一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備及在捲菸濾嘴中的應用的製作方法
2023-12-06 17:43:16
一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備及在捲菸濾嘴中的應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法及在捲菸濾嘴中的應用。將咖啡粉、增甜天然植物粉甘草粉，烏梅粉，甜葉菊粉或其混合物、珍珠粉與多孔玉米澱粉按照一定比例均勻混合，用含有葡萄糖，果糖，麥芽糖或其混合物的去離子水潤溼，之後通過溼法造粒、微波定型、微波烘乾、過篩，得到高強度的天然產物粉複合多孔澱粉晶狀顆粒。將其加載於捲菸濾棒中，製成二元或三元複合濾棒，可降低煙氣中焦油、CO等有害成分的含量並降低致癌物苯並[a]芘、苯酚等，同時增加煙氣中珍珠粉特有胺基酸等營養成分的含量。
【專利說明】一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備及在捲菸濾嘴中的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及捲菸材料製備【技術領域】，具體涉及一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法及其在捲菸中的應用。
【背景技術】
[0002]菸草的廣泛流行是一個對公眾健康具有嚴重後果的全球性問題，因此吸菸與健康問題是世界範圍的重要課題。目前全球約有超過10億吸菸者，其中中國大約有3.5億菸民，佔全球總數的35%。《世界衛生組織菸草控制框架公約》(WHO FCTC)要求考慮目前和有關的科學、技術和經濟問題的基礎上促進菸草控制措施。由於吸菸消費者眾多，全面禁菸暫時無法實現，降低捲菸煙氣對人體的危害性就成為緩解吸菸與健康問題的有效途徑。近年來，為降低捲菸危害性，保護吸菸消費者的健康，科研工作者已在捲菸減害領域展開了廣泛的研究，很多在捲菸濾嘴中添加的減害材料得以開發與應用，但其中很多減害材料的原料包含化工材料，長期大量使用，在減少捲菸煙氣危害的同時，又可能對人體產生新的不安全隱患。因此，將具有煙氣減害，特別是增益作用的生態、綠色、環保材料應用於捲菸產品才是更有的放矢的重要研究方向。
[0003]另一方面，全球範圍內菸草行業都通過持續降低捲菸煙氣中焦油含量來降低捲菸煙氣危害，但焦油的持續降低，也使得傳統捲菸的香氣與吸味不斷變淡，難以達到消費者的要求，為此，需要進行適當的香味補償。目前香味補償主要還是通過捲菸菸絲中添加香味物質的方式進行，天然的或人工的香味物質經過燃燒會產生一些不可控的物質，這其中有些可能對人體健康有潛在影響。充分利用純天然的具有增香功能材料，通過捲菸濾嘴添加來進行捲菸香味補償是一種更有意義的方式，不但補償效果更直接，而且避免因燃燒產生可能對人體健康有潛在影響的物質。
[0004]多孔澱粉是一種新型、安全的吸附材料，應用於捲菸濾嘴中，可吸附煙氣中的有害成分，並可降低煙氣刺激性，改善煙氣抽吸品質，但如果將其直接添加到捲菸醋纖濾嘴中，存在粒度太細，難以工業化應用等問題。CN101531779A、CN101314645A、CN101314646A公開了多孔澱粉的造粒技術及其在捲菸中的應用方法。但這些方法存在多孔澱粉顆粒收率低、強度差以及所用化學粘合劑存在安全隱患等缺陷，嚴重製約了其在捲菸中的應用。CN103054181A公布了一種咖啡或可可粉複合顆粒濾棒材料及其製備方法，但該方法存在直接將咖啡或可可粉碎添加的方法，技術簡單且相對粗糙，咖啡香氣易於散失，難以保證香氣穩定性。CN103271443A公布了一種咖啡澱粉複合顆粒的製備方法及其在捲菸濾嘴中的應用，其在保持顆粒咖啡香氣方面比前述專利有了較大改進，但其顆粒製備流程採用咖啡與葛根直接粉碎後經傳統方法造粒，咖啡與澱粉結合形式相對簡單，顆粒缺乏吸附煙氣有害物質的微孔，因此對煙氣有害物質的截留作用不強；此外製備的咖啡顆粒儘管有咖啡香氣，但未能有效去除咖啡香氣中的某些燥性與澀感，使得製備捲菸吸食過程中有時存在舌面殘留少許麻感等情況。[0005]本發明利用多孔玉米澱粉做載體，將咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉及還原糖擔載於多孔澱粉之上，綜合了咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉與多孔玉米澱粉各自的獨特功效。同時，本發明不但克服了既往細粉狀物質捲菸濾嘴中應用出現的添加不便及成本偏高等缺點，而且通過還原糖的添加降低煙氣PH值最大程度脫除和掩蓋了咖啡香氣中鹼性成分固有的燥性和澀感，通過造粒、微波定型、微波脫水烘乾等工藝，將咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉等天然產物粉複合多孔澱粉製成一定目數的，具有大量可吸附捲菸有害物質微孔結構的晶狀顆粒。顆粒應用於捲菸濾嘴中，既可以在消除咖啡香氣燥性和澀感基礎上顯著增加捲菸香氣，又能夠降低捲菸煙氣危害。
