牛蒡根在菸草中綜合利用的方法

2024-03-04 13:18:15

專利名稱：牛蒡根在菸草中綜合利用的方法
技術領域：
本發明屬於捲菸技術領域，具體來說是一種從植物牛蒡的根中得到水提取物，用 於煙用添加劑，同時將提取後的濾渣用於菸草薄片的綜合利用的方法。
背景技術：
現有技術中，捲菸的安全性受到人們越來越高的重視，降低捲菸中的焦油已成為 一種必然趨勢，伴隨著焦油量的降低，煙味變淡，香氣減弱，口感和餘味變差，難以被消費者 接受。為了增進和提高捲菸的煙氣濃度和香味，改善捲菸口感和餘味，加香加料成為了一條 有效的途徑。同時，在捲菸生產過程中，通常需要加入甘油、丙二醇、山梨醇等具有保潤作用 的多羥基物質作為保潤劑，來改善菸草的物理性能，增強菸草的耐加工性，減少加工時的造 碎，同時，維持捲菸菸絲的含水率保持在一個合適的範圍，避免菸絲水分的過大波動對捲菸 抽吸質量的影響。現有技術中，在捲菸加香加料中使用的香精香料，主要起增進和提高捲菸的煙氣 濃度和香味，改善捲菸口感和餘味等作用，不具備保潤作用；而在捲菸生產過程中加入的保 潤劑，沒有增進和提高捲菸的煙氣濃度和香味、改善捲菸口感和餘味等作用。因此，捲菸生 產過程中必須同時添加香精香料和保潤劑，由此造成了生產工藝變複雜、生產成本增高的 缺陷。而且現有技術中作為保潤劑使用的甘油、丙二醇、山梨醇等化學合成產品，由於使用 成本的限制，純度不可能很高，不可避免會含有一些雜質，可能對捲菸抽吸質量帶來負面影 響。現有技術中尚沒有同時具有增香和保潤作用的煙用添加劑。菸草薄片是以捲菸加工過程中的菸草廢棄料如煙末、煙梗、菸葉碎片及部分低次 菸葉等為原料，經過重新組合加工而成的再造菸葉。為緩解造紙法菸草薄片原料日趨緊缺 的問題，捲菸加工過程中廢棄的Imm 80目菸灰正在各薄片生產廠家推廣應用，但仍然不 能從根本上緩解原料緊缺的問題，因此，急需為造紙法菸草薄片拓寬原料領域。牛蒡是菊科二年生草本植物，在醫藥行業應用較為廣泛。醫藥行業應用的主要是 其果實牛蒡子。牛蒡子，《中華人民共和國藥典(一部)》(2005年版)收錄。性寒，味辛、 苦。歸肺、胃經。功能主治疏散風熱，宣肺透疹，解毒利咽。現代藥理研究已發現牛蒡子有 以下幾方面的功能抗菌、抗病毒作用；鈣拮抗劑樣作用；增強免疫功能及降血糖作用；抗 腎病變；抗腫瘤、突變作用；利尿及瀉下作用等。牛蒡在我國已經實現了大面積的人工栽培，其葉和根可以作為蔬菜食用。牛蒡根 和嫩葉可拌、炒、燒、燉、做湯、做粥、調餡、醬漬以及作輔料食用。目前，我國人民群眾還不習 慣食用牛蒡，因此，我國牛蒡主要是作為原料，以保鮮、速凍、脫水和鹽漬等加工形式出口日 本和東南亞。但國際市場對出口牛蒡規格要求很高，從而造成很多等外牛蒡根被當作廢棄 物，僅有一部分被用於動物飼料，整體利用價值不高。很多技術人員開展了拓展牛蒡根的應用範圍和領域方面的研究，如中國專利 文獻CN1267455C公開了牛蒡菊糖及其製備方法，牛蒡根經過非常複雜的提取、分離、純化 過程，去除小分子雜質、色素和蛋白質等物質，得到較高純度的牛蒡菊糖；中國專利文獻CN100493375C公開了牛蒡根綜合加工方法；中國專利文獻CN101218948公開了一種牛蒡根 飲料的製造方法；中國專利文獻CN1620999公開了一種牛蒡根中藥保健牙籤；中國專利文 獻CN1806674公開了牛蒡醬及製作方法；中國專利文獻CN101095553公開了一種牛蒡果脯 的加工工藝。以上這些牛蒡根的應用都集中在食品或醫藥領域。而牛蒡根在捲菸中的應用 還未見相關報導。

發明內容
