辊压法烟草薄膜材料的开发与应用

辊压法烟草薄膜材料的开发与应用

稻草片也称为再草。它是一种利用叶片研磨和香烟加工产生的次级材料来制作片剂和丝状的再生产品。近年来,随着烟叶价格的逐年上涨和行业降低卷烟单箱烟耗生产目标及清洁生产要求的提出,卷烟企业越来越重视烟草薄片和膨胀梗丝等掺配物在卷烟配方中的综合利用。目前,在我国许多卷烟厂都有辊压法薄片丝生产线,但辊压法烟草薄片存在木质气较重、刺激性大、辛辣灼热感较明显、余味差等质量缺陷,制约其在卷烟生产中的使用。因此,如何提高辊压法薄片质量,加大在中低档卷烟中的使用,对提高卷烟企业的经济效益具有一定意义。为提升辊压法薄片的品质,国内外许多学者从各方面进行了研究,主要是通过改变辊压法薄片的生产工艺来提高薄片的物理质量指标。学者郑小嘎等对造纸法薄片原料进行了研究。本文,笔者研究了在辊压法薄片加工过程中利用酶将原料内影响其品质的大分子化合物转化分解转化,从而提高原料的内在品质,降低薄片木质气、刺激性,改善口感,提高其可用性,在保证产品质量和吸食安全性的前提下达到控制卷烟消耗和成本的目的。一、试验材料和设备1.材料辊压法薄片生产用烟梗(短烟梗、梗签),烟末和烟筒(承担试验烟厂),生物酶(和氏璧生物技术有限公司、西北酶研究所)。2.zj19b型卷接机组200kg/h辊压法烟草薄片生产设备(西安东风仪表厂),ZJ19B型卷接机组(许昌烟草机械有限责任公司),KBF115恒温恒湿箱(德国Binder)。二、测试方法1.薄样品的制备试验将烟梗、烟末按比例(55∶45)配制100kg干粉料,在不施加香料情况下按车间工艺要求组织生产,取20kg样品备用。2.生物酶用量的确定(1)单一生物酶在薄片中作用效果试验。称取每份样品100g,分别加入相同比例的各种生物酶,以加水薄片丝作为对照样,按照生产实际,水分调至40%,在温度(40℃±5℃)下存放0.5h,经烘箱(温度100℃)控制水分(12.5%±0.5%),采用同一材料卷制成评吸样品,通过评吸确定各种生物酶在辊压法薄片中的用量,并按此进行组合。(2)组合生物酶在薄片中用量试验。将组合生物酶按不同比例在薄片中施加,按以上条件制样进行对比评吸,确定组合生物制剂在薄片中的使用量。3.生物酶处理板在香烟中的应用组织生产处理效果好的薄片丝,与未经处理的薄片丝分别掺配在5类卷烟叶丝中,采用同一材料卷制样品组织评吸。三、结果与分析1.生物酶的作用(1)各种生物酶处理薄片的感官质量评吸,见表1。由表1施加单一生物酶评吸结果看,每种生物酶对薄片品质都有一定的改善作用,但由于一种酶针对烟叶、烟梗某一种或某一类大分子物质起作用,因此对薄片品质改善的方面和程度不同。其中,纤维素酶具有降低木质气、刺激性的作用,半纤维素酶具有增加香气量、降低木质气和改善口感的作用,果胶酶具有减轻灼热感、改善口感的作用,蛋白酶具有提高香气质、改善口感、降低刺激的作用,糖化酶具有增加烟气浓度和香气量的作用。(2)各种生物酶在薄片中的组合。按各种生物制剂在薄片中的作用效果,确定了薄片使用各种生物酶的组合比例,见表2。2.卷制烟支组织评吸结果将按不同比例施加组合生物酶样品编号为A1,A2,A3。用相同烟筒卷制烟支组织评吸,评吸结果见表3。由表3可见,组合生物酶使用比例不同对薄片品质的改善程度也不同,A2样在香气、木质气和余味方面作用效果较A1,A3明显,按试样A2确定了组合生物酶在薄片中的使用比例。3.重量平衡水分感官评吸结果将生物酶处理薄片丝与未处理薄片丝分别掺配在5类卷烟叶丝中卷制成试验、对照样品,烟支经挑选重量平衡水分后组织7位评委按照《卷烟感官技术要求》(GB5606.4—2005)进行对比评吸,评吸结果见表4。由表4可见,试验样在香气、杂气、刺激性和余味等方面均好于对照样,特别是在香气和余味方面有明显提高,薄片通过加酶处理后可加大在卷烟中的使用量。四、生物酶作为药物催化剂的应用1.蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、糖化酶和果胶酶分别以15%,25%,25%,10%和25%的比例施加到烟草薄片中,结果为烟气浓度中,香气量有,烟气较细腻,木质气轻,刺激性较小,有回甜感,余味较干净,感官质量总分提高了3.5分,有效改善了薄片丝感官质量。2.通过试验表明薄片品质主要是生产原料决定的。由于烟梗中除纤维素、半纤维素等大分子物质外,还有果胶、蛋白质、木质素等多种大分子物质,这些物质在燃烧裂解过程中会产生具有强烈刺激性和辛辣感的物质,如蛋白质在燃烧过程中会产生具有刺激性和辛辣味的吡咯、吡啶、生物碱、氨等碱性物质,给烟气带来刺激性和辛辣感;果胶在燃烧过程中发生热解,生成具有强烈刺激性、有致癌作用的甲醇、甲醛等物质;木质素为苯丙烷基的聚合物,在薄片生产中不但严重影响薄片的色泽,而且其在燃烧过程中产生的酚类化合物,给口腔喉部带来辛辣感和灼热感,使卷烟口感变差。除以上大分子化合物外,还含有如类辣椒素、单宁、糖苷及多酚类物质,以上物质若存在过量,在燃烧时也会产生刺激性辛辣感及苦涩味,将进一步影响造纸法薄片的内在品质,同时大量的多酚类物质还会使薄片颜色变深,影响薄片的色泽。利用生物酶可在加工过程对以上物质转化降解,提高原料的内在品质,是一条改善薄片品质的有效途径。酶作为一种生物催化剂,具有催化效率高,专一性强,酶解条件温和等特点。利用酶的以上特点可针对烟梗中的大分子物质,在加工过程一定条件下用少量生物酶,可在较短时间内将薄片原料内影响其品质的大分子化合物转化分解,从而提高薄片的内在品质,而且酶不同于一般的非生物催化剂,