CN101396170A - 一种改性吸附材料颗粒及其制备方法和制成的卷烟复合滤嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物材料的处理方法及其在烟草中的应用，特别是低聚糖在烟草中的应用，属烟草嘴棒添加剂处理技术。本发明利用从不同植物材料中提取或制取的低聚糖，通过工艺处理后搭载在合适的载体中制备成改性吸附材料颗粒，按10－30mg/支添加在复合滤嘴中，起到改善卷烟抽吸品质，清除有害成分的目的。由于本发明具有原料廉价易得，生产成本低，合成工艺简单，性能优异，适宜工业化生产等优点，因此具有很强的市场竞争能力和推广应用价值。

Description

一种改性吸附材料颗粒及其制备方法和制成的卷烟复合滤嘴

技术领域

本发明涉及植物材料的处理方法及其在烟草中的应用，特别是低聚糖在烟草中的应用，属烟草嘴棒添加剂处理技术。

背景技术

低聚糖或称寡糖，是由2-10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，分功能性低聚糖(functionaloligosaccharide)和普通低聚糖两大类。功能性低聚糖现在研究认为包括水苏糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等。人体肠道内没有水解它们(除异麦芽酮糖外)的酶系统，因而它们不被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，是双歧杆菌的增殖因子。另外，这些低聚糖均带有不同程度的甜味(除低聚龙胆糖外)，一般甜度相当于蔗糖的30％~60％，可以作为食品的调味料。

功能性低聚糖的生理功能与一般(普通)的低聚糖相比，功能性低聚糖具有独特的生理功能：

1、促进双歧杆菌增殖，是双歧杆菌的增殖因子。人体试验证明，某些功能性低聚糖摄入人体后到大肠被双歧杆菌及某些乳酸菌利用，而肠道有害的产气荚膜杆菌和梭菌等腐败菌却不能利用，这是因为双歧杆菌细胞表面具有寡糖的受体，而许多寡糖是有效的双歧因子。双歧杆菌是人类肠道菌群中唯一的一种既不产生内毒素又不产生外毒素，无致病性的具有许多生理功能的有益微生物。对人体有许多保健作用，如改善维生素代谢，防止肠功能紊乱，抑制肠道中有害菌和致病菌的生长，起到抗衰老、防癌及保护肝脏的作用等。

2、低能量或零能量。由于人体不具备分解、消化功能性低聚糖的酶系统，因此功能性低聚糖很难被人体消化吸收或根本不能吸收，也就不给人提供能量，并且某些低聚糖如低聚果糖、异麦芽低聚糖等有一定甜度，可作为食品基料在食品中应用，以满足那些喜爱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、低龋齿性。龋齿是我国儿童常见的一种口腔疾病之一，其发生与口腔微生物突变链球菌(St rep2tococcusmutans)有关。研究发现，异麦芽低聚糖、低聚帕拉金糖等不能被突变链球菌利用，不会形成齿垢的不溶性葡聚糖。当它们与砂糖合用时，能强烈抑制非水溶性葡聚糖的合成和在牙齿上的附着，即不提供口腔微生物沉积、产酸、腐蚀的场所，从而阻止齿垢的形成，不会引起龋齿，可广泛应用于婴幼儿食品。

4、防止便秘。由于双歧杆菌发酵低聚糖产生大量的短链脂肪酸能刺激肠道蠕动，增加粪便的湿润度，并通过菌体的大量生长以保持一定的渗透压，从而防止便秘的发生。此外低聚糖属于水溶性膳食纤维，可促进小肠蠕动，也能预防和减轻便秘。

5、低聚糖属于水溶性膳食纤维。由于低聚糖不能被人体消化吸收，属于低分子的水溶性膳食纤维，它的有些功能与膳食纤维相似但不具备膳食纤维的物理作用，如粘稠性、持水性和填充饱腹作用等。一般它有以下优点：每人每天仅需3g就可满足需要且不会引起腹泻，微甜、口感好、水溶性良好、性质稳定、易添加到食品中制成膳食纤维食品。

6、生成营养物质。功能性低聚糖可以促进双歧杆菌增殖，而双歧杆菌可在肠道内合成维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸等营养物质。此外，由于双歧杆菌能抑制某些维生素的分解菌，从而使维生素的供应得到保障，如它可以抑制分解维生素B1的解硫胺素的芽孢杆菌。

7、降低血清胆固醇，改善脂质代谢，降低血压。临床试验证实，摄入功能性低聚糖后可降低血清胆固醇水平，改善脂质代谢。研究表明，一个人的心脏舒张压高低与其粪便中双歧杆菌数占总数的比率呈明显负相关性，因此功能性低聚糖具有降低血压的生理功效。

