一種改性吸附材料顆粒及其製備方法和製成的捲菸複合濾嘴的製作方法

2024-03-03 01:11:15

專利名稱：：一種改性吸附材料顆粒及其製備方法和製成的捲菸複合濾嘴的製作方法一種改性吸附材料顆粒及其製備方法和製成的巻煙複合濾嘴絲領域本發明涉及植物材料的處理方法及其在菸草中的應用，特別是低聚糖在菸草中的應用，屬菸草嘴驗加劑處理技術。背景駄低聚糖或稱寡糖，是由2-10個單M過M鍵連接形成直鏈或支鏈的低度聚合糖，分功能性低聚糖(functionaloligosaccharide)和普通低聚糖兩大類。功能性低聚糖現在研究認為包括水蘇糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚賴唐、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。人體腸道內沒有水解它們(除異麥芽酮糖外)的酶系統，因而它們不被消化吸收而直接進入大腸內優先為雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌的增殖因子。另外，這對氏聚糖均帶有不同程度的甜味(除低聚龍膽糖外)，一般甜度相當於蔗糖的30%60%，可以作為食品的調味料。功能性低聚糖的生理功能與一般(普通)的低聚糖相比,功能性低聚糖具有獨特的生理功能1、促M歧桿菌增殖，是雙歧桿菌的增殖因子。人體試驗證明，某些功能性低聚糖攝入人體後到大腸被雙歧桿菌及某些乳酸菌利用，而腸道有害的產氣莢膜桿菌和梭菌等腐敗菌卻不能利用，這是因為雙歧桿菌細胞表面具有寡糖的受體，而許多寡糖是有效的雙歧因子。雙歧桿菌是人類腸道菌群中唯一的一種既不產生內毒素又不產生外毒素,無致病性的具有許多生理功能的有益微生物。對人體有許多保健作用,如改善維生素代謝,防止腸功能紊亂，抑制腸道中有害菌和致病菌的生長，起到抗衰老、防癌及保護肝臟的作用等。2、低能量或零能量。由於人體不具備分解、消化功能性低聚糖的酶系統因此功能性低聚糖很難被人體消化吸收或根本不能吸收，也就不給人提供能量，並且某些低聚糖如低聚果糖、異麥芽低聚糖等有一定甜度，可作為食品基料在食品中應用，以滿足那些喜愛甜食但又不能食用甜食的人(如糖尿病人、肥胖病患者等)的需要。3、低齲齒性。齲齒是我國兒童常見的一種口腔疾病之一，其發生與口腔微生物突變鏈球菌(Str印2tococcusmutans)有關。研究發現，異麥芽低聚糖、低聚帕拉金糖等不能被突變鏈球菌利用，不會形成齒垢的不溶性葡聚糖。當它們與砂糖合用時，能強烈抑制非水溶性葡聚糖的合成和在牙齒上的附著，即不提供口腔微生物沉積、產酸、腐蝕的場所，從而阻止齒垢的形成，不會引起齲齒，可廣泛應用於嬰幼兒食品。4、防止便秘。由於雙歧桿菌發酵低聚糖產生大量的短鏈脂肪酸能刺激腸道蠕動，增加糞便的溼潤度，並通過菌體的大量生長以保持一定的滲透壓，從而防止便秘的發生。此外低聚糖屬於水溶性膳食纖維,可促進小腸蠕動，也能預防和減輕便秘。5、低聚糖屬於水溶性膳食纖維。由於低聚糖不能被人體消化吸收，屬於低分子的水溶性膳食纖維，它的有些功能與膳食纖維相似但不具備膳食纖維的物理作用，如粘稠性、持水性和填充飽腹作用等。一般它有以下優點:每人每天僅需3g就可滿足需要且不會引起腹瀉,微甜、口感好、水溶性良好、性質穩定、易添加到食品中製成膳食纖維食品。6、生成營養物質。功能性低聚糖可以促進雙歧桿菌增殖，而雙歧桿菌可在腸道內合成維生素Bl、B2、B6、B12、煙酸、葉酸等營養物質。此外，由於雙歧桿菌能抑制某些維生素的分解菌，從而使維生素的供應得到保障，如它可以抑制分解維生素B1的解硫胺素的芽孢桿菌。7、降低血清膽固醇，改善脂質代謝，降低血壓。臨床試驗證實，攝入功能性低聚糖後可降低血清膽固醇水平，改善脂質代謝。