調控菸草物化學成分的方法
2023-05-01 18:19:41
專利名稱：調控菸草物化學成分的方法
技術領域：
本發明涉及菸草工藝領域，特別涉及一種調控菸草物化學成分的方法。
背景技術：
菸草的內在質量是指菸葉或菸絲在燃燒時所產生的煙氣特性，這是菸草作為人們吸食享用時對品質的最終反映。目前，世界上衡量菸草質量仍然是通過口、喉、舌、鼻的感官進行鑑定，稱為評吸。但菸草評吸質量的基礎是化學成分，大量研究認為，菸草的化學成分是決定菸草品質的內在因素，某些主要化學成分決定和影響了菸草的感官評吸質量。目前，捲菸產品葉組配方設計時，往往是通過對不同產地、不同年份、不同部位的菸葉進行搭配，以期達到設計者所設定的目標；為了降低成本和調整燃燒狀態，往往還要添加膨脹菸絲、梗絲、薄片等。但是，由於菸葉系自然生長作物，葉組配方設計時要實現整體化·學成分協調的難度很大，往往需要十幾種規格的菸葉來進行調配，給原料組織和生產組織帶來極大的難度。菸絲乾冰膨脹技術是為了充分利用低次菸葉、同時提高葉組填充性能和燃燒性能的技術，在菸草行業得到廣泛應用。儘管在乾冰膨脹過程中，菸絲的化學成分有一定程度的變化，但是，這種變化是一種被動型的變化，而非人工主動幹預的結果，因此，膨脹菸絲的化學成分是不可控的。菸草中的糖對煙氣有一定程度的貢獻，但是，對焦油的貢獻也很大，降低葉組配方中的總糖能夠直接降低捲菸產品的焦油。而為了保證產品品質，高檔捲菸產品一般願意採用優質菸葉，而優質菸葉的糖含量往往偏高，這正是高檔捲菸產品降焦的難點所在。綜上，需要提出一種可主動調控菸草物化學成分的方法，其能根據預定的需要對所述菸草物的化學成分進行調控。
發明內容
本發明的目的是提供一種調控菸草物化學成分的方法，其能對菸草物的化學成分進行有效的調控。本發明提供一種調控菸草物化學成分的方法，包括提取步驟，將所述菸草物和溶劑混合，使所述菸草物的化學物質轉移至所述溶劑中形成提取液；分離步驟，對所述提取液進行分離，獲得若干不同化學成分特徵的分離液；重組步驟，根據預定的化學成分需求選取所述若干分離液中的一種或幾種的混合物，按相應比例調配成回填液；回填步驟，將所述回填液回填到經過提取後的所述菸草物中；乾燥步驟，對經過回填後的所述菸草物進行乾燥，得到成品的所述菸草物。根據本發明一實施方式，所述菸草物質包括菸葉、煙片、煙梗、菸絲、梗絲中的一種或幾種的混合物。
根據本發明一實施方式，所述溶劑為水或濃度為90%以下的乙醇溶液或甘油或丙
二醇溶液或食用酒。根據本發明一實施方式，所述菸草物的化學物質包括可溶性的糖類、有機酸類、蛋白質、生物鹼類、無機鹽類。根據本發明一實施方式，所述提取步驟中，菸草物與溶劑比例為1:1 1:30，提取時溫度為10°c 70°C，提取時間為I 120分鐘，設計提取率為可溶物含量的5% 95%。根據本發明一實施方式，所述分離步驟前還包括將經過提取後的所述菸草物通過擠幹或離心的方式進行固液分離。根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述分離方式包括超濾膜分離方式，所述超濾膜規格為切割分子量可為2000 10000道爾頓(Dalton),該分尚方式獲得的分尚液包括高菸鹼含量的透析液和低菸鹼含量的截留液。 根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述分離方式還包括對經過低溫濃縮後的所述提取液進行水提醇沉方式進行分離，該分離方式獲得的分離液包括生物鹼(菸鹼)、有機酸類、揮髮油(致香成分)、胺基酸溶液。根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述對經過低溫濃縮後的所述提取液進行水提醇沉方式分離時，所述提取液濃縮溫度為常溫至65°C，濃縮程度為菸草物質重量比的I 8倍，所述醇的濃度為50% 99. 5%。