8、增强机体免疫能力，抵抗肿瘤。动物试验表明，双歧杆菌在肠道内大量繁殖具有提高机体免疫功能和抗癌的作用。究其原因在于，双歧杆菌细胞、细胞壁成分和胞外分泌物可增强免疫细胞的活性，促使肠道免疫蛋白A(IgA)浆细胞的产生，从而杀灭侵入体内的细菌和病毒，消除体内“病变”细胞，防止疾病的发生及恶化。

9、除上述功能外，试验发现某些功能性低聚糖还有预防和治疗乳糖消化不良、改善肠道对矿物元素吸收的作用。

通过将低聚糖施加到活性炭等吸附材料中，制备改性的吸附材料应用在卷烟滤嘴中将给吸烟者带料更好的品质享受和安全性。卷烟接装滤嘴，是提高卷烟吸食安全性的有效手段。滤嘴卷烟之所以能降低烟气中的有害物质，是因其滤材能够吸附烟气中的一部分焦油和烟碱，从而达到过滤的目的。随着吸烟与健康矛盾的日益突出，世界各国对烟用滤嘴材料和滤嘴结构的开发越来越重视，使用功能嘴棒(在结构和材料上都不同于普通醋纤嘴棒)将是今后烟草行业减害降焦的趋势。其中国际上应用较多的功能嘴棒是活性炭嘴棒。一般处理添加途径是：挑选处理(保证挑选材料的质量)、粉碎(将材料磨制成细小颗粒)、筛分(挑选符合要求的材料)。

活性炭作为卷烟嘴棒的添加剂，在中式卷烟中的应用主要存在两个问题，一是活性炭在对烟气气相组分有效过滤的同时，给烟气带来的“碳”味，使吸烟者产生不舒服的感觉；其次，活性炭在嘴棒加工制作过程中容易造成环境污染，有时会污染工作环境和其他辅料。

随着材料科学的进展，国内外在烟用滤嘴材料方面做了大量开发工作，包括各种有机和无机材料。但这些材料由于自身原因，要么和烟气不协调，要么可能带来新的安全性问题，还有就是成本问题。

采用天然植物材料低聚糖，经过一定的工艺处理后用在烟用滤嘴中，可以较好地应用在滤嘴中充当吸附材料。首先由于其来自天然植物，且工艺处理不会改变其安全性；其次，改性活性炭等吸附材料颗粒在滤嘴成型加工过程中，不会污染工作环境和其他辅料。

发明内容

本发明的目的在针对目前卷烟嘴棒添加剂的缺陷和新材料的空缺，运用植物材料作为卷烟嘴棒添加剂，添加到卷烟嘴棒中，解决卷烟嘴棒添加剂的通用性和空缺。本发明利用从不同植物材料中提取或制取的低聚糖，通过工艺处理后搭载在合适的载体中制备成改性吸附材料颗粒，添加在复合滤嘴中，起到改善卷烟抽吸品质，清除有害成分的目的。

本发明的含有改性吸附材料颗粒的复合滤嘴，其特征在于所述改性吸附材料颗粒是活性炭颗粒、沸石颗粒、烟梗颗粒、炭纤维等，最好是活性炭颗粒。本发明的改性吸附材料颗粒的制备，其特征在于将低聚糖，包括水苏糖、甘露寡糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等，通过一定工序施加到吸附材料上。所述的改性吸附材料颗粒制备方法，其特征是将低聚糖溶解在水中，将吸附材料浸泡其中2-4小时，并充分搅拌；过滤后在40-60℃下真空干燥24-48小时。所述的具有吸附功能的改性吸附材料颗粒在复合滤嘴中的应用，其特征在于所述改性吸附材料颗粒，其添加到复合滤嘴中的量为10-30mg/支，二元复合滤嘴为10—15mg/支，三元复合滤嘴为20—30mg/支。

本发明技术方案是：利用烟草工业常用的吸附材料，如活性炭颗粒、沸石颗粒、烟梗颗粒、炭纤维等中一种，如活性炭颗粒，选用粒径在40-60目之间的颗粒；然后选用天然提取或制取的低聚糖，包括水苏糖、甘露寡糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等中一种或几种，将低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，然后将选择好的吸附材料浸泡其中2-4小时，其间采用机械搅拌充分搅拌(不宜过快)；过滤后，将固体材质在40-60℃下真空干燥(真空度控制在10mm)24-48小时。用40～60目筛子筛分处理，使其达到要求大小的细小颗粒，以便使其添加到卷烟嘴棒中。对达到要求大小的细小颗粒进行密封包装，以备后用。改性吸附材料颗粒在复合滤嘴中的应用于普通活性炭使用相同，主要是其添加到复合滤嘴中的量为10-30mg/支，二元复合滤嘴为10—15mg/支，三元复合滤嘴为20—30mg/支。

