋白酶解液為反應(yīng)基料時，以顏色強度和評吸得分為指標，優(yōu)化美拉德反應(yīng)最佳工藝：煙末蛋白酶解液與煙末多糖酶解液的質(zhì)量比為2:1，反應(yīng)時間6h，初始pH為7.3，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)系含水量為14%。在最佳反應(yīng)工藝條件下，利用GC/MS共檢測出與煙草香氣有關(guān)的物質(zhì)有80種，占檢出物質(zhì)

5、總量93.95%，其中酯類、酮類、醇類、吡嗪類、噻唑類和其他含氧化合物占總檢測物質(zhì)百分量較高。
　　最后，分別研究以煙末糖酶解液和蛋白酶解液、煙末糖酶解液、煙末蛋白酶解液等三種不同反應(yīng)基料進行美拉德反應(yīng)，利用GC/MS定量定性分析美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，得出其產(chǎn)物中與煙草香氣有關(guān)的分別占總檢出物質(zhì)總量93.95%、71.28%、78.29%。當以煙末糖酶解液和蛋白酶解液為反應(yīng)基料，通過美拉德反應(yīng)生成香氣物質(zhì)種類較多，其中含氮雜環(huán)類、酮類和