根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述分離方式還包括柱分離方式，具體包括將所述提取液上柱，通過吸附材料的不同吸附性能將提取液中的不同極性成分進行分離，該分離方式形成的分離液包括洗脫液、柱通過液。根據本發明一實施方式，所述重組步驟中，所述回填液在調配時還包括添加適當外源菸草提取物、還原糖、高菸鹼提取物、植物提取物其中的一種或幾種的混合物，以使回填液達到預定的化學成分需求。根據本發明一實施方式，所述回填步驟中，在回填前還包括濃縮所述回填液的步驟，濃縮後的回填液的固含量為1% 65%。根據本發明一實施方式，所述回填步驟中，將所述回填液按經過提取後的菸草物的乾物重量的1% 60%進行回填。根據本發明一實施方式，所述乾燥步驟中，將經過回填後的所述菸草物乾燥至12%水分，得到成品的所述菸草物。根據本發明一實施方式，所述重組步驟中，在調配所述回填液前還包括對所述提取後的菸草物進行化學成分分析的步驟，根據化學成分分析結果調配所述回填液。本發明通過提取所述菸草物中的可溶性化學成分形成提取液，然後對該提取液進行進一步的分離，形成若干不同化學成分特徵的分離液，再根據預定的要求將這些分離液(也可適當添加一些其他改善菸草品質的物質)按不同比例調配成回填液，最後將回填液回填到所述已經被提取後的菸草物中，實現了調控的目的。專利申請人之前擁有的類似的技術，是將菸草物的相關成分提取出來形成提取液，之後將提取液廢棄，利用其他物質(比如一些香料等)與所述菸草物混合，形成產品。本發明相對的好處和作用是本發明沒有將菸草物的提取液廢棄，而是進行了充分的利用，通過提取液進一步的分離，將那些可改善菸草品質的一些化學成分分離出來，然後再按照比例調配，再重新加入所述菸草物中。相對於專利申請人之前擁有的類似的技術來講，本發明中對菸草物成分的調控效果更好。本發明是將本屬於菸草物的相應化學成分提取出來，經過調配後再返還到所述菸草物中。因為這些提取出來的物質本來自於菸草物，所以調配後返還到菸草物時，其對菸草物的適應性非常好，菸草物可以充分的對其吸收，菸草成分搭配比例良好。而專利申請人之前擁有的類似的技術中，是將外來的一些香料加到經過提取後的菸草物中，由於香料本身不是來自於菸草物，所以香料對菸草物的適應性較差，菸草物對其吸收的效果也較差，菸草成分搭配比例不好。
本發明特別設置了分離和重組的步驟，即使用各種分離技術分離出若干不同化學成分的分離液，然後按照預定需求將這些分離液混合調配成利於改善菸草品質的回填液並回填到菸草物中，可有效控制菸草物中主要化學成分含量和比值，實現主動調控菸草物化學成分的目的，使產生各種特殊功效以及口味的菸草成為可能。
圖I是本發明一實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施方式進一步說明本發明的技術方案。首先介紹一下關於菸草方面的一些問題(本發明中相關的比例、百分比，未特別指明的，均視為質量比)水溶性糖和還原糖在菸草分析中，把葡萄糖、果糖和麥芽糖等合稱為還原糖，蔗糖稱為非還原糖，而還原糖和非還原糖合稱為水溶性糖(簡稱總糖)。一般烤菸總糖含量為5 25%，優質烤菸還要求還原糖為14 18%，總糖為16 18% ;而白肋煙總糖要求為O. 6 O. 8%，還原糖為O. 4 O. 6%。一般講，同一地區的烤菸，總糖和還原糖含量高比含量低者內在品質好，但也不是絕對的，還必須和氮化合物的含量保持一個協調的比例關係。總氮烤菸菸葉中氮元素的含量約為2 4%，白肋菸葉中總氮基本在3 4. 5%之間，含氮化合物對菸草品質有重要影響，含氮化合物在燃吸過程中，形成的煙氣呈鹼性，給人以辣、刺、苦的感覺，但也必須保持適度的含氮量才能使煙氣達到一定的強度。為了使煙氣醇和，無辣、刺、苦的感覺，應保持煙氣酸鹼適度，必須使菸草中的糖氮比合適。菸鹼菸鹼又名尼古丁，是一組含有3-吡啶基衍生物的生物鹼，在菸葉乾物中含量為O. 5 8%。在菸葉中含有的很多化合物中，尼古丁是最有影響的成分，它與嗅覺一結合就產生刺激作用，同時形成一種使人喜悅滿意的絡合物，由此激勵吸菸人繼續抽吸。尼古丁含量過高，在燃吸時有嗆咳不悅之感，但若過低，小於I. 5%則勁頭小、吸味淡。國內外對優質烤菸原料要求的尼古丁含量為I. 5 3. 5%，對白肋煙原料的尼古丁含量則要求為2. 5
