本發明屬于煙草加工技術領域，具體涉及一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法及其產品和應用。
背景技術：
梗絲是由煙梗經切絲、膨脹等一系列工序制成的一定寬度的細絲，具有焦油釋放量低、填充性能好、成本低等特點。然而，由于煙梗的化學成分與葉絲存在較大差異，這些差異一方面使得煙梗在感官上存在刺激大、雜氣明顯等缺點，另一方面造成煙梗巴豆醛等揮發性羰基物釋放量高于葉絲，從而限制了其應用。
在提高煙梗感官質量方面，近年來有一定的研究。中國專利 201410002912.2通過兩級生物降解，對煙梗中大分子組分進行有效降解，同時采用三次高溫蒸汽蒸梗去除煙梗中的不利組分，去除梗絲雜氣等。何炬等人采用微波膨脹煙梗，經微波膨脹后的煙梗在致香成分、有機酸等的相對含量方面均較對照原樣有明顯提高，吸味改善，內在品質得到提高，填充性能變好，綜合質量有所提升（何炬等，《煙草科技》，2006 年第2 期，微波膨脹煙梗質量研究）。中國專利201510041600.7通過醇提將煙梗中的糖、煙堿、色素、香味成分等對煙草吸味存在積極作用的物質提取出來，然后回加到梗絲中，并通過水洗結合酸解、酶解將煙梗中的大分子（如果膠、蛋白質等）等對煙草吸味不利的化合物去除，從而實現梗絲感官品質的提升。
在降低煙梗或煙絲巴豆醛釋放量方面，專利201410042297.8公開了一種降低巴豆醛釋放量復烤和醇化的方法，包括煙片復烤工序和醇化工序，所述的醇化工序為在復烤后的煙葉中添加枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、環狀芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌凍干菌粉中等醇化劑等。專利201510291715公開一種低巴豆醛釋放量的再造煙葉制備方法，其利用中性蛋白酶、果膠酶和糖化酶去除產生巴豆醛的前體物質，采用堿法預處理煙草原料及低濃制漿技術提高再造煙葉的松厚度，添加助燃劑改善再造煙葉的燃燒性能，從而達到減少再造煙葉主流煙氣中巴豆醛的釋放量。上述方法一是針對的是再造煙葉和煙葉，二是其處理工藝繁瑣，不利于實際生產的使用。
技術實現要素：
本發明目的在于提供一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法及其產品和應用，經過該加工處理方法制備得到的煙梗制成梗絲后，巴豆醛釋放量明顯降低，摻兌于卷煙配方中，能夠降低煙氣巴豆醛釋放量。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法，以煙梗為原料，其包括如下步驟：
1）水提：用水對煙梗進行提取，提取完畢后固液分離得到提取液和殘留梗；
2）提取液發酵：提取液濃縮后，添加酵母進行發酵處理；
3）殘留梗壓梗和切絲：使用壓梗機將殘留梗壓制成梗片，使用切絲機切成梗絲；
4）料液返加：將步驟2）所得發酵處理過的提取液返加至返加至步驟3）所得梗絲中；
5）干燥：干燥得到成品梗絲。
具體的，步驟1）中用水提取煙梗時，提取溫度為20－90℃，提取時間為2－24h，水用量為煙梗重量的5－20倍。
具體的，步驟2）中發酵使用的酵母為活性干酵母（釀酒酵母，Saccharomyces cerevisiae），酵母用量為煙梗重量的0.1－1.0 %，發酵溫度25－50℃，發酵時間0.5－12h。釀酒酵母可直接購買普通市售產品即可。
進一步優選的，在步驟4）中，預先向步驟2）所得發酵處理過的提取液中添加氨基酸，然后再返加至步驟3）所得梗絲中；氨基酸添加量為煙梗重量的0.5－2.0%，所述氨基酸為脯氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、組氨酸、纈氨酸、天冬酰胺、色氨酸、異亮氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蛋氨酸和賴氨酸等中的一種或多種。
具體的，步驟5）中干燥時，控制烘絲機筒壁溫度為60－150℃。具體例如控制為70℃、80℃、90℃、100℃、110℃等，其中，優選為70－80℃。