研究表明，一個人的心臟舒張壓高低與其糞便中雙歧桿菌數佔總數的比率呈明顯負相關性，因此功能性低聚糖具有降低血壓的生理功效。8、增強機體免疫能力，抵抗腫瘤。動物試驗表明，雙歧桿菌在腸道內大量繁殖具有提高機體免疫功能和抗癌的作用。究其原因在於，雙歧桿菌細胞、細胞壁成分和胞外分泌物可增強免疫細胞的活性，促使腸道免疫蛋白A(IgA)漿細胞的產生，從而殺滅侵入體內的細菌和病毒，消除體內"病變"細胞，防止疾病的發生及惡化。9、除上述功能外，試驗發現某些功能性低聚糖還有預防和治療乳糖消化不良、改善腸道對礦物元素吸收的作用。通過將低聚糖施加到活性炭等吸附材料中，製備改性的吸附材料應用在巻煙濾嘴中將給吸菸者帶料更好的品質享受和安全性。巻煙接裝濾嘴，是提高巻煙吸食安全性的有效手段。濾嘴巻煙之所以能降低煙氣中的有害物質，是因其濾材能夠吸附煙氣中的一部分焦油和菸鹼，從而達到過濾的目的。隨著吸菸與健康矛盾的日益突出，世界各國對煙用濾嘴材料和濾嘴結構的開發越來越重視，使用功能嘴棒(在結構和材料上都不同於普通醋纖嘴棒)將是今後菸草行業減害降焦的趨勢。其中國際上應用較多的功能嘴棒是活性炭嘴棒。一般處理添加途徑是挑選處理(保證挑選材料的質量)、粉碎(將材料磨製成細小顆粒)、篩分(挑選符合要求的材料)。活性炭作為巻菸嘴棒的添加劑，在中式巻煙中的應用主要存在兩個問題，一是活性炭在對煙氣氣相組分有效過濾的同時，給煙氣帶來的"碳"味，使吸菸者產生不舒服的感覺；其次，活性炭在嘴棒加工製作過程中容易造成環境汙染，有時會汙染工作環境和其他輔料。隨著材料科學的進展，國內外在煙用濾嘴材料方面做了大量開發工作，包括各種有機和無機材料。但這些材料由於自身原因，要麼和煙氣不協調，要麼可能帶來新的安全性問題，還有就是成本問題。採用天然植物材料低聚糖，經過一定的工藝處理後用在煙用濾嘴中，可以較好地應用在濾嘴中充當吸附材料。首先由於其來自天然植物，且工藝處理不會改變其安全性；其次，改性活性炭等吸附材料顆粒在濾嘴成型加工過程中，不會汙染工作環境和其他輔料。
發明內容本發明的目的在針對目前巻菸嘴棒添加劑的缺陷和新材料的空缺，運用植物材料作為巻菸嘴棒添加劑，添加到巻菸嘴棒中，解決巻菸嘴棒添加劑的通用性和空缺。本發明利用從不同植物材料中提取或製取的低聚糖，通過工藝處理後搭載在合適的載體中製備成改性吸附材料顆粒，添加在複合濾嘴中，起到改善巻煙抽吸品質，清除有害成分的目的。本發明的含有改性吸附材料顆粒的霧合濾嘴，其特徵在於所述改性吸附材料顆粒是活性炭顆粒、沸石顆粒、煙梗顆粒、炭纖維等，最好是活性炭顆粒。本發明的改性吸附材料顆粒的製備，其特徵在於將低聚糖，包括水蘇糖、甘露寡糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等，通過一定工序施加到吸附材料上。所述的改性吸附材料顆粒製備方法，其特徵是將低聚糖溶解在水中，將吸附材料浸泡其中2-4小時，並充分攪拌；過濾後在40-6(TC下真空乾燥24-48小時。所述的具有吸附功能的改性吸附材料顆粒在複合濾嘴中的應用，其特徵在於所述改性吸附材料顆粒，其添加到複合濾嘴中的量為10-30mg/支，二元複合濾嘴為10—15mg/支，三元複合濾嘴為20—30mg/支。本發明技術方案是利用菸草工業常用的吸附材料，如活性炭顆粒、沸石顆粒、煙梗顆粒、炭纖維等中一種，如活性炭顆粒，選用粒徑在40-60目之間的顆粒；然後選用天然提取或製取的低聚糖，包括水蘇糖、甘露寡糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等中一種或幾種，將低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，然後將選擇好的吸附材料浸泡其中2-4小時，其間採用機械攪拌充分攪拌(不宜過快)；過濾後，將固體材質在40-60。