[发明专利]多孔陶瓷固定化果胶酶及其在烟草薄片加工过程中的应用

说明书

技术领域

本发明属于烟草制备技术领域，具体涉及一种多孔陶瓷固定化果胶酶及其在烟草薄片加工过程中的应用。

背景技术

造纸法烟草薄片（Paper-Process Reconstituted Tobacco）是一种烟草资源再生利用的产品。它是利用一些烟草废弃料、边角料，如烟梗、烟叶碎片、烟末等为原料，经过浸提、浓缩、分离、打浆、磨浆、抄造、烘干、加香工艺过程，制成烟叶薄片，用作卷烟填充物。造纸法烟草薄片，不仅在改善烟叶产品结构强度、燃烧性能及降低卷烟的烟气烟碱和焦油量等方面具有优势，同时还能降低烟叶单耗，节约生产成本，可以说是烟草工业近年最重要的成果之一。而近年来，生物技术与造纸法烟草薄片技术在生产中的结合应用，不仅发挥了造纸法烟草薄片的工艺优势，而且利用生物技术有选择地改变烟草化学成分，明显改善了烟草薄片的品质。

研究表明，烟草原料中的纤维素、木质素、果胶和蛋白质在高温下均会产生芳烃类化合物。其中果胶是一种胶体性物质，沉积在初生细胞壁和胞间层，并与纤维素、半纤维素、木质素以及一些蛋白质相互交联。果胶在热解过程中主要生成甲醇等有害物质。果胶的去除不仅能够减少这类物质的生成，而且还能够改变烟草细胞结构，让细胞变的更松散透气，有利于提高烟草燃烧能力，减少热解的发生。

现有技术中，针对烟草薄片中果胶类物质的降解主要是采用传统的果胶酶进行的。但是由于烟草薄片中果胶结构的复杂性和多样性，而现有技术中的果胶酶普遍存在对于烟草薄片中果胶降解针对性不强、降解不够充分、降解过程难以控制的缺陷，因而急需探讨新的果胶酶及其在烟草薄片加工中的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用特定菌株发酵制备的果胶酶，通过将该果胶酶固定化在多孔陶瓷上，对烟草薄片加工过程中的三级萃取液具有较好针对性，可实现针对性降解，从而改善烟草品质。

本发明的技术方案具体如下所述。

一种多孔陶瓷固定化果胶酶，以多孔陶瓷为载体固定化果胶酶，通过如下生产步骤制备获得：

（1）菌种活化，从保藏培养基上挑取发酵菌株，接种到活化培养基中28~32℃活化培养2~3d左右；

所述发酵菌株具体为中国工业微生物菌种保藏中心(CICC)保藏的保藏号为CICC 41151的塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)；该菌株为可公开获得菌株；

所述活化培养基为查氏琼脂培养基；从保藏培养基挑取菌株后接种活化培养基时具体可采用划线法接种；

（2）制备种子液，将步骤（1）中活化后的菌种接种到种子培养基中，24~28℃、120~180rmin摇床培养36~48h左右（优选，26℃、160 r/min培养48h），制备种子液；

所述种子培养基配方为：果胶3g/L，蛋白胨10g/L，NaNO₃ 3.0g，MgSO₄•7H₂O 0.5g，KCl 0.5g，FeSO₄•4H₂O 0.01g，K₂HPO₄ 1.0g，pH=6.0～6.5；具体装液量可设计为：100/ 250mL锥形瓶。

（3）发酵培养，将步骤（2）中所制备的种子液接种到发酵培养基中，24~28℃、120~180rmin摇床培养4~14h以进一步发酵培养（优选，26℃、160 r/min摇床培养12h左右）；

将种子液接种发酵培养基时，接种量具体可按4%体积分数比例进行接种；

所述发酵培养基配方为：果胶50 g/L、蛋白胨2.0g/L，pH=6.2左右；

（4）制备粗酶液，将步骤（3）中发酵液经抽滤滤去菌体，再经超滤浓缩即可获得粗酶液，测定酶活后即可作为果胶酶进行固定；

（5）果胶酶的固定化，将步骤（4）中的果胶酶，以直径0.4cm、平均孔径650～750nm的多孔陶瓷为载体，将果胶酶固定化3~5h（优选固定化4h）后，以质量浓度1.2~1.6%的戊二醛交联1~3h（优选以质量浓度1.3%的戊二醛交联2h）。

所述多孔陶瓷固定化果胶酶在烟草薄片加工过程中的应用，用于烟草薄片原料的烟梗和烟末进行逆流萃取加工过程中的三级萃取液，按多孔陶瓷固定化果胶酶：三级萃取液体积=1g：1~50mL的比例，将多孔陶瓷固定化果胶酶与三级萃取液混合均匀后，40~50℃、酶解2~6h。