肉桂醇微胶囊及制备方法、烟用颗粒剂及制备方法、滤棒或过滤嘴、烟草制品及应用与流程

1.本发明属于烟草制品领域，具体涉及肉桂醇微胶囊及其制备方法，还涉及烟用颗粒剂及其制备方法、滤棒或过滤嘴、烟草制品及应用。


背景技术：

2.肉桂为樟科樟属植物肉桂(cinnamomum cassia presl)的干燥树皮，具有发汗解肌、散寒止痛、温通经脉、助阳化气和平冲降气的功效。肉桂的挥发油含量较高，具有抗炎、抗菌、抗胃溃疡、抗肿瘤、保护心血管系统等作用，主要有效成分有肉桂醛、肉桂醇、肉桂酸、香豆素及原儿茶酸等。其中，肉桂醇有类似风信子的独特香气，有甜味，可以应用于化妆品、食品、药物及其它精细化工产品生产中，但肉桂醇具有较强的挥发性，易氧化，遇光和热不稳定，留香期短，在贮存和使用上受到一定限制。
3.微胶囊技术是利用天然或合成的高分子材料作为壁材，将固体、液体或气体芯材包埋，形成一种具有半透膜或密封囊膜的微型胶囊的技术。
4.因此，目前亟需制备肉桂醇微胶囊的技术。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种制备肉桂醇微胶囊的方法，所制肉桂醇微胶囊中的肉桂醇含量得到提高，包埋率获得改善，将肉桂醇微胶囊添加至卷烟中能改善卷烟抽吸时肉桂醇香气释放的均匀性，提高香气的缓释效果，使添加有肉桂醇微胶囊的卷烟的留香期明显延长。在此基础上，本发明还提供了肉桂醇微胶囊、一种烟用颗粒剂及其制备方法、滤棒或过滤嘴、烟草制品及应用。
6.为实现上述目的，本发明第一方面涉及一种制备肉桂醇微胶囊的方法，包括如下步骤：
7.(1)将海藻酸钠溶液、吐温60和肉桂醇混合，得到第一混合物；
8.(2)将明胶溶液缓慢加至所述第一混合物中，混合，得到第二混合物；
9.(3)将所述第二混合物喷雾干燥，得到肉桂醇微胶囊；
10.其中，海藻酸钠与明胶的质量比为1:(1～2.2)(优选为1:(1.2～1.8)，例如1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8)，吐温60的质量为海藻酸钠和明胶总质量的6％～30％(优选为6％～28％，例如10％、14％、20％、22％、24％)，肉桂醇的质量为海藻酸钠和明胶总质量的24％～210％(优选为26％～210％，例如26％、30％、32％、60％、70％、74％、86％、90％、100％、130％、170％、180％)。
11.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(1)中，向海藻酸钠溶液中依次加入吐温60和肉桂醇并混合。
12.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，通过先均质处理再搅拌处理进行混合。
13.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，搅拌处理0.5～3小时，例如1小时、1.5小时、2小时、2.5小时。
14.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(1)中，海藻酸钠溶液的浓度为3～20g/l，优选为3～17g/l，例如5g/l、7g/l、10g/l、12g/l、15g/l、18g/l。
15.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，明胶溶液的浓度为8～25g/l，优选为8～22g/l，例如10g/l、15g/l、18g/l、20g/l、22g/l。
16.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，均质处理2～10分钟，例如3、4、5、7、8分钟。
17.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，均质处理采用匀浆机进行；优选地，匀浆机的转速为3000～4000rpm，例如3300rpm、3500rpm、3800rpm。
18.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，搅拌处理在常温下进行。
19.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)中，搅拌处理的转速为400～1600转/分，例如1000转/分。
20.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(3)中，喷雾干燥的进风温度为115℃～135℃，例如120℃、125℃、130℃。
