一种复合烟草保润剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及卷烟技术领域，具体涉及一种复合烟草保润剂及其制备方法和应用。

背景技术：
卷烟保润性能是影响卷烟香气、香味和吸食舒适度的重要因素，是构筑中式卷烟核心技术的重要基础和保障。在卷烟生产过程中，为了改善烟草的物理性能，增强烟草的耐加工性，减少加工时的造碎、通常需要加入具有保润作用的保润剂。在烟叶(叶片)和烟丝中加入保润剂，可改善烟丝的物理性能，增加韧性，保持水分，增加烟叶(叶片)、烟丝的柔软程度，减少加工时的造碎、损耗，有利于产品香味透发，对烟草品质具有十分重要的作用。目前国内的卷烟物理保润剂一般是甘油、丙二醇、山梨醇、木糖醇、透明质酸、果胶等，都属于吸湿性物理保润剂，主要目的在于维持加工过程中烟丝的含水率，提高烟丝的耐加工性，而对于成品卷烟含水率的维持，吸食舒适度的改善则效果不太理想。现有技术中，关于物理保润剂的研究虽然很多，但是性质上一般局限于多羟基类的吸水性物质，仅靠吸湿性物理保润剂是达不到理想的保润效果的。例如，授权公开号为CN101803801B的发明专利文献公开了一种烟用保润剂，其配方包括纯净水、甘油、多碳脂肪醇以及多碳脂肪酸，其中纯净水含量为1-17重量份，甘油含量为1-27重量份，多碳脂肪醇含量为28-65重量份，多碳脂肪酸含量为15-85重量份。为了达到理想的保润效果，应结合各种不同的保润机理，综合运用吸水性、封阻性、水合性等各不同类型的物理保润剂，开发出既能改善物理质量又满足感官质量要求的新型烟草保润剂。

技术实现要素：
本发明提供了一种复合烟草保润剂，成本低廉，制备方法简单，在不改变现有卷烟加工工艺的同时，达到保湿和防潮的双重功效，并且能够改善口感干燥感，提高卷烟的吸食品质。一种复合烟草保润剂，以水为溶剂，溶质为封阻性保润剂、吸水性保润剂、水合性保润剂中的至少两种，且溶质中至少有一种为封阻性保润剂。本发明将封阻性保润剂、吸水性保润剂、水合性保润剂相互配合使用，结合不同的保润机理，达到理想的保润效果，将得到的复合烟草保润剂应用于卷烟中，能够达到保湿和防潮的双重效果，且口感不再干燥，吸食品质良好。本发明提供的复合烟草保润剂有以下几种类型：(1)以水为溶剂，溶质为封阻性保润剂、吸水性保润剂和水合性保润剂。(2)以水为溶剂，溶质为封阻性保润剂和吸水性保润剂。(3)以水为溶剂，溶质为封阻性保润剂和水合性保润剂。作为优选，所述吸水性保润剂为植物提取物，植物为卤地菊、枇杷叶、铜藻、裂片石莼或蜈蚣藻中的至少一种。所述吸水性保润剂为从植物中提取的多糖，植物提取物的制备方法如下：(1)将植物洗净、晾干、粉碎，得到粉末；(2)将粉末与水混合后，微波提取10～30min，然后依次经离心、浓缩、醇沉、冷冻干燥，得到所述植物提取物。将植物洗净晾干后，为了进一步保证水分的充分去除，可以在50～60℃进一步烘干植物。植物粉末的粒径为20～100目(泰勒制)，粉末与水混合的质量比为1：40～70。微波功率为200～300W，微波提取完成后，在10000rpm转速下高速离心，过滤浓缩至原体积的0.06～0.1。采用体积分数为75％的乙醇水溶液进行醇沉，过滤浓缩液的体积与乙醇水溶液的质量比为5：95～100。将过滤浓缩液与乙醇水溶液混合搅拌均匀后，静置8～12h，以4000rpm离心沉淀15min，冷冻干燥得到所述植物提取物，即植物多糖。作为优选，所述封阻性保润剂为玉米油、橄榄油中的至少一种。所述水合性保润剂为乙酸镁、乳酸镁、甘油磷酸镁中的至少一种。作为优选，复合烟草保润剂中，水的含量为97～99.7％。