本发明涉及一种水果颗粒材料的制备方法，尤其是降低卷烟危害性指数的水果颗粒材料，还涉及其制备方法和应用。
背景技术：
卷烟滤棒是香烟中不可或缺的重要组成部分，作为吸烟者与主流烟气之间的桥梁，可以有效地滤除烟气中的部分有害成分，因而得到了广泛的重视与应用。同时，滤棒也是卷烟不燃烧调香的重要载体，不燃烧调香将赋香物质直接添加在烟用辅材中，不参与燃烧，对有效成分的破坏小、避免负面影响杂质成分的引入。所添加的功能物质直接作用于烟气，成分已知可控，对固化卷烟风格特征和强化产品特色更具直接性和针对性。
天然香原料因其自身的丰富性和有效性，被认为是卷烟增香提质的基石，逐渐成为构成中式卷烟特征香型、香韵的关键。将特定有效的天然植物材料与卷烟滤棒进行结合，通过天然植物颗粒本身的缓释特性，在卷烟抽吸时引入香味物质，实现不参与燃烧的天然植物材料卷烟增香是提升卷烟产品质量的重要途径。
果香是重要的基本香韵之一，水果特有的香气和挥发成分已引起各国学者的广泛关注，但由于水果本身含水量高，烘干脱水过程中香味物质损失严重等问题，极大限制了天然水果材料在烟用滤棒中的应用。
目前，现有的香料颗粒研究也比较多，然而，现有的香料颗粒大部分是提升感官评吸效果，并没有关于降低卷烟危害性指数方面的突破，进而，采用合适的技术手段在最大程度保持水果香韵的同时将其制备成为降低卷烟危害性指数的烟用滤棒应用的颗粒材料是已成为亟待解决的一项行业技术需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种降低卷烟危害性指数的水果颗粒材料及其制备方法和应用。所得颗粒能够较好保留水果的天然香气，减少加工过程中对香气物质的损耗和破坏，持香性能好，同时适用于卷烟生产，能起到增强卷烟香气丰富性的作用，还能够降低卷烟危害性指数。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
本发明除非另有说明，否则百分号代表的均为质量分数。
一种降低卷烟危害性指数的水果颗粒材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、混合液制备
取新鲜水果若干，洗净、去皮、去籽或核后将果肉在低温条件下充分搅碎，得到混合液；
步骤（2）、添加强化液
在上述混合液中添加强化液，其中，强化液为麦芽糊精、羧甲基纤维素、β-糊精的混合水溶液，其中，麦芽糊精的浓度为40-60%，羧甲基纤维素的浓度为0.6-1.8%，β-糊精的浓度为3-9%；混合液和强化液的质量比为（5-8）：（2-4）；
步骤（3）、超低温预冻
将添加强化液后的混合液在-25℃-45℃条件下预冻3-4小时；
步骤（4）、真空干燥
将步骤（3）得到的预冻样品进行真空干燥，得到含水量为8%-3%的物料；
步骤（5）、粉碎
将步骤（4）获得的物料进行粉碎，即得到降低卷烟危害性指数的水果颗粒材料。
进一步地，所述新鲜水果为蓝莓、草莓、树莓、香蕉、芒果、菠萝、西番莲、荔枝、番石榴、猕猴桃、云南沙棘、甜橙、柠檬、苹果、山楂、红枣、龙眼、西瓜、哈密瓜、杨梅中的一种或几种。
进一步地，步骤（1）中，所述低温为1-4℃。
进一步地，步骤（4）中，所述的真空干燥条件为真空度69-91pa，升华加热温度为45-57℃，解析加热温度为69-85℃。
进一步地，步骤（5）中，粉碎至18目-30目。
本发明涉及的上述制备方法得到的降低卷烟危害性指数的水果颗粒材料。
