一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备及在卷烟滤嘴中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法及在卷烟滤嘴中的应用。将咖啡粉、增甜天然植物粉甘草粉，乌梅粉，甜叶菊粉或其混合物、珍珠粉与多孔玉米淀粉按照一定比例均匀混合，用含有葡萄糖，果糖，麦芽糖或其混合物的去离子水润湿，之后通过湿法造粒、微波定型、微波烘干、过筛，得到高强度的天然产物粉复合多孔淀粉晶状颗粒。将其加载于卷烟滤棒中，制成二元或三元复合滤棒，可降低烟气中焦油、CO等有害成分的含量并降低致癌物苯并[a]芘、苯酚等，同时增加烟气中珍珠粉特有氨基酸等营养成分的含量。
【专利说明】一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备及在卷烟滤嘴中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及卷烟材料制备【技术领域】，具体涉及一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法及其在卷烟中的应用。
【背景技术】
[0002]烟草的广泛流行是一个对公众健康具有严重后果的全球性问题，因此吸烟与健康问题是世界范围的重要课题。目前全球约有超过10亿吸烟者，其中中国大约有3.5亿烟民，占全球总数的35%。《世界卫生组织烟草控制框架公约》(WHO FCTC)要求考虑目前和有关的科学、技术和经济问题的基础上促进烟草控制措施。由于吸烟消费者众多，全面禁烟暂时无法实现，降低卷烟烟气对人体的危害性就成为缓解吸烟与健康问题的有效途径。近年来，为降低卷烟危害性，保护吸烟消费者的健康，科研工作者已在卷烟减害领域展开了广泛的研究，很多在卷烟滤嘴中添加的减害材料得以开发与应用，但其中很多减害材料的原料包含化工材料，长期大量使用，在减少卷烟烟气危害的同时，又可能对人体产生新的不安全隐患。因此，将具有烟气减害，特别是增益作用的生态、绿色、环保材料应用于卷烟产品才是更有的放矢的重要研究方向。
[0003]另一方面，全球范围内烟草行业都通过持续降低卷烟烟气中焦油含量来降低卷烟烟气危害，但焦油的持续降低，也使得传统卷烟的香气与吸味不断变淡，难以达到消费者的要求，为此，需要进行适当的香味补偿。目前香味补偿主要还是通过卷烟烟丝中添加香味物质的方式进行，天然的或人工的香味物质经过燃烧会产生一些不可控的物质，这其中有些可能对人体健康有潜在影响。充分利用纯天然的具有增香功能材料，通过卷烟滤嘴添加来进行卷烟香味补偿是一种更有意义的方式，不但补偿效果更直接，而且避免因燃烧产生可能对人体健康有潜在影响的物质。
[0004]多孔淀粉是一种新型、安全的吸附材料，应用于卷烟滤嘴中，可吸附烟气中的有害成分，并可降低烟气刺激性，改善烟气抽吸品质，但如果将其直接添加到卷烟醋纤滤嘴中，存在粒度太细，难以工业化应用等问题。CN101531779A、CN101314645A、CN101314646A公开了多孔淀粉的造粒技术及其在卷烟中的应用方法。但这些方法存在多孔淀粉颗粒收率低、强度差以及所用化学粘合剂存在安全隐患等缺陷，严重制约了其在卷烟中的应用。CN103054181A公布了一种咖啡或可可粉复合颗粒滤棒材料及其制备方法，但该方法存在直接将咖啡或可可粉碎添加的方法，技术简单且相对粗糙，咖啡香气易于散失，难以保证香气稳定性。CN103271443A公布了一种咖啡淀粉复合颗粒的制备方法及其在卷烟滤嘴中的应用，其在保持颗粒咖啡香气方面比前述专利有了较大改进，但其颗粒制备流程采用咖啡与葛根直接粉碎后经传统方法造粒，咖啡与淀粉结合形式相对简单，颗粒缺乏吸附烟气有害物质的微孔，因此对烟气有害物质的截留作用不强；此外制备的咖啡颗粒尽管有咖啡香气，但未能有效去除咖啡香气中的某些燥性与涩感，使得制备卷烟吸食过程中有时存在舌面残留少许麻感等情况。[0005]本发明利用多孔玉米淀粉做载体，将咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉及还原糖担载于多孔淀粉之上，综合了咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉与多孔玉米淀粉各自的独特功效。同时，本发明不但克服了既往细粉状物质卷烟滤嘴中应用出现的添加不便及成本偏高等缺点，而且通过还原糖的添加降低烟气PH值最大程度脱除和掩盖了咖啡香气中碱性成分固有的燥性和涩感，通过造粒、微波定型、微波脱水烘干等工艺，将咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉等天然产物粉复合多孔淀粉制成一定目数的，具有大量可吸附卷烟有害物质微孔结构的晶状颗粒。颗粒应用于卷烟滤嘴中，既可以在消除咖啡香气燥性和涩感基础上显著增加卷烟香气，又能够降低卷烟烟气危害。
【发明内容】
[0006]本发明的目的旨在降低抽吸卷烟对人体健康的危害性，提供一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法。
[0007]本发明通过以下实施方式实现。
[0008]除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。
[0009]一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:将咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉添加到多孔淀粉之中，混合均匀，缓慢加入还原糖去离子水溶液润湿，然后将润湿后的咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉、多孔淀粉混合物通过挤压方法穿过一定目数的筛网制备成颗粒，颗粒放入微波炉中在不超过100°c下进行微波凝胶化定型、烘干，然后过筛，得到天然产物粉复合多孔淀粉晶状颗粒。
[0010]本发明的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，原料以重量份计，组成如下:5-30份咖啡粉、0.3-1.5份增甜天然植物粉、1.8-5份珍珠粉、100份多孔玉米淀粉、80-100份还原糖去离子水溶液；优选为10-25份咖啡粉、0.5-1.2份增甜天然植物粉、2_4份珍珠粉、100份多孔玉米淀粉、90-100份还原糖去离子水溶液；进一步优选为15-20份咖啡粉、0.8-1.2份增甜天然植物粉、2.5-3.5份珍珠粉、100份多孔玉米淀粉、100份还原糖去离子水溶液。