复合烟草保润剂中，溶质为封阻性保润剂、吸水性保润剂和水合性保润剂时，封阻性保润剂、吸水性保润剂、水合性保润剂的质量比为0.01～1：0.01～1：0.01～1。进一步优选，复合烟草保润剂中，溶质为封阻性保润剂、吸水性保润剂和水合性保润剂时，封阻性保润剂、吸水性保润剂、水合性保润剂的质量比为0.5：0.01～1：0.01～1。最优选，复合烟草保润剂由0.01％橄榄油、0.01％裂片石莼提取物、0.05％乙酸镁和99.93％水组成。各百分数为相应溶质与复合烟草保润剂总质量之比。最优选，复合烟草保润剂由0.01％橄榄油、0.01％裂片石莼提取物、0.01％乙酸镁和99.97％水组成。复合烟草保润剂中，溶质为封阻性保润剂和吸水性保润剂时，封阻性保润剂和吸水性保润剂的质量比为0.01～1：0.01～1。进一步优选，复合烟草保润剂中，溶质为封阻性保润剂和吸水性保润剂时，封阻性保润剂和吸水性保润剂的质量比为0.5：0.01～1。最优选，复合烟草保润剂由0.01％卤地菊提取物、0.01％橄榄油和99.98％水组成。复合烟草保润剂中，溶质为封阻性保润剂和水合性保润剂时，封阻性保润剂和水合性保润剂的质量比为0.01～1：0.01～1。进一步优选，复合烟草保润剂中，溶质为封阻性保润剂和水合性保润剂时，封阻性保润剂和水合性保润剂的质量比为0.5：0.01～1。最优选，复合烟草保润剂由0.01％橄榄油、0.01％乙酸镁和99.98％水组成。各百分数为相应溶质与复合烟草保润剂总质量之比。本发明提供的复合烟草保润剂具有亲水性保水物质和疏水性隔水物质，亲水性物理保润剂可以与水相结合，锁住水分；疏水性物理保润剂起到隔潮作用，在烟叶表面形成一层隔水膜，形成隔水效果。本发明有针对性地对物理保润剂进行合理复配，开发出既能改善物理质量又满足感官质量要求的新型物理保润剂，本发明提供的烟草保润剂的裂解产物中含有多种烟草致香物质以及特殊增香呋喃类、酮类、和酯类化合物，能够显著改善吸味。本发明还提供了一种所述的复合烟草保润剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将吸水性保润剂和/或水合性保润剂与水混合均匀，得到第一组分；将封阻性保润剂与水混合均匀，得到第二组分；(2)按照各组分配比，将第一组分和第二组分混合均匀，得到所述复合烟草保润剂。本发明还提供了一种卷烟，将所述的复合烟草保润剂喷洒至烟丝上，经混丝、平衡、卷制，得到卷烟。本发明提供的复合烟草保润剂应用到卷烟中，在燃吸卷烟时能够使烟气香气饱满透发、细腻圆润，香气质提升，生津感增强，在一定程度上改善了卷烟产品保润性不足的缺点，具有实际生产意义和价值。与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明提供的复合烟草保润剂原料方便易得，价格低廉，制备方法操作简单、易于控制且成本低，无污染，无需改变现有卷烟的加工工艺，具有良好的工业实用性。附图说明图1为实施例1～4以及对照在低湿条件下失水速率的曲线图；图2为实施例1～4以及对照在高湿条件下吸水速率的曲线图；图3a为实施例1～4以及对照在低湿条件下6小时的失水速率曲线图；图3b为实施例1～4以及对照在低湿条件下24小时的失水速率曲线图；图3c为实施例1～4以及对照在低湿条件下30小时的失水速率曲线图；图3d为实施例1～4以及对照在低湿条件下48小时的失水速率曲线图；图4a为实施例1～4以及对照在高湿条件下6小时的吸水速率曲线图；图4b为实施例1～4以及对照在高湿条件下24小时的吸水速率曲线图；图4c为实施例1～4以及对照在高湿条件下30小时的吸水速率曲线图；图4d为实施例1～4以及对照在高湿条件下48小时的吸水速率曲线图。