本发明涉及上述的水果颗粒材料在卷烟滤棒中的应用，将该颗粒材料按照1-5mg/mm纤维基材的添加量添加到卷烟滤棒中。
进一步地，将该颗粒材料添加到三元中空复合卷烟滤棒中，添加量为40-120mg。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明采用真空冷冻干燥，较之晒干或热风烘干在有效除去水分的同时最大限度保存了天然水果香气，能够较好地还原水果的天然香韵，水果香气更加丰富、生动、天然，抽吸时能给人愉悦的水果香韵，增加卷烟的特征香气。同时，我们对冷冻干燥条件进行优化，有助于保证天然水果颗粒的质量和稳定性，有助于水果香韵的保存。
（2）本发明在全程低温加工的同时，加入强化液，该强化液成分和比例以及加入时机为本领域首创，有助于增加颗粒的强度和表面积，便于烟气充分洗脱颗粒表面果香，同时减少杂气污染。
（3）滤棒中加入本发明的颗粒材料后，可降低卷烟危害性指数。
（4）本发明工艺简单，适合于大规模工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例的降低卷烟危害性指数的甜橙颗粒材料的制备方法，按以下进行：
取新鲜甜橙，洗净、去皮、去籽后将果肉在4℃条件下充分搅碎，得到新鲜果汁果肉混合液。
按照果汁果肉混合液和强化液的质量比为7：3的比例加入由麦芽糊精、羧甲基纤维素、β-糊精、水预先配置的强化液，强化液中麦芽糊精浓度为55%，羧甲基纤维素浓度为1.6%，β-糊精浓度为7%。
将得到的混合液在-40℃条件下预冻4小时；将预冻样品在真空度82pa，升华加热温度49℃，解析加热温度77℃条件下进行真空干燥，得到含水量为7%的冻干甜橙材料；将甜橙材料进行粉碎至18目-30目，制得天然甜橙颗粒材料。
将该颗粒材料按照2mg/mm纤维基材的添加量添加到卷烟滤棒中制成甜橙颗粒基棒，进一步与醋纤白棒制成复合滤棒。
将该复合滤棒应用于卷烟中，以未加入颗粒材料的常规卷烟作为对照1，以加入热风干燥甜橙颗粒材料的卷烟为对照2，由评吸专家小组按照《gb5606.4-2005卷烟感官技术要求》进行感官评吸。结果如表1所示：
表1卷烟感觉评吸结果
表1的评吸结果表明，冷冻干燥甜橙颗粒材料能够较好地还原甜橙的天然香韵，减少了热风干燥对香气物质的损耗和破坏，较热风干燥样品甜橙香气更加丰富、生动、天然，抽吸时能给人愉悦的甜橙香韵，增加卷烟的特征香气，抽吸品质得到明显改善。
进一步分析该甜橙颗粒材料对烟气的吸附作用，对卷烟烟气中的七项有害成分进行了分析，结果见表2。结果表明：添加了热风干燥甜橙颗粒材料的卷烟样品危害性指数由9.42降低至8.94，添加冷冻干燥甜橙颗粒材料的卷烟样品危害性指数降低至8.47，危害性指数明显降低。
表2烟气七项成分检测结果
实施例2
本实施例的降低卷烟危害性指数的芒果颗粒材料的制备方法，按以下进行：
取新鲜芒果，洗净、去皮、去核后将果肉在1-4℃条件下充分搅碎，得到新鲜果汁果肉混合液。
按照述的果汁果肉混合液和强化液的质量比为8：2的比例加入由麦芽糊精、羧甲基纤维素、β-糊精、水预先配置的强化液，强化液中麦芽糊精浓度为45%，羧甲基纤维素浓度为0.7%，β-糊精浓度为2%。
将得到的混合液在-40℃条件下预冻4小时；将预冻样品在真空度91pa，升华加热温度57℃，解析加热温度85℃条件下进行真空干燥得到含水量为8%的冻干芒果材料；将芒果材料进行粉碎至18目-30目，制得天然芒果滤棒颗粒材料。