C下真空乾燥(真空度控制在10mm)24-48小時。用4060目篩子篩分處理，使其達到要求大小的細小顆粒，以便使其添加到巻菸嘴棒中。對達到要求大小的細小顆粒進行密封包裝，以備後用。改性吸附材料顆粒在複合濾嘴中的應用於普通活性炭使用相同，主要是其添加到複合濾嘴中的量為10-30mg/支，二元複合濾嘴為10—15mg/支，三元複合濾嘴為20—30mg/支。本發明所選用的天然植物材料主要是活性炭吸附材料和低聚糖，但是不限於說明書中列舉的活性炭顆粒、沸石顆粒、煙梗顆粒、炭纖維等，最好是活性炭顆粒。所述的改性吸附材料顆粒的製備，其特徵在於將低聚糖，包括水蘇糖、甘露寡糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。本發明的有益效果本發明添加劑所採用的植物材料低聚糖為綠色產品，在自然界中分布較廣，易於提取或製備，且成本較低，質量穩定。改性吸附材料顆粒作為巻煙添加劑加工過程較為簡單，加工過程不會造成環境汙染。對人體不會造成傷害。經過處理後的改性吸附材料顆粒沒有明顯的味道和較深的原色。添加到巻菸嘴棒中不會影響巻煙質量。改性吸附材料顆粒作為巻煙添加劑適用面廣，可以在各種產品中使用，大大提高可用性和節約煙支的加工成本。添加到巻煙濾嘴中後起到改善巻煙抽吸品質，清除有害成分的目的。具體實施例方式下面以實例進一步說明本發明的實質內容，但本發明的內容並不限於此。實施例l:選用粒徑在40-60目之間的活性炭顆粒；然後選用天然提取或製取的低聚糖，本例使用低聚果糖。按活性炭乾重的1%(重量百分比)稱取低聚果糖，將稱好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量為活性炭體積的1.5倍。然後將選擇好的活性炭顆粒浸泡其中4小時，其間採用機械攪拌充分攪拌(2，000rmp);然後過濾，將固體材質轉移到真空乾燥箱中，在4(TC下真空乾燥(真空度控制在l(hranHg)48小時。用4060目篩子重新篩分處理，使其達到要求大小的細小顆粒，以便使其添加到巻菸嘴棒中。對達到要求大小的細小顆粒進行密封包裝，以備後用。改性吸附材料顆粒在複合濾嘴中的應用於普通活性炭使用相同，主要是其添加到複合濾嘴中的量為10-30mg/支，二元複合濾嘴為15mg/支，三元複合濾嘴為30mg/支。採用某雲產巻菸葉組巻制巻煙，巻煙樣品的煙氣分析數據和感官分析數據見表1和表2，以下同。實施例2:選用粒徑在40-60目之間的活性炭顆粒；然後選用天然提取或製取的低聚糖，本例使用甘露寡糖。按活性炭乾重的2%(重量百分比)稱取甘露寡糖，將稱好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量為活性炭體積的1.5倍。然後將選擇好的活性炭顆粒浸泡其中6小時，其間採用機械攪拌充分攪拌(2,000rmp);然後過濾，將固體材質轉移到真空乾燥箱中，在60。C下真空乾燥(真空度控制在10Hg)48小時。用4060目篩子重新篩分處理，使其達到要求大小的細小顆粒，以便使其添加到巻菸嘴棒中。對達到要求大小的細小顆粒進行密封包裝，以備後用。改性吸附材料顆粒在複合濾嘴中的應用於普通活性炭使用相同，主要是其添加到複合濾嘴中的量為10-30mg/支，二元複合濾嘴為20mg/支，三元複合濾嘴為25mg/支。實施例3:選用粒徑在40-60目之間的膨脹顆粒煙梗；然後選用天然提取或製取的低聚糖，本例使用大豆低聚糖。按膨脹顆粒煙梗乾重的0.5%(重量百分比)稱取低聚果糖，將稱好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量為膨脹顆粒煙梗體積的二分之一。然後將配好的水溶液均勻噴灑到選擇好的膨脹顆粒煙梗上，將固體材質轉移到真空乾燥箱中，在6(TC下真空乾燥(真空度控制在lOmmHg)72小時。