具体实施方式下面给出本发明的实施例，但本发明不受实施例的限制。实施例11000mg复合烟草保润剂的组成如表1所示：表1组成成分质量(mg)裂片石莼提取物10橄榄油10乙酸镁10去离子水970制备方法：a、准确称取10mg裂片石莼提取物，加入去离子水搅拌混合均匀，得第一组分备用；b、准确称取10mg橄榄油、10mg乙酸镁，加入去离子水，搅拌均匀，得第二组分备用；c、按照比例，将第一组份加入第二组分，加入适量去离子水，加热搅拌均匀，制得保润剂1。称取2.0mg复合烟草保润剂，置于裂解进样针管中，进行热裂解实验，热裂解结果为：裂解产物有152种，其中含有多种烟草致香物质以及特殊增香呋喃类、酮类、和酯类化合物。按照烟丝质量的1％称取复合烟草保润剂，喷洒到烟丝上卷制成烟支，恒温(22±1℃)恒湿(相对湿度60±2％)平衡48h，制得卷烟的感官评吸结果为：烟气形态细腻圆润，柔和度有增加，生津感增强，香气量增加。实施例21000mg复合烟草保润剂的组成如表2所示：表2组成成分质量(mg)乙酸镁10橄榄油10去离子水980制备方法：a、准确称取10mg乙酸镁，加入去离子水搅拌混合均匀，得第一组分备用；b、准确称取10mg橄榄油，加入去离子水，搅拌均匀，得第二组分备用；c、按照比例，将第一组份加入第二组分，加入适量去离子水，加热搅拌均匀，制得保润剂2。称取2.0mg复合烟草保润剂，置于裂解进样针管中，进行热裂解实验，热裂解结果为：裂解产物有158种，其中含有多种烟草致香物质及其特殊增香呋喃类、酮类、和酯类化合物。按照烟丝质量的1％称取复合烟草保润剂，喷洒到烟丝上卷制成烟支，恒温(22±1℃)恒湿(相对湿度60±2％)平衡48h，制得卷烟的感官评吸结果为：香气饱满，香气量和细腻感增强，干燥感下降。实施例31000mg复合烟草保润剂的组成如表3所示：表3组成成分质量(mg)橄榄油10卤地菊提取物10去离子水980制备方法：a、准确称取10mg橄榄油，加入去离子水搅拌混合均匀，得第一组分备用；b、准确称取10mg卤地菊提取物，加入去离子水，搅拌均匀，得第二组分备用；c、按照比例，将第一组份加入第二组分，加入适量去离子水，加热搅拌均匀，制得保润剂3。称取2.0mg复合烟草保润剂，置于裂解进样针管中，进行热裂解实验，热裂解结果为：裂解产物有132种，其中含有多种烟草致香物质及其特殊增香呋喃类、酮类、和酯类化合物。按照烟丝质量的1％称取复合烟草保润剂，喷洒到烟丝上卷制成烟支，恒温(22±1℃)恒湿(相对湿度60±2％)平衡48h，制得卷烟的感官评吸结果为：烟气形态细腻圆润，柔和度增加，干燥感下降，香气量增加。实施例41000mg复合烟草保润剂的组成如表4所示：表4组成成分质量(mg)裂片石莼提取物10乙酸镁50橄榄油10去离子水930制备方法：a、准确称取10mg裂片石莼提取物、50mg乙酸镁，加入去离子水搅拌混合均匀，得第一组分备用；b、准确称取10mg橄榄油，加入去离子水，搅拌均匀，得第二组分备用；c、按照比例，将第一组份加入第二组分，加入适量去离子水，加热搅拌均匀，制得保润剂4。称取2.0mg复合烟草保润剂，置于裂解进样针管中，进行热裂解实验，热裂解结果为：裂解产物有127种，其中含有多种烟草致香物质及其特殊增香呋喃类、酮类、和酯类化合物。按照烟丝质量的1％称取复合烟草保润剂，喷洒到烟丝上卷制成烟支，恒温(22±1℃)恒湿(相对湿度60±2％)平衡48h，制得卷烟的感官评吸结果为：香气量增加，香气细腻柔和，香气质提升，干燥感下降。