[0011]本发明所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法中，所述增甜天然植物粉选自甘草粉，乌梅粉，甜叶菊粉或其混合物。
[0012]本发明所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法的优选方案中，所述咖啡粉是由咖啡豆粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体；所述增甜天然植物粉是由原植物粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体；所述珍珠粉是由珍珠粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体。
[0013]本发明所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法中，所述还原糖选自葡萄糖，果糖，麦芽糖或其混合物，所述还原糖去离子水溶液浓度为2%-20% ;优选为3%-15% ;进一步优选为5%-10%。
[0014]本发明所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法优选技术方案中，所述天然产物粉复合多孔淀粉造粒后微波凝胶化定型是在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理天然产物粉复合多孔淀粉颗粒共计4-6分钟；所述微波烘干是在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理天然产物粉复合多孔淀粉颗粒共计6?9分钟。[0015]本发明的目的还在于提供上述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用。
[0016]本发明提供的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用包括:在滤棒成型过程中，向两截常规醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80?120mg的天然产物粉复合颗粒，制得醋纤-复合颗粒-醋纤三元复合滤棒；或者在滤棒成型过程中，向两截沟槽醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80?120mg的天然产物粉复合颗粒，制得沟槽滤棒-复合颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒。
[0017]本发明提供的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用还包括:将天然产物粉复合颗粒散洒到卷烟滤棒的丝束上，制得加载天然产物粉复合颗粒醋纤滤棒；再将加载天然产物粉复合颗粒醋纤滤棒与常规醋纤滤棒或沟槽滤棒进行相接，制得二元或三元复合滤棒。
[0018]将本发明具有减害作用的天然产物粉复合颗粒散洒到卷烟滤棒丝束上，是指在醋纤滤棒成型过程中，将所述天然产物粉复合颗粒按10?25mg/10mm丝束的添加量均匀地散洒在滤棒丝束上。
[0019]本发明提供的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中应用的效果包括:将所述天然产物粉复合颗粒添加于卷烟滤棒应用于卷烟后，可降低卷烟烟气中有害物质焦油和CO的释放量，同时降低烟气中致癌物苯并[a]芘、苯酚的释放量。
[0020]本发明提供的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中应用的效果还包括:将所述天然产物粉复合颗粒添加于卷烟滤棒应用于卷烟后，卷烟烟气中氨基酸含量显著增加。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0022]1、具有减害作用的天然产物粉复合颗粒综合了咖啡粉，增甜天然植物粉，珍珠粉，还原糖和多孔淀粉的功效；
[0023]2、本发明通过特定的造粒、微波定型、烘干工艺得到了高收率、高强度的天然产物粉复合颗粒。
[0024]3、本发明以二元、三元复合滤嘴为载体，添加天然产物粉复合颗粒，能有效降低烟气中有害物质焦油与CO含量，还能降低烟气中致癌物苯并[a]芘、苯酚等的含量。
[0025]4、本发明以二元、三元复合滤嘴为载体，添加天然产物粉复合颗粒，能增加烟气中对人体有益成分氨基酸的含量。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备工艺流程图；
[0027]图2为将本发明具有减害作用的天然产物粉复合颗粒应用于沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒的结构示意图；
[0028]图中1.滤芯:1a.、lc.沟槽醋纤滤芯，lb.天然产物粉复合颗粒；2.内包裹层；
3.外包裹层。
[0029]图3为将本发明具有减害作用的天然产物粉复合颗粒应用于沟槽滤棒-颗粒/醋纤-沟槽滤棒三元复合滤嘴时的结构示意图；
[0030]图中1.滤芯:1a.、lc.沟槽醋纤滤芯，Id.天然产物粉复合颗粒/醋纤滤芯；2.内包裹层；3.中间包裹层；4.外包裹层。
【具体实施方式】
[0031]本发明的技术方案是基于咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉、还原糖和多孔淀粉在卷烟烟气增香减害增益方面的独特功效。
[0032]以下实施过程及实施例旨在进一步说明本发明而不应当看作是对本发明的限定。
[0033]实施例1