【發明內容】
[0006]本發明的目的旨在降低抽吸捲菸對人體健康的危害性，提供一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法。
[0007]本發明通過以下實施方式實現。
[0008]除非另有說明，本發明所採用的百分數均為重量百分數。
[0009]一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:將咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉添加到多孔澱粉之中，混合均勻，緩慢加入還原糖去離子水溶液潤溼，然後將潤溼後的咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉、多孔澱粉混合物通過擠壓方法穿過一定目數的篩網製備成顆粒，顆粒放入微波爐中在不超過100°c下進行微波凝膠化定型、烘乾，然後過篩，得到天然產物粉複合多孔澱粉晶狀顆粒。
[0010]本發明的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，原料以重量份計，組成如下: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份多孔玉米澱粉、80-100份還原糖去離子水溶液；優選為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份多孔玉米澱粉、90-100份還原糖去離子水溶液；進一步優選為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份多孔玉米澱粉、100份還原糖去離子水溶液。
[0011]本發明所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法中，所述增甜天然植物粉選自甘草粉，烏梅粉，甜葉菊粉或其混合物。
[0012]本發明所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法的優選方案中，所述咖啡粉是由咖啡豆粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體；所述增甜天然植物粉是由原植物粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體；所述珍珠粉是由珍珠粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體。
[0013]本發明所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法中，所述還原糖選自葡萄糖，果糖，麥芽糖或其混合物，所述還原糖去離子水溶液濃度為2%-20% ;優選為3%-15% ;進一步優選為5%-10%。
[0014]本發明所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法優選技術方案中，所述天然產物粉複合多孔澱粉造粒後微波凝膠化定型是在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理天然產物粉複合多孔澱粉顆粒共計4-6分鐘；所述微波烘乾是在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理天然產物粉複合多孔澱粉顆粒共計6?9分鐘。[0015]本發明的目的還在於提供上述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用。
[0016]本發明提供的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用包括:在濾棒成型過程中，向兩截常規醋纖濾芯之間預留的空腔中添加80?120mg的天然產物粉複合顆粒，製得醋纖-複合顆粒-醋纖三元複合濾棒；或者在濾棒成型過程中，向兩截溝槽醋纖濾芯之間預留的空腔中添加80?120mg的天然產物粉複合顆粒，製得溝槽濾棒-複合顆粒-溝槽濾棒三元複合濾棒。
[0017]本發明提供的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用還包括:將天然產物粉複合顆粒散灑到捲菸濾棒的絲束上，製得加載天然產物粉複合顆粒醋纖濾棒；再將加載天然產物粉複合顆粒醋纖濾棒與常規醋纖濾棒或溝槽濾棒進行相接，製得二元或三元複合濾棒。
[0018]將本發明具有減害作用的天然產物粉複合顆粒散灑到捲菸濾棒絲束上，是指在醋纖濾棒成型過程中，將所述天然產物粉複合顆粒按10?25mg/10mm絲束的添加量均勻地散灑在濾棒絲束上。
