《酶制剂改善烟叶品质的研究进展综述1800字》
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酶制剂改善烟叶品质的研究进展综述
随着更多的人意识到吸烟的危害,国家开始倡导“减害降焦”研究,但随着焦油量的降低,也会使烟气中的香气成分也会减少,因而对烤烟的调制工艺要求更高,对此国内外学者针对人工加香的方式进行了大量的研究探索,如通过烤烟烘烤技术(徐成龙2013;李微杰等2014)、香料添加(高海有等2019)、酶制剂(樊文举等2018)和微生物发酵的应用(梅涌等2017;吕欣等2013)等手段来提高烟叶的品质,特别是酶制剂技术在烟叶烘烤、调制、发酵过程中的应用对香气物质的产生和形成有着重要影响。
由于烟叶自身所含有的内源酶含量和种类较少,不足以在短时间内协调烟叶的品质,在烘烤调制后期,主要的蛋白酶、淀粉酶活性急剧下降,经过高温烘烤后活性基本丧失(李少鹏2006;宫长荣2011)。
仅经过烘烤调制处理的烤烟在品质上仍存在一定的缺陷,如木质气强、青杂气重、刺激性大等问题(韩富根2010),必须经过适当的发酵醇化处理,才能满足工业需求。
一般烟叶自然醇化时间为2~3年,由于自然醇化时间长、占用资金多、周转慢,再加上自然条件的限制,在20世纪40年代,前苏联首先开始使用人工发酵方法,通过人工控制一定的温湿度发酵条件,引发一系列生化反应,促进烟草香气物质的产生(韩富根2010)。
在发酵阶段通过微生物和酶促作用,使烟叶中的大分子物质不断消耗和分解转化,从而在短时间内促进卷烟香吃味的变化(Barrett1957;Di Giacomo et al.2007;邵惠芳等2008)。
目前为止国内外已展开了许多关于外加酶制剂来提高烟叶品质的研究。
Lzquierdo(1958)研究发现,烟叶蛋白质经酶降解后,可溶性氮含量提高,香气品质提升。
姚光明(2000)利用不同种类的蛋白酶对烟叶进行处理,发现中性蛋白酶的降解效果最好;在烟叶含水量25%,加酶量120 U/g,温度45℃,酶解时间4小时的条件下,蛋白质含量降低12%左右,卷烟的吸食品质得到有效提升。
Liu等(2011)在55~65℃条件下用蛋白酶稀释液处理烟草,结果发现蛋白质、总氮和烟碱含量分别降低了59%、31%和12%,而总糖和还原糖含量分别增加了14%和16%。
杨宗灿等(2016)研究发现,烟叶中添加木瓜蛋白酶0.1 g/kg、中性蛋白酶0.5 g/kg 、菠萝蛋白酶0.5 g/kg时,烟叶品质改善效果最好,约13%的蛋白质被降解,杂气和余味等感官指标显著高于对照样品。
淀粉降解不充分会影响烤烟的香吃味和燃吸品质,为了降解烤烟的残留淀粉,常用的外源酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和糖化酶等。
研究表明,淀粉类酶制剂能有效降解烤烟淀粉,水溶性糖含量随淀粉降解程度的增大而增大(陈长清2008)。
李晓等(2001)研究发现,当糖化酶和α-淀粉酶的添加量分
别为80 U/g和8 U/g时效果最佳,烟叶中80%的淀粉被降解,水溶性糖含量增加21%左右。
宋朝鹏等(2009)在烟叶表面施加微生物制剂,烟叶淀粉含量最大降幅达27.58%;但施加淀粉酶超过一定限度时,酶解效率下降,淀粉含量甚至不再减少(王怀珠等2005)。
何邦华等(2013)用果胶酶降解烟丝中纤维素等细胞壁物质的含量,美拉德反应产物含量和还原糖含量分别增加了21%和67%左右。
Zhu等(2015)利用纤维素酶和聚半乳糖醛酸酶处理烤烟烟叶,发现细胞壁物质得到有效降解,其中纤维素含量最高降低了13.5%,纤维素结晶结构发生特异性改变,中性香气成分含量显著增加。
此外,将降解功能不同的酶制剂如α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶和纤维素酶等混合用于酶制剂处理,发现改善烟叶品质的效果更好,复合酶制剂协同作用对于降解烟叶中大分子化合物如蛋白质、淀粉、烟碱及细胞壁物质等效果明显(李少鹏2006)。
阎克玉等(2001)利用纤维素酶和果胶酶处理烟叶,最佳试验条件为真空条件下控制烟叶含水量25%,加酶量均为30 U/g,温度50℃,酶解作用4小时,最终降解了5%~10%左右的烟叶细胞壁物质,烟质明显改善。
杨述元等(2007)利用酯酶、蛋白酶、木质素酶等多种复合酶制剂处理烟梗,酶解后梗丝香气质、香气量、杂气、余味和刺激性等感官评吸指标明显改善。
Kanjanapongkul 等(2010)利用复合酶处理烟草浸提液,所得的烟草薄片与市售产品相比,处理组不利组分明显下降,感官评吸得分明显提高,抽吸品质明显改善,而且部分重要致香成分含量大幅上升,焙烤香浓郁,烟香细腻,烟气更为醇和。
Lin等(2016)研究发现,烟叶和卷烟经葡萄糖多肽、蛋白酶和木聚糖酶处理后,烟碱含量和大多数次要生物碱的含量均显著降低。
综上所述,可以看出利用外源复合酶制剂可降解烤烟中的不利组分,提高烟叶品质,可以控制烟叶内在成分向我们所期望的方向转化,使烟叶内在品质更为协调,也可以有效解决烟叶在生长发育过程中因不良栽培条件造成营养缺乏的问题,从根本上提高烟叶等级。