4.5%ο蛋白質菸草蛋白質很少有助於煙氣的抽吸質量，它經燃燒後會產生一種令人厭惡的類似燒羽毛的臭味。一般菸葉中蛋白質含量隨菸葉等級下降而增加，大致的含量範圍在7 13%。菸葉品質是多種化學成分綜合作用的結果，而不是某一種或幾種的混合物化學成分的效應，目前評價菸葉品質和化學成分協調性常用的比值包括以下施木克值(總糖/蛋白質)菸葉中碳水化合物含量與蛋白質含量之前需要保持適當的比例，即適度的酸鹼平衡關係，使碳水化合物熱解產物的酸性反應緩衝和平衡氮化合物熱解產物的鹼性。通常情況下，品質好的烤菸總糖含量較高，蛋白質含量較低。依照施木克值判斷烤菸菸葉品質時，以I. O 2. 5為較好。糖鹼比(總糖/菸鹼)糖鹼比是評價菸葉燃吸時生理強度與醇和度的指標。烤菸菸葉糖鹼值比以10為最好，煙味醇和，刺激性小；比值為5時煙味濃鬱，刺激性大，並有苦澀味；為15時煙味醇和，吸味平淡，勁頭和香氣不足。本發明用到的幾種分離技術超濾膜分離技術超濾技術是通過膜表面的微孔結構對物質進行選擇性分離。當 液體混合物在一定壓力下流經膜表面時，小分子溶質透過膜(透析液)，而大分子物質則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高，從而實現大、小分子的分離、濃縮、淨化的目的。超濾膜分離技術作為現代分離技術，因其具有設備簡單、能在低溫下操作、能耗小、生物活性物質不易失活、效率聞等特點。水提醇沉法分離技術水提醇沉法(水醇法)是指在以水提取的植物提取液中，既提取出了有效成分如生物鹼、有機酸類、胺基酸、糖類等，同時也提取出水溶性雜質如澱粉、蛋白質、色素等；在水提取液中加入一定量乙醇使溶液達到不同的醇含量，多糖類、蛋白質、色素、等成分在醇溶液中溶解度降低析出沉澱，分離沉澱物後使水提液得以精製的方法。參見圖1，本發明提供一種調控菸草物化學成分的方法，包括以下步驟提取步驟，將所述菸草物和溶劑混合，使所述菸草物的化學物質轉移至所述溶劑中形成提取液。這樣最後就得到了含有所述菸草物的化學物質的提取液以及剩下的經過提取的菸草物質。分離步驟，對所述提取液進行分離，獲得若干不同化學成分特徵的分離液。通過各種分離技術對提取液進行分離，獲得相應的各種分離液以備用。重組步驟，根據預定的化學成分需求選取所述若干分離液中的一種或幾種的混合物，按相應比例調配成回填液。根據目標菸草的化學成分要求，按這個要求選取相應分離液進行回填液的配置調配。回填步驟，將所述回填液回填到經過提取後的所述菸草物中。即將所述回填液添加到所述菸草物中，使其充分混合吸收。乾燥步驟，對經過回填後的所述菸草物進行乾燥，得到成品的所述菸草物。根據本發明一實施方式，所述菸草物質包括菸葉、煙片、煙梗、菸絲、梗絲中的一種或幾種的混合物。即可能是它們其中的一種，也可能是它們中的幾種混合起來的物質。根據本發明一實施方式，所述溶劑為水或濃度為90%以下的乙醇溶液或甘油或丙二醇溶液或食用酒。所述的食用酒作為溶劑，最終製成的菸草物有一種食用酒特殊的口味。根據本發明一實施方式，所述菸草物的化學物質包括可溶性的糖類、有機酸類、蛋白質、生物鹼類、無機鹽類。鑑於菸草物包含的化學物質的複雜性，這裡只是列舉以上幾類。在本發明中，通過提取工藝將菸草物中可溶性的化學物質全部或部分提取出來，然後通過分離、重組、回填，生成符合要求的菸草物。