本发明所选用的天然植物材料主要是活性炭吸附材料和低聚糖，但是不限于说明书中列举的活性炭颗粒、沸石颗粒、烟梗颗粒、炭纤维等，最好是活性炭颗粒。所述的改性吸附材料颗粒的制备，其特征在于将低聚糖，包括水苏糖、甘露寡糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖等。

本发明的有益效果：本发明添加剂所采用的植物材料低聚糖为绿色产品，在自然界中分布较广，易于提取或制备，且成本较低，质量稳定。改性吸附材料颗粒作为卷烟添加剂加工过程较为简单，加工过程不会造成环境污染。对人体不会造成伤害。经过处理后的改性吸附材料颗粒没有明显的味道和较深的原色。添加到卷烟嘴棒中不会影响卷烟质量。改性吸附材料颗粒作为卷烟添加剂适用面广，可以在各种产品中使用，大大提高可用性和节约烟支的加工成本。添加到卷烟滤嘴中后起到改善卷烟抽吸品质，清除有害成分的目的。

具体实施方式

下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

实施例1：选用粒径在40-60目之间的活性炭颗粒；然后选用天然提取或制取的低聚糖，本例使用低聚果糖。按活性炭干重的1％(重量百分比)称取低聚果糖，将称好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量为活性炭体积的1.5倍。然后将选择好的活性炭颗粒浸泡其中4小时，其间采用机械搅拌充分搅拌(2,000rmp)；然后过滤，将固体材质转移到真空干燥箱中，在40℃下真空干燥(真空度控制在10mm Hg)48小时。用40～60目筛子重新筛分处理，使其达到要求大小的细小颗粒，以便使其添加到卷烟嘴棒中。对达到要求大小的细小颗粒进行密封包装，以备后用。改性吸附材料颗粒在复合滤嘴中的应用于普通活性炭使用相同，主要是其添加到复合滤嘴中的量为10-30mg/支，二元复合滤嘴为15mg/支，三元复合滤嘴为30mg/支。

采用某云产卷烟叶组卷制卷烟，卷烟样品的烟气分析数据和感官分析数据见表1和表2，以下同。

实施例2：选用粒径在40-60目之间的活性炭颗粒；然后选用天然提取或制取的低聚糖，本例使用甘露寡糖。按活性炭干重的2％(重量百分比)称取甘露寡糖，将称好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量为活性炭体积的1.5倍。然后将选择好的活性炭颗粒浸泡其中6小时，其间采用机械搅拌充分搅拌(2,000rmp)；然后过滤，将固体材质转移到真空干燥箱中，在60℃下真空干燥(真空度控制在10mmHg)48小时。用40～60目筛子重新筛分处理，使其达到要求大小的细小颗粒，以便使其添加到卷烟嘴棒中。对达到要求大小的细小颗粒进行密封包装，以备后用。改性吸附材料颗粒在复合滤嘴中的应用于普通活性炭使用相同，主要是其添加到复合滤嘴中的量为10-30mg/支，二元复合滤嘴为20mg/支，三元复合滤嘴为25mg/支。

实施例3：选用粒径在40-60目之间的膨胀颗粒烟梗；然后选用天然提取或制取的低聚糖，本例使用大豆低聚糖。按膨胀颗粒烟梗干重的0.5％(重量百分比)称取低聚果糖，将称好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量为膨胀颗粒烟梗体积的二分之一。然后将配好的水溶液均匀喷洒到选择好的膨胀颗粒烟梗上，将固体材质转移到真空干燥箱中，在60℃下真空干燥(真空度控制在10mm Hg)72小时。用40～60目筛子重新筛分处理，使其达到要求大小的细小颗粒，以便使其添加到卷烟嘴棒中。对达到要求大小的细小颗粒进行密封包装，以备后用。改性吸附材料颗粒在复合滤嘴中的应用于普通活性炭使用相同，主要是其添加到复合滤嘴中的量为10-30mg/支，二元复合滤嘴为15mg/支，三元复合滤嘴为30mg/支。