实施例1和实施例4中，裂片石莼提取物的制备方法如下：将裂片石莼全株洗净，晾干，然后在60℃烘干，粉碎至80目(泰勒制)，将粉末置于微波专用三口瓶中，加入粉末质量60倍的纯水，在微波功率250W条件下，提取30min，然后在10000rpm转速下高速离心、过滤浓缩至初始体积的1/10，然后利用体积分数为75％的乙醇水溶液醇沉，乙醇水溶液与过滤浓缩后溶液的质量比为5：95，搅拌，静置8-12h，在4000r/min转速下离心沉淀15min，冷冻干燥得粗多糖，即裂片石莼提取物。实施例3中，卤地菊提取物的制备方法如下：将卤地菊全株洗净，晾干，然后在60℃烘干，粉碎至80目(泰勒制)，将粉末置于微波专用三口瓶中，加入粉末质量60倍的纯水，在微波功率250W条件下，提取30min，然后在10000rpm转速下高速离心、过滤浓缩至初始体积的1/10，然后利用体积分数为75％的乙醇水溶液醇沉，乙醇水溶液与过滤浓缩后溶液的质量比为5：95，搅拌，静置8-12h，在4000r/min转速下离心沉淀15min，冷冻干燥得粗多糖，即卤地菊提取物。各实施例中，将复合烟草保润剂进行热裂解的条件如下：初始温度为100℃(保持5s)；升温速率为20℃/ms；热裂解气体氛围为9％O2；最终温度900℃(保持5s)。热裂解产物进行GC-MS分析的条件如下：DB-5MS毛细管柱，规格60m×0.25mm×1μm；进样口温度：280℃；载气及流量：He，恒流，1mL/min；分流比为50:1；传输线温度为280℃；程序升温：40℃(保持1min)-5℃/min速度升温-280℃(保持10min)；离子源温度为230℃；四级杆温度为150℃；溶剂延迟为3min；电离方式为EI；电离能量为70eV；扫描范围为35～500amu；扫描方式为全扫描。实施例1～4提供的保润剂有相同的裂解产物50种，其中多种是烟草致香物质及特殊增香化合物，如环戊二烯、2-丁酮、3-甲基-1-环戊烯、甲基环戊烷、乙烯基环戊烷、3-戊烯-2-酮、亚甲基环己烷、癸酸、1-十四烯、10-十一烯酸、油醇。本发明提供的保润剂的裂解产物中含有多种烟草致香物质以及特殊增香呋喃类、酮类、和酯类化合物，应用到卷烟中，能够使烟气香气饱满透发、细腻圆润，香气质提升，生津感增强。各实施例进行感官评吸实验时，每个样品的评吸需七个及以上人员参加，两个卷烟国家评委，五个及以上省级评委；评吸参照中华人民共和国国家标准(GB5606.4-2005)《卷烟第4部分：感官技术要求》(Cigarettes-Part4:Technicalrequirementsforsense-evaluation)，2005-6-17发布、2006-1-1实施，由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布。本发明中含水率变化的计算公式如下：含水率变化率＝|最初含水率-最终含水率|÷小时×100％。以质量分数为0.01％的丙二醇水溶液作为对照样，各实施例制备的保润剂与对照样在低湿条件下(温度为22±1℃，湿度为40±2％)的失水速率如图1所示，各实施例制备的保润剂与对照样在高湿条件下(温度为22±1，湿度为80±2％)的吸水速率如图2所示。由图1、图2可以看出，在低湿条件下(温度为22±1℃，湿度为40±2％)，添加本发明的保润剂的烟丝的物理保润性能较好；在高湿条件下(温度为22±1，湿度为80±2％)，添加本发明的保润剂的烟丝的防潮性能较好。在低湿条件下，6小时、24小时、30小时和48小时的失水速率分别如图3a、图3b、图3c、图3d所示；在高湿条件下，6小时、24小时、30小时和48小时的吸水速率分别如图4a、图4b、图4c、图4d所示；由各图可以看出，在6h，24h，30h，48h时各样本含水率下降或上升速率低于对照，表明本发明提供的保润剂具有良好的保湿防潮性能。