[0034]称取300g咖啡粉，15g增甜天然植物粉(甘草粉5g，乌梅粉5g，甜叶菊粉5g)，50g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。取1000mL20%葡萄糖去离子水溶液均匀喷入上述混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的粉体通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计6分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计9分钟用于烘干天然产物粉复合颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100°C。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目一40目具有减害作用的天然产物粉复合颗粒。
[0035]实施例2
[0036]称取200g咖啡粉，IOg增甜天然植物粉(乌梅粉10g)，30g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。取1000mL10%果糖去离子水溶液均匀喷入上述混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的粉体通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计6分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计8分钟用于烘干天然产物粉复合颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100°C。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目一40目具有减害作用的天然产物粉复合颗粒。
[0037]实施例3
[0038]称取IOOg咖啡粉，Sg增甜天然植物粉(甘草粉8g)，20g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。取900mL5%麦芽糖去离子水溶液均匀喷入上述混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的粉体通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计5分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计7分钟用于烘干天然产物粉复合颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100°C。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目一40目具有减害作用的天然产物粉复合颗粒。
[0039]实施例4
[0040]称取50g咖啡粉，3g增甜天然植物粉(甜叶菊粉3g)，18g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。取800mL2%还原糖去离子水溶液(葡萄糖1%，果糖1%)均匀喷入上述混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的粉体通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计4分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计6分钟用于烘干天然产物粉复合颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100°C。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目一40目具有减害作用的天然产物粉复合颗粒。
[0041]实施例5
[0042]称取150g咖啡粉，12g增甜天然植物粉(甜叶菊粉7g，乌梅粉5g)，20g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米淀粉中，并混合均匀。取900mL10%还原糖去离子水溶液(葡萄糖5%，果糖3%，麦芽糖2%)均匀喷入上述混合粉体中，使粉体润湿。通过挤压造粒方式使润湿后的粉体通过20目筛网制得小于20目的颗粒。将上述颗粒放入微波炉中，在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计5分钟用于凝胶化定型；然后在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理颗粒共计8分钟用于烘干天然产物粉复合颗粒，以上微波处理要控制温度不超过100°C。所得颗粒分别过20目和40目标准筛，得到20目一40目具有减害作用的天然产物粉复合颗粒。
[0043]应用实施例1
[0044]应用本发明的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒，通过滤棒成型设备和颗粒喂料设备，在每两截沟槽醋纤滤芯之间预留的6mm空腔中添加IOOmg天然产物粉复合颗粒,制备成沟槽滤棒-复合颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒，每支卷烟的三元复合滤嘴中天然产物粉复合颗粒的添加量为lOOmg，滤棒的结构如图2所示。对照滤棒为添加IOOmg单纯使用多孔淀粉经过微波处理制备的颗粒的沟槽滤棒-颗粒-沟槽滤棒三元沟槽复合滤棒。利用上述两种滤棒放样生产卷烟，除滤棒外，试验卷烟的卷烟材料和叶组配方与对照样相同。样品卷烟滤棒的物理指标见表1，放样生产的卷烟样品烟气分析结果见表2。卷烟烟气中氨基酸含量分析结果见表3。
[0045]表1沟槽滤棒-复合颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒及对照滤棒物理指标
【权利要求】
1.一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:将咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉添加到多孔淀粉之中，混合均匀，加入还原糖去离子水溶液润湿，然后将润湿后的咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉、多孔淀粉混合物制备成颗粒，颗粒放入微波炉中在不超过100°c下进行微波凝胶化定型、烘干，然后过筛，得到天然产物粉复合多孔淀粉晶状颗粒。