根據本發明一實施方式，所述提取步驟中，菸草物與溶劑比例為1:1 1:30，提取時溫度為10°c 70°C，提取時間為I 120分鐘，設計提取率為可溶物含量的5% 95%。根據本發明一實施方式，所述分離步驟前還包括將經過提取後的所述菸草物通過擠幹或離心的方式進行固液分離。根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述分離方式包括超濾膜分離方式，所述超濾膜規格為切割分子量可為2000 10000道爾頓(Dalton),該分尚方式獲得的分尚液包括高菸鹼含量的透析液和低菸鹼含量的截留液。根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述分離方式還包括對經過低溫濃縮後的所述提取液進行水提醇沉方式進行分離，採用水提醇沉方式分離出醇溶性較差的多糖類、蛋白質、色素等，和醇溶性較好的生物鹼(菸鹼)、有機酸類、揮髮油(致香成分)、胺基酸等溶液。所述對經過低溫濃縮後的所述提取液進行水提醇沉方式分離時，所述提取液濃縮溫度為常溫至65°C，濃縮程度為菸草物質重量比的I 8倍，所述醇的濃度為50% 99. 5%，範圍之內均為可調。·根據本發明一實施方式，所述分離步驟中，所述分離方式還包括柱分離方式，具體包括將所述提取液上柱，通過吸附材料的不同吸附性能將提取液中的不同極性成分進行分離，該分離方式形成的分離液包括洗脫液、柱通過液。根據本發明一實施方式，所述重組步驟中，所述回填液在調配時還包括添加適當外源菸草提取物、還原糖、高菸鹼提取物、植物提取物其中的一種或幾種的混合物，以使回填液達到預定的化學成分需求。所述的植物提取物包括從茶葉和各種水果裡提取的相應物質。根據本發明一實施方式，所述回填步驟中，在回填前還包括濃縮所述回填液的步驟，濃縮後的回填液的固含量為1% 65%。將所述回填液按經過提取後的菸草物的乾物重量的1% 60%進行回填。根據本發明一實施方式，所述乾燥步驟中，將經過回填後的所述菸草物乾燥至12%水分，得到成品的所述菸草物。根據本發明一實施方式，所述重組步驟中，在調配所述回填液前還包括對所述提取後的菸草物進行化學成分分析的步驟，根據化學成分分析結果調配所述回填液。化學成分分析主要是為了達到精確調控菸草物化學成分的目的。實施例一烤菸菸葉低糖鹼比化處理取許昌C4F菸葉Ikg作為試驗原料，以水為提取溶劑，進行處理。I、提取許昌C4F菸葉Ikg (水分為12%)，以IOkg蒸餾水常溫提取Ih後擠幹，得到提取液7. 6kg、提取後菸葉3kg。2、分離7. 6kg提取液採用超濾膜(切割分子量8000道爾頓)進行分離，溫度控制在< 40°C，壓力控制在< 23Mpa，分離出由超濾膜截留的低菸鹼含量的截留液3. 5kg (檢測菸鹼含量為O. 09%)，和透過超濾摸膜的高菸鹼含量的透析液5kg(檢測菸鹼含量為O. 44%)。3、化學成分重組經過對許昌C4F菸葉、提取液、提取後菸葉的化學成分分析發現，其化學成分中蛋白質含量較高，總糖相對較低，而菸鹼含量中等。為達到低糖鹼比的設計值，在配製回填液時僅使用低菸鹼含量的截留液的40%，高菸鹼含量的透析液全部回用，並在提取液中添加4%原料重量比菸鹼含量較高的菸草提取物。
4、回填將配製好的回填液濃縮至Ikg左右(固含量為46%)，回填比例約為原料重量比的52%。將回填後菸葉乾燥至12%水分，製得處理後樣品。檢測數據
權利要求
1.一種調控菸草物化學成分的方法，其特徵在於，包括 提取步驟，將所述菸草物和溶劑混合，使所述菸草物的化學物質轉移至所述溶劑中形成提取液； 分離步驟，對所述提取液進行分離，獲得若干不同化學成分特徵的分離液； 重組步驟，根據預定的化學成分需求選取所述若干分離液中的一種或幾種的混合物，按相應比例調配成回填液； 回填步驟，將所述回填液回填到經過提取後的所述菸草物中； 乾燥步驟，對經過回填後的所述菸草物進行乾燥，得到成品的所述菸草物。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述菸草物質包括菸葉、煙片、煙梗、菸絲、梗絲中的一種或幾種的混合物。
3.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述溶劑為水或濃度為90%以下的乙醇溶液或甘油或丙二醇溶液或食用酒。