21.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(3)中，喷雾干燥的出风温度为80℃～100℃，例如85℃、90℃、95℃。
22.本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(3)中，喷雾干燥的进料速度为5～18ml/min，例如7ml/min、10ml/min、13ml/min、16ml/min。
23.本发明第一方面的一些实施方式中，明胶溶液在50℃～70℃下配制，例如55℃、60℃、65℃。
24.本发明第一方面的一些实施方式中，明胶溶液在室温下保存。
25.本发明第一方面中，海藻酸钠溶液为海藻酸钠水溶液。
26.本发明第一方面中，明胶溶液为明胶水溶液。
27.本发明第一方面中，常温也叫一般温度或者室温，范围在15℃～35℃。
28.本发明第二方面涉及一种肉桂醇微胶囊，其由本发明第一方面所述方法制得。
29.本发明第二方面的一些实施方式中，所述肉桂醇微胶囊中肉桂醇的质量含量不低于20％，优选为20％～60％，例如30％、40％、50％。
30.本发明第二方面的一些实施方式中，所述肉桂醇微胶囊的包埋率不小于70％，优选为70％～90％，例如80％、85％。
31.本发明第三方面涉及一种制备烟用颗粒剂的方法，包括如下步骤：
32.将肉桂醇微胶囊与酒精或其溶液混合，造粒，干燥，经可选的筛分，得到烟用颗粒剂；其中，所述肉桂醇微胶囊为由本发明第一方面所述方法制得的肉桂醇微胶囊或本发明第二方面所述的肉桂醇微胶囊。
33.本发明第三方面的一些实施方式中，酒精溶液的质量浓度为50％～90％，例如60％、70％、80％、85％。
34.本发明第三方面的一些实施方式中，在60℃～95℃下干燥，例如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。
35.本发明第三方面的一些实施方式中，经14-25目筛网筛分。
36.本发明第三方面的一些实施方式中，肉桂醇微胶囊与酒精或其溶液的比例可使混合物保持适于造粒的湿润状态。
37.本发明第四方面涉及一种烟用颗粒剂，其由本发明第三方面所述方法制得。
38.本发明第五方面涉及一种滤棒或过滤嘴，包括本发明第二方面所述的肉桂醇微胶囊或本发明第四方面所述的烟用颗粒剂。
39.本发明第六方面涉及一种烟草制品，包括本发明第二方面所述的肉桂醇微胶囊、本发明第四方面所述的烟用颗粒剂或者本发明第五方面所述的滤棒或过滤嘴；优选地，所述烟草制品为卷烟。
40.本发明第七方面涉及本发明第二方面所述的肉桂醇微胶囊、本发明第四方面所述的烟用颗粒剂或者本发明第五方面所述的滤棒或过滤嘴在烟草制品中的应用；优选地，所述烟草制品为卷烟。
41.本发明取得的有益效果：
42.1、本发明肉桂醇微胶囊中的肉桂醇含量得到提高，包埋率得到改善；
43.2、将本发明肉桂醇微胶囊添加到卷烟中，能改善卷烟抽吸时肉桂醇香气释放的均匀性，提高香气的缓释效果，使卷烟的留香期明显延长。
附图说明
44.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
45.图1为卷烟1-3及对照卷烟抽吸时逐口烟气中肉桂醇含量的图示。
具体实施方式
46.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例1
48.(1)将海藻酸钠加入1l纯水中搅拌溶解，再依次加入吐温60和肉桂醇，充分搅拌，形成均匀的混合液，其中，海藻酸钠的质量含量为10g/l，吐温60的质量含量为2g/l，肉桂醇的质量含量为20g/l；
49.(2)将明胶加入纯水中，在60℃水浴中搅拌溶解，冷却至室温，得到15g/l的明胶水溶液；
50.(3)取等体积的明胶水溶液和混合液，将明胶水溶液缓慢加入至混合液中，利用高速分散匀浆机在3500rpm条件下均质5min，在常温下以1000转/分的转速继续搅拌1h，形成均匀的乳液；
51.(4)在进风温度为125℃、出风温度为90℃和进料速度为10ml/min的条件下，对乳液进行喷雾干燥，得到微胶囊粉末样品1。
52.实施例2
53.(1)将海藻酸钠加入1l纯水中搅拌溶解，再依次加入吐温60和肉桂醇，充分搅拌，形成均匀的混合液，其中，海藻酸钠的质量含量为5g/l，吐温60的质量含量为4g/l，肉桂醇的质量含量为30g/l；
54.(2)将明胶加入纯水中，在60℃水浴中搅拌溶解，冷却至室温，得到10g/l的明胶水溶液；
55.(3)取等体积的明胶水溶液和混合液，将明胶水溶液缓慢加入至混合液中，利用高速分散匀浆机在3500rpm的条件下均质5min，在常温下以1000转/分的转速继续搅拌2h，形成均匀的乳液；
56.(4)在进风温度为125℃、出风温度为90℃和进料速度为10ml/min的条件下，对乳液进行喷雾干燥，得到微胶囊粉末样品2。