用4060目篩子重新篩分處理，使其達到要求大小的細小顆粒，以便使其添加到巻菸嘴棒中。對達到要求大小的細小顆粒進行密封包裝，以備後用。改性吸附材料顆粒在複合濾嘴中的應用於普通活性炭使用相同，主要是其添加到複合濾嘴中的量為10-30mg/支，二元複合濾嘴為15mg/支，三元複合濾嘴為30mg/支。實施例4:選用粒徑在40-60目之間的膨脹顆粒煙梗；然後選用天然提取或製取的低聚糖，本例使用低聚殼聚糖。按活性炭乾重的0.5%(重量百分比)稱取低聚果糖，將稱好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量為膨脹顆粒煙梗體積的二分之一。然後將配好的水溶液均勻噴灑到選擇好的膨脹顆粒煙梗上，將固體材質轉移到真空乾燥箱中，在6(TC下真空乾燥(真空度控制在10mmHg)72小時。用4060目篩子重新篩分處理，使其達到要求大小的細小顆粒，以便使其添加到巻菸嘴棒中。對達到要求大小的細小顆粒進行密封包裝，以備後用。改性吸附材料顆粒在複合濾嘴中的應用於普通活性炭使用相同，主要是其添加到複合濾嘴中的量為10-30mg/支，二元複合濾嘴為15mg/支，三元複合濾嘴為30mg/支。表l部分巻煙樣品的煙氣分析結果tableseeoriginaldocumentpage10表2部分巻煙樣品感官評吸結果(GB5606.4-2005)tableseeoriginaldocumentpage10(注參加評吸人員為9人)權利要求1、一種改性吸附材料顆粒，其特徵是含有吸附材料和低聚糖。2、根據權利要求1所述的改性吸附材料顆粒，其特徵是所述的改性吸附材料為活性炭顆粒、沸石顆粒、煙梗顆粒或炭纖維等，所述的低聚糖是天然提取或製取的水蘇糖、甘露寡糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖或低聚殼聚糖。3、根據權利要求1所述的改性吸附材料顆粒，其特徵在於所述的低聚糖是低聚果糖、甘露寡糖、大豆低聚糖或低聚殼聚糖。4、根據權利要求1所述的改性吸附材料顆粒，其特徵在於所述的吸附材料為活性炭顆粒。5、根據權利要求2所述的改性吸附材料顆粒，其特徵在於所述的活性炭顆粒粒徑在40-60目之間。6、一種改性吸附材料顆粒的製備方法，將低聚糖溶解在水中形成水溶液，將吸附材料浸泡其中2-4小時，並充分攪拌;過濾後在40-6(TC下真空乾燥24-48小時，用4060目篩子篩分處理。7、根據權利要求6所述的改性吸附材料顆粒的製備方法，其特徵在於所述的真空度為910mm，所述的充分攪拌是指機械攪拌。8、如權利要求1所述的改性吸附材料顆粒，其特徵在於應用於菸草中。9、一種巻煙複合濾嘴，其特徵是在巻煙濾嘴中，包裹/含有改性吸附材料顆粒，所述的改性吸附材料顆粒中含有低聚糖，複合濾嘴中改性吸附材料顆粒的含量為10-30mg/支。10、根據權利要求9所述的巻煙複合濾嘴，其特徵是在巻煙^i嘴中改性吸附材料顆粒的含量二元複合濾嘴為10—15mg/支，三元複合濾嘴為20—30mg/支。全文摘要本發明涉及植物材料的處理方法及其在菸草中的應用，特別是低聚糖在菸草中的應用，屬菸草嘴棒添加劑處理技術。本發明利用從不同植物材料中提取或製取的低聚糖，通過工藝處理後搭載在合適的載體中製備成改性吸附材料顆粒，按10-30mg/支添加在複合濾嘴中，起到改善捲菸抽吸品質，清除有害成分的目的。由於本發明具有原料廉價易得，生產成本低，合成工藝簡單，性能優異，適宜工業化生產等優點，因此具有很強的市場競爭能力和推廣應用價值。文檔編號A24B3/00GK101396170SQ20081023354公開日2009年4月1日申請日期2008年11月7日優先權日2008年11月7日發明者文馮,劉志華,孫志勇,斌李,牟定榮,建王,王理珉,繆明明,群胡,陳永寬申請人:雲南菸草科學研究院