[0019]本發明提供的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中應用的效果包括:將所述天然產物粉複合顆粒添加於捲菸濾棒應用於捲菸後，可降低捲菸煙氣中有害物質焦油和CO的釋放量，同時降低煙氣中致癌物苯並[a]芘、苯酚的釋放量。
[0020]本發明提供的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中應用的效果還包括:將所述天然產物粉複合顆粒添加於捲菸濾棒應用於捲菸後，捲菸煙氣中胺基酸含量顯著增加。
[0021]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0022]1、具有減害作用的天然產物粉複合顆粒綜合了咖啡粉，增甜天然植物粉，珍珠粉，還原糖和多孔澱粉的功效；
[0023]2、本發明通過特定的造粒、微波定型、烘乾工藝得到了高收率、高強度的天然產物粉複合顆粒。
[0024]3、本發明以二元、三元複合濾嘴為載體，添加天然產物粉複合顆粒，能有效降低煙氣中有害物質焦油與CO含量，還能降低煙氣中致癌物苯並[a]芘、苯酚等的含量。
[0025]4、本發明以二元、三元複合濾嘴為載體，添加天然產物粉複合顆粒，能增加煙氣中對人體有益成分胺基酸的含量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備工藝流程圖；
[0027]圖2為將本發明具有減害作用的天然產物粉複合顆粒應用於溝槽濾棒-顆粒-溝槽濾棒三元複合濾棒的結構示意圖；
[0028]圖中1.濾芯:1a.、lc.溝槽醋纖濾芯，lb.天然產物粉複合顆粒；2.內包裹層；
3.外包裹層。
[0029]圖3為將本發明具有減害作用的天然產物粉複合顆粒應用於溝槽濾棒-顆粒/醋纖-溝槽濾棒三元複合濾嘴時的結構示意圖；
[0030]圖中1.濾芯:1a.、lc.溝槽醋纖濾芯，Id.天然產物粉複合顆粒/醋纖濾芯；2.內包裹層；3.中間包裹層；4.外包裹層。
【具體實施方式】
[0031]本發明的技術方案是基於咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉、還原糖和多孔澱粉在捲菸煙氣增香減害增益方面的獨特功效。
[0032]以下實施過程及實施例旨在進一步說明本發明而不應當看作是對本發明的限定。
[0033]實施例1
[0034]稱取300g咖啡粉，15g增甜天然植物粉(甘草粉5g，烏梅粉5g，甜葉菊粉5g)，50g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米澱粉中，並混合均勻。取1000mL20%葡萄糖去離子水溶液均勻噴入上述混合粉體中，使粉體潤溼。通過擠壓造粒方式使潤溼後的粉體通過20目篩網製得小於20目的顆粒。將上述顆粒放入微波爐中，在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計6分鐘用於凝膠化定型；然後在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計9分鐘用於烘乾天然產物粉複合顆粒，以上微波處理要控制溫度不超過100°C。所得顆粒分別過20目和40目標準篩，得到20目一40目具有減害作用的天然產物粉複合顆粒。
[0035]實施例2
[0036]稱取200g咖啡粉，IOg增甜天然植物粉(烏梅粉10g)，30g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米澱粉中，並混合均勻。取1000mL10%果糖去離子水溶液均勻噴入上述混合粉體中，使粉體潤溼。通過擠壓造粒方式使潤溼後的粉體通過20目篩網製得小於20目的顆粒。將上述顆粒放入微波爐中，在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計6分鐘用於凝膠化定型；然後在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計8分鐘用於烘乾天然產物粉複合顆粒，以上微波處理要控制溫度不超過100°C。所得顆粒分別過20目和40目標準篩，得到20目一40目具有減害作用的天然產物粉複合顆粒。
[0037]實施例3
[0038]稱取IOOg咖啡粉，Sg增甜天然植物粉(甘草粉8g)，20g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米澱粉中，並混合均勻。取900mL5%麥芽糖去離子水溶液均勻噴入上述混合粉體中，使粉體潤溼。通過擠壓造粒方式使潤溼後的粉體通過20目篩網製得小於20目的顆粒。將上述顆粒放入微波爐中，在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計5分鐘用於凝膠化定型；然後在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計7分鐘用於烘乾天然產物粉複合顆粒，以上微波處理要控制溫度不超過100°C。所得顆粒分別過20目和40目標準篩，得到20目一40目具有減害作用的天然產物粉複合顆粒。