2.根据权利要求1所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于，原料以重量份计，组成如下:5-30份咖啡粉、0.3-1.5份增甜天然植物粉、1.8-5份珍珠粉、100份多孔玉米淀粉、80-100份还原糖去离子水溶液。
3.根据权利要求1所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于，原料以重量份计，组成如下:10-25份咖啡粉、0.5-1.2份增甜天然植物粉、2-4份珍珠粉、100份多孔玉米淀粉、90-100份还原糖去离子水溶液。
4.根据权利要求1所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于，原料以重量份计，组成如下:15-20份咖啡粉、0.8-1.2份增甜天然植物粉、2.5-3.5份珍珠粉、100份多孔玉米淀粉、100份还原糖去离子水溶液。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述增甜天然植物粉为甘草粉，乌梅粉，甜叶菊粉或其混合物。
6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:所述咖啡粉是由咖啡豆粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm 的粉体。
7.根据权利要求1-4中 任一权利要求所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:所述增甜天然植物粉是由原植物粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体。
8.根据权利要求1-4中任一权利要求所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:所述珍珠粉是由珍珠粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm 的粉体。
9.根据权利要求1-4中任一权利要求所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述还原糖为葡萄糖，果糖，麦芽糖或其混合物，所述还原糖去离子水溶液浓度为2%-20%。
10.根据权利要求9所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:所述还原糖去离子水溶液浓度为3%-15%。
11.根据权利要求10所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:所述还原糖去离子水溶液浓度为5%-10%。
12.根据权利要求1-4中任一权利要求所述具有减害作用的天然产物粉复合颗粒的制备方法，其特征在于:所述天然产物粉复合多孔淀粉造粒后微波凝胶化定型是在不抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理天然产物粉复合多孔淀粉颗粒共计4-6分钟；所述微波烘干是在抽湿状态下，以20千瓦/m2的微波功率密度间断性处理天然产物粉复合多孔淀粉颗粒共计6~9分钟； 所述增甜天然植物粉为甘草粉，乌梅粉，甜叶菊粉或其混合物； 所述咖啡粉是由咖啡豆粉碎成细粉,并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体；所述增甜天然植物粉是由原植物粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体； 所述珍珠粉是由珍珠粉碎成细粉，并经纳米球磨机制备成粒径100-500nm的粉体； 所述还原糖去离子水溶液浓度为5%-10%。
13.上述任一权利要求所述的一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于:在滤棒成型过程中，向两截常规醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80~120mg的天然产物粉复合颗粒,制得醋纤-复合颗粒-醋纤三元复合滤棒；或者在滤棒成型过程中，向两截沟槽醋纤滤芯之间预留的空腔中添加80~120mg的天然产物粉复合颗粒，制得沟槽滤棒-复合颗粒-沟槽滤棒三元复合滤棒。
14.上述任一权利要求所述的一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于:将天然产物粉复合颗粒散洒到卷烟滤棒的丝束上，制得加载天然产物粉复合颗粒醋纤滤棒；再将加载天然产物粉复合颗粒醋纤滤棒与常规醋纤滤棒或沟槽滤棒进行相接，制得二元或三元复合滤棒。
15.根据权利要求14所述的具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于:将所述天然产物粉复合颗粒散洒到卷烟滤棒丝束上，是指在醋纤滤棒成型过程中，将所述天然产物粉复合颗粒按10~25mg/10mm丝束的添加量均匀地散洒在滤棒丝束上。
16.根据权利要求13或14所述的一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于:将所述天然产物粉复合颗粒添加于卷烟滤棒应用于卷烟后，可降低卷烟烟气中有害物质焦油和CO的释放量，同时降低烟气中致癌物苯并[a]芘、苯酚的释放量。
17.根据权利要求13或14所述的一种具有减害作用的天然产物粉复合颗粒在卷烟滤嘴中的应用，其特征在于:将所述天然产物粉复合颗粒添加于卷烟滤棒应用于卷烟后，卷烟烟气中氨基酸含量显著增加。
【文档编号】A24D3/06GK103704881SQ201310751876
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张雨夏, 吴彦, 冯守爱, 韦康, 黄东业, 王萍娟, 白家峰, 田兆福, 李小兰, 刘启斌, 李志华, 周俊, 农李政, 陈义昌, 宋凌勇, 胡志忠 申请人:广西中烟工业有限责任公司