采用上述降低煙梗巴豆醛釋放量的加工處理方法所得到的梗絲。與對照梗絲相比，成品梗絲在模擬燃吸條件下熱裂解產生的巴豆醛量可以降低20－40%。
上述梗絲在卷煙中的應用，具體為：將梗絲以20－30wt%的摻兌比例添加于配方煙絲中，與對照卷煙相比，制備所得卷煙的煙氣中巴豆醛釋放量能夠降低5－20%。
本發明的原理在于：（1）煙梗中的糖類在燃燒裂解的過程中生成巴豆醛，它們是煙氣巴豆醛的重要前體物，去除這些前體物可降低巴豆醛釋放量。本發明通過酵母發酵消耗糖類，從而去除巴豆醛前體物。（2）氨基酸可以抑制巴豆醛的生成，因此本發明通過添加氨基酸可降低巴豆醛釋放量。
和現有技術相比，本發明的有益效果：通過煙梗水提、提取液發酵和氨基酸添加工序，一方面降低了巴豆醛的前體物，增加了巴豆醛的抑制物，從而實現巴豆醛釋放量的大幅降低；另一方面氨基酸的加入有利于增加煙氣中美拉德反應產物。此外，本發明方法具有操作便捷、低成本、安全等特點，有利于工業化應用。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步地詳細介紹，但本發明的保護范圍并不局限于此。
物料情況：
煙梗樣品，由河南中煙提供，為正常生產過程中所采用的普通煙梗樣品；
釀酒酵母，為安琪酵母公司產品，從某超市隨機購買獲得。
實施例1（對照梗絲1 #）
煙梗采用本領域常規方法制成梗絲，用作對照，具體經下述處理步驟：
1）洗梗：煙梗經過洗梗后去除浮塵，調整水分至約40%，以便壓梗和制絲；
2）壓梗和切絲：采用壓梗機將濕煙梗壓梗，切絲機切絲，切絲寬度1.2mm；
3）干燥：經烘絲機干燥制得對照梗絲。
實施例2（梗絲2 #）
一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法，以煙梗為原料，其包括如下步驟：
1）水提：用水于25℃提取煙梗12h，提取完畢后使用篩網固固液分離得到提取液和殘留梗；水用量為煙梗重量的10倍；
2）提取液發酵：提取液濃縮至原體積的1/10后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于40℃發酵處理0.5h；酵母用量為煙梗重量的0.5 %，
3）殘留梗壓梗和切絲：調整殘留梗水分約40%，使用壓梗機將殘留梗壓制成梗片，使用切絲機切成梗絲；
4）料液返加：將步驟2）所得發酵處理過的提取液返加至返加至步驟3）所得梗絲中；
5）干燥：干燥得到成品梗絲。
實施例3（梗絲3 #）
一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法，以煙梗為原料，其包括如下步驟：
1）水提：用水于25℃提取煙梗12h，提取完畢后使用篩網固固液分離得到提取液和殘留梗；水用量為煙梗重量的10倍；
2）提取液發酵：提取液濃縮至原體積的1/10后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于40℃發酵處理0.5h；酵母用量為煙梗重量的0.5 %，
3）殘留梗壓梗和切絲：調整殘留梗水分約40%，使用壓梗機將殘留梗壓制成梗片，使用切絲機切成梗絲；
4）提取液添加氨基酸及返加：預先向步驟2）所得發酵處理過的提取液中添加脯氨酸，然后返加至步驟3）所得梗絲中；脯氨酸添加量為煙梗重量的2 %；
5）干燥：干燥得到成品梗絲。
實施例4（梗絲4 #）
一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法，以煙梗為原料，其包括如下步驟：
1）水提：用水于45℃提取煙梗20h，提取完畢后使用篩網固固液分離得到提取液和殘留梗；水用量為煙梗重量的15倍；
2）提取液發酵：提取液濃縮至原體積的1/10后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于50℃發酵處理1h；酵母用量為煙梗重量的0.1 %；
3）殘留梗壓梗和切絲：調整殘留梗水分約40%，使用壓梗機將殘留梗壓制成梗片，使用切絲機切成梗絲；