将该颗粒材料按照2mg/mm纤维基材的添加量添加到卷烟滤棒中制成芒果颗粒基棒，进一步与醋纤白棒制成复合滤棒。
将该复合滤棒应用于卷烟中，以未加入颗粒材料的常规卷烟作为对照1，以加入热风干燥颗粒材料的卷烟为对照2，由评吸专家小组按照《gb5606.4-2005卷烟感官技术要求》进行感官评吸。结果如表3所示：
表3卷烟感觉评吸结果
由表3可以看出，冷冻干燥芒果颗粒材料能够较好地还原芒果的天然香韵，减少了热风干燥对香气物质的损耗和破坏，较热风干燥样品芒果香气更加丰富、生动、天然，抽吸时能给人愉悦的芒果香韵，增加卷烟的特征香气，抽吸品质得到明显改善。
进一步分析该芒果颗粒材料对烟气的吸附作用，对卷烟烟气中的七项有害成分进行分析，结果如表4所示。
表4烟气七项成分检测结果
由表4可以看出，添加了热风干燥芒果颗粒材料的卷烟样品危害性指数由9.42降低至9.09，添加冷冻干燥芒果颗粒材料的卷烟样品危害性指数降低至8.64，危害性指数明显降低。
实施例3
本实施例的降低卷烟危害性指数的水果颗粒材料的制备方法，按以下进行：
取新鲜菠萝、猕猴桃，洗净、去皮后将果肉按照质量比3：1混合后在1-4℃条件下充分搅碎，得到新鲜果汁果肉混合液。
按照述的果汁果肉混合液和强化液的质量比为6：4的比例加入由麦芽糊精、羧甲基纤维素、β-糊精、水预先配置的强化液，强化液中麦芽糊精浓度为50%，羧甲基纤维素浓度为1.2%，β-糊精浓度为6%。
将得到的混合液在-40℃条件下预冻4小时；将预冻样品在真空度80pa，升华加热温度48℃，解析加热温度75℃条件下进行真空干燥得到含水量为6%的菠萝猕猴桃混合冻干材料。
将菠萝猕猴桃混合冻干材料进行粉碎至18目-30目，制得天然菠萝猕猴桃混合滤棒颗粒材料。
将该颗粒材料按照4mg/mm纤维基材的添加量添加到卷烟滤棒中制成菠萝猕猴桃混合颗粒基棒，进一步与醋纤白棒制成复合滤棒。
将该复合滤棒应用于卷烟中，以未加入颗粒材料的常规卷烟作为对照1，以加入热风干燥颗粒材料的卷烟为对照2，由评吸专家小组按照《gb5606.4-2005卷烟感官技术要求》进行感官评吸。结果如表5所示：
表5卷烟感觉评吸结果
评吸结果表明，冷冻干燥复合水果颗粒材料能够较好地还原水果的天然香韵，减少了热风干燥对香气物质的损耗和破坏，较热风干燥样品水果香气更加丰富、生动、天然，抽吸时能给人愉悦的水果香韵，增加卷烟的特征香气，抽吸品质得到明显改善。
进一步分析该复合水果颗粒材料对烟气的吸附作用，对卷烟烟气中的七项有害成分进行分析，结果如表6所示。
由表6可以看出，添加了热风干燥复合水果颗粒材料的卷烟样品危害性指数由9.42降低至9.01，添加冷冻干燥复合水果颗粒材料的卷烟样品危害性指数降低至8.65，危害性指数明显降低。
表6烟气七项成分检测结果
对比试验
对比例1：实施例1中不加入强化液。
对比例2：实施例1中使用常规真空干燥工艺（温度50℃，真空度0.2kpa，连续干燥5h）。
表7烟气七项成分检测结果
由表7可以看出，对比例1、2的危害性指数降低程度低于实施例1的样品，可见，本申请强化液的成分、配比、添加量加入时机，对危害性指数的降低有贡献，同时，冷冻干燥的工艺条件也并非本领域的常规手段，其与强化液的添加有一定的协同效果，从该对比试验的效果来看，实施例1样品的危害性指数的降低也并非是强化液加入和冷冻干燥工艺的效果的简单叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。