針對現有技術的上述不足，本發明要解決的技術問題是提供一種牛蒡根在菸草中 綜合利用的方法，水提取後得到的牛蒡根水提取物用作煙用添加劑，該添加劑在捲菸中同 時具有增香和保潤的作用；提取後的濾渣用於菸草薄片的基片抄造，既一定程度上緩解了 造紙法菸草薄片原料緊張問題，又能改善造紙法菸草薄片的感官質量。本發明的技術方案是牛蒡根在菸草中綜合利用的方法依以下步驟進行[1]、將被當作廢棄物的新鮮等外牛蒡根用自來水清洗乾淨，自然晾乾，切割成片 狀，在40-60°C溫度下烘乾，粉碎到40目，得到牛蒡根乾粉；[2]、將牛蒡根乾粉和水按照質量比1 10-20的比例混合，在溫度70-90°C條件 下提取2-3次，每次提取時間0. 5-2小時，過濾並合併濾液，合併的濾液減壓濃縮成浸膏狀 物質，所得浸膏狀為牛蒡根水提取物，是一種帶有保潤功能的菸草香料；濾渣保留為下步驟 用；[3]、將步驟[2]保留的濾渣用於菸草薄片的基片抄造將上述濾渣和薄片萃取的 煙梗渣或/和煙末渣按照質量比1 5-10的比例混合，送入高濃磨漿機打漿，使成叩解度 為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與外纖混合後送抄前池，稀釋後上網製成菸草薄片的基片。步驟[2]所得到的帶有保潤功能的菸草香料用水稀釋成10%，然後按照菸絲重量 的0. 2-0. 4%添加到菸絲中。除非另有說明，本發明的百分數和比例均指重量百分數和重量比。本發明的優點本發明用價廉質優的等外牛蒡根做原料，可利用資源量大，成本低廉，實現了廢棄 資源的綜合利用。本發明所提取的牛蒡根水提取物是帶有保潤功能的菸草香料，應用在捲菸中，既 可有效提高捲菸的吸食品質，又具有一定的保潤作用，即同時具有增香和保潤作用。本發明所提取的牛蒡根水提取物的主要成分是牛蒡菊糖，與醫藥和食品領域需要 較高的純度相比，本方法無需複雜的分離和純化過程，工藝簡單，操作簡便，大大節約了成 本；採用本發明方法得到的牛蒡根水提取物主要成分牛蒡菊糖的裂解產物中有很多 菸草調香中經常使用的香味成分，這些成分都具有較好的增加菸草烘烤香和陳化香的效 果。同時，牛蒡根水提取物的保潤效果好於現有技術常用的保潤劑丙二醇。開拓了牛蒡菊 糖作為保潤劑的新用途。採用本發明方法得到的牛蒡根水提取物還含有胺基酸類、多酚類、植物色素類等 成分，以及少量的蛋白質，這些成分是在醫藥和食品領域的應用中需要去除的，但是在菸草中對捲菸的感官質量具有較好作用。本發明使牛蒡根的成分得到充分利用。本發明提取後的濾渣除了主要含有纖維素以外，還含有未被提取而保留下來的氨 基酸類、多酚類、植物色素類、蛋白質類等對捲菸感官質量有利的物質，因此將其應用於煙 草薄片的基片抄造，既一定程度上緩解了造紙法菸草薄片原料緊張問題，又能改善造紙法 菸草薄片的感官質量。本發明的方法加工過程中沒有廢棄物，實現了牛蒡根的全部綜合利用。
具體實施例方式下面結合本發明的實施例對有關技術問題作進一步詳細的描述。實施例1將新鮮等外牛蒡根用自來水清洗乾淨，自然晾乾，用人工或切片機切成 大小厚度均一的片狀，40°C烘箱烘乾，機械粉碎到40目，得到牛蒡根乾粉。將牛蒡根乾粉和 水按照質量比1 10的的比例進行提取3次，溫度90°C，每次提取時間0.5小時，過濾，濾 液減壓濃縮成浸膏狀，所得浸膏狀物質即為牛蒡根水提取物。將本發明的牛蒡根水提取物用水稀釋成10%，然後按照菸絲重量的0. 2%添加到 高檔捲菸菸絲中，製作捲菸後按照國標方法評吸。評吸結果為有明顯的增加菸草烘烤香和 提升香氣質的作用。將上述濾渣和現有技術生產的煙梗渣按照質量比1 5的比例混合，送入高濃磨 漿機打漿，使成叩解度為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與現有技術生產的外纖混合後 送抄前池，稀釋後上網製成基片。然後按照現有技術生產造紙法薄片。