57.实施例3
58.(1)将海藻酸钠加入1l纯水中搅拌溶解，再依次加入吐温60和肉桂醇，充分搅拌，形成均匀的混合液，其中，海藻酸钠的质量含量为15g/l，吐温60的质量含量为6g/l，肉桂醇质的量含量为10g/l；
59.(2)将明胶加入纯水中，在60℃水浴中搅拌溶解，冷却至室温，得到20g/l的明胶水溶液；
60.(3)取等体积的明胶水溶液和混合液，将明胶水溶液缓慢加入至混合液中，利用高速分散匀浆机在3500rpm的条件下均质5min，在常温下以1000转/分的转速继续搅拌1.5h，形成均匀的乳液；
61.(4)在进风温度为125℃、出风温度为90℃和进料速度为10ml/min的条件下，对乳液进行喷雾干燥，得到微胶囊粉末样品3。
62.实施例4
63.将实施例1-3的微胶囊粉末样品分别与75％w/w酒精混匀，保持适于造粒的湿润状态，经造粒机造粒，将颗粒在80℃下干燥，再经14-25目筛网筛分，得到复合微胶囊颗粒1-3。
64.对比例1
65.将实施例1中的明胶替换为等质量的果胶，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品a1；
66.将实施例1中的明胶替换为等质量的阿拉伯胶，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品a2。
67.对比例2
68.将实施例1中的海藻酸钠的质量含量调整为5g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品b1；
69.将实施例1中的海藻酸钠的质量含量调整为20g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品b2。
70.对比例3
71.将实施例1中的明胶水溶液的质量含量调整为5g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品c1；
72.将实施例1中的明胶水溶液的质量含量调整为25g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品c2。
73.对比例4
74.将实施例1中的吐温60的质量含量调整为1g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品d1；
75.将实施例1中的吐温60的质量含量调整为8g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品d2。
76.对比例5
77.将实施例1中的肉桂醇的质量含量调整为5g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品e1；
78.将实施例1中的肉桂醇的质量含量调整为60g/l，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品e2。
79.对比例6
80.在实施例1的步骤(3)中，均质后，在常温下继续搅拌0.5h，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品f1；
81.在实施例1的步骤(3)中，均质后，在常温下继续搅拌4h，其余与实施例1相同，得到微胶囊粉末样品f2。
82.测试例1微胶囊的肉桂醇总含量和包埋率的测定
83.(1)微胶囊中肉桂醇总含量的测定：
84.测定实施例1-3及对比例1-6的微胶囊粉末样品中的肉桂醇总含量。
85.测定方法：准确称取10mg肉桂醇，用无水乙醇充分溶解后定容至10ml，得到1mg/ml肉桂醇乙醇溶液，再用乙醇稀释100倍至0.01mg/ml作为储备液，稀释储备液，分别配制浓度为1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0μg/ml的肉桂醇乙醇溶液，在250nm处测定吸光度，即可得到吸光度对肉桂醇浓度的标准工作曲线y＝0.1103x+0.0162其中r2＝0.9989(y：吸光度；x：肉桂醇浓度)。称取0.1g微胶囊粉末样品，加入10ml无水乙醇，涡旋震荡1min后再用超声波超声10min，分散完全后在6000rpm下离心5min，吸取上清液稀释并测定其在250nm波长下的吸光度，根据标准工作曲线计算出上清液中的肉桂醇浓度，进而计算出微胶囊粉末样品中的肉桂醇总含量。
86.(2)微胶囊包埋率的测定：
87.测定实施例1-3及对比例1-6的微胶囊粉末样品的包埋率。
88.测定方法：称取0.1g微胶囊粉末样品于烧杯中，用10ml无水乙醇洗涤过滤。滤液稀释后测定250nm处的吸光值，根据标准工作曲线计算微胶囊粉末样品表面残余的肉桂醇重量含量，记为m0。上述测定的微胶囊粉末样品中的肉桂醇总含量记为m1，按照如下的公式计算出微胶囊包埋率y。