实施例4：选用粒径在40-60目之间的膨胀颗粒烟梗；然后选用天然提取或制取的低聚糖，本例使用低聚壳聚糖。按活性炭干重的0.5％(重量百分比)称取低聚果糖，将称好的低聚糖充分溶解在水中形成水溶液，水量为膨胀颗粒烟梗体积的二分之一。然后将配好的水溶液均匀喷洒到选择好的膨胀颗粒烟梗上，将固体材质转移到真空干燥箱中，在60℃下真空干燥(真空度控制在10mmHg)72小时。用40～60目筛子重新筛分处理，使其达到要求大小的细小颗粒，以便使其添加到卷烟嘴棒中。对达到要求大小的细小颗粒进行密封包装，以备后用。改性吸附材料颗粒在复合滤嘴中的应用于普通活性炭使用相同，主要是其添加到复合滤嘴中的量为10-30mg/支，二元复合滤嘴为15mg/支，三元复合滤嘴为30mg/支。

表1 部分卷烟样品的烟气分析结果

 

编号	样品描述	烟支重量g/支	总粒相物mg/支	烟气焦油量mg/支	烟气烟碱量mg/支	烟气水分mg/支
							F1	活性炭，二元复合	0.901	15.32	13.21	1.1	1.01
F2	活性炭，三元复合	0.921	14.31	12.32	1.1	0.89
							S1	活性炭，三元复合	0.900	15.46	13.33	1.1	1.03
S2	颗粒梗，二元复合	0.910	14.37	12.56	1.0	0.81
							G1	活性炭，三元复合	0.911	15.16	12.66	1.2	1.30
G2	颗粒梗，二元复合	0.892	15.03	12.87	1.1	1.06
							M1	活性炭，三元复合	0.941	15.29	13.11	1.1	1.08
M2	颗粒梗，二元复合	0.925	16.12	13.52	1.1	1.50
							CONT	对照，普通醋纤滤嘴	0.900	17.58	14.68	1.4	1.50

表2 部分卷烟样品感官评吸结果(GB 5606.4-2005)

 

编号	光泽	香气	协调性	杂气	刺激性	余味	总分
								F1	5	28.5	5.0	10.5	17.5	22.0	88.5
F2	5	29.0	5.0	10.5	17.5	22.0	89.0
								S1	5	29.0	5.0	10.5	17.5	22.0	89.0
S2	5	28.0	5.0	11.0	18.0	22.5	89.5
								G1	5	28.5	5.0	10.5	17.5	22.0	88.5
G2	5	29.0	5.0	11.0	18.0	22.5	90.5
								M1	5	29.0	5.0	10.5	17.5	22.0	89.0
M2	5	28.5	5.0	11.0	18.0	22.5	90.0
								CONT	5	28.0	5.0	11.0	17.0	22.0	88.0

(注：参加评吸人员为9人)

Claims (10)

1、一种改性吸附材料颗粒，其特征是含有吸附材料和低聚糖。

2、根据权利要求1所述的改性吸附材料颗粒，其特征是所述的改性吸附材料为活性炭颗粒、沸石颗粒、烟梗颗粒或炭纤维等，所述的低聚糖是天然提取或制取的水苏糖、甘露寡糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖或低聚壳聚糖。

3、根据权利要求1所述的改性吸附材料颗粒，其特征在于所述的低聚糖是低聚果糖、甘露寡糖、大豆低聚糖或低聚壳聚糖。

4、根据权利要求1所述的改性吸附材料颗粒，其特征在于所述的吸附材料为活性炭颗粒。

5、根据权利要求2所述的改性吸附材料颗粒，其特征在于所述的活性炭颗粒粒径在40-60目之间。

6、一种改性吸附材料颗粒的制备方法，将低聚糖溶解在水中形成水溶液，将吸附材料浸泡其中2-4小时，并充分搅拌；过滤后在40-60℃下真空干燥24-48小时，用40～60目筛子筛分处理。

7、根据权利要求6所述的改性吸附材料颗粒的制备方法，其特征在于所述的真空度为9～10mm，所述的充分搅拌是指机械搅拌。

8、如权利要求1所述的改性吸附材料颗粒，其特征在于应用于烟草中。

9、一种卷烟复合滤嘴，其特征是在卷烟滤嘴中，包裹/含有改性吸附材料颗粒，所述的改性吸附材料颗粒中含有低聚糖，复合滤嘴中改性吸附材料颗粒的含量为10-30mg/支。

10、根据权利要求9所述的卷烟复合滤嘴，其特征是在卷烟滤嘴中改性吸附材料颗粒的含量：二元复合滤嘴为10—15mg/支，三元复合滤嘴为20—30mg/支。