實施例2將新鮮等外牛蒡根用自來水清洗乾淨，自然晾乾，用人工或切片機切成 大小厚度均一的片狀，50°C烘箱烘乾，機械粉碎到40目，得到牛蒡根乾粉。將牛蒡根乾粉和 水按照質量比1 15的的比例進行提取3次，溫度80°C，每次提取時間1小時，過濾，濾液 減壓濃縮成浸膏狀，所得浸膏狀物質即為牛蒡根水提取物。將本發明的牛蒡根水提取物用水稀釋成10%，然後按照菸絲重量的0. 3%添加到 中檔捲菸菸絲中，製作捲菸後按照國標方法評吸。評吸結果為有明顯的增加菸草烘烤香和 增加香氣量的作用。將上述濾渣和現有技術生產的煙梗渣按照質量比1 8的比例混合，送入高濃磨 漿機打漿，使成叩解度為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與現有技術生產的外纖混合後 送抄前池，稀釋後上網製成基片。然後按照現有技術生產造紙法薄片。實施例3將新鮮等外牛蒡根用自來水清洗乾淨，自然晾乾，用人工或切片機切成 大小厚度均一的片狀，60°C烘箱烘乾，機械粉碎到40目，得到牛蒡根乾粉。將牛蒡根乾粉和 水按照質量比1 20的的比例進行提取2次，溫度70°C，每次提取時間2小時，過濾，濾液 減壓濃縮成浸膏狀，所得浸膏狀物質即為牛蒡根水提取物。將本發明的牛蒡根水提取物用水稀釋成10%，然後按照菸絲重量的0. 4%添加到 高檔捲菸菸絲中，製作捲菸後按照國標方法評吸。評吸結果為有明顯的增加菸草烘烤香、 增加煙氣濃度和掩蓋雜氣的作用。將上述濾渣和現有技術生產的煙梗渣按照質量比1 10的比例混合，送入高濃磨 漿機打漿，使成叩解度為20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與現有技術生產的外纖混合後 送抄前池，稀釋後上網製成基片。然後按照現有技術生產造紙法薄片。
牛蒡根含多酚、胺基酸、菊糖、纖維素、植物色素、蛋白質和聚糖類化合物等，其中 菊糖約25%左右。本申請人在作出本發明前經深入研究，認識到牛蒡根中的糖類、胺基酸 類、植物色素類、多酚類物質對菸草的感官質量均具有較好的作用。糖類物質一方面能產 生酸性物質，抑制煙氣中鹼性物質的鹼性，使煙氣的酸鹼平衡適度，降低刺激性，產生令人 滿意的吃味；另一方面，在加熱及煙支燃吸過程中，糖是形成香氣物質的重要前體，當溫度 在300度以上時，可單獨熱解形成多種香氣物質，其中最重要的有呋喃衍生物，簡單的酮類 和醛類等羰基化合物。胺基酸類物質適量的胺基酸燃燒產生含氮化合物，使煙氣充實、有 勁；同時還可以與還原糖之間發生Maillard反應，生成具有甜，烤，爆米花，堅果，奶酪等特 徵香味的化合物。多酚類物質具有非常好的柔和煙氣的作用。植物色素是菸草中很多重 要香味物質的前體，在捲菸加熱及燃吸過程中，可熱解生成茄酮、香葉基丙酮、金合歡基丙 酮、異佛爾酮及其衍生物、環化檸檬醛及藏花醛、二氫獼猴桃內酯、紫羅蘭酮、大馬酮、二氫 大馬酮等體現菸草本香香韻的化合物。蛋白質蛋白質的水解產物和進一步轉化的產物是 許多菸草香氣物質的原始物質，含有適量的蛋白質，能夠賦予充足的菸草香氣和豐滿的吃 味強度，但是蛋白質含量過高，會造成煙氣強度過大，香氣和吃味變差，產生辛辣味、苦味和 刺激性，且蛋白質含量高燃吸時會產生一種如同燃燒羽毛的蛋白臭味，而經過申請人研究 發現，牛蒡根所含蛋白質含量為2%左右(蔣淑敏，牛蒡化學成分和藥理作用的研究現狀， 時珍國醫國藥，2001年，第12卷，第10期，941-942頁)，遠低於菸葉4% -13%，平均7. 6% 的蛋白質含量(邵惠芳1，許自成1，劉麗烤菸總氮和蛋白質含量與主要揮發性香氣物質的 關係，西北農林科技大學學報(自然科學版)2008年，第36卷，第12期，69-76頁)，因此， 牛蒡根中蛋白質含量相對較低，不會起到影響感官質量的作用。