[0039]實施例4
[0040]稱取50g咖啡粉，3g增甜天然植物粉(甜葉菊粉3g)，18g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米澱粉中，並混合均勻。取800mL2%還原糖去離子水溶液(葡萄糖1%，果糖1%)均勻噴入上述混合粉體中，使粉體潤溼。通過擠壓造粒方式使潤溼後的粉體通過20目篩網製得小於20目的顆粒。將上述顆粒放入微波爐中，在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計4分鐘用於凝膠化定型；然後在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計6分鐘用於烘乾天然產物粉複合顆粒，以上微波處理要控制溫度不超過100°C。所得顆粒分別過20目和40目標準篩，得到20目一40目具有減害作用的天然產物粉複合顆粒。
[0041]實施例5
[0042]稱取150g咖啡粉，12g增甜天然植物粉(甜葉菊粉7g，烏梅粉5g)，20g珍珠粉，加入到IKg多孔玉米澱粉中，並混合均勻。取900mL10%還原糖去離子水溶液(葡萄糖5%，果糖3%，麥芽糖2%)均勻噴入上述混合粉體中，使粉體潤溼。通過擠壓造粒方式使潤溼後的粉體通過20目篩網製得小於20目的顆粒。將上述顆粒放入微波爐中，在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計5分鐘用於凝膠化定型；然後在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理顆粒共計8分鐘用於烘乾天然產物粉複合顆粒，以上微波處理要控制溫度不超過100°C。所得顆粒分別過20目和40目標準篩，得到20目一40目具有減害作用的天然產物粉複合顆粒。
[0043]應用實施例1
[0044]應用本發明的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒，通過濾棒成型設備和顆粒餵料設備，在每兩截溝槽醋纖濾芯之間預留的6mm空腔中添加IOOmg天然產物粉複合顆粒,製備成溝槽濾棒-複合顆粒-溝槽濾棒三元複合濾棒，每支捲菸的三元複合濾嘴中天然產物粉複合顆粒的添加量為lOOmg，濾棒的結構如圖2所示。對照濾棒為添加IOOmg單純使用多孔澱粉經過微波處理製備的顆粒的溝槽濾棒-顆粒-溝槽濾棒三元溝槽複合濾棒。利用上述兩種濾棒放樣生產捲菸，除濾棒外，試驗捲菸的捲菸材料和葉組配方與對照樣相同。樣品捲菸濾棒的物理指標見表1，放樣生產的捲菸樣品煙氣分析結果見表2。捲菸煙氣中胺基酸含量分析結果見表3。
[0045]表1溝槽濾棒-複合顆粒-溝槽濾棒三元複合濾棒及對照濾棒物理指標
【權利要求】
1.一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:將咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉添加到多孔澱粉之中，混合均勻，加入還原糖去離子水溶液潤溼，然後將潤溼後的咖啡粉、增甜天然植物粉、珍珠粉、多孔澱粉混合物製備成顆粒，顆粒放入微波爐中在不超過100°c下進行微波凝膠化定型、烘乾，然後過篩，得到天然產物粉複合多孔澱粉晶狀顆粒。
2.根據權利要求1所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於，原料以重量份計，組成如下: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份多孔玉米澱粉、80-100份還原糖去離子水溶液。
3.根據權利要求1所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於，原料以重量份計，組成如下: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份多孔玉米澱粉、90-100份還原糖去離子水溶液。
4.根據權利要求1所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於，原料以重量份計，組成如下: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份多孔玉米澱粉、100份還原糖去離子水溶液。
5.根據權利要求1-4中任一權利要求所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於，所述增甜天然植物粉為甘草粉，烏梅粉，甜葉菊粉或其混合物。