[0089][0090]
以上结果见表1。
[0091]
表1微胶囊粉末样品中的肉桂醇总含量和包埋率结果
[0092][0093][0094]
由表1可知，与对比例1-6制备的微胶囊粉末样品相比，本发明方法制备的微胶囊粉末样品中肉桂醇总含量更高，包埋率更高。
[0095]
测试例2释放均匀性和缓释效果
[0096]
将由实施例1-3的微胶囊粉末样品所制的复合微胶囊颗粒(方法见实施例4)添加进三元空腔的滤棒中卷制成卷烟1-3；对照卷烟是在滤棒中添加等量的肉桂醇制成的卷烟。
[0097]
(1)测定卷烟1-3及对照卷烟抽吸过程中逐口烟气的肉桂醇含量。
[0098]
a.材料、试剂和仪器：
[0099]
乙酸苯乙酯(标准品)、乙酸乙酯(hplc)(百灵威公司)；无水硫酸钠、氯化钠(ar，国药控股股份有限公司)；纯水(自制，符合gb/t 6682—2008[1]中一级水的要求)；trace1310气相色谱+isq lt四极杆质谱(美国thermo公司)；7890a气相色谱仪(美国agilent公司)；rm20h转盘型吸烟机；ml204电子天平(感量0.000 1g，瑞士metler toledo公司)；elmasonic s300超声波萃取仪(德国elma公司)；milli-q超纯水机(美国millipore公司)。
[0100]
b.方法：
[0101]
分别准确移取一定体积的标准储备溶液(肉桂醇)和内标(乙酸苯乙酯)储备溶液，至50ml的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，得浓度范围为5.0～250μg/ml的系列标准溶液，内标浓度为2.0μg/ml。使用转盘型吸烟机抽吸20支空白卷烟，采用剑桥滤片捕集总粒相物；滤片用10ml乙酸乙酯萃取，萃取液用10ml饱和食盐水和0.5ml 5％盐酸洗涤，经无水硫酸钠干燥后，用0.45μm聚四氟乙烯(ptfe)滤膜过滤，得到烟气基质溶液。分别移取2.0ml烟气基质溶液加入系列标准溶液，摇匀，静置，得到烟气基质匹配标准溶液。
[0102]
用剑桥滤片逐口捕集20支卷烟的主流烟气总粒相物，每个滤片用10ml含内标的乙酸乙酯(内标乙酸苯乙酯的含量与烟气基质匹配标准溶液中的相同)萃取，超声萃取30min，萃取液经0.45μm滤膜过滤后，得到样品溶液。
[0103]
采用gc/ms检测烟气基质匹配标准溶液和样品溶液，操作条件为：色谱柱：db-5毛细管柱(60m
×
0.25mm
×
0.25μm)；进样口温度：250℃；进样量：1.0μl；脉冲不分流；载气：he，1.5ml/min；程序升温：50℃保持2min，以8℃/min升至220℃，在220℃保持23.25min，然后以20℃/min升至300℃，在300℃保持27.25min结束；离子源：ei；电子能量：70ev；传输线温度：250℃；离子源温度：250℃；溶剂延迟：8min；质量扫描范围：45～300amu；采用scan和sim同时扫描。
[0104]
采用nist标准谱库检索定性，肉桂醇的保留时间为18.35min，定性离子为92、115、134(m/z)，定量离子为92(m/z)。根据烟气基质匹配标准溶液中的肉桂醇和内标含量及测定强度值建立内标法标准工作曲线，将样品溶液检测的强度值代入内标法标准工作曲线计算出样品溶液中的肉桂醇含量，进而计算出逐口烟气中的肉桂醇含量，取20支卷烟的平均值，结果如图1所示。
[0105]
(2)测定放置一段时间后的卷烟1-3及对照卷烟抽吸过程中总烟气的肉桂醇含量。
[0106]
20支卷烟放置一段时间后，用剑桥滤片捕集每支卷烟整个抽吸过程的主流烟气中的总粒相物，每个滤片用10ml含内标的乙酸乙酯(内标乙酸苯乙酯的含量与烟气基质匹配标准溶液中的相同)萃取，超声萃取30min，萃取液经0.45μm滤膜过滤后，得到样品溶液；其余均与上述第(1)项中相同；计算出放置一段时间后的卷烟抽吸过程中总烟气的肉桂醇含量，取20支卷烟的平均值。
[0107]
按照上面方法，测定放置1天、15天、30天和60天后的卷烟1-3及对照卷烟抽吸过程中总烟气的肉桂醇含量，结果见表2。
[0108]
表2
[0109][0110]
由图1可知，与对照卷烟相比，本发明卷烟在抽吸过程中逐口烟气中的肉桂醇含量更加均匀，表明本发明卷烟的肉桂醇香气释放更为均匀；
[0111]
由表2可知，与对照卷烟相比，本发明卷烟能长时间、基本稳定地释放肉桂醇，具有良好的肉桂醇香气缓释效果，保香能力持久，从而延长了产品的保质期。
[0112]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。