本方法主要針對牛蒡根中的菊糖等多糖物質進行提取，用於捲菸香料，能增加卷 煙香氣。申請人認為，牛蒡根水提取物具有較好的保潤作用，可能是由於菊糖為低聚糖，其 分子結構中具有多個羥基，能較好的與水分子結合，形成化學鍵(氫鍵)，因此具有較好的 保潤作用。而菊糖等多糖物質在水中具有較好的溶解性，本發明用水作為溶劑來進行提 取，提取後的濾渣富含纖維素類物質，能夠滿足捲菸薄片生產要求，用於造紙法菸草薄片的 基片抄造。水提取菊糖等多糖物質的過程中，胺基酸類、多酚類、植物色素類等對菸草的感 官質量具有較好作用的物質，以及少量可溶於水的蛋白質類物質都會有部分被同時提取出 來；而未被提取出來的這些對菸草的感官質量具有較好作用的物質則隨纖維素一起留在濾 渣中，能一定程度改善造紙法菸草薄片的感官質量。因此，本發明的方法使牛蒡根的主要成 分都得到了充分的利用。開拓了牛蒡根的的應用範圍。同時，本方法沒有廢棄物，是牛蒡根 的真正的綜合利用。用水提取還有價廉的優點，因此有利於工業應用的推廣。本申請人還就與本發明有關的技術問題進行了深入的探討。AOAC OfficialMethod 997. 08規定了果聚糖含量的測定方法，菊糖屬於果聚糖。發明人依據該方 法用高效液相色譜對本發明得到的牛蒡根水提取物中牛蒡菊糖的含量進行了測定，測定條 件如下儀器為Dionex 3000高效液相色譜系統。色譜柱=Alltech公司 PrevailCarbohydrate糖柱；蒸發光散射檢測器漂移管溫度81. 5°C，氣流量2. 2L/min。柱 溫30°C，流速1. Oml/min ；進樣量10μ 1。梯度洗脫條件為乙腈-水，洗脫程序(表1)。表1梯度洗脫程序
權利要求
1.一種牛蒡根在菸草中綜合利用的方法，其特徵在於所述的綜合利用的方法依以下步 驟進行[1]、將新鮮等外牛蒡根用自來水清洗乾淨，自然晾乾，切割成片狀，在40-60°C溫度下 烘乾，粉碎到40目，得到牛蒡根乾粉；[2]、將牛蒡根乾粉和水按照質量比1 10-20的比例混合，在溫度70-90°C條件下提取 2-3次，每次提取時間0. 5-2小時，過濾並合併濾液，合併濾液減壓濃縮成浸膏狀物質，所得 浸膏狀物質為牛蒡根水提取物；濾渣保留為下步驟用；[3]、將步驟[2]保留的濾渣用於菸草薄片的基片抄造將上述濾渣和薄片萃取的煙 梗渣或/和煙末渣按照質量比1 5-10的比例混合，送入高濃磨漿機打漿，使成叩解度為 20°SR 30°SR的漿料；將上述漿料與外纖混合後送抄前池，稀釋後上網製成菸草薄片的基 片。
2.根據權利要求1所述的牛蒡根在菸草中綜合利用的方法，其特徵在於步驟[2]所 得到的帶有保潤功能的菸草香料用水稀釋成10%，然後按照菸絲重量的0. 2-0. 4%添加到 菸絲中。
全文摘要
本發明公開了一種牛蒡根在菸草中綜合利用的方法，屬於捲菸技術領域。本發明的技術方案是[1]製得牛蒡根乾粉；[2]用水提取得到浸膏狀牛蒡根水提取物，用作具有保潤功能的菸草香料；[3]濾渣用於菸草薄片的基片抄造。本發明可利用資源量大，成本低廉；提取物同時具有增香和保潤作用；廢渣應用於菸草薄片的基片抄造，既緩解了造紙法菸草薄片原料緊張，又能改善造紙法菸草薄片的感官質量；本發明的方法加工過程中沒有廢棄物，實現了牛蒡根的全部綜合利用。
文檔編號A24B3/14GK101999751SQ200910063800
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月2日 優先權日2009年9月2日
發明者吳昭, 肜霖, 黃龍 申請人:武漢市黃鶴樓科技園有限公司, 湖北中煙工業有限責任公司