6.根據權利要求1-4中任一權利要求所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:所述咖啡粉是由咖啡豆粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm 的粉體。
7.根據權利要求1-4中 任一權利要求所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:所述增甜天然植物粉是由原植物粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體。
8.根據權利要求1-4中任一權利要求所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:所述珍珠粉是由珍珠粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm 的粉體。
9.根據權利要求1-4中任一權利要求所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於，所述還原糖為葡萄糖，果糖，麥芽糖或其混合物，所述還原糖去離子水溶液濃度為2%-20%。
10.根據權利要求9所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:所述還原糖去離子水溶液濃度為3%-15%。
11.根據權利要求10所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:所述還原糖去離子水溶液濃度為5%-10%。
12.根據權利要求1-4中任一權利要求所述具有減害作用的天然產物粉複合顆粒的製備方法，其特徵在於:所述天然產物粉複合多孔澱粉造粒後微波凝膠化定型是在不抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理天然產物粉複合多孔澱粉顆粒共計4-6分鐘；所述微波烘乾是在抽溼狀態下，以20千瓦/m2的微波功率密度間斷性處理天然產物粉複合多孔澱粉顆粒共計6~9分鐘； 所述增甜天然植物粉為甘草粉，烏梅粉，甜葉菊粉或其混合物； 所述咖啡粉是由咖啡豆粉碎成細粉,並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體；所述增甜天然植物粉是由原植物粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體； 所述珍珠粉是由珍珠粉碎成細粉，並經納米球磨機製備成粒徑100-500nm的粉體； 所述還原糖去離子水溶液濃度為5%-10%。
13.上述任一權利要求所述的一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用，其特徵在於:在濾棒成型過程中，向兩截常規醋纖濾芯之間預留的空腔中添加80~120mg的天然產物粉複合顆粒,製得醋纖-複合顆粒-醋纖三元複合濾棒；或者在濾棒成型過程中，向兩截溝槽醋纖濾芯之間預留的空腔中添加80~120mg的天然產物粉複合顆粒，製得溝槽濾棒-複合顆粒-溝槽濾棒三元複合濾棒。
14.上述任一權利要求所述的一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用，其特徵在於:將天然產物粉複合顆粒散灑到捲菸濾棒的絲束上，製得加載天然產物粉複合顆粒醋纖濾棒；再將加載天然產物粉複合顆粒醋纖濾棒與常規醋纖濾棒或溝槽濾棒進行相接，製得二元或三元複合濾棒。
15.根據權利要求14所述的具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用，其特徵在於:將所述天然產物粉複合顆粒散灑到捲菸濾棒絲束上，是指在醋纖濾棒成型過程中，將所述天然產物粉複合顆粒按10~25mg/10mm絲束的添加量均勻地散灑在濾棒絲束上。
16.根據權利要求13或14所述的一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用，其特徵在於:將所述天然產物粉複合顆粒添加於捲菸濾棒應用於捲菸後，可降低捲菸煙氣中有害物質焦油和CO的釋放量，同時降低煙氣中致癌物苯並[a]芘、苯酚的釋放量。
17.根據權利要求13或14所述的一種具有減害作用的天然產物粉複合顆粒在捲菸濾嘴中的應用，其特徵在於:將所述天然產物粉複合顆粒添加於捲菸濾棒應用於捲菸後，捲菸煙氣中胺基酸含量顯著增加。
【文檔編號】A24D3/06GK103704881SQ201310751876
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】張雨夏, 吳彥, 馮守愛, 韋康, 黃東業, 王萍娟, 白家峰, 田兆福, 李小蘭, 劉啟斌, 李志華, 周俊, 農李政, 陳義昌, 宋凌勇, 胡志忠 申請人:廣西中煙工業有限責任公司