4）提取液添加氨基酸及返加：預先向步驟2）所得發酵處理過的提取液中添加天冬酰胺，然后返加至步驟3）所得梗絲中；天冬酰胺添加量為煙梗重量的1.0 %；
5）干燥：干燥得到成品梗絲。
實施例5（梗絲5 #）
一種低巴豆醛釋放量梗絲的加工處理方法，以煙梗為原料，其包括如下步驟：
1）水提：用水于70℃提取煙梗4h，提取完畢后使用篩網固固液分離得到提取液和殘留梗；水用量為煙梗重量的7倍；
2）提取液發酵：提取液濃縮至原體積的1/10后，添加活性干酵母（釀酒酵母）于25℃發酵處理12h；酵母用量為煙梗重量的1 %；
3）殘留梗壓梗和切絲：調整殘留梗水分約40%，使用壓梗機將殘留梗壓制成梗片，使用切絲機切成梗絲；
4）提取液添加氨基酸及返加：預先向步驟2）所得發酵處理過的提取液中添加甘氨酸，然后返加至步驟3）所得梗絲中；蘇氨酸添加量為煙梗重量的2.0 %；
5）干燥：干燥得到成品梗絲。
實施例6－21（梗絲6#－21#）
分別將實施例3步驟4）中的脯氨酸替換為精氨酸（6#）、絲氨酸（7#）、丙氨酸（8#）、蘇氨酸（9#）、半胱氨酸（10#）、組氨酸（11#）、纈氨酸（12#）、色氨酸（13#）、異亮氨酸（14#）、谷氨酰胺（15#）、谷氨酸（16#）、苯丙氨酸（17#）、酪氨酸（18#）、蛋氨酸（19#）、賴氨酸（20#）、脯氨酸和天冬酰胺等重量混合物（21#），其它步驟參照實施例3。
應用試驗1
采用實驗室建立的熱裂解模擬燃吸法測定巴豆醛生成量。
（1）熱裂解條件：參考卷煙燃吸條件，設定裂解條件為：
升溫程序：升溫程序：以90℃/s的升溫速率從35℃升溫至900℃，在900℃保持6s.；
載氣：9% O2，91%N2；
載氣流速17.5 mL/s；
樣品裂解前按照GB／T 16447—2004《煙草及煙草制品調節和測試的大氣環境》的要求，梗絲樣品在溫度22±2℃和相對濕度60±5％下平衡48h。
（2）裂解生成巴豆醛的測定
吸收液的配制：移取14 mL 85% H3PO4，用去離子水稀釋至100 mL；稱取3 g 2,4-二硝基苯肼（DNPH），加入500 mL乙腈，超聲至溶解，接著加入29 mL稀釋后的H3PO4溶液，輕輕攪拌，用去離子水稀釋至1 L。
三羥甲基氨基甲烷溶液（Trizma堿）配制：稱取2 g三羥甲基氨基甲烷，加入200 mL去離子水，用乙腈稀釋至1 L。
巴豆醛的吸收和處理：梗絲裂解產生的煙氣導入裝有25mL吸收液的吸收瓶中，巴豆醛與吸收液中的2,4-二硝基苯肼（DNPH）發生衍生化反應被吸收液衍生化。移取4mL反應溶液，用三羥甲基氨基甲烷溶液（Trizma堿）定容至10mL，混勻后過0.45 μm有機相濾膜，進HPLC分析。
HPLC儀器條件：進樣體積10 μL；流速1 mL/min；流動相為去離子水和乙腈混合溶劑，洗脫梯度見表；檢測器為二極管陣列檢測器，檢測波長：365 nm。洗脫梯度表如下。
（3）測定結果
與對照梗絲1#相比，實施例2－21制備的梗絲樣品（2#－21#）巴豆醛生成量均有明顯降低，降低率在22－39%。
應用試驗2
分別測定對照梗絲1#（對照樣）和梗絲3#（試驗樣）的總糖和還原糖含量（參照YC/T 159—2002）。由下表可以看出：與對照梗絲1#相比，梗絲3#的總糖和還原糖含量均大幅降低。
前期研究中，發明人初步確定：煙梗中的葡萄糖、果糖、蔗糖、纖維素、果膠等可裂解促進巴豆醛的生成，而脯氨酸、天冬酰氨等氨基酸及蛋白質可抑制巴豆醛的生成；換言之，纖維素、果膠、糖類化合物是巴豆醛的重要前體物，而氨基酸類化合物可抑制巴豆醛的生成。從上表數據可以看出，與未進行任何處理的對照煙梗1#樣品相比，經加工處理后，煙梗3#中巴豆醛的前體物質得到了降解和消耗（總糖和還原糖含量均大幅降低），因而能夠降低巴豆醛的釋放量；而且不同處理方式條件下，均能較為明顯地降低樣品中巴豆醛的釋放量，降低率大約在22－39%左右，因而具有較好的應用前景。
應用試驗3
分別將對照梗絲1#（實施例1）和梗絲3#（實施例3）按30%的比例摻兌于配方煙絲中，采用相同輔材卷煙后，測定卷煙煙氣巴豆醛釋放量（參照YC/T254―2008）。結果見下表。
由上表可以看出：與對照梗絲1#相比，巴豆醛釋放量降低17%，減害效果較為明顯，具有較好的應用價值。