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述菸草物的化學物質包括可溶性的糖類、蛋白質、有機酸類、生物鹼類、無機鹽類。
5.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述提取步驟中，菸草物與溶劑比例為1:1 1:30，提取時溫度為10°C 70°C，提取時間為I 120分鐘，設計提取率為可溶物含量的5% 95%。
6.如權利要求I至5任一項所述的方法，其特徵在於，所述分離步驟前還包括將經過提取後的所述菸草物通過擠幹或離心的方式進行固液分離。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述分離步驟中，所述分離方式包括超濾膜分離方式，所述超濾膜規格為切割分子量可為2000 10000道爾頓，該分離方式獲得的分離液包括高菸鹼含量的透析液和低菸鹼含量的截留液。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述分離步驟中，所述分離方式還包括對經過低溫濃縮後的所述提取液進行水提醇沉方式進行分離，該分離方式獲得的分離液包括生物鹼、有機酸類、揮髮油、胺基酸溶液。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述分離步驟中，所述對經過低溫濃縮後的所述提取液進行水提醇沉方式分離時，所述提取液濃縮溫度為常溫至65°C，濃縮程度為菸草物質重量比的I 8倍，所述醇的濃度為50% 99. 5%。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述分離步驟中，所述分離方式還包括柱分離方式，具體包括將所述提取液上柱，通過吸附材料的不同吸附性能將提取液中的不同極性成分進行分離，該分離方式形成的分離液包括洗脫液、柱通過液。
11.如權利要求I或10所述的方法，其特徵在於，所述重組步驟中，所述回填液在調配時還包括添加適當外源菸草提取物、還原糖、高菸鹼提取物、植物提取物其中的一種或幾種的混合物，以使回填液達到預定的化學成分需求。
12.如權利要求I或10所述的方法，其特徵在於，所述回填步驟中，在回填前還包括濃縮所述回填液的步驟，濃縮後的回填液的固含量為1% 65%。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述回填步驟中，將所述回填液按經過提取後的菸草物的乾物重量的1% 60%進行回填。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述乾燥步驟中，將經過回填後的所述菸草物乾燥至12%水分，得到成品的所述菸草物。
15.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述重組步驟中，在調配所述回填液前還包括對所述提取後的菸草物進行化學成分分析的步驟，根據化學成分分析結果調配所述回填液。
全文摘要
本發明揭示了一種調控菸草物化學成分的方法，本發明通過提取所述菸草物中的可溶性化學成分形成提取液，然後對該提取液進行進一步的分離，形成若干不同化學成分特徵的分離液，再根據預定的要求將這些分離液(也可適當添加一些其他改善菸草品質的物質)按不同比例調配成回填液，最後將回填液回填到所述已經被提取後的菸草物中，實現了調控菸草物化學成分的目的。
文檔編號A24B15/26GK102907760SQ20121032260
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月3日 優先權日2012年9月3日
發明者段煌, 潘雪松, 王紹宗, 陳健, 馬力強, 劉斌 申請人:上海聚華科技股份有限公司